第三章 酶促反应动力学

k2k3cH2bC CEOSkC EOCs左2+%3%0%/CEOCS力k+k3cHKm+Csx+^2+左2%_I+kk3cH2C shk3cH2+k3cH2品%2解之，得式中，,=exp-A/exp一RT,；.答1酶的稳定性受温度和时间的双重影响，其函数表达式为图2—11清楚地表明了温度和时间对酶稳定性的双重影响在同一温度下，不同的保温时间残存酶活力有极大差异图a中不同温度下保温lOmin后残余酶活力曲线只表明，在保温时间为lOmin时-，酶在50C以下是稳定的，而并不能得出“酶在50C以下是稳定的”这一结论因为不同的保温时间必将对酶的稳定性产生影响2一定的酶促反应都是由正向的酶促反应与酶的失活反应的复合当时间一定，随温度的升高，反应速率增大，转化率提高，但当温度高于某一值时，由于酶的热失活速率加快，当快于酶促反应速率上升的速度时，酶的总反应速率下降，最终降为零对某一反应时间，就有一与最高转化率对应的温度，该温度称为最适温度不同的反应时间,有不同的最适温度最适温度是温度对酶促反应速率和酶失活速率双重作用的结果如图2—12所示图b只表明反应时间为Wmin时，酶的最适反应温度为35Co但并不能笼统地说酶的最适反应温度为35C因为如果反应时间变化，酶的最适反应温度将发生变化

8.最适温度是温度对酶促反应速率和酶失活速率双重作用的结果，酶的失活又受温度和时间的双重影响因此不同的反应时间，有不同的最适温度当反应时间较长时，在较低的温度下即可达到短时反应较高温下所能达到的同样的失活速率，从而引起酶最适温度的降低通常连续式操作比分批式操作时间长，因此，其最适反应温度比分批实验的要低

9.解可逆酶促反应机制为k\k2E+S ESE+PQ Qk-\k-2采用稳态法推导动力学方程1I7=2金-3CE2k C C-k_C+k_CC-k C=0等=x Es xES2E P2ES解之，得3C^o=CE+CES、k k kf k_2CpGo-、k C§+k2cp k+Z_]+4令一，

（5）则，

（6）设平衡状态时底物浓度为，产物浓度为，平衡常数为有Kp—Ks7达到平衡时，，即=0

（89）10化简，得，故，11因反应为单分子反应，故C+Cp=C+Cp eq=Q+Keq留12s Seq令Cs=CS~CS,eqJs_，Cs+Cs Ai-CsKs[Ks K+KC+C^+K JK-C\P P s5s eqsKsKp.K q+1»e抬历k K K L+-K C-]册+仁+P eqS5InaxCsKm+Cs式中^maxrsKgq Kp-Ks,KKK C^+K Keqs+Pss PK=--------------------------------------------八〃

210.解酶在载体表面固定化，因此固定化酶的效率因子为外扩散效率因子-axCs6x1_Tout_Km

0.10+1=

0.5710x

10.05+1KjCs

12.答分配系数KP的定义是载体内外底物浓度之比（a）,表明载体颗粒内底物浓度高于反应液中底物浓度，因此在载体颗粒与反应液之间的固液界面处，底物浓度由反应液中的浓度逐渐增大至载体颗粒内部浓度

（2）,表明载体颗粒内底物浓度等于反应液中底物浓度，因此在载体颗粒与反应液之间的固液界面处，底物浓度等于反应液中底物浓度

（3）,表明载体颗粒内底物浓度低于反应液中底物浓度，因此在载体颗粒与反应液之间的固液界面处，底物浓度由反应液中的浓度逐渐降低至载体颗粒内部浓度

13.解

（1）对球形固定化酶颗粒内微元壳体进行物料衡算，得4r+dr2Def^Sr_47ir2Def^Sr兀21dr drJr=4r r drI A+dr I兀s整理，得d2C2dC rSrSr s2---------------------1-dr2r drDe当反应符合一级反应规律时，微元壳体内,将

（3）3式代入

（2）式中，得d2C2dC kjSr1Sr c4dr2r drDe Sr令”/八第将方程

（4）变为无因次形式d C+2dC g±2x x=c5dl2I dl°x边界条件解微分方程，得C sinh3x二6/sinh30sinh3°］k或C O--------------------------73r/sinh30式中sinhx为双曲正弦函数，其定义式为〃dCq2兀呼41De——出8rin__________I r=R=3De==成《1r93Cs RkiCsI dr晨将7式代入8式，得1「19----------------------------77i=仇tanh3^式中tanhx为双曲正切函数，其定义式为2当反应符合零级反应时，10将10式代入2式中，得dCsr dC2Sr---------------------------k—11dr2rdr~De令，将11式变为无因次形式d2cx2dCx=18”12F-+dl2l~dl边界条件:dC}成Sr42Dedr dC\Srdr1-i cod+2\2式中〃=COsT——--113/J14解酶的失活符合二步串联模型h ki「E.E E2稳态法推导动力学方程:C EO=0石+^El+C E2解之，得C=C EEOJM+记常计（「川-小不92k2\-k\t S.fi,内内2%110-初P-------------------------------------------------------------------------------------十1e c一kk\攵2一“I22-%左2—自/16解根据酶C促E反+91应°曰机+制2/2⑺=金0k\%3k4E+S.ES-ES.E+P%2《，、=°采用稳态法建立动力学方程r r=k ES”-k\CECs—kCES—kCESdtGCES，金+，C+C”dt0E0=ES ES解之，得k3k ACEOC Sk3kACEO°S左3+攵4%4%2+%3+CS舟％3+24K+Cs式中，,

17.解反应符合米氏方程，dCs给ax Csp*--------------------------1dt Km+Ccf flo边界条件积分，得2C So-C St-K mln=r tmaxCSo令，则3So X—K〃21n1—%=%然将及代入3式，可得max=~SoX~Kmlnl—%]=-x[3x5%-lnl-5%]=OAO[mmol/L-h]将代入3式，得3%—lnl—%=

0.10%当t=lOmin,/=

24.3%当，=30min,%=

65.0%当I=60min,=

95.7%。