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目录1

第1章 化学反应动力学1

1.1 反应级数和反应分子数1

1.2 反应机理和基元反应4

1.3 基元反应的活化能6

1.3.1 速率常数和Arrhenius活化能6

1.3.2 势能面和过渡态7

1.3.3 微观可逆性原理和活化能的估算8

1.4 速率表达式的积分形式10

1.4.1 单组分反应10

1.4.2 二组分反应12

1.4.3 三组分反应14

1.5 确定反应级数和速率常数14

1.5.1 利用积分速率方程表达式14

1.5.2 数值微分法15

1.5.3 隔离法18

1.5.4 无量纲参数法19

1.6 复杂化学反应30

1.6.1 平行反应31

1.6.2 连串反应（序列反应）36

1.6.3 竞争、连串2级反应38

1.6.4 可逆反应41

1.6.5 一般的1级连串反应和平行反应47

1.6.6 稳态连续流动体系中的连串反应51

1.6.7 复杂反应的近似处理方法52

1.7 反应机理的推测56

参考文献66

第2章 酶催化反应动力学67

2.1 单底物酶催化反应动力学67

2.1.1 Michaelis-Menten方程67

2.1.2 直线作图68

2.1 3 可逆反应71

2.1.4 积分速度方程73

2.1.5 多个酶-底物复合物的反应76

2.1.6 不可逆线链序列酶反应78

2.1.7 可逆线链序列酶反应80

2.2 酶的抑制和激活82

2.2.1 可逆抑制作用83

2.2.2 不可逆抑制作用92

2.3 复杂酶反应速度方程的推导方法93

2.3.1 King-Altman图形法94

2.3.2 快速平衡近似法97

2.4 pH和温度对酶反应的影响100

2.4.1 pH对酶反应的影响100

2.4.2 温度对酶反应的影响107

2.5.2 强制有序（ordered Bi Bi）机理109

2.5.1 多底物酶反应的动力学机理分类109

2.5 多底物酶反应动力学109

2.5 3 Theorell-Chance机理112

2.5.4 随机有序（random Bi Bi）机理113

2.5.5 乒乓（ping pong Bi Bi）机理114

2.5.6 多底物酶反应的抑制作用116

2.5.7 同位素交换技术研究多底物酶催化反应的机理120

2.6 S型动力学和别构酶122

2.6.1 别构酶的基本概念123

2.6.2 MWC模型125

2.6.3 KNF模型130

2.6.4 协同效应132

2.6.5 酪氨酸酶催化单酚羟基化反应135

2.6.6 水解和酰基转移共存反应139

参考文献143

第3章 微生物生长和产物形成的非结构模型144

3.1.1 基于Monod方程的非结构模型149

3.1 微生物生长和底物消耗的基本模型149

3.1.2 其他形式的动力学方程158

3.1.3 多底物动力学164

3.1.4 存在底物或产物抑制时的生长动力学169

3.2 微生物培养形成产物的非结构模型172

3.2.1 青霉素发酵生产的动力学模型174

3.2.2 构建产物形成的非结构模型的策略176

3.3 工业化生物反应器的自动控制设计思路177

3.3.1 厌氧消化178

3.3.2 活性污泥过程185

3.3.3 生物过程的监测189

参考文献195

第4章 微生物生长和产物形成的结构模型196

4.1 区室模型的概念和数学描述196

4.1.1 区室模型的几个基本概念196

4.1.2 区室体系的分类198

4.2 线性区室体系的建模200

4.2.1 区室体系建模的基本原则200

4.2.2 构建区室体系模型的一般步骤200

4.2.3 线性区室体系的可辨识性202

4.2.4 线性区室模型的Laplace变换数学处理203

4.2.5 常用输入方式的数学表示和Laplace变换204

4.2.6 实验曲线计算机拟合参数初值的粗略估算205

4.3 线性区室模型建模实例206

4.3.1 模型的可辨识性208

4.3.2 模型的求解211

4.3.3 模型参数的计算212

4.4 无限制n区室体系结构与解函数形式的关系214

4.5 微生物生长的William细胞二区室模型216

4.6 重组微生物的发酵设计中的四区室模型219

4.7 Dean和Hinshelwood方法223

4.8 产黄青霉菌的生长模型226

4.8.1 菌丝小球生长的非结构模型228

4.8.2 菌丝分化和青霉素生产的结构模型231

参考文献238

第5章 环境污染物的生物降解模型239

5.1 单种有机污染物的特性和微生物降解的非结构动力学模型240

5.2 单种有机污染物的微生物降解模型244

5.3 有机污染物降解的共代谢反应模型248

5.3.1 不存在生长底物和能量底物的共代谢反应248

5.3.2 存在生长底物和能量底物的共代谢反应249

5.3.3 共代谢反应的整体模型（模型4）251

5.3.4 参数的测定和计量253

5.4 无机氮化合物的微生物好氧氧化255

参考文献260

6.1 微分方程定性理论介绍262

6.1.1 基本概念262

第6章 微生物培养中的自振荡动力学262

6.1.2 Brusselator模型267

6.2 微生物培养自主振荡动力学273

6.2.1 细胞循环模型275

6.2.2 微生物培养自主振荡的微分方程及其稳态解276

6.2.3 微生物培养自主振荡反应中酶的作用279

参考文献280

第7章 混合种群动力学281

7.1 竞争283

7.2 捕食284

7.3 专性共生286

7.4 偏利共生287

7.5 互惠共生289

7.6 偏害共生290

参考文献290

附录一 元素守恒方程291

附录二 LaPlace变换296