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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
BIOTECNOLOGÍA
Laboratorio de Bioconversiones
5BV
“Problemario”
Profesores:
Dra. Oliver Salvador Del Carmen
Dr. Fernández Linares Luis Carlos
Estudiante:
Guerra Pacheco Arandi
Fecha de entrega:
02 de diciembre de 2020
- Si disuelve 10 g de azúcar (C12H22O11) en 250 g de agua ¿cuál es la fracción molar, molalidad y porcentaje en peso del azúcar? PM de la sacarosa = 342.3 g/mol; PM del Agua= 18 g/mol —Fracción molar— nsac= 10 g 342.3 g /mol =0.029 mol nH 2 O= 250 g 18 g/mol
X (^) sac= 0.029 mol 0.101 mol
=0.289 XH 2 O=
0.072 mol 0.101 mol
—Molalidad— M (^) sac = 0.029 mol 0.25 kg =0.117mol /kg — Porcentaje en peso del azúcar— % Pes osac = 10 g 260 g
× 100 =3.846 %
- El agua de mar tiene una concentración de iones sodio de 1.08x104 ppm (mg/L). Si el sodio se disuelve como cloruro de sodio ¿cuántos gramos de NaCl están disueltos en cada litro de agua?
m gNaCl=(
1.08 x 1 0 4 mg
L )
× 1 L=1.08 x 10 4 mg
- Una solución contiene 32.0 % (P/P) de fructuosa, C6H12O6, en agua y su densidad es de 1.14 g/mL a 20° C. ¿Cuál es la molalidad de la fructuosa en esta solución? PM de la Frc= 180.16 g/mol M = 10 ×32.0 ×1.14 g /ml 180.16 g/mol =2.02 5 mol /mL
- ¿Cuál es la fracción molar del ácido fluorhídrico concentrado en la solución comercial que se emplea para escarchar vidrio? La solución contiene un 55% de HF en masa. X (^) HF =
55 (^18 )^ +( 100 − 55 )(20.01)
- Calcule la molaridad de las soluciones que contienen: a. 17.5 g de K2SO4 en 300 mL de solución b. 143 g de Al2(SO4)3 en 750 mL de solución
b) Si se mezclan 200 mL de solución con 600 mL de otra solución similar (H3PO4) 0.5 M ¿Cuál será la nueva molaridad de la solución? M = 6.122 mol 0.8 L =7.652 mol/ L c) ¿Cuál es la Normalidad de la segunda solución (inciso b)? N= 32.66 g/eq 0.8 L =40.82 eq / L
- ¿Cuántas moles y cuantos gramos de NaOH (PM = 40 g/mol) hay en 50 mL de una sol. de NaOH 0.30 M? n=
0.3 M ×0.05 L
1 L
=0.015 M
m=0.015 mol × 40 g mol =0.6 g
- ¿Cuál es la concentración de Na+ en una solución de Na2SO4 0.50 M? N a +¿= 0.5 2 M =0.25 M ¿
- ¿Cuántos moles de ion Cloro hay en 100 mL de AlCl3 0.50 M? n=
0.5× 0.1 L
1 L( 3 )
=0.016 M
- ¿Cómo se prepara un litro de sacarosa al 2.5% en buffer de acetatos 0.1 M pH 5? Explicar cómo se prepara las soluciones de acetato de sodio CH3COONa y ácido acético CH3COOH; (este último con una densidad de 1.05 g/mL y Pureza 95%), el buffer y finalmente la solución de sacarosa. En un litro de solución se agregan 2.5 g de sacarosa que se tienen que disolver, en cuanto a preparar la solución de aceto de sodio se necesitan preparar 200 mL de la solución de acetato de sodio en un vaso de precipitados de 500 mL y un agitador magnético, poner a agitar e introducir un electrodo de pH; posteriormente, adicionar lentamente la solución de ácido acético hasta alcanzar el pH de 5.
- Determinar el No de células de una muestra, la cual fue diluida 1/1000 y se contaron 5 cuadros (5 de 25), por cuadro: 45, 54, 32, 59 y 48 células en una cámara de Neubauer. ¿ Cel=
47.6 × 25 × 1000
=1.19 x 10 10
- Determinar el No de células de una muestra, la cual fue diluida 10-5 y se contaron 5 cuadros (5 de 25), por cuadro: 22, 34, 22, 29 y 28 células en una cámara de Neubauer. ¿ Cel=
27 × 25 × 1 0
5
=6.75 x 1 0 11
- Un extracto bacteriano contiene 24 mg de proteínas por mililitro. 20 μL de L de este extracto en un volumen estándar de incubación de 0.1 mL catalizan la producción de 1.6 μL de moles de producto en un minuto. Calcular: a) La actividad del extracto. b) La actividad específica del enzima en el extracto. c) La actividad total del enzima en 200 mL de extracto. a) 0.16 μmolesmoles /minmL b) 0.02( 24 )
=4.8 μmolesmoles / mgprotmin c) 200 ml(1.6) 0.002 ml = 16000 μmolesmoles/min
- Un extracto libre de células de Escherichia coli contiene 24 mg de proteína por mililitro. 20 μL de L de este extracto en un volumen estándar de incubación de 0.1 mL catalizó la incorporación de glucosa-14C a partir de glucosa-1- fosfato-14C hacia glucógeno a una velocidad de 1.6 ηmol/min. Calcular la mol/min. Calcular la velocidad de la reacción en términos de: a. μmoles min- b. μmoles L-1 min- c. μmoles min-1 mg de proteína- a) 1.6 ηmolesmoles/min 1000 μmolesmoles =0.0016 μmoles /min b) 0.0016 μmoles /min 0.0001 L = 16 μmoles /L ∙ min
1.92 x 10 − 13 mol L min 1 x 10 − 5 mg de proteína =1.92 x 10 − 8 mol L min mg de proteína c) PM de la enzima = 29600 g mol Moles de la enzima = 0.001 g 29600 g mol = 3. 378 x 10 − 8 moles de enzima Kcat = 1.92 x 10 − 8 moles de S
- 378 x 10 − 8 moles de enzima
moles de S moles de enzima min Kcat =
min 60 min s =9.472 x 10 − 3 moles de S moles de enzima Seg.
- Se tiene un extracto de invertasa de Sacaromyces cerevisiae (55 kD) (55000) con una concentración de 5 mg/mL, se determina la actividad enzimática haciendo reaccionar 50 μl de la suspensión enzimática en 950 μl de una solución de sacarosa de 30 g/L de buffer acetato pH 5 a 24 °C durante tres minutos. Posteriormente se determinó el producto por DNS dando las siguientes lecturas por triplicado 0.826, 0.795 y 0.811. Se determinó la proteína del extracto (considerado como enzima) por el método de Bradford, dando las siguientes lecturas: 0.753, 0.759, 0.748, a partir de una dilución del extracto de 1:30. Determinar 1. La concentración real de proteína de la invertasa 2. La pureza del extracto 3. La actividad enzimática como a. g de producto generado/L min b. g de sustrato transformado /L min c. g de sustrato transformado /L min mg de proteína d. U como cantidad de proteína necesaria para transformar 1 μmol/min. e. Número de recambio. Posteriormente se determinaron las velocidades iniciales del extracto, con el mismo experimento pero variando la concentración de sustrato dando los siguientes datos:
f. Calcular Vmáx y Km de la enzima libre gráficamente y por un método de linealización y comparar. Posteriormente se realizó la inmovilización de la enzima en alginato de sodio, realizando el siguiente procedimiento: del extracto original pero con una concentración de 20 mg/ml (con la pureza determinada anteriormente) se mezclaron 5 mL con 15 mL de alginato al 2.5%, posteriormente se formaron gotas sobre 100 mL de cloruro de calcio al 2%. Se formaron 80 esferas por mL de mezcla enzima-alginato. Posteriormente se determinó la proteína en el cloruro de calcio por Bradford, tomado por triplicado, 250 μL, la lectura promedio obtenida fue de 0.346. Posteriormente se determinó la actividad enzimática colocando 4 esferas en 950 μL de sacarosa 87.7 mM pH 5 durante 5 minutos. Se determinó el producto por DNS dando las siguientes lecturas por triplicado 0.726, 0.765 y 0.820. i. Determinar la eficiencia de inmovilización j. Cuanta proteína hay por esfera k. Cuál es el número de recambio l. Cuanta actividad se perdió respecto a la libre en términos de número de recambio m. Determinar Km y Vmax de la enzima inmovilizada. DNS Y = 0.534X – 0.061 (curva 0 a 2 g/L de una mezcla equimolar de glucosa y fructosa) Antrona Y = 0.005X + 0.042 (Curva 0 – 100 mg/L) Bradford Y = 0.0037X + 0.1988 (Curva 0- 200 μg/mL)
- La concentración real de proteína de la invertasa De la ecuación de la curva de Bradford tenemos la ecuación Y = 0.0037X + 0. x= y−0. 0. =x =
μmolesg mL ( 30 )
μmolesg mL 1000 mg x=4.496 mg/mL
- La pureza %= 4.496 mg/mL( 100 ) 5 mg/mL
- Se tiene un biorreactor de 70 L, con un volumen de operación del 75% con medio de cultivo con 30 g/L de sacarosa. Se inoculó con 9500 mg de levadura (peso húmedo), y se operó durante 48 h a 35 ◦C, pH 5. Al final de
