Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)
жүктеу/скачать 1,87 Mb. Pdf көрінісі
|
| Лог-фаза – фаза наиболее активного роста клеток. Удельная ско-
рость роста является максимальной и в большинстве случаев постоян- ной. Логарифм числа клеток линейно зависит от времени. 26 lg N µ τ τ µ max 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Рис. 4.6. Рост популяции в периодической культуре: 1 – лаг-фаза (начальная); 2 – фаза ускорения роста; 3 – экспоненциальная фаза; 4 – фаза замедления роста; 5 – стационарная фаза; 6 – фаза отмирания Развитие популяции в этой фазе не лимитируется питательными веществами и не тормозится продуктами жизнедеятельности. Эта фаза не может быть длительной. Со временем популяция начинает испы- тывать недостаток в одном или нескольких элементах питания. Среда истощается, в ней накапливаются продукты обмена веществ, ингиби- рующие рост микроорганизмов. Возникает и пространственная огра- ниченность: клетки мешают друг другу, уменьшается поверхность их контакта со средой, ухудшается поступление питательных веществ в клетку и выброс продуктов метаболизма. Скорость роста снижается, наступает фаза замедления скорости роста. По мере потребления питательных веществ концентрация биомассы продолжает расти, но медленнее, удельная скорость роста популяции снижается. Популяция переходит в стационарную фазу развития, в которой скорость роста снижается до нуля. Концентрация биомассы не возрастает и к концу фазы уменьшается. Количество вновь образовавшихся клеток стано- вится равным количеству отмерших клеток. Популяция постепенно N 27 переходит в фазу ускоренного отмирания. Все фазы развития мик- робной популяции постепенно переходят одна в другую, границы их условны. Если ставится задача получения в периодическом процессе культивирования биомассы продуцента, то процесс целесообразно ве- сти до перехода культуры в фазу замедления роста. Если целевым яв- ляется продукт метаболизма, то окончание процесса определяется максимальным уровнем накопления метаболита. Каждая популяция характеризуется определенной скоростью ро- ста. Различают общую скорость роста ( τ dx v d ) и удельную ( 1 μ τ dx d x ), которая выражает прирост каждой единицы биомассы популяции в единицу времени. Любая микробная популяция при росте удваивает свою биомассу за определенный промежуток времени, который назы- вается временем генерации. Лог-фаза является наиболее удобной для математического описа- ния процесса роста популяции. Если принять, что начальная концен- трация биомассы x 0 , то через n генераций 0 2 n x x . Если n = τ : g, где τ – время роста; g – время генерации, то τ 0 2 g x x . Отсюда можно определить экспериментальным путем время генерации: 0 0,69 τ . ln ln g x x Для лог-фазы скорость роста популяции выражается зависимостью: μ τ dx x d , или в интегральной форме: μτ 0 . x x e Логарифмируя эту формулу, получаем выражение: 0 ln ln μτ, жүктеу/скачать 1,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|