Абсолютная скорость роста (qх) – это прирост биомассы в единицу времени: ,

где dt = t – t₀ , час – продолжительность культивирования:

t₀ и t – время начала и окончания культивирования,

dX = X – X₀, г/л – X и X₀ – концентрация биомассы в моменты

времени t и t₀

Данный показатель не совсем точно характеризует физиологическую активность микроорганизма.

Удельная скорость роста

– показатель, характеризующий скорость роста единицы биомассы – это увеличение концентрации единицы биомассы dХ за промежуток времени dt

= = , час^-1

После логарифмирования этого уравнения получаем

= ,

Х = Х₀e

Рост, подчиняющийся последнему выражению, называется экспоненциальным или логарифмическим ростом.

В экспоненциальной фазе скорость роста постоянна и прямо пропорциональна числу клеток в это же время.

Удельная скорость роста служит основным параметром, характеризующим скорость роста. Остальные параметры роста могут быть выражены через удельную скорость роста.

3. Количественная характеристика роста. Перечислить кинетические показатели, характеризующие рост биомассы. Удельная скорость роста, время удвоения биомассы (время генерации): определение, математическое описание. Связь времени генерации с удельной скоростью роста.

Ответ.

Для количественной характеристики роста используются такие показатели как абсолютная скорость роста, удельная скорость роста и время генерации (или время удвоения биомассы).

Удельная скорость роста

– показатель, характеризующий скорость роста единицы биомассы – это увеличение концентрации единицы биомассы dХ за промежуток времени dt

= , – абсолютная скорость роста

отсюда = , час^-1

где dt = t – t₀ , час – продолжительность культивирования:

t₀ и t – время начала и окончания культивирования,

dX = X – X₀, г/л – X и X₀ – концентрация биомассы в моменты

времени t и t₀

После логарифмирования этого уравнения получаем

= ,

Х = Х₀e

Рост, подчиняющийся последнему выражению, называется экспоненциальным или логарифмическим ростом.

В экспоненциальной фазе скорость роста постоянна и прямо пропорциональна числу клеток в это же время.

Закон постоянного экспоненциального роста выполняется, если условия окружающей среды и состав биомассы остаются постоянными. Он является универсальным для всех видов микроорганизмов. Изменения в окружающей среде чаще всего являются основной причиной, по которой не удается поддерживать постоянный экспоненциальный рост. Это неизбежно происходит в периодической культуре.

Удельная скорость роста служит основным параметром, характеризующим скорость роста. Остальные параметры роста чаще всего выражаются через удельную скорость роста.

Время генерации (g) или время удвоения биомассы

– это время, за которое количество биомассы культуры удваивается.

Каждая одиночная клетка (бактерии, дрожжи) при размножении образует 2 новые клетки. Значит, при благоприятных условиях среды обитания такие клетки будут размножаться в геометрической прогрессии, т.е. экспоненциально.

Зависимость между удельной скоростью роста и временем удвоения числа клеток или временем генерации (t_d) можно получить, подставив в уравнение

Х = Х₀e

значения Х = Х₀ и t = g

Тогда 2 Х₀ = Х₀е ^g , отсюда е = 2, а _{= ln 2}

_{Т.о. g = = , час}

Для некоторых быстрорастущих организмов время генерации составляет всего 20-30 мин, а для медленно растущих организмов оно может составлять несколько дней