загрузка...

Понятие об абсолютной и относительной скорости роста

Прирост биомассы зависит от двух величин: от изменения размеров отдельных бактериальных клеток и от увеличения числа клеток. Эти величины не всегда взаимосвязаны, и поэтому прирост биомассы, измеряемый разными способами, может дать разные результаты. Так, в период увеличения размеров клеток перед началом деления биомасса увеличивается, и это увеличение регистрируется нефелометром. Если при этом одновременно вести подсчет клеток в культуре под микроскопом, то увеличения количества клеток не обнаруживается. Таким образом, первый анализ покажет прирост, а второй—нет. Для того чтобы избежать подобных ошибок, рекомендуется прирост биомассы определять весовым методом, который дает наилучшие результаты при определении суммарного прироста. В тех же случаях, когда требуется определить прирост активной части биомассы, этот метод непригоден. Дело в том, что многие виды бактерий образуют мощную капсулу, состоящую из полисахаридов. Такая капсула входит в суммарную биомассу бактерий, но не принимает участия в обмене. В этом случае прирост лучше определять по изменению содержания азота в биомассе.

Из сказанного ясно, что методика определения прироста играет очень существенную роль, и поэтому в экспериментальной работе необходимо указывать, каким образом определен прирост.

Скорость роста характеризуется приростом биомассы за единицу времени. Это так называемая абсолютная, общая, или валовая, скорость роста. Она обозначается буквой ?. Кроме общей скорости роста, существует понятие относительной, или удельной, скорости роста, обозначаемой через ?. Относительная скорость называется так потому, что относится к единице исходной биомассы.

Как следует из определения,

Рисунок

Рисунок

где dm—прирост биомассы за время dt. Следовательно,

Рисунок

Рисунок

Обозначая через m0 начальную биомассу, а через t0—начальный отсчет времени и решая вышеприведенное уравнение относительно ?, получаем:

Рисунок

Рисунок

В зависимости от того, как меняется относительная скорость роста, изменяется и прирост биомассы.

На рис. 28 показаны различные варианты изменения скорости роста. Рис. 28, А соответствует варианту, в котором образующиеся клетки удаляются из системы, и биомасса остается постоянной: m1=m0. Рис. 28, Б показывает прирост биомассы при постоянной абсолютной скорости роста. Относительная скорость роста при этом уменьшается:

Рисунок

Рисунок

Наконец, рис.

28, В соответствует варианту, в котором удельная скорость роста остается постоянной, а абсолютная увеличивается. При этом

Рисунок

Рисунок

В идеальном случае, когда ничто не препятствует размножению микроорганизмов, рост микробной культуры идет с постоянной удельной скоростью. В этом случае через определенный промежуток времени из каждой клетки образуется 2 других, через 2 промежутка времени уже 2 клетки снова разделятся, и вся биомасса увеличится дважды в 2 раза.

Рисунок

Рисунок

Если через N0 обозначить начальное количество клеток, то:

Рисунок

Рисунок

где n — число делений (генераций) клеток.

Решая это уравнение относительно п, получаем:

Рисунок

Рисунок

При этом скорость роста культуры может быть охарактеризована числом поколений за единицу времени

Рисунок

Рисунок

Подставляя значение n получаем:

Рисунок

Рисунок

В однородной культуре микроорганизмов величина биомассы определяется числом клеток и потому выражение

Рисунок

Рисунок

может быть заменено выражением

Рисунок

Рисунок

Тогда из выражения

Рисунок

Рисунок

получаем:

Рисунок

Рисунок

В действительности промежутки времени между делениями клеток весьма непостоянны, и потому практически пользуются понятием средней продолжительности жизни поколения клеток—так называемой продолжительности генерации. Если за время t1-t0 сменилось n поколений, то средняя продолжительность генерации g будет равна

Рисунок

Рисунок

или

Рисунок

Рисунок

Сопоставляя уравнения удельной скорости роста и продолжительности генерации, получаем:

Рисунок

Рисунок

Таким образом, удельная скорость роста и продолжительность генерации связаны обратной зависимостью.

<< | >>
Источник: Голубовская Э.К.. Биологические основы очистки воды. Учебное пособие. — М.: Высшая школа. — 268 с.. 1978

Еще по теме Понятие об абсолютной и относительной скорости роста:

  1. Скорость роста и физиологическая активность
  2. Внутренняя скорость естественного роста
  3. Влияние лимитирующих факторов на скорость роста
  4. Абсолютность и конвенциональность скорости света
  5. ВВЕДЕНИЕ ДВЕ ИСТИНЫ: АБСОЛЮТНАЯ И ОТНОСИТЕЛЬНА
  6. [Диалектика абсолютной и относительной истины]
  7. Васубандху, Ринпоче М., Ринпоче Д., Конгтрул Д. Абсолютное и относительное в буддизме, 2012
  8. 32.1. ПОНЯТИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РОСТА
  9. 1 Понятие абсолютно необходимого существования вообще
  10. Глава II. ПОНЯТИЕ ФИЛОСОФИИ КАК АБСОЛЮТНОГО ИСТОРИЦИЗМА
  11. 3. Выводы относительно понятия истории философии
  12. Принцип относительности и расширенная специальная теория относительности
  13. Принцип относительности в специальной теории относительности
  14. Принцип относительности в общей теории относительности
  15. Скорость движения
  16. Основные представления о скоростях
  17. Скорость химических реакций
  18. СКОРОСТЬ ЗВУКА — НЕ ПРЕДЕЛ
  19. 7.1. ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНАЯ И ЛОГИСТИЧЕСКАЯ КРИВЫЕ РОСТА