Введение. Институт математики, физики и информатики

Институт математики, физики и информатики

ОТЧЕТ

О прохождении производственной практики

Исследование динамики роста микроорганизмов

место прохождения практики: Кафедра теоретической и экспериментальной физики ИМФИ ТГУ им. Г.Р. Державина

период прохождения практики: с «» декабря 2012 г. по «» декабря 2012 г.

Студент: 52 группы Чуфистова Елена Алексеевна

Руководитель: к. ф.-м. н., доцент Желтов М.А.

Тамбов – 2012

Содержание

Введение

Одно из первичных и основных свойств мельчайших живых клеток - рост и размножение микроорганизмов. В силу этого кинетика и стехиометрия роста микроорганизмов составляет основу количественного анализа микробиологических процессов. Микробиологические процессы составляют суть, с одной стороны, многих промышленных технологий синтеза биомассы, биологически активных веществ, а с другой, стадии деструкции в природном круговороте веществ.

При наблюдении за процессами роста микроорганизмов и трансформации вещества в природных системах соблюсти условия воспроизведения параметров внешней среды трудно. Ограниченность наших знаний позволяет с большим основанием сказать, что теория роста популяций микроорганизмов, построенная на базе данных управляемого биосинтеза микроорганизмов и для решения прикладных задач, оказывается недостаточно глубоко проработанной, чтобы с таким же успехом решать экологические задачи [93]. При строгом рассмотрении экспериментальных данных не только природные, но и процессы в управляемых или контролируемых условиях существенно отличаются от прогноза, который дает его математическая модель (количественное описание). В связи с этим следует обратить внимание на сложный характер процесса размножения микроорганизмов [18, 91].

Один из реальных путей построения адекватного представления об этом явлении заключается в изучении областей существования микробных популяций с особыми типами роста популяций микроорганизмов. Модель роста популяции (математическая и физическая) должна быть поддержана детальным рассмотрением значимых, в смысле регуляторных свойств, физиолого-биохимических характеристик биологического объекта и отнесением его к определенному типу процессов роста микроорганизмов.

Целью данной работы является описание особенностей кинетики роста микроорганизмов, как динамических систем и на основе качественной теории роста микробных популяций, и экспериментальное обоснование теоретических выводов разработками биотехнологий. Для выделения областей особого поведения популяций микроорганизмов в работе проводится классификация характеристик их роста. Затем популяция с определенным типом роста рассматривается как динамическая система взаимодействующих организмов и среды (субстрата, продуктов его превращения или метаболитов и других переменных). Детализация на биохимическом и генетическом уровнях описания резко увеличивает сложность (размерность) анализируемой системы, что позволяет делать почти любые выводы. Поэтому для объяснения расхождения наблюдаемых и прогнозируемых результатов усложнение моделей проводится последовательно, рассматриваются различные биофизические механизмы регуляции плотности популяции микроорганизмов, независимо от формы записи функции размножения. Типизация и усложнение моделей роста микроорганизмов (в рамках универсальной модели Моно) и сопоставление их с найденными в соответствующей области примерами нетипичного поведения составляют методологическую основу исследования особенностей кинетики роста микробных популяций в настоящей работе.