Читать онлайн «Культивирование микроорганизмов : учебно-методическое пособие»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕГ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА, ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Е. В. ЕВДОКИМОВ, С. Ю. СЕМЕНОВ КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ Учебно-методическое пособие Томск 2005  УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА С т р у к т у р а курса; лекции - 24 часА, семинары - 20 часов. Ц е л ь курса: Обучение студентов кинетике и стехиометрии раз­ множения клеток, теоретическим основам культивирования кле­ ток в лабораторных и промышленных масштабах с достижением профессионального уровня знаний по составлению кинетических и балансовых уравнений и их решению, составлению сред культиви­ рования, планированию экспериментов, обработки и интерпретации их результатов. С од ерж ан и е курса: Лабораторные методы культивирования микроорганизмов. Пи­ тательные среды. Оборудование. Методы стерилизации. Инокуля­ ция и рост. Методы определения концентрации клеток. Деление клеток в нелимитированных условиях. Описание кине- гики деления клеток показательным уравнением с основанием два. Время удвоения. Каноническое дифференциальное уравнение раз­ множения клеток в нелимитированных условиях. Удельная ско­ рость роста. Понятие о периодической культуре клеток. Лаг-фаза, фаза экспоненциального роста, стационарная фаза, фаза деструк­ ции. Постановка эксперимента по измерению удельной скоросги роста клеток. Лимитирование роста, принцип Либиха в аспекте клеточ1Юго роста. Зависимость удельной скорости роста клеток от концентра­ ции лимитирующего субстрата, уравнение Моно. Какие характери­ стики клеток отражают параметры уравнения Моно. Постановка экспериментов по измерению параметров уравнения Моно. Траты субстрата на клеточный рост. Экономический коэффици­ ент. Траты на поддержание и ростовой экономический коэффи­ циент. Корректировка уравнения экспоненциального роста: удель­ ная скорость роста как функция концентрации клеток. Ингибирование роста клеток. Уравнение Иерусалимского. Инги­ бирование субстратом. Зависимость роста клеток от температуры, pH и т. п. Непрерывное (проточное) культивирование клеток. Хемостат как система с постоянным протоком. Система уравнений Моно для хемостата. Анализ стационарного состояния хемостата. Явление аутостабилизации концентрации субстрата. Зависимость стационар­ ной концентрации клеток от величины протока. Постановка экспе­ риментов по определению экономического коэффициента, трат на поддержание, кинетических параметров роста клеток. Турбидостат как система с управляемым протоком, обеспечи­ вающая нелиметированные условия роста. Генетическая гетеро­ генность популяции микроорганизмов, наблюдаемая в экспе­ риментальных условиях. Система уравнений Эйгена, их решение, автоселекция клеток в турбидостате. Кинетический критерий отбора при автоселекции в нелимитированных условиях. Вывод основной теоремы естественного отбора Фишера. Стехиометрия клеточного роста. Понятие биомоля, примеры биомолей для различных микроорганизмов.