Компоненты в популяциях

Культивирование бактерий представляет собой процесс увеличения концентрации некоторых или всех компонентов популяции. Обычно характеристики этого процесса устанавливаются путем измерений тех или иных его показателей. Чаще всего измеряют увеличение числа клеток или клеточной массы (биомассы). Реже рост оценивают по синтезу макромолекул, когда увеличение количества белка, рибонуклеиновых кислот, липидов или других макромолекул отражает увеличение биомассы и числа клеток (сбалансированный рост). Однако один или несколько из этих показателей могут не зависеть от других (несбалансированный рост). Например, на ранней и поздней стадиях роста периодической культуры увеличение биомассы непропорционально числу клеток. В гл. И обсуждаются основные аспекты роста бактерий, методы его измерения и допущения, необходимые при использовании каждого метода. [c.374]

Для того, чтобы получить величины остаточных концентраций растворенного и взвешенного органического вещества как результат моделирования, а не численного подбора, необходимо учитывать потоки метаболических выделений популяций разных трофических уровней. Получены многочисленные оценки потоков твердых, жидких и газообразных метаболических выделений с помощью простых балансовых соотношений при анализе данных экспериментальных наблюдений. На рис. У1-2 [58] приведена типичная диаграмма потока углерода при трансформации РОВ в присутствии бактерий и простейших микроорганизмов. Поскольку концентрации каждой из компонент, представленной на диаграмме, определяются сложным динамическим равновесием между процессами поступления и расхода вещества, такие оценки, по-видимому, следует считать весьма ориентировочными. Сравнительно надежные оценки метаболических потоков могут быть получены при численном имитационном моделировании с помощью ЭВМ динамики всех основных компонент при сопоставлении с результатами детальных экспериментальных наблюдений. [c.158]

Если представить, что биомасса по составу является неоднородной и обозначить через x (i = 1, 2,. .., л) общее количество /-ГО компонента в единице объема, то состояние популяции в момент времени t будет характеризоваться набором x, t). [c.100]

Очевидно чем больше компонентов системы, тем меньше вероятность их идентификации. При этом уменьшается информации о компонентах и увеличиваются энергетические затраты на разделения смеси Аналогичные представления можно развивать для сложных экологических систем. Вместо понятия компонент целесообразно использовать понятия особи, вида или популяции [c.20]

Кроме озона и других фотооксидантов, сильных кислот и их предшественников (ЗОз, N0 к наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся соединения тяжелых металлов, радионуклиды и многие органические вещества (в первую очередь - полиядерные и полихлорированные). Наибольшие количества этих токсикантов выбрасываются на территориях индустриально урбанизированных агломераций. Если учесть, что численность населения таких агломераций непрерывно увеличивается, то можно предвидеть дальнейшее прогрессирующее ухудшение здоровья и ныне существующей человеческой популяции, и новых поколений людей. [c.243]

Антропогенные загрязняющие вещества-токсиканты включаются в миграционные процессы и оказывают сильное негативное влияние на биотическую составляющую природной среды. Их интенсивное поступление влечет за собой исчезновение популяций организмов и даже целых видов, что обычно оказывается первым этапом глубокой перестройки и последующей необратимой деградации экосистем. При этом нарушается биосферная функция совокупности живых организмов - регулирование характеристик природной среды, обеспечивающих сохранение благоприятных для современных форм жизни условий существования. Поэтому химическое поведение в природных объектах этих загрязняющих компонентов является предметом изучения родственных дисциплин - экологической химии и химической экотоксикологии. [c.244]

Действие кумариновых анти коагулянтов носит кумулятивный характер, т.е. эффект повторных доз суммируется. На этом свойстве основано их применение для борьбы с грызунами. Варфарин служит активным компонентом крысиного яда зоокумарина. Гибель животных происходит от поражения свертывающей системы крови. Интересно, что среди крыс нашлась популяция с наследственной болезнью, характеризующейся повышенной способностью к коагуляции. Такие животные в естественных условиях рано погибают от тромбозов. Для них кумариновые яды оказались лекарством, продлевающим их жизнь. Эта популяция дала быстро увеличивающееся потомство животных, устойчивое к действию антикоагулянтных крысиных ядов. [c.354]

В системе "хемостат" величину клеточной популяции контролируют с помощью отдельных компонентов питательной среды [c.306]

При внесении бактерий в питательную среду они обычно растут до тех пор, пока содержание какого-нибудь из необходимых им компонентов среды не достигнет минимума, после чего рост прекращается. Если на протяжении этого времени не добавлять питательных веществ и не удалять конечных продуктов обмена, то получим так называемую периодическую культуру (популяцию клеток в ограниченном жизненном пространстве). Рост в такой закрытой системе подчиняется закономерностям, действительным не только для одноклеточных, но и для [c.194]

При данной скорости вращения ротора время, требующееся для осаждения в центрифуге популяции гомогенных частиц, обратно пропорционально квадрату их радиусов и первой степени разности между плотностями частиц и среды и прямо пропорционально вязкости среды. Таким образом, относительно гомогенные, приблизительно сферические частицы с примерно одинаковой плотностью могут быть отнесены к разным классам на основании одних только различий во времени, необходимом для их осаждения. Именно на этом и основана классическая схема фракционирования клеточных компонентов. Вначале удаляют целые клетки и крупные обломки клеток затем — фракцию, содержащую крупные и плотные ядра (плотность ДНК при 4° равна а плотность большинства белков — только 1,188) [c.249]

До тех пор пока условия среды раковой опухоли постоянны, популяция ее клеток находится в сбалансированном состоянии и стволовая линия клеток остается константной. Любое изменение условий среды вызывает селективное изменение равновесия, другие компоненты клеточной популяции начинают преобладать и постепенно образуют новые стволовые линии. Эта способность популяции раковых клеток адаптироваться является камнем преткновения химиотерапии. Даже в тех случаях, когда какое-нибудь вещество эффективно подавляет некоторые или даже большинство типов клеток в раковой опухоли, какие-то устойчивые клетки выживают и рост опухоли продолжается. [c.444]

На эту конверсию диоксида углерода влияют также концентрации щелочи, карбонатов и гидрокарбонатов в сбраживателе. Если для коррекции pH используется гидроксид натрия, то будет абсорбировано больше диоксида углерода, чем при использовании карбонатов или гидрокарбонатов. Концентрация метана в биогазе будет, таким образом, зависеть не только от состава микробной популяции, состава среды и условий культивирования (буферной емкости, pH и Ей), но и от добавляе мых компонентов. [c.49]

Многие металлсодержащие руды могут перерабатываться с помощью выщелачивания для извлечения из них металла, но не содержать при этом минеральных компонентов, необходимых для поддержания активной популяции бактерий, окисляющих железо и серу. Руды других типов содержат эти компоненты, но образующиеся при их переработке растворимые соединения металлов вредны для роста бактерий. Типичным примером служат руды, содержащие уран в качестве целевого продукта. В этом случае можно использовать для выщелачивания урана образованный бактериями кислый раствор сульфата железа (III), полученный отдельно с помощью выщелачивания. Этот метод [c.225]

Популяции травоядных насекомых и их кормовых растений подвержены воздействию многих разрушительных сил — от неблагоприятных климатических и почвенных условий до нападения патогенов, паразитов и хищников [45]. Это служит достаточным основанием полагать, что растения выжили в основном благодаря своим защитным механизмам, выработанным в процессе эволюции в связи с натиском травоядных животных и патогенов. Как уже говорилось выше, существуют три основные причины полагать, что коэволюция насекомых и растений обусловлена существенным биохимическим компонентом, основанным на непищевых веществах [c.70]

Стадией, не имеющей аналогий в химической промышленности, является стадия культивирования соответствующего микроорганизма, проводимая либо с целью накопления собственно биомассы (производство дрожжей на основе гидролизатов растительного сырья или углеводородов нефти, кормовых антибиотиков, некоторых вакцинных препаратов, средств защиты растений и бактериальных удобрений), либо с целью получения продуктов метаболизма растущей популяции микроорганизмов (антибиотики медицинского назначения, аминокислоты, спирты, ферменты, антигенные препараты). Основным процессом этой стадии является рост популяции микроорганизмов на питательной среде определенного состава. Отсюда вытекает главная задача технологических разработок —создание условий, обеспечивающих максимальную утилизацию компонентов питательной среды и накопление целевого продукта с заданными свойствами. Естественно, что теоретической основой для этого являются закономерности, определяющие рост популяции микроорганизмов в зависимости от условий его осуществления. В общем есть все основания утверждать, что прогресс технологии микробиологических производств во многом зависит от уровня знаний теории собственно микробиологического синтеза. [c.5]

Построение генетической карты основано на генетической неоднородности популяции. Сосуществование более, чем одного варианта называют генетическим полиморфизмом. Любой сайт, в котором существуют множественные аллели в качестве стабильных компонентов популяции, считается полиморфным. Например, плодовая мушка D. melanogaster полиморфна по серии аллелей локуса white, w ,w w и т.п. [c.46]

Такие связи соединяют, казалось бы, явно невзаимодействующие, разделенные в пространстве и во времени, компоненты. Подобный подход предохранит человеческое мышление от упрощенного восприятия объективной реальности при объяснении фактов появления аномальных явлений. Кроме того, такой подход объясняет преимущественный успех массовых парапсихологиче-ских экспериментов, по сравнению с опытами на отдельных парах индивидов. При изучении аномальньгх явлений эксперимент также ведет к недооценке их коллективной статистической природы. Преодолеть это, очевидно, возможно через рассмотрение аномальных явлений, как результата взаимодействия бесконечного множества компонентов, например, людей, популяций, сообществ и т. п. По моему мнению, феномен зарождения жизни связан со статистическими коллективными взаимодействиями пространственноразделенных частиц и событий в многокомпонентной стохастической первичной океанической среде. 18 [c.18]

Из второго закона термодинамики известно, что в изолированной системе происходят самопроизвольные процессы, возрастание энтропии. Это нетрудно понять, если рассматривать биосферу Земли, как многокомпонентную систему, и каждый ее вид (организм), как состояние этой системы. Тогда, в соответствии со вторым началом термодинамики, число микросостояний увеличивается. Иными словами, существует энтропия поликомпонентности (ЭПК), которая является одной из причин эволюции костного и живого вещества и Ифает созидающую роль. Система самопроизвольно стремится увеличить свою разносортность (усилить свое многообразие). Не исключено, что в планетарной биосфере и отдельных биоценозах ЭПК колеблется около постоянного значения и уничтожение высокоорганизованных компонентов. Например, уничтожение млекопитающих увеличит возникновение и рост микроорганизмов и низших существ. Примером является возникновение инфекционных заболеваний даже в благополучных государствах. Система продолжает увеличивать свою разносортность, но это уже происходит за счет повышения многообразия микроорганизмов и простейших форм. Это может вытеснить человека с лица Земли. К сожалению, существующие технологии в земледелии, промышленности и строительстве направлены на уничтожение естественных биосистем и популяций. Идеи, что техника спасет мир — иллюзорны. То, что принимается нами за сферу разума - ноосфера, на деле является техносферой, которая безнравственна, и, в конечном счете, способствует уничтожению цивилизации ее же руками. Мы подобны ослепшему гетевскому Фаусту, который думает, что строит прекрасный город, а на самом деле слуги дьявола - лемуры, копают ему могилу. Поэтому, проблемой самого пристального внимания госу- [c.54]

Мониторинг состояния популяции дрофы, выполненный СФ ИПЭЭ им. А.Н. Северцева, в процессе строительства скв. 1-ЧП позволил получить соверщенно неожиданные данные, изменяющие имеющиеся ранее представления об особенностях бурения скважин на особо охраняемой природной территории или близи нее. Так, основным выводом биологического мониторинга является то, что на территориях с традиционными типами природопользования (растениеводство, выпас, сенокошение и др,) природные компоненты настолько трансформированы, что добавление новых техногенных воздействий, сопряженных с поисково-разведочными и другими инженерными работами, практически не обнаруживается. [c.45]

В качестве первого шага исследований необходимо было выделить микроорганизмы фенолдеструкторы. Микроорганизмы для деструкции фенола были выделены из стоков коксохимического и нефтехимического производства обычными методами ступенчатой селекции (накопительной культуры) путем выращивания популяции в колбах на качалке на минеральной среде с фенолом с постепенным повышением его концентрации в среде культивирования. В результате первоначально были получены два консорциума микроорганизмов с доминированием дрожжей (при pH 5,0) и с доминированием бактерий (при pH 7,0). Эти изоляты были способны разлагать фенол в аэробных условиях при выращивании в колбах на качалке при концентрации фенола 2 г/л в среде с минеральными компонентами питания при 28-32°С менее чем за 20 ч. [c.231]

Проведенные микробиологические исследования позволили сделать однозначный вывод о том, что внесение БАД практически всегда интенсифицировало процесс биоферментации - численность популяции микроорганизмов значительно возрастала (рис.1). Анализ приведенных экспериментальных данных показывает, что 60-часовая выдержка органической массы приводит к прекращению экспоненциального роста численности микроорганизмов, и на фоне наиболее полной биотрансформации питательных компонентов субстрата осуществляется синтез вторичных метаболитов [5]. [c.243]

Технологическую основу БТС составляет процесс культивирования микроорганизмов — ферментация. При этом биофаза потребляет продукты питания — минеральную питательную среду и субстрат, перерабатывает их клеткой и выделяет в среду метаболиты. В результате обмена веществ происходит синтез внутриклеточных веществ, рост клетки (увеличение биомассы) и ее развитие (морфологические и физиологические изменения). Рост и развитие популяции микроорганизмов являются результатом сложнейшей совокупности физиологических, биохимических, генетических и других внутриклеточных процессов. Кроме того, важное место занимают процессы физической природы — перенос массы, энергии, количества движения из окружающей среды к клеткам и обратно. Таким образом, процесс ферментации можно рассматривать как определенным образом организованное развитие популяции микроорганизмов во взаимодействии с окружающей средой (ферментационной средой). Ферментационная среда, содержащая микробные клетки, компоненты минерального питания, субстрат, продукты клеточного метаболизма представляет собой многофазную систему, в которой протекают физиолого-биохимические и физико-химиче-ские процессы. К особенности данной среды относится сложный характер взаимодействий между ее составляющими. [c.51]

Традиционная общая схема клеточной эволюции основывается на следующих предположениях из популяции первичных клеток в результате целого ряда событий, приведших к повышению уровня клеточной организации, под давлением естественного отбора возникла популяция предковых прокариотных клеток, из которых в конечном итоге произошли разные группы прокариот. Маловероятно, чтобы предковые прокариотные клетки все были на одно лицо . Единственная их общая черта — прокариотная организация (см. табл. 1). Эукариотная клетка возникла в результате эндосимбиоза, в котором ядерно-цитоплазматическим компонентом, т. е. клет-кой-хозяином, и эндосимбионтами, превратившимися впоследствии в митохондрии и хлоропласты, были существенно различающиеся между собой прокариотные клетки (рис. 41, А). Следствием такого взгляда на общий ход эволюции явилось признание двух основных царств живых организмов — Prokaryotae и Eukaryotae. [c.162]

Вместо чистых монокультур при микробиологическом методе очистки промышленных сточных вод можно применять и комплексы чистых культур, состоящие из нескольких штаммов одного и того же вида или из нескольких культур различных видов и даже родов. Однако все они будут не случайными компонентами биоценозов, как это имеет место в активном иле, где наряду с отобранными автоселекцией культурами деструкторов, находится множество спутников, комменсалов и представителей мира животных, попросту паразитирующих на смесях бактериальных популяций. [c.231]

При анализе процессов образования новой фазы следует учитывать, что фазовые равновесия в системах полимер — растворитель, как это было отмечено еще Харди [25] и особенно убедительно показано Пайковым [1], могут быть описаны диаграммами состояний, вполне аналогичными диаграммам состояний систем, содержащих одни лишь низкомолекулярные компоненты. Примеры таких диаграмм приведены на рис. 4 для ряда бинарных систем. Для трех- и более компонентных систем диаграммы соответственна усложняются, нанример, в случае системы полиэфируретан — диметилформамид— вода [26, 38]. Все системы, содержащие синтетические полимеры, практически оказываются поликомпонент-ными, так как содержат широкую популяцию макромолекул различной массы во многих случаях, однако, их можно считать псевдобинарными [4], учитывая лишь, что в равновесных фазах распределение одного и того же псевдокомпонента по молекулярным массам оказывается различным. Именно это обстоятельство позволяет использовать процессы выделения новых фаз (и вообще установления фазовых равновесий) для фракционирования полимеров. [c.321]

Простейпшм примером такой специализированной структуры может служить потовая железа. Оиа состоит из длинной трубки со слепым концом. и образуется как впячивание эпидермиса. Пот вьщеляют клетки нижней части зтой трубки, и ои выходит на поверхность кожи через выводной проток (рис. 16-27). Клетки концевого секреторного участка образуют однослойный эпителий, окруженный небольшим числом сократимых миоэттелиальных клеток (см. рис. 16-29). Выводной проток выстлан двуслойным эпителием без миоэпителиального компонента. Различают две разновидности потовых желез, а несколько других типов желез являются, вероятно, эволюционными модификациями одного и того же прототипа. К этой же категории относятся железы, выделяющие слезы, ушную серу, слюну и молоко. Во всех железах есть различия между секреторными клетками и клетками, выспшающими протоки по крайней мере в слюнных и молочных железах именно в протоках находятся стволовые клетки, предназначенные для обновления популяции секреторных клеток. [c.158]

Экосистема. Основной единицей в экологии является экосистема. В нее входят как биотические, так и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. При этом речь идет, как правило, о популяциях микроорганизмов, причем популяция может состоять из клонов одного вида или нескольких различных видов. Под абиотическими компонентами следует понимать физические и химические условия экосистемы, в которой живут организмы. Размеры микробных экосистем очень разнообразны. Это может быть, например, пруд, озеро или корневая система дерева. Возможны И такие малые экосистемы, как ротовая полость человека, рубец жвачного животного или участок кишечника. Все жизненное пространство нашей планеты в совокупности-биосферу-можно рассматривать как гигантскую экосистему. С той или иной экосистемой часто связывают Понятие окружающая среда . Эта среда поддерживает взаимоотноше-йия определенного организма (или популяции) с окружающими его (ее) биотическими или абиотическими компонентами экосистемы. [c.502]

Такую стабильность содержания ДНК в ядре иногда весьма неудачно толкуют как обязательное постоянство количества Д]ТК в каждом неделяш,емся ядре. Химические методы могут дать только среднюю величину для всей популяции ядер цитохимические методы показывают распределение внутри этой популяции. Обе группы методов показывают, что содержание ДНК варьирует в достаточно узких пределах, свидетельствуя о том, что содержание ДНК в клетке изменяется в меньшей степени, чем содержание любых других компонентов. Нанример, истинное содержание ДНК в популяции ядер (по данным спектрофотометрии) [c.308]

Обычно вначале проводят фракционирование по какой-либо схеме, а затем избирают определенные ферменты, активности или какие-либо ееш ества в качестве так называемых маркеров, или индикаторов, которые, судя по опыту, могут быть полезны для идентификации некоторых внутриклеточных частиц или компонентов. На основании полученных результатов вычерчивают кривую распределения и таким образом определяют частицы с точки зрения характерных биохимических активностей или, наоборот, приписывают характерные биохимические свойства различным типам частиц. Распространение этого метода на весь спектр ферментов и других индикаторов позволяет закрепить определенные функции клетки за известными внутриклеточными компонентами и, наоборот, описать и впоследствии идентифицировать новые, или но крайней мере ранее не известные, морфологические компоненты на основании биохимических данных. Примером успешного применения такого подхода является отождествление частиц кислой фосфатазы с лизосомами, а частиц уратоксидазы с микротельцами (называемыми также пероксидосомами) в печени млекопитающих. В основе этого подхода лежат два главных допущения, отмеченных де Дювом 1) каждый из ферментов локализуется только в одном каком-либо месте внутри клетки и 2) популяция субклеточных частиц в ферментативном отношении гомогенна. [c.251]

Другие биологические альтернативы включают метод стерильных мутантов , когда популяция наводняется нефертильными насекомыми. Успехи были достигнуты также в применении феромонов и других веществ, полученных от насекомых или синтезированных по типу естественных компонентов, регулирующих поведение. С их помощью насекомых заманивают в ловушки с целью определения оптимального времени распыления пестицидов для уменьшения их расхода, стоимости и вероятности возникновения устойчивости к ним. Они также предотвращают скрещивание, собирая отдельно самцов и самок в ложные места для поиска партнеров и таким образом уменьшая популяцию [615]. [c.307]

Растительная клетка, как и все клетки, представляет собой высокоорганизованное целостное единство, которое содержит в себе многочисленные популяции субклеточных компонеитов различных типов — это мембраны, ядро, рибосомы, ферменты. Все эти компоненты, вместе взятые, образуют одну организованную систему клетки. Однако в последнее время мы начинаем понимать, что растительная клетка — это даже нечто более сложное. Мы рассматриваем клетку как сообщество Х1,вух, а возможно, трех или более отдельных организованных систем разного типа, живущих в симбиозе друг с другом. Хлоропласты, обладаютцие собственной ДНК и рибосомами и способные синтезировать необходимые для их деяте.льности ферменты, составляют вторую после ядра организованную субсистему внутри растительной клетки. Митохондрии, также обладающие собственной ДНК и рибосомами и способные размножаться почкованием и производить белки, кото- [c.13]

Меры борьбы. 1. Посев зимостойких местных и районированных сортов-популяций в смеси со злаковым компонентом. 2. Глубокая вспашка с оборотом пласта. 3. Ранневесенняя фосфорно-калийная подкормка, которая позволяет снизить пора-женность раком на 20—60%. 4. Внесение повышенных доз удобрений (Р120К120 и 1М30Р120К120) под покровную культуру. 5. Борьба е сорняками в посевах клевера и других полях севооборота. [c.84]

Таким образом решение вопросов управления процессами культивирования микроорганизмов в промышленных масштабах во многом сводится к необходимости создания количественной теории процесса биосинтеза, позволяющей воспроизводить и поддерживать в аппаратах любой емкости оптимальные условия осуществленйя синтеза, т. е. перехода компонентов питательной среды в организованную биомассу популяции или продукты ее метаболизма. Эту задачу можно решить только на основе комплексного исследования различных аспектов (биологического, биохимического, физико-химического, физического) процесса размножения и отмирания микроорганизмов, который лежит в основе роста популяции. [c.5]

На первом этапе исследования в лабораторных условиях и при использовании аппаратуры, обеспечивающей протекание процесса роста популяции микроорганизмов в кинетической области (в отношении газообразных низкорастворимых компонентов, например кислорода или метана), изучаются законы элементарного акта (или актов) микробиологического синтеза, которые не зависят от масштабов эксперимента. Результатом такого исследования должно явиться создание математической модели элементарного акта в форме кинетического уравнения (или системы уравнений и, возможно, неравенств), описывающих закономерности роста популяции микроорганизмов, а в качестве следствия этой основной модели — описание также процесса потребления компонентов питательной среды и выделения продуктов метаболизма. В данной же серии экспериментов на основании устанавливаемых количественных зависимостей величин параметров или констант, входящих в полученную математическую модель изучаемого процесса, от условий его осуществления проводится оптимизация процесса по выходу целевого продукта. Это в первую очередь касается состава питательной среды, зна- [c.6]

Вне зависимости ст того, какая из сторон метаболизма популяции представляет интерес в конкретном случае получения целевого продукта, основой для построения модели должно быть описание изменения численности популяции, реализующей общебиологический закон сохранения вида и способности особей к самовоспроизводству. Комплекс всех изменений, происходящих в составе культуральной жидкости (изменение содержания компонентов питательной среды, образование и расходование промежуточных продуктов биосинтеза, выделение метаболитов и ка-таболитов, трансформация органических соединений), — следствие процессов самовоспроизведения, а также результат реакций, связанных с адаптацией и саморегуляцией микроорганизмов популяции. [c.13]

Однако, рассматривая вопросы, относящиеся к выбору математических моделей роста популяции, необходимо иметь в виду следующее положение. Изменения, происходящие и регистрируемые в биологических системах, являются результатами процессов, в которых участвуют компоненты различных уровней иерархической структурно-системной организации. В данном случае под такой системой следует понимать определенную сово1Яуп-ность взаимодействующих между собой относительно элементарных структур или процессов, объединенных в целом выполнением некоторой общей функции, не сводимой к функциям ее комгю-нентов [19]. Поэтому важным методологическим вопросом математического моделирования и является выбор уровня организации биосистемы, моделирование взаимодействия компонентов 1 4 которого наиболее полно и адекватно соответствует поставлен- ной при математическом моделировании практической задаче. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология