Скорость роста культуры

Зависимость удельной скорости роста культуры от концентрации субстрата можно определить по уравнению [c.70]

Культивирование в хемостате основано на том, что в простейшей форме рост бактерий можно описать как совокупность реакций, в которых скорость роста культуры [c.398]

Кй—константа Михаэлиса, численно равная концентрации лимитирующего фактора 3, при которой удельная скорость роста культуры равна половине максимальной удельной скорости роста. [c.70]

Это уравнение, выведенное Моно, напоминает уравнение Михаэлиса — Ментена для ферментативных реакдий. Это сходство не случайно, так как уравнение Михаэлиса — Ментена характеризует скорость отдельной ферментативной реакции, а скорость роста культуры зависит от скорости всех ферментативных реакций, идущих в клетке. Кз всегда больше нуля, т. е. величина положительная, но меньше единицы. В полноценной среде Ка по сравнению с 5 величина незначительная и ею можно пренебречь, тогда [c.71]

Следовательно, в полноценной среде скорость роста культуры не зависит от концентрации лимитирующего фактора (исключая те случаи, когда концентрация слишком мала). [c.71]

Максимальная удельная скорость роста культуры (ц ,ах) составляла примерно 0,66 ч в первом биореакторе и 0,54 ч во втором, что соответствовало времени удвоения 63 и 77 мин. Свежую среду непрерывно добавляли в ферментер, где росли клетки, со скоростью 2 л/ч, а из ферментера, где происходила индукция, отбирали такой же объем суспензии. Поскольку рабочие объемы биореакторов различались, клетки находились примерно 5 ч в биореакторе, где происходил рост, и 2 ч в биореакторе, где осуществлялась индукция. Различие во времени пребывания клеток в биореакторах было необходимо для оптимизации числа клеток, выхода продукции и стабильности ДНК-лигазы. Само время пребывания клеток в разных реакторах можно варьировать изменением их относительного рабочего объема и объема поступающих в первый биореактор питательных веществ. [c.360]

Экспериментальные данные показывают, что внутри специфичного для данной культуры температурного интервала увеличение температуры приводит к увеличению максимальной удельной скорости роста, скорости эндогенного метаболизма и сродства микроорганизма к лимитирующему рост субстрату, но влияние температуры на удельные скорости отмирания и лизиса начинает сказываться только после того, как температура поднимается выше верхней границы оптимального температурного интервала. Общее влияние возрастания температуры заключается в том, что, в пределах некоторых границ, оно сопровождается увеличением скорости роста культуры, но с сопутствующим уменьшением коэффициента выхода микробной биомассы по лимитирующему субстрату, являющемуся источником энергии и углерода. [c.102]

В результате образования органических кислот pH среды снижается до 5,5—4,5. Закисление культуральной жидкости вызывает замедление скорости роста культуры примерно втрое, поэтому кислоты постоянно нейтрализуют 40%-ным раствором едкого натра. Оптимальный pH для роста пропионовокислых бактерий— нейтральный. [c.84]

Полученную зависимость средней величины относительной скорости роста культур от исходного содержания компонента в питательных средах Моно без достаточных экспериментальных данных распространил и на зависимость мгновенной удельной скорости роста от текущей концентрации субстрата, уменьшающейся в процессе роста популяции, и сформулировал основные положения своей математической модели в следующем виде [c.73]

Средняя скорость изменения концентрации клеток в первой и второй ступенях, несмотря на наличие колебательного эффекта, близка к нулю, а значит, скорость роста культуры равна скорости разведения. [c.180]

Фосфор является очень важным элементом в питательной среде. Он входит в состав АТФ, АДФ, АМФ и обеспечивает нормальное течение энергетического обмена в клетке, а также главнейших биосинтетических процессов, таких, как синтез белков, нуклеиновых кислот, гликолиз, и других важнейших биохимических превращений. Содержание фосфора в биомассе и скорость роста культуры в значительной степени зависят от концентрации фосфора в среде. При недостатке фосфора в среде, особенно в начальной фазе роста микроорганизмов, наблюдаются пониженный уровень накопления биомассы, незначительный прирост липидов, но одновременно с этим клетки обедняются белком и витамином В2, резко снижается интенсивность дыхания и повышается бродильная способность дрожжей, в несколько раз снижает- [c.43]

П фаза называется фазой ускорения роста, она характеризуется началом деления клеток, увеличением общей массы популяции и постоянным увеличением скорости роста культуры обычно она непродолжительна. [c.49]

Изменения в химическом составе клеток коррелируются прежде всего со скоростью роста культуры. Природа фактора, лимитирующего рост культуры, оказывает меньшее влияние на химический состав биомассы. Последнее проявляется в основном при низких скоростях роста культуры и сказывается на характере запасных веществ в клетках. Так, при недостатке азота накапливаются преимущественно полисахариды, если же ограничивающим рост фактором является источник углерода, происходит отложение в клетках поли-Р-гидроксимасляной кислоты. [c.13]

Турбидостат представляет собой самую простую из всех хорошо перемешиваемых систем непрерывного культивирования [61]. Концентрация клеток в ней регулируется постоянной подстройкой определенной скорости поступления питательных компонентов. В отличие от случая хемостата концентрацию биомассы в турбидоста-те выбирает оператор, а скорость разбавления и соответственно концентрация субстратов поддерживается таким образом, чтобы сохранялся заданный уровень биомассы. Отсюда следует, что если нет необходимости в лимитирующих количествах субстрата, то он добавляется в избытке. Поэтому работа системы (для используемой среды) наиболее стабильна при удельной скорости роста культуры, близкой к максимальной (Хтах- Пока концентрация всех компонентов среды избыточна, система работает в широких интервалах концентраций биомассы при скорости разбавления, близкой к критической. Именно в этих условиях хемостат наименее стаби- [c.409]

Отметим, что уравнение (10.12) было представлено выше без вывода для использования его в периодических системах [уравнение (10.6)]. Допускается, что общий выход биомассы зависит только от лимитирующего питательного компонента, но не от удельной скорости роста культуры. Исключения из этого допущения обсуждаются в разд. 10.5. Уравнения (10.8) и (10.12) пригодны для описания равновесия при непрерывном культивировании. Прежде чем с помощью концентрации биомассы и субстратов, а также удельной скорости роста определить условия культивирования, полезно рассмотреть удельную скорость роста как функцию концентрации субстрата. Многим ситуациям удовлетворяет уравнение (10.5). Подставив в уравнение (10.5) уравнение (10.8), получим [c.400]

В случае вариабельности субкультур точность измерения эффекта воздействия можно увеличить с помощью так называемого самоконтроля объекта . Сначала определяют скорость роста культуры до воздействия, а затем обрабатывают культуру необходимым веществом и вновь измеряют удельную скорость роста. Это позволяет выделить воздействие как единственную переменную между двумя фазами ростового эксперимента. Параллельно проводят контрольный эксперимент, в котором обработка заведомо неэффективна. [c.508]

Абсцизовая кислота, обычно рассматриваемая как вещество ингибиторной природы, повышает скорость роста культуры тканей черешка цитрусовых и некоторых других клеток. Как это можно объяснить [c.330]

Обычно после короткого периода экспоненциального роста тот или иной фактор становится лимитирующим. Это может происходить в результате истощения какого-либо фактора среды или же в результате того, что культивируемые клетки полностью покроют поверхность, на которой они растут. (см. разд. 2.3.3). Скорость роста культуры при этом замедляется, и количество клеток в культуре достигает насыщения (конечная плотность клеток). Когда дальнейшие деления клеток прекращаются, наступает стационарная фаза роста культуры. При восстановлении в культуре лимитирующего фактора клетки возвращаются в фазу 01 клеточного цикла, происходит цикл синтеза ДНК, после чего клетка делится. Имеется несколько теорий, объясняющих такой тип контроля роста (разд. 10.4), но все они исходят из предположения, что контроль осуществляется на каком-то этапе, расположенном вскоре после деления. После прохождения этого этапа клетки включаются в клеточный цикл и делятся. [c.22]

Величина /С., определяется в коротких острых опытах, аналогичных применяемым в энзимологии определяется начальная скорость роста культуры в среде с различными концентрациями субстрата. Одновременно определяется и х,т (рис. 6.10). Отмытые от субстрата клетки из культуры в экспоненциальной фазе роста помещаются в среды с различными (очень низкими) концентрациями исследуемого субстрата. Через короткий промежуток времени /2— 1 измеряется концентрация биомассы и вычисляется величина удельной скорости роста [c.132]

Конкурентными ингибиторами являются такие, которые кон-курируют с субстратом за место на ферменте. Поэтому при определении /С, необходимо учитывать влияние концентрации субстрата на скорость роста культур. В острых опытах определяют влияние ингибитора иа скорость роста при двух различных концентрациях субстрата. Конкурентные ингибиторы ие влияют на Хгп, но изменяют величину К.ч (рис. 6.13). [c.135]

На рис. 7.1 приведена построенная по уравнению (1) кривая, выражающая изменение величины удельной скорости роста культуры дрожжей в зависимости от концентрации растворенного в культуральной среде кислорода при значении /( = 5 10" кг О2 м" [c.139]

Для хранения применяют высокоочищенное медицинское вазелиновое масло (плотность 0,8—0,9). Масло стерилизуют 60 мин в автоклаве (давление 1 10 Па), затем прогревают в сушильном шкафу при температуре не выше 150 °С для удаления воды или выдерживают при комнатной температуре 2—3 сут. Масло наливают не выше 1 см над верхним краем среды. Более тонкий слой масла не предохраняет среды от высыхания. Микроорганизмы хранят при 5°С или при комнатной температуре в темноте. При пересеве избыток масла удаляют прикосновением петли к внутренней стенке пробирки. Капли масла иа поверхности питательной среды снижают скорость роста культур в первом пассировании. Для определения числа жизнеспособных клеток масло оттягивают пипеткой, содержимое пробирки переносят обычно в колбу со 100 мл стерильной водопроводной воды и делают высев на плотную среду из серии разведений. /1,ля определения выживаемости дрожжей применяют метод подсчета под микроскопом микроколоний, выросших на покровном стекле в тонком слое сусло-желатины. [c.162]

Было выявлено ингибирующее действие селена, выражающееся в значительном снижении скорости роста культуры по сравнению с контролем. Биомасса имела отчетливую кирпично-красную окраску, интенсивность которой росла при увеличении концентрации диоксида селена в среде, что свидетельствует о накоплении кристаллов селена в клеточной стенке. Для дальнейшей работы выбрана концентрация 8еОг, равная 0.02 г/л, что соответствует 14.2 мг/л 8е. [c.168]

Споры (конидии), полученные любым методом, обладают водоотталкивающей способностью и почти не смачиваются водой. Это их свойство приводит к неравномерности засева среды и, следовательно, к неодинаковой скорости роста культуры. Смачиваемость спор можно улучшить, если добавить в их водную суспензию 25— 50 мг поверхностно-активного вещества, например алкнлбензол-сульфата, на 1 г спорового материала. При этом всхожесть спор остается без изменения. [c.153]

После лаг-фазы следует логарифмическая, или экспоненциальная, фаза II, в которой клетки размножаются с максимальной для данной культуры скоростью. Вследствие этого запас необходимых питательных веществ в среде уменьшается, кроме того, происходит накопление различных продуктов обмена веществ, которые в определенной концентрации могут мешать нормальному протеканию биохимических процессов обмена веществ. Иногда в питательной среде накапливается так много клеток, что не хватает пространства, а конкретнее, поверхности для новых поколений клеток. Именно через поверхность происходят процессы обмена — попадание питательных веществ в клетку и выведение метаболитов. Если клетка находится в тесном окружении других клеток, то площадь поверхнодаи уменьшается и вместе с тем снижается интенсивность процессов обмена. Скорость роста культуры также уменьшается, если сокращается поверхность клеток на единицу объема. Это происходит при увеличении размеров клеток и, таким образом, особенно для клеток сферической формы, значительно ухудшаются условия питания. [c.64]

Следовательно, наиболее интенсивно рост и размножение происходят в логарифми 1еской фазе, где еще не действуют лимитирующие факторы. Для характеристики развития культуры микроорганизмов используют скорость роста культуры — изменение количества биомассы в единицу времени. Максимальная скорость роста в логарифмической фазе различна для каждой культуры и относится к наиболее важной характеристике ее физиологических свойств. Абсолютный прирост биомассы в единицу времени, обычно за 1 ч, характеризует общая скорость V роста. Если прирост биомассы за бесконечно малый промежуток времени обозначить через йт, то [c.65]

Когда субстрат присутствует в избытке (т. е. при >> К ), ц = и достигается максимальная скорость роста культуры в экспоненциальной фазе. Как правило, величина настолько мала, что концентрация субстрата редко становится сравнимой с во время экспоненциальной фазы. Например, в случае Es heri hia oli для глюкозы равна примерно 1 мг/л, а начальная концентрация глюкозы в среде обычно составляет около 10 ООО мг/л. Однако в конце экспоненциальной фазы субстрата остается мало, и S может стать ниже К . При S< быстро наступает фаза замедления. Она может быть очень кратковременной или даже практически незамет- [c.352]

Ни ке мы приводим наиболее специфичный и убедительный эксперимент, результаты которого свидетельствуют в пользу важнейшей роли NH в фиксации азота. Скорость роста культур азотфиксирующих бактерий на безазо-тистой среде обычно ограничивается скоростью фиксации. Поэтому не удивительно, что в такой среде накапливается очень мало NHJ. При определенных условиях культивирования образование а-кетокислот, являющихся акцепторами NHJ, ограничивает рост С. pasteurianum, и тогда NHJ накапливается. Если к культуре, растущей в таких условиях, добавлять Nj% то накапливающийся NHJ содержит значительно большее количество N , чем любое другое соединение, выделенное из этих культур (табл, 72). [c.598]

А — зависимость скорости роста культуры в химостате от концентрации лимитирующего фактора (триптофана) [c.451]

Характерной особенностью культивирования микроорганизмов является саморегулирование процесса (хе-мостатическое свойство), обусловленное обязательным наличием фактора, лимитирующего рост микроорганизмов. Экономически выгодно, чтобы таким фактором была концентрация субстрата, так как в этом случае можно определить условия, при которых субстрат наиболее полно перерабатывается в процессе выращивания микроорганизма. Коэффициент скорости роста культуры будет определяться концентрацией субстрата в культуральной жидкости. Если при непрерывном ведении процесса О станет меньше г (случай первый), то концентрация биомассы микроорганизмов в аппарате начнет возрастать, а конечная концентрация субстрата— уменьшаться. С уменьшением конечной концентрации субстрата начнет уменьшаться значение до величины О, т. е. процесс стабилизируется. [c.66]

При концентрации растворенного кислорода меньше 0,04 г/л кислород лимитирует скорость роста микроорганизмов, а при концентрации больше 0,175 г/л наблюдается снижение удельной скорости роста культуры вследствие ингибируюшего влияния растворенного кислорода. Следовательно, при работе с газовоздушными смесями рекомендуемое соотношение компонентов должно обеспечивать содержание кислорода в смеси не выше 17— 18%, при более высокой концентрации кислорода наблюдается гибель бактерий. В случае применения газовой смеси углеводорода с чистым кислородом оптимум роста наблюдается при наличии в газовой атмосфере 30—40% кислорода. [c.274]

Активный ил или биопленка развиваются в проточном аппарате-культиваторе (биофильтре, аэротенке, метантенке), в который с постоянной скоростью поступают и вытекают сточные воды. Метод непрерывного культивирования позволяет осуществлять автоматическое регулирование концентрации субстрата и удельной скорости биохимического окисления. Определенной скорости подачи питательного раствора в культиватор соответствует и значение основных параметров процесса удельных скоростей роста культур, потребления субстрата и кислорода [18]. [c.102]

Термин турбидостат относится к любому методу, при котором плотность клеток поддерживается на постоянном уровне. Он включает в себя методы, основанные на изменениях метаболизма, измеряемых с помощью рН-стата [48] и СОг-стата . Поскольку основные метаболические функции (такие, как поглощение бактери ями кислорода, выделение двуокиси углерода и в некоторых случаях изменение pH) тесно связаны со скоростью роста клеток и в конечном счете с удельной скоростью роста культуры, их можно использовать как показательные переменные при регулировке потока среды. [c.410]

Однако выход биомассы в пересчете на 1 моль АТР довольно широко варьирует для разных бактерий, если рост не лимитируется энергетическим субстратом, а скорость роста культуры значительно ниже максимальной. Источники углерода и энергии могут использоваться не только для роста клеток, но и для образования продукта. Кроме того, энергетические субстраты расходуются на поддержание жизнеспособности клеток. Поскольку клетки могут использовать энергетические субстраты для дыхания в отсутствие роста, энергетические затраты на поддержание жизнеспособности бактерий будут вносить свой вклад в потребление этих субстратов без сопутствующего увеличения биомассы. Эндогенный метаболизм практически не оказывает влияния на расчеты выхода клеток, если скорость роста культуры близка к максимальной и энергетический субстрат является лимитирующим питательным компонентом. Однако потребление энергетических субстратов для поддержания жизнеспособности клеток может значительно возрасти при скоростях роста ниже максимальной или в экстремальных биофизических условиях среды. Поскольку надежные расчеты выхода биомассы требуют осторожного и тщательного контроля условий культивирования, лучше всего их проводить для хемостатных систем. Именно в этих условиях лимитирующий рост субстрат и удельная скорость роста ц, могут регулироваться. [c.433]

Вычисленная скорость роста культуры, г сухого веса иа 1 площадя в неделю [c.130]

Хемостатное культивирование — это вариант гомогенного проточного культивирования с заданным желаемым коэффициентом разбавления ( )), к которому подстраивается скорость роста культур ([л). Последняя может быть минимальной или близкой к максимальной. При этом задается также фактор, который обусловливает ограничение концентрации вырастающей биомассы. Концентрация биомассы определяется одним определенным компонентом питания. При низком коэффициенте разбавления лимитация, т. е. голодание, будет сильной, при высоком — слабой. То же наблюдается и в отношении отравления микроорганизмов ингибиторами при низком коэффициенте разбавления клетки долго соприкасаются с ингибитором и бывают сильно отравлены, при высоком они недолго пребывают в ферментере и отравлены в слабой степени. Однако при высокой скорости роста клетки могут быть более чувствительны к ингибитору. [c.120]

Хемостатный метод имеет большое количество вариантов. Одностадийное культивирование применяется при необходимости воспроизвести любую скорость роста культур, кроме максимальной. Двухстадийное культивирование в двух последовательных ферментерах позволяет наблюдать культуры при максимальной скорости роста и создать условия для ее превышения. Для этого в первом ферментере ведется культивирование при О <. Хт, а во второй подается культура из первого и добавляется свежая среда (рис. 6.5). Во втором ферментере происходит повышение скорости протока вплоть до превышения [Лт, а вымывания не происходит, так как из первого ферментера непрерывно поступает культура. [c.122]

Максимальная скорость роста может быть достигнута при турбидостаточном методе регулирования, который является вариантом хемостатного, в этом случае скорость потока среды устанавливается не эксперимегп атором, а автоматически, по сигналу датчика, регистрирующего концентрацию клеток. Для этого ферментер должен иметь устройство для нефелометрического измерения мутности, зависящей от концентрации клеток (х) и для регулирования скорости потока среды так, чтобы х оставалось постоянным. Этот метод культивирования позволяет поддерживать культуру в устойчивом состоянии па границе вымывания из ферментера, так как при снижении концентрации клеток перестает подаваться среда. Турбидостат дает возможность изучать влияние внешних факторов на максимальную скорость роста культур и на состояние клеток при этом (рис. 6.6). [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология