1(6)

Ćwiczenie I

I. Parametry wzrostu bakterii.

Bakterie namnażają się przez podział, w wyniku którego powstają dwie komórki potomne. Dlatego też ich rozmnażanie odbywa się w postępie geometrycznym: 2?—>2¹ —>2^:—»2‘—»2⁴....2" Liczba komórek zwiększa się w każdym przedziale czasowym pewną ilość razy określoną przez stały czynnik. Ten typ wzrostu nazywamy logarytmicznym.

Jeżeli przyjmiemy, że w jednostce objętości bakteryjnej hodowli okresowej znajduje się N„ komórek, możemy obliczyć, że po n podziałach będzie tani N komórek, co będzie równe NV-<2n. Po przekształceniu otrzymujemy wzór na liczbę podziałów »:

log N - log N_n

n = —^— ——-log 2

gdzie: n liczba podziałów. N końcowa liczba bakterii. \, początkowa liczba bakterii. Można podać liczbę podziałów w ciągu godziny, co określa pojęci szybkości podziałów (v):

n

gdzie t,i - czas podwojenia oraz

gdzie V- szybkość podziałów.

Okres w którym zachodzi jeden podział, nazywamy czasem generacji (g):

g =

gdzie: g czas generacji, i - czas końcowy. v - szybkość podziałów

Wykreślenie funkcji zależności liczby komórek (na osi rzędnych) w stosunku do czasu (na osi odciętych) z zachowaniem na obu osiach skali arytmetycznej, daje w rezultacie krzywa o charakterze wykładniczym. Często stosuje się jednak wykres) w skali półlogartmiczej. to znaczy skala logarytmicza dotyczy tylko jednej osi. osi rzędnych, na której przedstawione są stężenia komórek, laki sposób przedstawieni zapewnia, że wykładniczy wzrost bakterii jest uwidoczniony w postaci prostej linii, której nachylenie odpow iada szybkości podziałów' im w iększe nachylenie, tym większa szybkość podziałów.

W badaniach kinetyki wzrostu bakterii nie rozpatruje się indywidualnych komórek, lecz cala rosnąca populacja jest traktowana jako autokatalitycznie namnażający się system. Obliczenie opiera się na masie bakterii (x) łub na wartościach ściśle do niej proporcjonalnych (np. ekstynkcja w określonych warunkach).

Obserwacja grupy jednakowych organizmów (np. kolonii bakterii), rozwijających się i rozmnażających w środowisku, w którym jest nieograniczona ilość pożywienia i nie ma naturalnych wrogów, prowadzi do obserwacji, że liczba nowo powstałych organizmów w jednostce czasu jest proporcjonalna do liczby organizmów w danej chwili.

Szybkość zmian wartości masy (x) w każdym dowolnym przedziale czasu jest proporcjonalna do początkowej wartości x. a zatem podlega zasadom kinetyki reakcji pierwszego rzędu, lak więc dla w zrostu logarytmicznego:

dx

~~r = Mx clt

gdzie: x masa mikroorganizmów (g s.m. • dm "). t - czas prowadzenia kultury (min, h). p, jest swoistą szybkością wzrostu mikroorganizmów (min'¹ lub h ').

Po scałkowaniu

X = x₀c*^tt,

I