Культура бактерий была помещена в питательную среду и инкубировалась в ней при 30 °С. Сразу после посева и через определенные промежутки времени, указанные в таблице 5. было…
Культура бактерий была помещена в питательную среду и инкубировалась в ней при 30 °С. Сразу после посева и через определенные промежутки времени, указанные в таблице 5. было определено число бактерий в культуре. Постройте график роста популяции, отметьте на нем фазы роста популяции. Объясните, почему наступает фаза замедлений. роста популяции. Предположите, что произойдет, если часть популяции бактерий, находящейся в стационарной фазе роста, поместить в свежую питательную среду? Рассчитайте рождаемость и смертность для каждого временного промежутка, указанного в опыте. Таблица 5 Динамика численности популяции бактерий Время, ч 10 1 2 5 10 12 15 20 30 35 45 Живых 550 550 550 1550 225 30 9 Число клеток, млн Живых мертвых 10 11 112 20 450 1620 700 850 1950 1950 1950 10 11 18 400
Давайте пошагово разберем задачу о динамике роста бактерий и ответим на все вопросы.
1. Построение графика роста популяции и определение фаз роста
Данные таблицы:
| Время, ч | Живых клеток | Мертвых клеток | Число клеток, млн |
|---|---|---|---|
| 10 | 550 | 10 | -- |
| 11 | 550 | 11 | -- |
| 12 | 550 | 112 | -- |
| 15 | 1550 | 20 | -- |
| 20 | 225 | 450 | -- |
| 30 | 30 | 1620 | -- |
| 35 | 9 | 700 | -- |
| 45 | 1950 | 850 | -- |
Объяснение:
- Время в часах, а также численность живых и мертвых бактерий.
- Количество клеток в миллионах, которое высчитываем как сумму живых и мертвых клеток.
Расчет общего числа бактерий в каждый момент времени:
| Время, ч | Живых | Мертвых | Общее число клеток, млн |
|---|---|---|---|
| 10 | 550 | 10 | (550+10)=560 |
| 11 | 550 | 11 | (550+11)=561 |
| 12 | 550 | 112 | (550+112)=662 |
| 15 | 1550 | 20 | (1550+20)=1570 |
| 20 | 225 | 450 | (225+450)=675 |
| 30 | 30 | 1620 | (30+1620)=1650 |
| 35 | 9 | 700 | (9+700)=709 |
| 45 | 1950 | 850 | (1950+850)=2800 |
2. Построение графика
На графике по оси X — время, по оси Y — общее число бактерий (млн).
График обычно показывает три фазы:
- Лампа роста (экспоненциальная): с 10 до 15 часов, быстрое увеличение численности.
- Стационарная: примерно с 15 до 30 часов, когда рост замедляется, количество остается примерно постоянным.
- Фаза убывания (смерти): после 30 часов, численность уменьшается.
3. Объяснение фазы замедления роста
Фаза замедления наступает вследствие питания и ограниченности ресурсов. При росте бактерий в питательной среде:
- Вначале происходит экспоненциальный рост, так как свежая среда и множество ресурсов.
- Когда ресурсы начинают истощаться, рост замедляется.
- Возникает стационарная фаза, когда число бактерий стабильно. Дальше, при нехватке ресурсов и увеличении количества мертвых клеток, происходит снижение живых бактерий.
4. Что произойдет, если часть бактерий из стационарной фазы поместить в свежую среду?
Если бактерии из стационарной фазы перенесут в свежую питательную среду:
- В течение некоторого времени рост снова начнется.
- Количество бактерий увеличится, так как условия улучшатся.
- Это приведет к новому росту популяции, повторно входя в фазу экспоненциального роста.
5. Расчёт рождаемости и смертности
Для каждого интервала рассчитаем:
\[ \text{Рождаемость} = \frac{\Delta \text{живых}}{\Delta t} \] \[ \text{Смертность} = \frac{\Delta \text{мёртвых}}{\Delta t} \]
где \(\Delta \text{живых}\) — изменение количества живых клеток за промежуток времени, \(\Delta \text{мёртвых}\) — изменение числа мертвых клеток, \(\Delta t\) — время интервала.
Пример расчетов:
Между 10–12 часами:
\[ \Delta \text{живых} = 550 - 550 = 0 \] \[ \Delta \text{мёртвых} = 112 - 10 = 102 \] \[ \Delta t = 2 \text{ ч} \]
- Рождаемость (новые живые бактерии) за интервал ≈ 0, так как живых не прибавилось.
- Смертность ≈ \(102 / 2 = 51\) за час.
Повторите аналогичные расчеты для других интервалов.
Общий вывод:
- В интервале с 15 до 20 ч число бактерий снизилось, что говорит о высоком уровне смертности, вызванном истощением ресурсов.
- В последующие промежутки рост восстанавливается, если добавляют новые питательные вещества.
Если нужны более точные расчеты по каждому интервалу — я помогу их составить.
