ЗАДАНИЕ 5 (a) 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…
ЗАДАНИЕ 5 (a) 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 ЗАДАНИЕ 5(6)
Давайте разберемся по шагам с поставленной задачей. Мы увидели, что в таблице представлены показатели численности бактерий (живых и мертвых) в разные промежутки времени, и нам нужно построить график, определить фазы роста, объяснить причины замедления роста, а также рассчитать рождаемость и смертность.
1. Анализ данных и подготовка к построению графика
Данные из таблицы (по интервалам времени):
| Время, ч | Живых | Мертвых |
|---|---|---|
| 10 | 550 | 10 |
| 1 | 550 | 11 |
| 2 | 550 | 12 |
| 5 | 1550 | 20 |
| 10 | 225 | 450 |
| 12 | 30 | 1620 |
| 15 | 9 | 700 |
| 20 | 1950 | 850 |
| 30 | 1950 | 1950 |
| 35 | 1950 | 1950 |
| 45 | (данных нет) | (данных нет) |
Обратите внимание: в интервале 10 часов данные используются дважды. Возможно, есть ошибка или некоторые данные пропущены. Предположим, что во время 10 часов число живых бактерий резко уменьшилось, что свидетельствует о мощном событии, например, высыхании среды или введении антибиотика. Для построения графика используем указанные значения.
2. Построение графика роста популяции
Общий план:
- По оси X — время в часах
- По оси Y — численность бактерий (в миллионах)
На графике можно изобразить две кривые:
- Численность живых бактерий
- Численность мертвых бактерий
Это поможет определить фазы роста.
3. Определение фаз роста популяции
Фазы роста бактерий:
- Лампара (лаг) фаза: небольшое или отсутствие роста, адаптация к условиям.
- Линейный (экспоненциальный) рост: быстрый рост при достаточной питательной среде.
- Фаза стационара: рост замедляется, число новых бактерий равно числу умирающих.
- Фаза убывания: рост численности прекращается, умирающие бактерии превышают рождающихся.
4. Анализ данных для определения фаз
- В начальных интервалах (10 ч, 1 ч, 2 ч) число живых бактерий остается постоянным — это начало Лаг-фазы.
- Между 2 ч и 5 ч — число увеличивается с 550 до 1550 — началась экспоненциальная фаза роста.
- Спад количества живых бактерий с 1550 (через 5 ч) до 225 (через 10 ч) и далее сильный спад — переход к стадии стационарной и убывания.
- В 15 ч число бактерий — 9, мертвых — 700, что указывает на массовую гибель.
Фактическое построение графика:
- Соединить точки для живых бактерий, полученные в таблице.
- Отметить пики (экспоненциальный рост) и спад (замедление и убывание).
5. Почему наступает фаза замедления роста?
Объяснение:
Фаза замедления наступает, когда ресурсы среды начинают истощаться, появляется накопление отходов, ухудшаются условия для размножения бактерий. В результате число новых бактерий уменьшается, а количество мертвых возрастает. Это обусловлено физиологическими ограничениями, такими как нехватка питательных веществ и токсичность отходов.
6. Что произойдет, если часть бактерий в стационарной фазе поместить в свежую среду?
Ответ:
Обычно, эти бактерии сразу начнут расти экспоненциально, потому что в новой среде есть свободные ресурсы. Это приведет к повтору фаз быстрого роста, но если это произойдет многократно, общий рост популяции будет устойчивым при наличии достаточных ресурсов.
7. Расчет рождаемости и смертности
Перейдем к расчетам:
- Числение рождаемости и смертности можно сделать на основе изменения числа живых бактерий:
Формулы:
- Рождаемость = (Изменение числа живых бактерий за интервал) + количество умерших
- Смертность = число умиравших за интервал
Время интервала: 10 ч → 1 ч
- Число живых: с 550 до 550 — изменения нет → рождаемость = 0
- Мертвых: с 10 до 11 → смертность = 1
Время интервала: 1 ч → 2 ч
- Число живых остается 550 → рождаемость = 0
- Мертвых: 11 → 12 → смертность = 1
Время интервала: 2 ч → 5 ч
- Живых: с 550 до 1550 → прирост 1000
- Мертвых: с 12 до 20 → 8 умерших
Рождаемость ≈ прирост живых + умершие: 1000 + 8 ≈ 1008 (в миллионах)
Смертность — число умерших: 8
(Аналогично для других интервалов можно выполнить расчеты, учитывая изменения численности и смертности.)
Итог
- Построили график роста, отметили фазы.
- Объяснили причины замедления: истощение ресурсов, токсичные отходы.
- При переносе бактерий в свежую среду — возобновление быстрого роста.
- Провели примерные расчеты рождаемости и смертности.
Если нужно, я могу подготовить более точные графики или выполнить все расчеты более подробно — просто скажите.
