Изложены основы и методы анализа кинетики микробиологических процессов. Детально рассмотрены аналитические модели клеточного роста, кинетические закономерности роста микробных популяций в различных режимах, методы определения кинетических параметров процессов. Дан количественный анализ факторов, осложняющих рост микроорганизмов, и проиллюстрированы возможности применения компьютерного анализа для исследования закономерностей микробной кинетики.

…В настоящее время количественная микробиология, основанная на химико-кинетическом моделировании процессов микробного роста, является активно развивающейся областью биокинетики, имеющей много интересных фундаментальных и практических приложений.

Изучение кинетических основ микробиологических процессов широко представлено в учебных планах химико-биологических факультетов университетов и ряда технологических вузов. Однако до настоящего времени в учебной литературе отсутствует сколько-нибудь полное и последовательное изложение количественных основ роста и развития микробных популяций. Данное учебное пособие призвано восполнить этот пробел. Основой для написания этой книги послужили исследования, проводимые в Московском университете, а также курсы лекций, читаемых на химическом и биологическом факультетах.

Курс рассчитан на читателей, владеющих основами дифференциального и интегрального исчислений в объёме общих курсов математического анализа вузов. Основная задача книги-изложение кинетических закономерностей, наблюдаемых при росте микробных популяций, с целью дать экспериментатору достаточно простые и надёжные методы, позволяющие выявить наиболее характерные особенности исследуемого процесса (например, истощение субстрата, ингибирование роста культур избытком субстрата или продуктом, лизис и др.).

В первую очередь внимание было обращено на анализ кинетических закономерностей автокаталитического роста микробных популяций в закрытых системах при периодическом культивировании. Дано кинетическое обоснование зависимости роста микроорганизмов от концентрации лимитирующего субстрата, рассмотрен ряд механистических моделей, позволяющих получить уравнение роста популяции на основе использования современных представлений о механизмах конверсии генетической информации при биосинтезе белка и нуклеиновых кислот (синтез ключевых метаболитов, репликация, транскрипция, трансляция). Сделан анализ абсолютных скоростей роста популяции с выявлением предельных и наиболее типичных, «средних», скоростей роста микроорганизмов. Была предпринята попытка связать изучаемые кинетические параметры с конкретными молекулярно-биологическими процессами, протекающими в живой микробной клетке.

Значительное внимание в книге уделено анализу интегральных кинетических кривых роста микробных популяций с учётом различных осложняющих факторов. Рассмотрены проблемы кинетической дискриминации механизмов ингибирования, обсуждены механизмы процессов, приводящих к появлению на кинетической кривой роста периодов индукции.

Изложена кинетическая теория роста популяций микроорганизмов при непрерывном культивировании в проточных системах. Как и для периодического культивирования, основное внимание обращено на кинетическое описание процессов с осложняющими факторами.

Использование методов кинетического моделирования с помощью ЭВМ позволяет на качественно новом уровне решать ряд вопросов кинетической микробиологии. В данной книге обсуждаются принципы кинетического моделирования роста микроорганизмов, на основе использования методов численного интегрирования дан ряд качественных подходов, позволяющих идентифицировать особенности роста популяции; рассмотрены кинетические модели роста с учётом лизиса клеток, проблемы моделирования развития смешанных и симбиотрофных культур; анализируются закономерности роста фотосинтезирующих микробных популяций.

Методы анализа по мере возможности иллюстрируются литературными данными или данными, полученными авторами книги.

Весьма полезным представляется наличие в учебном пособии задач, что поможет читателю лучше понять теоретические и практические аспекты кинетики роста микробных популяций…

ПРЕДИСЛОВИЕ
Авторы

Книги на ту же тему

1. Саморегулируемые волны химических реакций и биологических популяций, Жижин Г. В., 2004
2. Математическая биофизика, Романовский Ю. М., Степанова Н. В., Чернавский Д. С., 1984
3. Химическая и биологическая кинетика: избранные труды: в 2 томах (комплект из 2 книг), Эмануэль Н. М., 2006
4. Термодинамика и кинетика биологических процессов: Проблемы неравновесной термодинамики, кинетики переходных процессов, экстремальные принципы, переходные процессы в живых системах, Зотин А. И., ред., 1980
5. Популяционная динамика лесных насекомых, Исаев А. С., Хлебопрос Р. Г., Недорезов Л. В., Кондаков Ю. П., Киселев В. В., Суховольский В. Г., 2001
6. Жизнеспособность популяций: Природоохранные аспекты, Сулей М., ред, 1989
7. Молекулярная и клеточная биофизика, Франк Г. М., ред., 1977
8. Биотехнология: что это такое?, Вакула В. Л., 1989
9. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов: В двух кн. Кн. II: Ферменты, модели, процессы, Болобова А. В., Аскадский А. А., Кондращенко В. И., Рабинович М. Л., 2002
10. Ферментативные процессы в биотехнологии, Безбородов А. М., Загустина Н. А., Попов В. О., 2008
11. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение, Глик Б., Пастернак Д., 2002
12. Микроорганизмы в биогеотехнологиях переработки сульфидных руд, Кондратьева Т. Ф., Булаев А. Г., Муравьев М. И., 2015
13. Энергетика ассимилирующей клетки и фотосинтез, Петров В. Е., 1975
14. Лекции по природоведческой микробиологии, Заварзин Г. А., 2004
15. Микробиология (с вирусологией и иммунологией). — 4-е изд., перераб. и доп., Пяткин К. Д., Кривошеин Ю. С., 1980
16. Микробиологические методы определения витаминов, Одинцова Е. Н., 1959
17. Бактерии Pseudomonas и Azotobacter как объекты сельскохозяйственной биотехнологии, Логинов О. Н., 2005
18. Микробиологический контроль активного ила биореакторов очистки сточных вод от биогенных элементов, Козлов М. Н., Дорофеев А. Г., Асеева В. Г., 2012
19. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями, 2005
20. Охотники за микробами, де Крюи П., 2001
21. Растительная клеточная стенка как динамичная система, Горшкова Т. А., 2007