Программа дисциплины Культивирование микроорганизмов


Программа дисциплины «Культивирование микроорганизмов»
Разнообразие микроорганизмов. Характеристика обмена веществ прокариотной клетки. Грибные клетки: дрожжи и мицелиальные формы – обмен веществ. Протопласты и методы их получения. Получение протопластов грамотрицательных и грамположительных бактерий и грибов. Слияние протопластов. Кривая роста микробной популяции. Удельная скорость роста. Время удвоения роста. Экономический и метаболический коэффициенты. Влияние концентрации субстрата на скорость роста.
Хранение микроорганизмов. Методы хранения культур бактерий. Лиофилизация. Хранение при низких и сверхнизких температурах, криопротекторы. Оценка жизнеспособности микроорганизмов после длительного хранения.
Выбор метода измерения биомассы. Измерение сухой и сырой массы, объема, линейных размеров колоний. Определение клеточного азота, белка, ДНК. Использование метода определения оптической плотности при определении биомассы. Скорость метаболических процессов. Подсчет живых клеток. Использование красителей.
Открытые и закрытые системы. Разнообразие способов культивирования микроорганизмов. Периодическая культура и культура полного вытеснения (тубулярная культура). Фазы роста периодической культуры. Математическая модель простой периодической культуры. Культура полного вытеснения без возврата биомассы и с возвратом биомассы. Периодическое синхронное культивирование. Степень синхронизации. Способы синхронизации. Непрерывно-синхронное культивирование.
Хемостатная культура (непрерывное культивирование). Теория хемостата, общие положения. Удельная скорость роста. Концентрация биомассы и лимитирующего рост субстрата. Скорость разбавления, определение критической скорости разбавления. Определение максимальной скорости роста. Производительность хемостата. Сравнение выхода биомассы в непрерывной и периодической культуре. Отклонения от теории хемостата. Виды хемостатного культивирования.
Турбидостат, отличия от хемостата. Контроль скорости роста. Хемостат с возвратом биомассы. Многопоточная система культивирования (батареи хемостатов). Многостадийные системы с возвратом биомассы и без возврата биомассы.
Отмирание клеток в растущих культурах. Отмирание клеток во время деления в непрерывной и периодической культуре.
Источники энергии и углерода. Определение количества ассимилированного углерода. Энергия поддержания. Величина энергии поддержания и её контроль. Выход биомассы в расчёте на выход АТФ. Условия, влияющие на метаболическую судьбу источников углерода и энергии.
Потребность в кислороде. Измерение количества растворенного кислорода. Окислительно-восстановительный потенциал. Интенсивность потребления кислорода клетками. Методы аэрации и перемешивания. Устройства для повышения степени аэрации и перемешивания. Влияние скорости перемешивания, температуры и вязкости на интенсивность потребления кислорода. Аэрация в колбах на качалках. Аэрация в стационарных культурах. Лимитация роста кислородом. Заменители кислорода. Ингибирование кислородом. Методы анаэробного культивирования.
Источники питания. Микробиологический метод определения фактора роста. Потребности в азоте. Потребности в витаминах и факторах роста. Потребности в фосфоре. Потребности в калии и натрии. Потребности в магнии и сере. Воздействие микроэлементов. Подбор среды для культивирования. Классификация питательных сред. Требования, предъявляемые к питательным средам.
Образование продукта. Классификация продуктов ферментации. Отношение скорости роста культуры к скорости образования продукта. Продукт, не связанный с ростом. Образование продукта в периодической культуре. Образование продукта в непрерывной культуре. Влияние окружающих условий на образование микробных продуктов.
Конкурентное ингибирование в периодической и непрерывной культуре. Неконкурентное ингибирование в периодической и непрерывной культуре. Конкурентное ингибирование продуктом в непрерывной культуре. Неконкурентное ингибирование продуктом в непрерывной культуре. Субстратное ингибирование роста.
Культуры при низких и нулевой скоростях роста. Стационарная фаза бактериальной культуры. Стационарная фаза в культуре грибов. Кинетика спорообразования.
Лаг-период. Кажущийся и истинный лаг-период. Причины лаг-периода.
Смешанные культуры. Конкуренция за один и тот же лимитирующий субстрат. Ингибирующий продукт одного вида как лимитирующий субстрат для другого вида. Определение скорости мутации.
Периодические культуры с добавлением субстрата. Отъемно-доливная культура. Культура с диализом. Диализные мембраны. Преимущества и недостатки диализных культур. Типы диализаторов. Электродиализ. Преимущества и недостатки периодических и полупериодических процессов.
Погруженные пленки биомассы. Микроорганизмы, развивающиеся на наполнителе в колонке. Рост в виде погруженных шариков биомассы.
Рост колоний микроорганизмов на поверхности твердых питательных сред. Модель роста колонии. Закон линейного роста. Влияние различных факторов на рост колоний грибов.
Ферментеры или биореакторы. Конструкция типового биореактора. Типы ферментеров. Классификация ферментеров по подводу энергии.
Литература
С.Дж. Перт. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: «Мир», 1978. 330 с.
Смешанные проточные системы микроорганизмов. Новосибирск: Наука, 1981. 200 с.
Управляемое культивирование микроводорослей. М.: Наука, 1964. 154 с.
Хемосинтез в непрерывной культуре. Новосибирск: Наука, 1978. 114 с.
О. В. Блажевич Культивирование клеток. Курс лекций. Минск: БГУ, 2004. 79 с.

Приложенные файлы

  • docx 5830450
    Размер файла: 19 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий