Cтраница 2
Необходимо было установить, насколько справедливо предположение, согласно которому концентрация биомассы в аппарате, работающем в режиме непрерывного культивирования, определяется параметрами piM0 и Х, которые характеризуют рост популяции в закрытой системе, и, дополнительно, только фактором разбавления культуры D. Именно это предположение позволило применить математическую модель обратимого автокаталитического роста популяции для анализа закономерностей непрерывного способа культивирования. [16]
Вопросы, связанные с построением и применением математических моделей, описывающих поведение популяции, относятся к большой проблеме математического моделирования в биологии вообще и представляют одно из направлений математического моделирования микробиологических процессов [12] в частности. В последнем случае основное внимание уделяется математическим моделям роста популяции в искусственных условиях в аспекте промышленного осуществления процесса культивирования микроорганизмов. [17]
Таким образом, рассмотрение основных положений методологии математического моделирования процессов микробиологиче-ческого синтеза приводит к выводу, что основное внимание следует уделять детерминированным моделям популяционного уровня, описывающим процессы перехода компонентов питательной среды в организованную биомассу популяции. При трактовке получаемых данных и практическом использовании математических моделей роста популяции необходимо всегда иметь в виду те разобранные выше ограничения, которые присущи методу математического моделирования на современном этапе развития биологии. [18]
Математическая модель консекутивного автокаталитического роста достаточно полно отражает закономерности изменения логарифмической скорости размножения микроорганизмов в процессе культивирования, включая и начальный период. Вместе с тем схему механизма консекутивного автокаталитического роста и полученные на основании ее уравнения нельзя еще считать законченным вариантом математической модели роста популяции. Эта модель так же как модель обратимого равновесного автокаталитического роста, предполагает наличие прямой связи между запасом субстрата в питательной среде и максимальной логарифмической скоростью размножения микроорганизмов. [19]
Поэтому из-за большого интервала времени между определениями концентрации биомассы изменение средней логарифмической скорости с ростом численности популяции в данном случае также далеко нелинейное. Но четко выраженный линейный характер зависимости i) cp ( X) и хорошее соответствие экспериментальной S-образной кривой накопления биомассы во времени расчетной и в этом случае подтверждает справедливость математической модели обратимого автокаталитического роста популяции. [20]
Вместе с тем математический аппарат, используемый в большинстве случаев при моделировании микробиологических процессов, относится к типу уравнений движения и заимствован из области кинетики химических и биохимических ( ферментативных) процессов. Это в принципе не вызывает возражений, так как именно кинетика огромного множества отдельных, но связанных в систему реакций определяет биологические процессы. Вместе с тем, используя для описания процесса, протекающего на популяционном уровне, математический аппарат, созданный для описания процессов, характерных для молекулярного уровня организации биосистемы, следует помнить о том, что в этом случае принципиально невозможно ожидать получения математической модели роста популяции, которая бы давала рациональное истолкование всей наблюдаемой специфики ее поведения. Безусловно останутся явления, особенно относящиеся к вопросу регуляции на популяционном уровне, которые затруднительно интерпретировать в понятиях молекулярного уровня. [21]