Математическое моделирование ресурсного взаимодействия популяций микроорганизмов биотехнологических систем в условиях контаминации

• Автор: Лютова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПОДХОДОВ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ

КОНТАМИНАЦИИ

1Л. Культивирование микроорганизмов: методы и способы ведения, основные и

посторонние культуры, типы и исходы взаимодействия между ними

1Л Л. Методы и способы культивирования микроорганизмов

1Л.2. Основные и посторонние культуры микроорганизмов дрожжевого и

хлебопекарного производств

1 Л.З. Пути попадания посторонних микроорганизмов в биотехнологические

процессы и способы борьбы с ними

1 Л.4. Типы взаимодействия между популяциями микроорганизмов
1.2. Роль пищевого ресурса при культивировании микроорганизмов
1.2Л. Ресурсные отношения между популяциями микроорганизмов
1.2.2. Возможные исходы ресурсного взаимодействия популяций микроорганизмов
1.3. Существующие методы математического моделирования процессов ресурсного взаимодействия популяций микроорганизмов
1.4. Выводы. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕСУРСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ В УСЛОВИЯХ КОНТАМИНАЦИИ
2.1. Обобщенная динамическая модель ресурсного взаимодействия микробиологических систем в условиях контаминации
2.2. Модель ресурсного взаимодействия функциональной и контаминирующей популяций микроорганизмов в биотехнологической системе

2.3. Модель оценки состояния и прогнозирования развития ресурсного взаимодействия популяций микроорганизмов биотехнологических процессов в условиях контаминации
2.3.1. Основные предположения
2.3.2. Возможность непрерывного поддерживающего воздействия
2.3.3. Возможность ограниченного поддерживающего воздействия
2.3.4. Терминальная фаза ОПВ
2.3.5. Начальная фаза ОПВ
2.3.6. Интенсивное воздействие
2.3.7. Алгоритм оптимального восстановления жизнедеятельности полезной популяции
2.3.8. Пример
2.4. Модель механизма избирательности препаратов
2.5. Аналитическая схема решения моделей
2.6. Подбор начальных условий для расчетов по математическим моделям
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕСУРСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ В УСЛОВИЯХ КОНТАМИНАЦИИ
3.1. Постановка задачи исследования
3.2. Определение действительных (реальных) значений параметров
биотехнологической системы и коэффициентов модели при ведении биотехнологического процесса без воздействия
3.2.1. Контрольный вариант
3.2.2. Определение характеристик биотехнологической системы в течение всего периода культивирования в условиях
контаминации
3.3. Разработка химического способа воздействия на микробиологическую
систему с целью ингибирования развития контаминирующей популяции
3.3.1. Влияние хмелевого экстракта на активность дрожжевых клеток

3.3.2. Влияние хмелевого экстракта на контаминирующую микрофлору
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Структура программного продукта
4.2. Описание работы программы
4.3. Контрольный пример
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

изменяются под действием целого ряда факторов. Их можно разбить на эндогенные (внутренние), определяемые самой структурой популяции, и экзогенные (внешние), определяемые состоянием среды, в которой обитает популяция [22].
Простейшая и наиболее естественная классификация взаимодействий при популяционном анализе заключается в разграничении не по механизмам, а по результатам этих взаимодействий. Впервые это попытался сделать Хэснел [22]. Он предложил классификацию, в которой взаимоотношения между двумя видами оценивались как (+), (-) или (0) в зависимости от того, возрастает, убывает или остается неизменной численность популяции одного вида в присутствии другого. В большом количестве монографий уделяется достаточно внимания классификации типов взаимодействий [2,22]. В основном она имеет вид, приведенный в табл. 1.2.
Данные типы взаимодействий можно встретить в любом сообществе. При этом тип взаимодействия может изменяться в зависимости от условий воздействия. Так, в какой-то момент отношения двух видов можно охарактеризовать как паразитизм, в другой, как комменсализм, и, наконец, эти взаимоотношения могут быть полностью нейтральными [96].
Указанные девять типов взаимодействий неодинаково распространены в природных биосистемах. Наиболее часто встречается взаимодействие типа (+-), посредством которого осуществляется круговорот веществ в биосистеме; и вещество и энергия передаются пищевым цепям, а также взаимодействие типа (—), характерное для популяций одного трофического уровня [22]. Конкуренция (—) двух видов - один из немногих биологических феноменов, для изучения которых ставились многочисленные лабораторные эксперименты на самых различных организмах. Обычно выбирают два близкородственных вида и выращивают их по отдельности и вместе в строго контролируемых условиях. Регистрируют данные по нескольким повторным экспериментам, а затем анализируют их. В последнее время проведены