Задание №23 — Биология – наука о живой природе. Методы научного познания

#54852Задание №23ФИПИ

Бактерии

Микробиолог хотел узнать, насколько быстро размножается один из видов бактерий в разных питательных средах. Он взял две колбы, заполнил их до половины разными питательными средами и поместил туда примерно одинаковое количество бактерий. Каждые 20 минут он извлекал пробы и подсчитывал в них количество бактерий. Данные его исследования отражены в таблице.

Изучите таблицу «Изменение скорости размножения бактерий за определённое время» и ответьте на вопросы.

Таблица

Изменение скорости размножения бактерий за определённое время

Время после введения бактерий в культуру, мин.	Число бактерий в колбе 1	Число бактерий в колбе 2
20	18	20
40	36	40
60	72	80
80	140	160
100	262	314
120	402	620
140	600	1228

1) Сколько бактерий поместил учёный в каждую колбу в самом начале эксперимента?

2) Как изменялась скорость размножения бактерий на протяжении эксперимента в каждой колбе?

3) Чем можно объяснить полученные результаты?

Ваше решениедо 2 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для ответа на вопросы задачи проанализируем данные, представленные в таблице. Мы видим зависимость количества бактерий от времени в двух разных условиях (колбах).

1. Определение начального количества бактерий.
В таблице первое измерение проведено через $20$ минут после начала эксперимента. В этот момент в колбе №1 было $18$ бактерий, а в колбе №2 — $20$ бактерий.
Поскольку бактерии размножаются путём деления надвое (бинарное деление), мы можем предположить, что за первые $20$ минут произошло одно деление. Следовательно, чтобы узнать исходное количество, нужно число бактерий через $20$ минут разделить на $2$ .
Для колбы №1: $18 : 2 = 9$ бактерий.
Для колбы №2: $20 : 2 = 10$ бактерий.
Учёный поместил в колбы примерно одинаковое количество — около $9$ – $10$ клеток.

2. Изменение скорости размножения.
Проанализируем прирост численности.
В обеих колбах количество бактерий увеличивается со временем, то есть популяция растёт. Однако в колбе №2 после $80$ -й минуты рост происходит значительно быстрее, чем в колбе №1. Например, в интервале со $120$ по $140$ минуту в первой колбе число бактерий увеличилось примерно в $1,5$ раза ( $600 / 402$ ), а во второй колбе — почти в $2$ раза ( $1228 / 620$ ). Таким образом, скорость размножения в обеих колбах возрастала, но во второй колбе она была выше.

3. Объяснение результатов.
Различия в скорости размножения бактерий одного и того же вида при прочих равных условиях (температура, объём) зависят от состава питательной среды.
Следовательно, питательная среда в колбе №2 оказалась более благоприятной для данного вида бактерий (содержала больше необходимых питательных веществ, витаминов или имела более подходящую кислотность), что позволило клеткам делиться максимально быстро.

Ответ: 1) В начале эксперимента в колбах было примерно по $9$ – $10$ бактерий. 2) Скорость размножения увеличивалась в обеих колбах, но в колбе №2 рост численности происходил быстрее, чем в колбе №1. 3) Результаты объясняются различием в составе питательных сред: в колбе №2 среда была более оптимальной для роста и развития данного вида бактерий.

Источник: ФИПИ