Моделирование динамики азотистых соединений в клетках микроводорослей. 1. Накопительная культура

Работа посвящена моделированию динамики азотистых соединений в клетках микроводорослей. Модель основана на положении о том, что весь внутриклеточный азот можно рассматривать как сумму структурных и резервных форм. Скорость поступления азота в клетку и скорость его расхода на синтез структурной составляющей заданы в виде линейных сплайнов и выражены через соотношение структурных и резервных форм. Показано, что видоспецифичные параметры модели есть светозависимые величины. Для конкретных случаев обеспеченности азотом найдены частные интегральные решения. Показано, что динамика всех форм внутриклеточного азота и концентрации азота в среде подчиняется экспоненциальному закону. Предложена математическая модель для количественного описания роста культуры микроводорослей при отсутствии азота в среде. Проведена верификация полученных уравнений на экспериментальных данных роста и ассимиляции азота клетками зелёных микроводорослей Dunaliella salina и Scenedesmus obliquus. Показано, что предлагаемая модель позволяет описать динамику изменения концентрации структурного, резервного и внеклеточного азота при культивировании данных видов. Для экспоненциальной фазы роста определены видоспецифические коэффициенты максимальной удельной скорости поступления азота в клетки и максимальной удельной скорости синтеза структурных компонентов, которые для D. salina составили: 0.42 сут$^{-1}$ и 0.55 сут$^{-1}$ ; для S. obliquus – 1.37 сут$^{-1}$ и 1.25 сут$^{-1}$ соответственно. Различия этих параметров для двух видов обусловлены различными световыми условиями при их культивировании.