Фазы жизни и роста бактерий

Фазы роста бактерий

Фазы жизни и роста бактерий

Рост и размножение бактерий

В отличие от многоклеточных организмов, в одноклеточных организмах рост и размножения (деление клетки) тесно связанные. Бактерии дорастают к определенному размеру, после чему проводят процесс деления, форму бесполого размножения.

При оптимальных условиях бактерии могут растить и делиться чрезвычайно быстро, до одного деления каждое 9,8 минут для определенных видов бактерий. При делении клетки создаются две генетически идентичных дочерних клетки.

Некоторые бактерии, хотя тоже размножаются без полов, формируют более сложные воспроизводящие структуры, которые облегчают распространение новых дочерних клеток. Примеры включают создание плодовых тел микробактериями, создание воздушных гиф представителями рода Streptomyces и почкование.

Почкование означает формирование выступления, которое позднее отделяется, формируя отдельную клетку.

В лабораторных условиях бактерии по обыкновению выращивают, используя твердую или редкую среду. В качестве твердого среды используются чашки Петр с пластом агара, который содержит питательные вещества.

Такие чашки используются для получения штаммов бактерий. Однако, редкая среда по обыкновению используется для измерения скорости роста или получение определенных объемов клеток.

Обратите внимание

Иногда используются отборочные среды, (среды с добавлением антибиотику) для выделения и идентификации отдельных штаммов бактерий.

Большинство лабораторных методов роста используют высокие уровне питательных веществ для получения больших количеств клеток. Однако в естественных условиях количество питательных веществ ограниченная, что означает, что бактерии не могут размножаться бесконечно.

Это ограничение привело к созданию бактериями разных стратегий роста. Некоторые организмы могут растить чрезвычайно быстро, когда питательные вещества становятся доступными, например, формирование цветение воды (за счет роста клеток цианобактерий), которые часто происходят в озерах летом.

Много организмов адаптируются к бедным и агрессивным окружениям, например, путем производства антибиотиков представителями рода Streptomyces и другими, тем самым не давая роста конкурирующим микроорганизмам. Часто бактерии сотрудничают, формируя биопленки и меняя скорость роста благодаря ощущению кворума.

Эти взаимоотношения могут быть существенными для роста всей группы организмов (синтрофия).

Рост бактерий обычно включает три фазы

Когда популяция бактерий попадается к богатому на питательные вещества окружению, которое позволяет рост, клеткам нужен определенное время, чтобы приспособиться к новому окружению. Первая фаза роста, фаза медленного роста, является фазой такого приспособления.

Эта фаза характеризуется высокой скоростью биосинтеза ферментов и активного транспорта. За ней следует фаза экспоненциального роста, который характеризуется быстрому экспоненциальным ростом количества бактерий. Скоростью роста полагает время удвоения бактерий на протяжении этой фазы.

Последняя фаза роста — стационарная фаза, которая вызвана истощением питательных веществ. Клетки сокращают свою метаболическую деятельность и потребляют несущественные клеточные белки.

Важно

Стационарная фаза — это переход от быстрого роста к стрессовому состоянию, которое характеризуется увеличением экспрессии генов, которые принимают участие в ремонте ДНК и антиоксидантном метаболизме.

Факторы среды, влияющие на рост и размножение бактерий

Для того чтобы культура микроорганизмов могла нормально расти, размножаться и осуществлять биосинтез какого-либо вещества, необходимы благоприятные условия окружающей среды.

При неблагоприятных условиях изменяются свойства микроорганизмов, подавляется их жизнедеятельность или происходит гибель. При неблагоприятных условиях изменяются свойства микроорганизмов, подавляется их жизнедеятельность или происходит гибель.

Различают три точки, которые определяют развитие микроорганизмов:

минимум жизнедеятельность культуры только начинается;

максимум жизнедеятельность микроорганизмов прекращается;

оптимум жизнедеятельность микроорганизмов проявляется с наибольшей интенсивностью.

На рост и развитие микроорганизмов влияют физические, химические и биологические факторы.

Физические  – температура, влажность среды, концентрация питательных веществ.

Температура. Каждая группа микроорганизмов развивается в определенных температурных пределах. По отношению к оптимальной температуре развития все микроорганизмы делят на три группы: психрофилы, мезофилы и термофилы.

Психрофилы минимальная температура развития от минус 7 до 0 °С; оптимальная 15-20 °С; максимальная 30-35 °С.

Мезофилы минимальная температура их развития 5-10 °С; оптимальная 25-35 °С; максимальная 40-50 °С. К этой группе относится большинство используемых в промышленности микроорганизмов, как культурных, так и вредных (дрожжи, гнилостные бактерии, возбудители молочнокислого брожения).

Термофилы минимальная температура развития не менее 30 °С; оптимальная 45-60 °С; максимальная 70-80 °С.

Температуры, превышающие максимальные, приводят к гибели микроорганизмов за счет тепловой коагуляции белков клетки и инактивации ферментов. При температуре 70 °С большинство вегетативных форм микроорганизмов гибнет за 1-5 мин.

Температуры ниже минимальных гибель микроорганизмов не вызывают, а только приостанавливают их жизнедеятельность.

Влажность среды.

Нормальное функционирование клетки (обмен веществ, рост и размножение) возможно только тогда, когда в ней содержится достаточное количество влаги и сама клетка погружена в водную среду с растворенными в ней питательными веществами. Бактерии развиваются при минимальной влажности субстрата 25-30 %, грибы и дрожжи могут развиваться при влажности в субстрате __ 10-15 %, а иногда и 6-7

При снижении влажности уменьшается интенсивность биохимических реакций и, следовательно, жизненных процессов. От влажности среды зависит устойчивость микроорганизмов к высоким температурам. В среде с повышенной влажностью гибель их происходит быстрее, чем в воздушной среде.

Концентрация питательных веществ. Для развития микроорганизмов необходим ряд элементов питания (углерод, азот, фосфор, биологически-активные вещества, макро- и микроэлементы). Источником углерода могут быть углеводы (моно- и полисахариды), спирты, кислоты.

Источником азота в питательной среде могут быть белки, пептиды, аминокислоты, соли аммония или аммиака, нитраты). Источником фосфора являются фосфаты (соли фосфорной кислоты). Кроме этого к питательной среде добавляют соли калия, магния, железа, микроэлементы (кобальт, медь, марганец и др.

), витамины и биологически активные вещества.

Большинство микроорганизмов существует в средах с невысокой концентрацией растворенных веществ и чувствительны к ее колебаниям. Минимальной концентрацией для активного обмена веществ является приблизительно 0,5 %-ная концентрация сахара или соли в воде.

Высокая концентрация приводит к нарушению процесса обмена между клеткой и окружающей средой, к прекращению ее жизнедеятельности и гибели. Некоторые микроорганизмы могут сохранять свою жизнедеятельность в концентрированных растворах (с высоким осмотическим давлением).

Такие микроорганизмы называются осмофильными.

К химическим факторам, которые влияют на жизнедеятельность микроорганизмов, относятся: рН среды, окислительно-восстановительный потенциал (гН2) и присутствие в среде токсичных веществ.

рН среды – выражает степень кислотности или щелочности среды. Колебания рН могут вызвать изменение активности ферментов, нарушение обмена веществ. Например, в кислой среде дрожжи образуют этиловый спирт, в щелочной – глицерин.

Для каждой группы микроорганизмов существуют свои пределы максимума, минимума и оптимума значений рН. Для дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий наиболее благоприятна слабокислая среда (рН 3-6).

Окислительно-восстановительные условия среды. Большое значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеет наличие кислорода. Для некоторых микроорганизмов он жизненно необходим, для других является ядом, для определенных видом микроорганизмов наличие кислорода или его отсутствие не имеет существенное значение.

Микроорганизмы, которые живут только в присутствии кислорода и получают энергию за счет дыхания, называются облигатные аэробы.

Совет

Микроорганизмы, которые живут за счет окислительно-восстановительных процессов без участия кислорода воздуха, называются облигатные анаэробы.

Читайте также:  Симбиоз бактерий: как прожить с пользой

Микроорганизмы, которые могут жить как при доступе, так и в отсутствие кислорода, называются факультативные анаэробы.

Для микроорганизмов существенное значение имеет также окислительно-восстановительный потенциал, который выражается редокс-потенциалом (гН2) – отрицательным логарифмом концентрации молекулярного водорода, который характеризует степень окисленности (аэробности) или восстановленности (анаэробности) среды. гН2 находится в пределах от 0 до 41. В водном растворе, насыщенном кислородом, гН2 равен 41, а в условиях насыщения водородом гН2 равен 0.

Для облигатных аэробов гН2 находится в пределах 14-30, для облигатных анаэробов гН2 – 0-14, для факультативных анаэробов гН2 от 0 до 20.

Действие химических веществ. Многие вещества замедляют и подавляют действие микроорганизмов.

К ним относятся: спирты, фенолы, альдегиды (особенно формальдегид), нитраты, пестициды, кислоты (бензойная, сернистая, сорбиновая, борная, фтористоводородная), щелочи, соли тяжелых металлов (ртути, меди, серебра), окислители (марганцовокислый калий, йод, хлор, перекись водорода), газы (сернистый, диоксид углерода).

Степень воздействия их на микроорганизмы зависит от химической природы, применяемой концентрации, условий среды (рН, температуры) и вида микроорганизмов. Как правило, высокие дозы этих веществ оказывают летальное действие, а малые дозы в некоторых случаях могут даже являться стимуляторами роста микроорганизмов.

Биологические факторы –  сводятся к взаимоотношению между микроорганизмами, соприкасающимися в процессе своей жизнедеятельности. Основные типы взаимоотношений: симбиоз, метабиоз, антагонизм, паразитизм.

Симбиоз – условия, когда два или более вида организма совместно развиваются лучше, чем по отдельности (молочнокислые бактерии и дрожжи при производстве моченой продукции).

Метабиоз – условия, при которых жизнедеятельность одного микроорганизма способствует развитию другого (например, продукты обмена одного микроорганизма являются источником питания для другого).

Антагонизм – один вид микроорганизма угнетает или вызывает гибель другого за счет быстрого размножения или выделения в среду метаболитов (например, антибиотиков, микотоксинов).



Источник: http://biofile.ru/bio/20041.html

Рост и размножение бактерий

Двухфазный рост бактерий. Диауксия. Рост без делœения. бактерий.

Двухфазный рост. У бактерий, способных использовать два различных источника углерода, наблюдают двухфазный рост (так называемая диауксия). Примером может служить рост кишечной палочки на среде с глюкозой и сорбитолом.

‣‣‣ Для подобных микроорганизмов характерен начальный пик роста͵ в течение которого бактерии утилизируют только один углевод.

‣‣‣ После исчерпания его запасов наступает стационарная фаза, в течение которой в культуре инициируются синтез ферментов и механизмы транспорта для утилизации второго углевода.

‣‣‣ В случае если физиологические условия удовлетворительны, в бактериальной культуре начинается фаза вторичного экспоненциального роста͵ инициированная утилизацией второго углевода.

Рост бактерий– увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции. Многие факторы — детергенты, антибиотики, соли жёлчных кислот, УФ-облучение — задерживают делœение клеток. В результате образуются длинные нитевидные формы, значительно превышающие по размерам исходные клетки.

Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения.

Рост всœегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делœением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние.

Процесс делœения бактериальной клетки начинается с репликации хромосомной ДНК. В точке прикрепления хромосомы к цитоплазматической мембране (точке-репликаторе) действует белок-инициатор, который вызывает разрыв кольца хромосомы, и далее идет деспирализация ее нитей.

Нити раскручиваются, и вторая нить прикрепляется к цитоплазматической мембране в точке-прорепликаторе, которая диаметрально противоположна точке-репликатору. За счёт ДНК-полимераз по матрице каждой нити достраивается точная ее копия. Удвоение генетического материала – сигнал для удвоения числа органелл.

В септальных мезосомах идет построение перегородки, делящей клетку пополам.

Обратите внимание

Двухнитевая ДНК спирализуется, скручивается в кольцо в точке прикрепления к цитоплазматической мембране. Это является сигналом для расхождения клеток по септе. Образуются две дочерние особи.

Размножение бактерий определяется временем генерации. Это период, в течение которого осуществляется делœение клетки. Продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста͵ состава питательной среды, температуры и др.

Фазы размножение бактериальной клетки на жидкой питательной среде:

1) начальная стационарная фаза; то количество бактерий, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ попало в питательную среду и в ней находится;

2) лаг-фаза (фаза покоя); продолжительность – 3–4 ч, происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения еще нет; в это время увеличивается количество белка, РНК;

3) фаза логарифмического размножения; активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение преобладает над гибелью;

4) максимальная стационарная фаза; бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции; количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит;

5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде. Накапливаются токсические продукты, продукты метаболизма. Этой фазы можно избежать, в случае если использовать метод проточного культивирования: из питательной среды постоянно удаляются продукты метаболизма и восполняются питательные вещества.

Рост бактериальной культуры.

Рост и размножение бактерий – понятие и виды. Классификация и особенности категории “Рост и размножение бактерий” 2017, 2018.

Важно

  • – Рост и размножение бактерий

    Демонстрация видеофрагмента № 2 Очень живой, импульсивный характер героев в кинолентах Кустурицы, динамично развивающийся сюжет, ритмичная музыка, создателем которой часто является сам режиссер, реализующий в создаваемых им фильмах свой талант композитора, хорошо… [читать подробнее].

  • – Рост и размножение бактерий. Механизм и скорость размножения. Фазы размножения микробов.

    1. Понятия роста и размножения бактерий 2.Бактериальная популяция 3.Колонии 1. Для микробиологической диагностики, изучения микроорганизмов и в биотехнологических целях микроорганизмы культивируют на искусственных питательных средах. Под ростом бактерий понимают… [читать подробнее].

  • – Рост и размножение бактерий

    ЛЕКЦИЯ № 3. Физиология бактерий Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции. Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью… [читать подробнее].

  • – Рост и размножение бактерий

    Лекция 6 1. Для микробиологической диагностики, изучения микроорганизмов и в биотехнологических целях микроорганизмы культивируют на искусственных питательных средах. Под ростом бактерий понимают увеличение массы клеток без изменения их числа в популяции как… [читать подробнее].

  • – Рост и размножение бактерий

    Рост бактерий происходит в результате множества взаимосвязанных биохимических реакций, осуществляющих синтез клеточного материала. У бактерий различают индивидуальный рост бактериальной клетки и рост бактерий в популяции. Об индивидуальном росте судят по увеличению… [читать подробнее].

  • – Рост и размножение бактерий.

    Рост бактерий- это увеличение клеток за счёт синтеза пластического материала в процессе питания. Размножение– это увеличение числа особей в микробной популяции. Скорость деления бактерий в среднем составляет 20-30 минут. Размножение бактерий в жидкой питательной среде… [читать подробнее].

    Читайте также:  Действовать строго по инструкции. на что имеют право сотрудники лабораторий, производящие забор смывов при проверке?
  • Источник: http://referatwork.ru/category/fiziologiya/view/509105_rost_i_razmnozhenie_bakteriy

    Рост и размножение бактерий. Фазы размножения бактерий

    Под ростом бактерий понимают увеличение массы клеток без изменения их числа в популяции как результат скоординирован­ного воспроизведения всех клеточных компонентов и структур.

    Увеличение числа клеток в популяции микроорганизмов обозна­чают термином “размножение”.

    Оно характеризуется временем генерации (интервал времени, за который число клеток удваи­вается) и таким понятием, как концентрация бактерий (число клеток в 1 мл).

    Выделяют 4 фазы роста:

    • 1-я — начальная, или лаг-фаза, или фаза задержки размноже­ния, характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой;

    • 2-я — логарифмическая, или лог-фаза, или экспоненциальная фа­за, — характеризуется постоянной максимальной скоростью деле­ния клеток и значительным увеличением числа клеток в популяции;

    • 3-я — стационарная фаза наступает тогда, когда число клеток в популяции перестает увеличиваться. Это связано с тем, что наступает равновесие между числом вновь образующихся и гибнущих клеток.

    • 4-я — фаза отмирания (логарифмической гибели) характери­зуется преобладанием в популяции числа погибших клеток и про­грессивным снижением числа жизнеспособных клеток популяции. Прекращение роста численности (размножения) популяции микроорганизмов наступает в связи с истощением питательной среды и/или накоплением в ней продуктов метаболизма мик­робных клеток.

    Механические способы создания анаэробных условий.

    Физические способы создания анаэробных условий.

    Химические и биологические способы создания анаэробных условий.

    См. пракнавыки

    Питательные среды для культивирования бактерий. Требования. Классификация.

    Требования, предъявляемые к средам

    · быть питательными, то есть содержать в легко усвояемом виде все вещества, необходимые для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей.

    · иметь оптимальную концентрацию водородных ионов — pH, так как только при оптимальной реакции среды, влияющей на проницаемость оболочки, микроорганизмы могут усваивать питательные вещества.

    Для большинства патогенных бактерий оптимальна слабощелочная среда (pH 7,2—7,4).

    Исключение составляют холерный вибрион — его оптимум находится в щелочной зоне (pH 8,5—9,0) и возбудитель туберкулёза, нуждающийся в слабокислой реакции (pH 6,2—6,8).

    · быть изотоничными для микробной клетки; то есть осмотическое давление в среде должно быть таким же, как внутри клетки. Для большинства микроорганизмов оптимальная среда, соответствующая 0,5 % раствору натрия хлорида.

    · быть стерильными, так как посторонние микробы препятствуют росту изучаемого микроба, определению его свойств и изменяют свойства среды.

    · плотные среды́ должны быть влажными и иметь оптимальную для микроорганизмов консистенцию.

    · быть по возможности унифицированным, то есть содержать постоянное количество отдельных ингредиентов.

    Желательно, чтобы среды были прозрачными — удобнее следить за ростом культур, легче заметить загрязнение среды посторонними микроорганизмами.

    Классификация

    · По исходным компонентам:

    Важно

    o натуральные среды — готовят из продуктов животного и растительного происхождения (мясо, асцит, костная мука, кормовые дрожжи, сгустки крови и др.)

    o синтетические среды — готовят из определённых химически чистых органических и неорганических соединений, взятых в точно указанных концентрациях и растворённых в дважды дистиллированной воде.

    · По консистенции(степени плотности):

    o жидкие

    o полужидкие

    o плотные

    Плотные и полужидкие среды готовят из жидких, к которым прибавляют агар-агар или желатин. Кроме того, в качестве плотных сред применяют коагулировавшие яичные или сывороточные белки, картофель, среды с силикагелем. Некоторые микроорганизмы используют желатин как питательное вещество — при их росте среда разжижается.

    · По составу:

    o простые: мясопептонный бульон(МПБ), мясопептонный агар(МПА), питательный желатин,

    o сложные — готовят, прибавляя к простым средам аминокислоты, витамины, микроэлементы и другие вещества.

    · По назначению:

    Первая группа – универсальные (простые) среды. К ним принадлежат мясо-пептонний бульйон (МПБ) и мясо-пептонний агар (МПА). За своим составом, наличием питательных веществ они пригодны для культивирования многих видов бактерий.

    Вторая группа – специальные среды. Они используются в тех случаях, когда микроорганизмы не растут на простых. К ним принадлежит кровяной, сывороточный агары, сывороточный бульйон, асцитический бульйон, асцит-агар и другие.

    Третья группа – элективные среды, на которых микроорганизмы определенного вида растут быстрее, более интенсивно, опережают в своем развитии другие виды бактерий. Например, 1 % щелочная пептонная вода является елективним средой для холерных вибрионов, среды Ру и Леффлера – для возбудителей дифтерии.

    Четвертая группа – селективные среды, которые благодаря добавлению определенных компонентов (желчь, краски, антибиотики и др.) способны подавлять развитие одних видов микроорганизмов, но не влияют на другие виды.

    да, среда Мюллера является селективной для тифо-паратифозных бактерий, фуразолидоно-твиновий агар – для коринебактерій и микрококков. Добавление антибиотиков в состав сред делает их селективными для грибов (напр. среда Сабуро и др.).

    Пятая группа – дифференциально–диагностичнеские среды.

    Это большая группа сред, которые позволяют определить определенные биохимические свойства микроорганизмов и проводить их дифференциацию.

    Они разделяются на среды для определения протеолитических, пептолитических, сахаролитических, гемолитических, липолитических, редуцирующих свойств (среды Ендо, Левина, Плоскирева, Гисса).

    

    Источник: https://infopedia.su/17x38ea.html

    Рост и размножение бактерий

    Под ростом клетки понимают координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее в конечном итоге к увеличению массы клетки. Термином «размножение» обозначают увеличение числа клеток в популяции. Большинство прокариот размножаются поперечным делением, некоторые почкованием. Грибы размножаются путем спорообразования.

    При размножении микробной клетки наиболее важные процессы происходят в ядре (нуклеоиде), содержащем всю генетическую информацию в двунитевой молекуле ДНК. Репликация ДНК происходит полуконсервативным способом, обеспечивающим равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками.

    Надежность процесса репликации и правильность расхождения (сегрегация) дочерних цепей обеспечивается связью ДНК с цитоплазматической мембраной.

    Совет

    Репликация начинается в определенной точке (локус) ДНК и происходит одновременно в двух противоположных направлениях. Синтез дочерних нитей ДНК идет ступенчато, короткими фрагментами, равными 1-2 тыс.

    нуклеотидов, которые «сшиваются» специальным ферментом лигазой.

    Параллельно с репликацией ДНК начинается образование межклеточной (поперечной) перегородки. Вначале с обеих сторон клетки происходит врастание двух слоев цитоплазматической мембраны. Затем между ними синтезируется пептидогликан.

    Этот процесс чувствителен к действию некоторых антибиотиков (пенициллинов), ин-гибирующих синтез пептидогликана.

    В период репликации ДНК и образования перегородки микробная клетка непрерывно растет. Наряду с пептидогликаном синтезируются биополимеры, входящие в состав цитоплазматической мембраны, рибосом и цитоплазмы.

    На последней стадии дочерние клетки отделяются друг от друга. В этом период у грамотрицательных бактерий синтезируется наружная мембрана, которая встраивается между двумя слоями пептидогликана межклеточной перегородки.

    В том случае, когда разделившиеся бактериальные клетки сохраняют межклеточные связи, образуются цепочки, состоящие из клеток шаровидных или палочковидных форм (стрептококки и стрептобактерии).

    Подавляющее большинство актиномицет размножается путем фрагментации нитевидных клеток с образованием палочковидных или кокковидных форм.

    Важно

    Читайте также:  Необходимо ли применение лактобактерий и бифидобактерий?

    Облигатные внутриклеточные паразиты риккетсии и хламидии размножаются неодинаковыми способами. Риккетсии размножаются так же, как и бактерии, путем бинарного деления. Хламидии проходят определенный цикл развития. Элементарные тельца, попадая в вакуоль чувствительной клетки, преобразуются в вегетативные формы – инициальные или ретикулярные тельца, которые способны к делению.

    Обратите внимание

    После нескольких делений они преобразуются в промежуточные формы, из которых формируется новое поколение элементарных телец. После разрыва стенки вакуоли и разрушения клетки хозяина элементарные тельца освобождаются, и весь цикл повторяется в других клетках. Продолжительность цикла составляет 40-48 ч.

    Важно

    У микоплазм основными репродуцирующимися морфологическими единицами являются мелкие элементарные тела сферической или овоидной формы величиной 130-220 нм, которые размножаются путем фрагментации или почкования. У некоторых видов микоплазм отмечается образование сравнительно крупных шаровидных тел, от которых отпочковываются дочерние клетки.

    Клетки микоплазм могут размножаться также поперечным делением, если оно происходит синхронно с репликацией ДНК. При нарушении синхронности образуются мононуклеоидные нитевидные клетки, которые в последующем лелятся на кокки.

    Размножение бактерий на жидких и плотных питательных средах.

    Фазы развития бактериальной популяции

    Бактерии, как правило, характеризуются высокой скоростью размножения по сравнению с другими прокариотами. Скорость их размножения, помимо видовой принадлежности, зависит от состава питательной среды, рН, температуры, аэрации и других факторов.

    На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток, называемые колониями. Внешний вид колоний у многих бактерий настолько характерен, что может служить одним из дифференциальных признаков для их идентификации. Колонии разных видов отличаются по своим размерам, форме, поверхности, окраске, прозрачности и др.

    Однако эти признаки могут изменяться в зависимости от условий культивирования.

    На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения, либо осадка.

    Размножение бактерий определяется временем генерации, т.е. периодом в течение которого осуществляется деление клетки.

    Продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, популяции состава питательной среды, температуры и других факторов. В оптимальных условиях время генерации у разных бактерий колеблется довольно в широких пределах: от 20 мин. у кишечной палочки до 14 ч у микобактерий туберкулеза, в связи с чем их колонии образуются через 18-20 ч либо через 3-6 недель соответственно.

    Важно

    При выращивании бактерий в жидкой питательной среде наблюдается последовательная смена отдельных фаз в развитии популяции, отражающая общую закономерность роста и размножения бактериальных клеток.

    Динамика развития бактериальной популяции

    • I – исходная стационарная фаза начинается после внесения бак терий в питательную среду. В течение данной фазы число бактери альных клеток не увеличивается .
    • II – лаг-фаза, или фаза задержки размножения, характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой. Две первые фазы можно назвать пери одом адаптации бактериальной популяции, продолжительность кото рого определяется возрастом культуры, а также количеством и каче ством питательной среды.
    • III – лог-фаза, или логарифмическая (экспоненциальная) фаза, отличается максимальной скоростью размножения клеток и увеличением численности бактериальной популяции в геометрической прогрессии. Логарифмическая фаза у бактерий с коротким временем генерации продолжается несколько часов.
    • IV – фаза отрицательного ускорения характеризуется меньшей активностью бактериальных клеток и удлинением периода генерации. Это происходит в результате истощения питательвой среды, накопления в ней продуктов метаболизма и дефицита кислорода.
    • Максимальная стационарная фазахарактеризуется равновесием между количеством погибших, вновь образующихся и находящихся в состоянии покоя клеток. Графически максимальная стационарная фаза изображается в виде прямой линии, параллельной оси абсцисс. При этом количество живых бактерий в популяции обозначают как их максимальную (М) концентрацию в единице объема питательной среды. Данный признак является достаточно стабильным для определенного вида бактерий в стандартных условиях.
    • VI – фаза логарифмической гибели бактерий происходит в постоянной скоростью и сменяется VII-VIII фазами уменьшения скорости отмирания клеток.

    Источник: https://www.eurolab.ua/microbiology-virology-immunology/3660/3667/30341

    Фазы роста и развития микроорганизмов

    Первая стадия — лаг-фаза или фаза задержки роста, следует непосредственно за вне­сением посевного материала в питательную среду.

    В этой фазе микроорганизмы не размножаются, а приспосабливаютсяк среде, происходит повышение содержания нуклеиновых кислот, увеличение раз­мера.

    Эта стадия является подготовкой к дальнейшему интен­сивному синтезу белка клеткой, т. е. ее росту и размножению.

    Рис 22 Кривая роста бактериальной культуры: I-лаг-фаза; II-логарифмическая фаза; III — стационарная фаза; IV-фаза отмирания

    Вторая стадия — фаза логарифмического роста (экспоненциальная) характеризуется высокой скоростью размножения клеток, так как в среде много питательных веществ и мало вредных продуктов обмена.

    Время, необходимое для удвоения числа клеток, называется продолжительностью генерации.

    В благоприятных условиях клетки бактерий делятся каждые 20—30 мин, их число увеличивается в геометрической прогрессии (1, 2, 4, 8, 16 и т. д.).

    Третья стадия — стационарная (фаза зрелости), когда размножение микроорганизмов замедляется и скорости размножения и отмирания уравновешиваются, в результате чего число клеток остается постоянным.

    Совет

    Четвертая стадия — фаза отмирания, когда начинается гибель клеток и их количество снижается за счет отмирания ш автолиза (самопереваривания).

    Периодическое культивирование осуществляется во многих производствах, основанных на жизнедеятельности микроорга­низмов.

    Недостатком периодического культивирования явля­ются нерациональные затраты времени на прохождение всех четырех стадий развития культуры, причем период самой актив­ной жизнедеятельности — фаза логарифмического роста — занимает небольшую часть производственного цикла.

    В течение последних тридцати лет все большее значение приобретает метод непрерывного культивирования микроорганизмов, который состоит в том, что культура находится в спе­циальном аппарате, куда постоянно притекает свежая пита­тельная среда и с такой же скоростью отводится культуральная жидкость. Посевной материал выращивается до стадии лога­рифмического роста и вносится в питательную среду. Длительность периода логарифмического роста зависит от количества питательных веществ в среде, а также от количества вредных продуктов обмена, выделяемых клеткой.

    При большой скорости притока среда быстро обновляется питательные вещества не успевают исчерпаться, продукты обмена не успевают накопиться и культура поддерживается сколь угодно долго в активном состоянии, не достигая стадии отмирания. Несмотря на значительное аппаратурное усложнение технологического процесса, метод непрерывного культивирования имеет ряд преимуществ по сравнению с периодическим способом.

    В последние годы активно разрабатывается и применяется метод непрерывного культивирования клеток микроорганизмов в иммобилизованном (прикрепленном) состоянии — на пленках, гранулах, волокнах специально подобранных синтетических полимерных материалов. �ммобилизованные клетки микроорганизмов функционируют многократно и в течение длительного времени сохраняют высокую биохимическую актив­ность.

    Непрерывное культивирование очень перспективно и широко используется в пищевой и микробиологической промышленности и создает возможность автоматического поддержания заданных оптимальных условий, благодаря чему обеспечивается стандартность готового продукта при наименьших затратах.

    Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 113 | Нарушение авторских прав

    mybiblioteka.su – 2015-2019 РіРѕРґ. (0.007 сек.)

    Источник: https://mybiblioteka.su/tom2/3-158062.html

    Ссылка на основную публикацию