• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Ріст бактерій у періодичній культурі

Експоненційинй ріст

Бактерії розмножуються шляхом бінарного поділу, тому їх кількість збільшується в геометричній прогресії: 2° —> 2¹ —> 2^2_ -> 2³ —>... 2". Логарифмуючи, отримаємо:

lgN =lgN₀ + nlg2,

звідки кількість клітинних поділів буде:

n = (lgN-lgN₀) / lg2.

Кількість клітинних поділів за 1 год (константа швидкос­ті поділу v) визначається за формулою

v = n/t = (lg N-lg N₀) / lg 2(t - t ₀ ).

Час, необхідний для одного циклу поділу (тривалість гене­рації g), визначається за формулою

g = t/n = 1/v.

При внесенні у поживне середовище бактерії ростуть до тих пір, поки вміст якого-небудь необхідного компонента не ста­не мінімальним або не вичерпається, після чого ріст припиня­ється. Якщо впродовж усього цього часу в середовище не вноси­ти ніяких поживних речовин і не виводити продукти метаболіз­му, то одержимо так звану періодичну культуру (популяцію клітин в обмеженому життєвому просторі).

Крива, що описує залежність логарифму кількості живих клітин від тривалості культивування, називається кривою росту рис. 3.3). Така крива має S-подібну форму, на ній можна виді­лити кілька фаз росту: початкову (лаг-фазу), експоненційну (лога­рифмічну), стаціонарну та відмирання. У деяких посібниках на кривій росту виділяють не чотири, а шість фаз (див. рис. 3.3): лаг-фазу, експоненційну (логарифмічну), сповільненого росту, ста­ціонарну, відмирання та виживання.

Лаг-фаза.Починається з моменту посіву бактерій у свіже поживне середовище. У цей період клітини адаптуються до даних умов культивування. Тривалість лаг-фази залежить від перед­історії інокуляту та його віку, а також від того, наскільки придат­ним для росту є дане середовище і умови культивування (рН, тем­пература, концентрація розчиненого кисню). Наприклад, якщо джерела вуглецю та енергії в новому середовищі відрізняються від тих, які були в середовищі при одержанні посівного матеріа­лу, то адаптація до нових умов передбачає синтез нових фермен­тів, які раніше були непотрібні і тому не синтезувались. Утворен­ня нових ферментів індукується новим субстратом.

Рис. 3.3.Крива росту бактеріальної популяції. Фази росту:

І — лаг-фаза; // — експоненційна; III — сповільненого росту; IV — стаціонарна; V — відмирання; VI — виживання

Прикладом впливу субстрату на синтез ферментів є диауксія. Це явище послідовного використання двох субстратів, або яви­ще двофазного росту . Із суміші глюкози та сорбітолу бак­терії спочатку споживають глюкозу. Ферменти метаболізму сор­бітолу утворюються тільки після повного вичерпання глюкози.

Кількісні зміни складу бактеріальної клітини під час лаг-фази стосуються змін РНК: її вміст збільшується у 8-12 разів. Це вказує на участь РНК і рибосом у синтезі ферментних білків.

Експоненційна фаза.Ця фаза характеризується максималь­ною швидкістю поділу клітин. У цій фазі процеси росту прохо­дять збалансовано (тобто подвоєння біомаси супроводжується подвоєнням кількості білка, ДНК, РНК та ін.). Можна сказати, що культура в експоненційній фазі складається із "стандарт­них" клітин. Але треба мати на увазі, що і в експоненційній фазі клітини періодичної культури зазнають змін, оскільки постійно змінюється середовище: зменшується концентрація субстра­ту, збільшується густина клітинної суспензії, накопичуються продукти обміну. У зв'язку з тим що в цій фазі швидкість поді­лу відносно постійна, вона найзручніша для визначення швид­кості поділу та швидкості росту. Вплив факторів зовнішнього середовища, складу поживного середовища на ріст мікроорга­нізмів визначають, спостерігаючи за показником біомаси чи кіль­кістю клітин саме під час експоненційного росту.

Фаза сповільненого росту. Настання цієї фази зумовлене якісними змінами поживного середовища (споживання пожив­них речовин, накопичення продуктів метаболізму, дефіцит кис­ню, зміна рН). Клітина реагує на це зміною інтенсивності син­тезу РНК, білка, полісахаридів та інших компонентів.

Стаціонарна фаза.Вона настає тоді, коли кількість клі­тин перестає збільшуватись, тобто характеризується рівновагою між клітинами, що утворюються, та клітинами, що гинуть. У ста­ціонарній фазі спостерігається максимальна біомаса і макси­мальна сумарна кількість клітин. Кількість біомаси в стаціонар­ній фазі називають також виходом або врожаєм. Але в науковій літературі термін "вихід біомаси" або "врожай біомаси" зустрі­чаються рідко. В основному використовуються поняття "рівень біомаси", "концентрація біомаси" чи просто "біомаса".

Фаза відмирання.Характеризується зниженням кількості живих клітин, підвищенням гетерогенності популяції. Іноді клітини лізуються під дією своїх власних ферментів (автоліз). Ця фаза досліджена значно менше, ніж попередні.

Фаза виживання.Характеризується наявністю окремих життєздатних клітин в умовах загибелі більшості клітин популяції. Якщо такі клітини пересіяти в свіже поживне середовище, вони починають активно рости та ділитися . Такі виживані клітини харак­теризуються низькою інтенсивністю процесів метаболізму.

Читайте також:

1. Англійський сад - нове слово в європейській парковій культурі.
2. Бактерій регулюють рН цитоплазми
3. Види молочнокислих бактерій, які мають важливе значення для промисловості
4. Геносистематика бактерій.
5. Глобалізаційні процеси в сучасній світовій культурі та теорія модернізації
6. Грамнегативних бактерій
7. Для ослаблення осмотичного стресу в клітинах бактерій накопичуються осморегуляторні речовини
8. Електрон-транспортні процеси у анаеробних бактерій
9. Загальна характеристика дроб’янок, їх класифікація. Ціанобактерії. Будова та форми клітин справжніх бактерій. Способи живлення і розмноження бактерій
10. Західна людина втрачає інтерес до класики, яка забезпечувала її певними знаннями про світ і яка могла б стати противагою масовій культурі.
11. ІНШІ ФОРМИ СПОКОЮ У БАКТЕРІЙ. 4. ВІДМІННОСТІ ПРО- ТА ЄУКАРІОТ.
12. ІСТОРИЧНІ АСПЕКТИ СИСТЕМАТИКИ БАКТЕРІЙ.

Переглядів: 4484