Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması. Reproduksiya mərhələləri

Bakterial hüceyrənin böyüməsi onun sitoplazmasının kütləsinin artması kimi başa düşülməlidir ki, bu da qidalanma zamanı hüceyrə materialının sintezi nəticəsində baş verir. Bakteriya populyasiyasının böyüməsi 4 mərhələdən keçir: 1) gecikmə fazası, 2) eksponensial və ya loqarifmik faza, 3) stasionar faza, 4) ölmə mərhələsi.

LAG FAZASI (4 -5 saat) Toxum mühitə daxil edildikdən sonra baş verir. Bu, ferment-substrat reaksiyasının sonrakı həyata keçirilməsi üçün ekzo- və endofermentlərin diferensial aktivləşməsinin baş verdiyi bakteriyaların qida mühitinə uyğunlaşma dövrüdür. Stabil DNT məzmunu ilə bakterial protein və RNT-də kəskin artım var.

LAG FAZASI (4 -5 saat) Laq fazasının müddəti adətən qısa olur, saatlarla ölçülür və bakteriyaların növündən, verilmiş mühitdə peyvəndin çoxluğundan, kultivasiyanın vəziyyətindən, kultivasiya üçün istifadə olunan temperaturdan, və qida mühitinin tərkibi. Gecikmə fazasında görünən böyümə əlamətləri olmadıqda, biokütlədə artım baş verir, nəticədə bakteriya hüceyrəsinin ölçüsü bir neçə dəfə artır.

LAG FAZASI (4 -5 saat) Müəyyən bir ölçüyə çatdıqdan sonra, lazımi miqdarda protein, RNT və DNT-ni “yığaraq”, ekzo- və endofermentləri aktivləşdirərək bakteriya hüceyrəsi aktiv şəkildə bölünməyə başlayır. Bakteriyalar transvers hüceyrə bölünməsi ilə çoxalırlar.

LOQARİFMİK BÖYÜMƏ FAZASI (5 - 6 saat) Bu, ana hüceyrənin iki qız hüceyrəyə ikili bölünməsi yolu ilə həyata keçirilən çoxalma mərhələsidir. “Bakteriya hüceyrələrinin proqressiv şəkildə sürətləndirilən binar parçalanmasının zəncirvari reaksiyası qida mühitində bakteriya kütləsinin sürətlə artmasına, onun enerji substratının intensiv istehlakına və bakterial metabolik məhsulların yığılmasına səbəb olur.

STATIONAR BÖYÜŞMƏ FAZASI Nəticədə, ətraf mühit bakteriyaların daha da böyüməsi və çoxalması üçün getdikcə daha əlverişsiz olur. Stasionar fazada çoxalma sürəti sabit qalır. Yetişdirilən bakteriyaların növündən asılı olaraq, uzun müddət davam edə bilər, bundan sonra dördüncü mərhələ baş verir -

ÖLÜM FAZASI Ölmə mərhələsi bakterial hüceyrələrin loqarifmik şəkildə mütərəqqi ölümü ilə xarakterizə olunur. Bu mərhələnin müddəti 48 saatdan bir neçə həftəyə qədərdir.

Maye qida mühitində bakteriya böyüməsinin təbiəti fərqlidir - qida mühitinin diffuz bulanıqlığı, - film və ya çöküntü əmələ gəlməsi (alt böyümə), - "pambıq yun topu" şəklində böyümə. Bakteriyaları fərqləndirmək üçün maye qida mühitində böyümə nümunəsi istifadə olunur.

Qida mühiti Bakteriyaların laboratoriya şəraitində becərilməsi üçün müxtəlif tərkibli süni qida mühitlərindən istifadə olunur. İlkin məhsullar (ilkin) üçün şərti və ya sadə qida mühiti (ət pepton agar, ət pepton bulyonu) istifadə olunur. Mürəkkəb mühitlərə selektiv və differensial diaqnostik qida mühitləri daxildir.

Qida mühiti Seçilmiş mühitlər yalnız müəyyən bir növ mikroorqanizmlərin böyüməsini təmin edir, müşayiət olunan mikroflora isə xüsusi əlavələrlə sıxışdırılır. Diferensial diaqnostik qida mühiti mikroorqanizmlərin biokimyəvi xassələrini öyrənmək və fermentativ aktivliyə görə bakteriyaları fərqləndirməyə imkan vermək üçün istifadə olunur.

MİKROORQANİZMLƏRİN TƏNSİFİ Bakteriyaların yeni növləri öyrənildikcə və identifikasiya olunduqca hər bir yeni yaradılmış təsnifat elmin inkişaf səviyyəsini əks etdirirdi. Mikroorqanizmlərin təsnifatı, yəni bütün məlum növlərin sistemləşdirilməsi bir sıra xüsusiyyətlərə əsaslanırdı:

Mikroorqanizmin təyin edilməsi ardıcıllığı I. Hansı krallığa aiddir - prokariotlara və ya eukariotlara II. Əsas kateqoriyalardan hansına aiddir: 1. Hüceyrə divarları olan qram-mənfi eubakteriyalar. 2. Hüceyrə divarları olan qram-müsbət eubakteriyalar. 3. Hüceyrə divarları olmayan eubakteriyalar. 4. Arxebakteriyalar.

Ümumilikdə 35 mikroorqanizm qrupu məlumdur III. Mikroorqanizm 4 kateqoriyada hansı qrupa aiddir: 1. Spiroxetlər 2. Aerob /mikroaerofil, hərəkətli, spiralşəkilli/, vibroid, qrammənfi bakteriyalar. 3. Hərəkətsiz qram-mənfi, əyri bakteriyalar. 4. Qram-mənfi, anaerob, mikroaerofil çubuqlar və kokklar.

I. hüceyrə divarı olan qram-mənfi eubakteriyalar 5. Fakultativ anaerob, qram-mənfi çubuqlar. 6. Qram-mənfi, anaerob, düz, əyri və spiral çubuqlar. 7. Sulfat və ya kükürdün dissimilyativ reduksiyasını həyata keçirən bakteriyalar. 8. Anaerob qram-mənfi kokklar. 9. Rikketsiya və xlamidiya.

I. hüceyrə divarı olan qram-mənfi eubakteriyalar 10. Anoksigen fototrof bakteriyalar. 11. Oksigen fototrof bakteriyalar. 12. Aerob kemolitotrof bakteriyalar. 13. Qönçələnmə və/və ya böyümə əmələ gətirən bakteriyalar. 14. Qapaqlı bakteriyalar. 15. Meyvəli cisimlər əmələ gətirməyən, fotosintetik olmayan sürüşən bakteriyalar. 16. Meyvəli bədənləri əmələ gətirən sürüşən bakteriyalar.

II. Hüceyrə divarları olan qram-müsbət eubakteriyalar. 1. Qram-müsbət kokklar. 2. Endosporları əmələ gətirən qram-müsbət çubuqlar və kokklar. 3. Spor əmələ gətirməyən və nizamlı formada olan qram-müsbət çubuqlar. 4. Sporlar əmələ gətirməyən nizamsız formalı qram-müsbət çubuqlar. 5. Mikobakteriyalar. 6. Aktinomisetlər.

IV. Arxebakteriyalar. 1. Metanogenlər. 2. Sulfatı azaldan arxeylər. 3. Son dərəcə halofil arxebakteriyalar. 4. Hüceyrə divarı olmayan arxebakteriyalar. 5. S-ni metabolizə edən həddindən artıq termofillər və hipertermofillər

Mikroorqanizmin identifikasiyası ardıcıllığı IV. Mikroorqanizm hansı cinsə aiddir? V. Mikroorqanizm hansı ailəyə aiddir? VI. Hansı mikroorqanizm növüdür?

Mikroorqanizmin taksonomik adının qurulması. 1. KRALLIQ 2. KATEQORİYA. 3. QRUP. 4. Çubuq. 5. AİLƏ. 6. GÖRÜNÜŞ

Mikroorqanizmlərin müasir təsnifatının üstünlükləri Bu günə qədər yaradılmış filogenetik sistemləşdirmə bir xarakteristikaya əsaslanan təsnifatın bütün üstünlükləri və mənfi cəhətlərinə malikdir. Üstünlüklərə dünyanın müxtəlif laboratoriyalarında əldə edilən nəticələrin demək olar ki, tam eyniliyi daxildir. Növlərin eyniliyini müəyyən etmək üçün onlar həmçinin növ suşlarından istifadə edərək DNT-DNT homologiyasının dərəcəsini əlavə olaraq qiymətləndirməyə başladılar.

Mikroorqanizmlərin mövcud təsnifatının mənfi cəhətləri. Mövcud təsnifatın dezavantajı, bakteriyaların funksiyaları haqqında bir fikir verməməsidir. Buna görə də, hazırda praktik mikrobioloqlar üçün fenotipik və ya funksional təsnifatın yaradılması böyük əhəmiyyət kəsb edir. Mikroorqanizmlərin taksonomik mövqeyini tez müəyyən etmək üçün Bergey Determinantından istifadə edin. Bu istinad nəşri daim yeni təcrid qrupları ilə yenilənir və vaxtaşırı yenidən çap olunur. İndi 11-ci nəşr aktualdır.

Mikroorqanizmlərin müasir təsnifatının formalaşması. İndiki mərhələdə 16 S r RNT-nin nukleotid ardıcıllığı əsasında prokariotların, o cümlədən becərilməmişlərin filogenetik vəziyyətinin müəyyən edilməsi işlənir. Təkmilləşdirilmiş ardıcıllıq və məlumatların emalı texnikası bu yanaşmanı yeni orqanizmlərin cinsinin müəyyən edilməsinə praktiki olaraq alternativ etməmişdir. Yeni bakterial taksonların təsviri anaerobların öyrənilməsində irəliləyişlər sayəsində son 50 ildə çox sürətli bir sürətlə baş verdi.

Təsnifat və identifikasiya arasındakı fərq Təsnifatlara əlavə olaraq, mikrobiologiyada təcrid olunmuş bakterial kulturaların müəyyən edilməsi üçün sxemlər mövcuddur. Eyniləşdirmə sxemini qurmaq üçün mikroorqanizmlərin müəyyən edilməsi asan olan xüsusiyyətlərini seçin və təsnifat üçün çox vaxt kompleks metodlardan istifadə tələb olunur. Bu halda identifikasiya sxeminə az sayda əlamətlər daxil edilməlidir, taksonomik təyinat üçün isə təsnifatda mümkün qədər çox xüsusiyyətlərdən istifadə edilir.

DİQQƏTİNİZƏ GÖRƏ TƏŞƏKKÜRLƏR. MÖVZUSUNDA MİKROBİOLOGİYA FANINDAN 3 №-li MÜHAZİRANI DİNLƏMƏSİNİZ: “MİKROORQANİZMLƏRİN BÖYÜŞMƏSİ VƏ ÇOXALMASI. MİKROORQANİZMLƏRİN TƏKAMÜLÜ VƏ TƏSNİFATI”.

Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması. Çoxalmanın mexanizmi və sürəti. Mikrobların çoxalmasının mərhələləri.

Parametr adı	Məna
Məqalənin mövzusu:	Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması. Çoxalmanın mexanizmi və sürəti. Mikrobların çoxalmasının mərhələləri.
Rubrika (tematik kateqoriya)	Mədəniyyət

1. Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması anlayışları

2. Bakterial populyasiya

3.Koloniyalar

1 . Mikrobioloji diaqnostika, mikroorqanizmlərin öyrənilməsi və biotexnoloji məqsədlər üçün mikroorqanizmlər becərilir süni qida mühitində.

Altında bakteriya artımı başa düşmək populyasiyada onların sayını dəyişmədən hüceyrə kütləsinin artması bütün hüceyrə komponentlərinin və strukturlarının koordinasiyalı çoxalması nəticəsində.
ref.rf saytında yerləşdirilib
Mikroorqanizmlərin populyasiyasında hüceyrələrin sayının artırılması termini ilə işarələnir "reproduksiya". xarakterizə olunur nəsil vaxtı(hüceyrələrin sayının ikiqat artdığı vaxt intervalı) və kimi bir anlayış bakteriyaların konsentrasiyası(1 ml-də hüceyrələrin sayı).

Eukariotlarda mitotik bölünmə dövründən fərqli olaraq, əksər prokariotların (bakteriyaların) çoxalması baş verir. ikili parçalanma ilə, və aktinomisetlər - qönçələnmə. Ancaq bütün prokaryotlar mövcuddur haploid vəziyyətdə,çünki DNT molekulu hüceyrədə tək şəklində təmsil olunur.

2. Bakteriyaların çoxalma prosesini öyrənərkən bunu nəzərə almaq son dərəcə vacibdir bakteriyalar həmişə az və ya çox sayda populyasiya şəklində mövcuddur, və inkişaf bakteriya populyasiyası toplu mədəniyyətdə maye qida mühiti olaraq qəbul edilə bilər qapalı sistem.

Bu prosesdə 4 mərhələ var:

‣‣‣ 1-ci - ilkin, və ya gecikmə mərhələsi və ya gecikmiş reproduksiya mərhələsi - xarakterizə olunur intensiv hüceyrə böyüməsinin başlanğıcı, Amma onların bölünmə dərəcəsi aşağı olaraq qalır;

‣‣‣ 2-ci - loqarifmik və ya log mərhələsi, və ya eksponensial faza, - xarakterizə olunur hüceyrə bölünməsinin sabit maksimum sürəti və populyasiyada hüceyrələrin sayının əhəmiyyətli dərəcədə artması;

‣‣‣ 3-cü - stasionar faza - nə vaxt gəlir populyasiyada hüceyrələrin sayı artmağı dayandırır. Bu, yeni yaranan və ölən hüceyrələrin sayı arasında tarazlığın yaranması ilə bağlıdır. Stasionar fazada qida mühitinin vahid həcminə düşən populyasiyada yaşayan bakteriya hüceyrələrinin sayı belə işarə olunur. M-konsentrasiyası. Bu göstərici hər bir bakteriya növü üçün xarakterik xüsusiyyətdir;

‣‣‣ 4-cü - ölüm mərhələsi (loqarifmik ölüm) - xarakterizə olunur populyasiyada ölü hüceyrələrin sayının üstünlüyü və populyasiyada canlı hüceyrələrin sayının tədricən azalması. Mikroorqanizmlərin populyasiyasının sayında artımın (çoxalmasının) dayandırılması qida mühitinin tükənməsi və/və ya orada mikrob hüceyrələrinin metabolik məhsullarının yığılması nəticəsində baş verir. Bu səbəbdən, metabolik məhsulların çıxarılması və/və ya qida mühitinin dəyişdirilməsi, mikrob populyasiyasının stasionar fazadan ölmə fazasına keçidini tənzimləməklə, açıq bioloji sisteməhalinin inkişafının müəyyən səviyyəsində dinamik tarazlığı aradan qaldırmağa çalışır.

Mikroorqanizmlərin böyüməsi prosesi adətən adlanır axınla becərmə (davamlı mədəniyyət). Davamlı mədəniyyətdə böyümə xüsusi cihazlarda (kimyostatlar və turbidistatlar) axınla becərmə zamanı böyük miqdarda bakteriya əldə etməyə imkan verir və vaksinlərin istehsalında, həmçinin mikroorqanizmlər tərəfindən istehsal olunan müxtəlif bioloji aktiv maddələrin istehsalı üçün biotexnologiyada istifadə olunur. .

Hüceyrə bölünməsi dövrü ərzində metabolik prosesləri öyrənmək üçün də istifadə etmək mümkündür sinxron mədəniyyətlər - əhalisinin bütün üzvləri olan belə bakterial mədəniyyətlər dövrünün bir mərhələsində. Bu, xüsusi becərmə üsullarından istifadə etməklə əldə edilir.

Bu vəziyyətdə, bir neçə eyni vaxtda bölmədən sonra, sinxronlaşdırılmış hüceyrə asqısı tədricən asinxron bölünməyə keçir ki, sonradan hüceyrələrin sayı addım-addım deyil, davamlı olaraq artır.

3. Bərk qida mühitində becərildikdə bakteriyalar əmələ gəlir koloniyalar - çılpaq gözlə görünən eyni növdən olan bakteriyaların çoxluğu;ən çox bir hüceyrənin nəslindəndir.

Müxtəlif növ bakteriyaların koloniyaları fərqlidir:

‣‣‣ forma;

‣‣‣ ölçü;

‣‣‣ şəffaflıq;

‣‣‣ rəng;

‣‣‣ hündürlük;

‣‣‣ səthin və kənarların təbiəti;

‣‣‣ tutarlılıq.

Koloniyaların təbiəti - bakteriyaların taksonomik xüsusiyyətlərindən biridir.

44. “Biosfer” və “biosenoz” anlayışlarının tərifi və mahiyyəti. Mikrobların təkamülü haqqında müasir fikirlər.

Təbiətdə mikroorqanizmlər demək olar ki, hər hansı bir mühitdə (torpaq, su, hava) yaşayır və digər canlılara nisbətən çox geniş yayılmışdır. Qida və enerji mənbələrinin təkrar emalı mexanizmlərinin müxtəlifliyi, eləcə də xarici təsirlərə açıq uyğunlaşma sayəsində mikroorqanizmlər digər həyat formalarının yaşaya bilməyəcəyi yerlərdə yaşaya bilər.

Əksər orqanizmlərin təbii yaşayış yerləri su, torpaq və havadır. Bitkilərdə və heyvan orqanizmlərində yaşayan mikroorqanizmlərin sayı xeyli azdır. Mikroorqanizmlərin geniş yayılması onların hava və su vasitəsilə yayılmasının asanlığı ilə bağlıdır; xüsusilə şirin və duzlu su hövzələrinin səthi və dibi, həmçinin torpağın üst qatının bir neçə santimetri üzvi maddələri məhv edən mikroorqanizmlərlə doludur. Daha az sayda mikroorqanizm heyvanların (məsələn, mədə-bağırsaq traktının, yuxarı tənəffüs yollarının) və bitkilərin səthini və bəzi daxili boşluqlarını koloniyalaşdırır.

Yaşayış yerlərində mikroorqanizmlər əmələ gəlir biosenozlar[yunan dilindən bios, həyat, + koinos, icma] - spesifik və çox vaxt qeyri-adi əlaqələri olan mürəkkəb birliklər. Müəyyən bir biosenozda hər bir mikrob icması spesifik formalaşdırır avtoxton mikroorqanizmlər[yunan dilindən avtomobillər sənin, + chthon,ölkə, məhəllə], yəni konkret əraziyə xas olan mikroblar.

Simbioz[yunan dilindən simbioz, cohabitation] - uzunömürlü icmalarda mikroorqanizmlərin uzunmüddətli birgə yaşaması. Bir mikroorqanizmin ev sahibinin (daha böyük orqanizm) hüceyrələrinin xaricində yerləşdiyi əlaqə ektosimbioz kimi tanınır: hüceyrə daxilində lokallaşdırıldıqda, endosimbioz kimi tanınır. Tipik ektosimbiotik mikroblar - Escherichia coli bakteriya cinsləri Bakteroidlər Və Bifidobacterium, Proteus vulgaris, eləcə də bağırsaq mikroflorasının digər nümayəndələri. Endosimbiozun nümunəsi olaraq, məsələn, dərmanlara bakteriya müqavimətini təmin edən plazmidləri nəzərdən keçirə bilərik. Simbiotik əlaqələr də hər bir tərəfdaşın əldə etdiyi faydalara görə bölünür.

Mutualizm[latdan. qarşılıqlı, qarşılıqlı] - qarşılıqlı faydalı simbiotik əlaqə. Beləliklə, mikroorqanizmlər ev sahibi orqanizm üçün zəruri olan bioloji aktiv maddələr (məsələn, B vitaminləri) istehsal edir. Eyni zamanda, makroorqanizmlərdə yaşayan endo- və ektosimbiontlar əlverişsiz ətraf mühit şəraitindən (qurutma və həddindən artıq temperatur) qorunur və qida maddələrinə daim çıxış imkanına malikdirlər. Mutualizmin bütün növlərindən ən təəccüblü olanı bəzi göbələklərin həşəratlar (böcəklər və termitlər) tərəfindən becərilməsidir. Bu, bir tərəfdən göbələklərin daha geniş yayılmasına kömək edir, digər tərəfdən - o\

mj sürfələr üçün daimi qida mənbəyini təmin edir. Bu, insanların faydalı bitki və mikroorqanizmlərin becərilməsini xatırladır.

Kommensalizm- yalnız bir tərəfdaşın faydalandığı simbioz növü (digərinə “görünən” zərər vermədən); belə əlaqələrdə iştirak edən mikroorqanizmlər kommensaldır [lat. hüceyrə-, s, + mensa, masa; sözün əsl mənasında - masa yoldaşları]. Commensal mikroorqanizmlər "görünən" zərər vermədən insan bədəninin dərisini və boşluqlarını (məsələn, mədə-bağırsaq traktını) koloniyalaşdırır; onların cəmi normal mikrob florasıdır (təbii mikroflora). Tipik ektosimbiotik komensal orqanizmlər Escherichia coli, bifidobakteriyalar, stafilokoklar və laktobakteriyalardır. Bir çox kommensal bakteriyalar fürsətçi mikrofloraya aiddir və müəyyən şərtlərdə makroorqanizmin xəstəliklərinə səbəb ola bilər (məsələn, tibbi prosedurlar zamanı qan dövranına daxil olduqda).

Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması. Çoxalmanın mexanizmi və sürəti. Mikrobların çoxalmasının mərhələləri. - konsepsiya və növləri. "Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması. Çoxalma mexanizmi və sürəti. Mikrobların çoxalmasının fazaları" kateqoriyasının təsnifatı və xüsusiyyətləri. 2017, 2018.

Bakterial artım - Bu, populyasiyada fərdlərin sayını artırmadan bakteriya hüceyrə ölçüsündə artımdır. Hüceyrə artımı qeyri-məhdud deyil. Kritik ölçüyə çatdıqdan sonra hüceyrə bölünməyə məruz qalır.

Bakteriyaların çoxalması - populyasiyada fərdlərin sayının artmasını təmin edən proses. Bakteriyalar yüksək reproduksiya dərəcəsi ilə xarakterizə olunur.

Böyümə həmişə çoxalmadan əvvəl olur. Bakteriyalar bir ana hüceyrədən iki eyni qız hüceyrəsinin əmələ gəldiyi eninə ikili parçalanma ilə çoxalırlar. Əksər qram-müsbət bakteriyalarda bölünmə periferiyadan mərkəzə doğru uzanan eninə septumun sintezi ilə baş verir. Əksər qram-mənfi bakteriyaların hüceyrələri daralma yolu ilə bölünür.

Bakterial hüceyrənin bölünməsi prosesi xromosom DNT-nin təkrarlanması ilə başlayır. Replikasiya müəyyən bir nukleotid ardıcıllığına malik olan mənşə adlanan seçilmiş bir bölgədə başlayır. Burada bir və ya iki təkrarlama çəngəl yarana bilər. Replikasiya prosesində 20-dən çox ferment iştirak edir. Bakterial DNT iki zəncirli olduğundan replikasiyadan əvvəl onu bölmək lazımdır. Bu prosesdə ikiqat sarmalı açan helikaz fermentləri və ikincili qıvrımların əmələ gəlməsinin qarşısını alan topoizomeraz iştirak edir. SSB zülalı tək zəncirli DNT-yə bağlanaraq onun ikiqat sarmal halına gəlməsinin qarşısını alır. Nəticədə replikasiya çəngəsi əmələ gəlir. Yeni DNT zəncirlərinin sintezi DNT polimiraza fermenti tərəfindən həyata keçirilir. Ana zəncirin şablonunda nukleotidlərin polimerləşmə reaksiyasını həyata keçirmək üçün polimeraza bir primer tələb olunur. Primer qısa RNT nukleotid zənciridir, şablon zəncirini tamamlayır, sərbəst 3/- ucu ilə. DNT zəncirinin sintezinə başlandıqdan sonra RNT primeri çıxarılır. Dupleksdəki DNT zəncirləri antiparalel olduğundan, qoşa zəncirinin açılma istiqaməti yalnız aparıcı adlanan bir şablonda DNT sintezinin istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Tamamlayıcı zəncirdə DNT qısa fraqmentlərdə sintez edilir, sonradan DNT ligazaları tərəfindən bir zəncirdə tikilir. Bakterial DNT replikasiyası prosesi bütün DNT ikiqat artana qədər davam edir.

Bakteriyalar qida mühitinə əlavə edildikdə, mühitin zəruri komponentlərindən birinin tərkibi minimuma çatana qədər böyüyür və çoxalır, bundan sonra böyümə və çoxalma dayanır. Qida əlavə etməsək və maddələr mübadiləsinin son məhsullarını çıxarmasaq, statistik bakteriya mədəniyyəti əldə edirik.

Bakterial çoxalma mərhələləri:

1. İlkin(lag fazası) bakteriyaların aşılandığı andan onların böyüməsinin başlanmasına qədər olan dövrü əhatə edir. Onun müddəti orta hesabla 2-5 saatdır və qida mühitinin tərkibindən asılıdır.

2. Eksponensial(loqarifmik) faza. Hüceyrə bölünməsinin sabit maksimum sürəti ilə xarakterizə olunur. Bu sürət bakteriyaların növündən və qida mühitindən asılıdır. Hüceyrələrin ikiqat olması üçün lazım olan vaxt nəsil vaxtı adlanır. Bu müddət bir neçə dəqiqədən bir neçə saata qədər dəyişir.

3. Stasionar faza hüceyrələrin sayının artmasını dayandırdıqda baş verir. Qida mühitində qida maddələrinin konsentrasiyasının azalması, oksigenin qismən təzyiqinin azalması və zəhərli metabolik məhsulların yığılması ilə bakteriyaların böyümə sürəti azalır. Stasionar fazanın müddəti bir neçə saatdır və bakteriyaların növündən asılıdır.

4. Geri dönmə mərhələsi turşulu metabolik məhsulların yığılması və ya öz fermentlərinin təsiri altında avtoliz nəticəsində baş verir. Bu mərhələnin müddəti on saatdan bir neçə həftəyə qədərdir.

3.2. Qida mühitləri, onların təsnifat prinsipləri, qida mühitlərinə tələblər, mikroorqanizmlərin becərilməsi şərtləri.

Bakterioloji işin əsasını qida mühiti təşkil edir, çox vaxt tədqiqatın nəticələrini keyfiyyətinə görə müəyyənləşdirir.

Qida mühitinə əsas tələblər:

1. Kultura mühitində mikrobun qidalanması üçün lazım olan bütün qida maddələri olmalıdır, yəni. qida dəyəri var.

2. Kifayət qədər rütubətə sahib olun

3. Ətraf mühitin optimal pH (7,2-7,6) turşuluğuna sahib olun.

4. İzotonik olun (NaCl konsentrasiyası 0,87%), halofil bakteriyalar üçün duz konsentrasiyası 1% və ya daha yüksəkdir.

5. Mühitdə həll olunmuş oksigenin tərkibini göstərən optimal elektron potensiala malik olun. Aeroblar üçün yüksək, anaeroblar üçün isə aşağı olmalıdır.

6. Xüsusilə maye mühitdə bakteriyaların böyüməsi görünməsi üçün şəffaf olun.

7. Steril olun (başqa bakteriyalar olmasın).

Qida mühitinin hazırlanması üçün heyvan mənşəli məhsullar (ət, balıq, qan, yumurta, süd) və bitki mənşəli məhsullar (kartof) istifadə olunur. Kimyəvi birləşmələrdən ibarət sintetik qida mühitləri də istifadə olunur.

Bakteriyalar üçün azot mənbəyi sadə ammonium birləşmələri, amin turşuları və ya peptonlardır; karbon mənbəyi - şəkər, çox atomlu spirtlər, üzvi turşular. Bakteriyaların qeyri-üzvi elementlərə olan ehtiyacı qida mühitinə əlavə edilən duzlarla ödənilir: NaCl, KN 2 PO 4, K 2 HPO 4.

Tutarlılıqdan asılı olaraq, qida mühiti ola bilər: maye, yarı maye və sıx. Mühitin sıxlığı agar əlavə etməklə əldə edilir. Agar yosunlardan əldə edilən polisaxariddir. 100 oC temperaturda əriyir, 45-50 oC temperaturda soyuyur. Yarımmaye mühit üçün agar 0,5% konsentrasiyada, sıx mühit üçün 1,5-2% konsentrasiyada əlavə olunur. Maye mühitdə agar-aqar yoxdur.

Qida mühitinin tərkibi ola bilər sadə və mürəkkəb. Sadə mühitlərə peptonlu su, ət pepton bulyonu, ət pepton aqar, Hottinger agar daxildir. Mürəkkəb olanlar əlavə qida komponenti (şəkər, zərdab, öd bulyonları, qan, zərdab, sarısı-duzlu agarlar, Keith-Tarozzi, Wilson-Blair mühiti) əlavə edilən sadələrdir.

Ətraf mühitin məqsədindən asılı olaraq onlar aşağıdakılara bölünür:

1. Ümumi məqsəd –əksər bakteriyaların becərilməsi üçün (ət pepton agarı, qanlı agar).

2. Xüsusi təyinatlı:

a) seçmə mühitlər– bunlar müəyyən bir mikroorqanizmin böyüdüyü mühitlərdir. Məsələn, vibrio xoleranı təcrid etmək üçün pH 9 olan qələvi agardan istifadə olunur.

b) ilə zənginləşdirmə addımları- bunlar müəyyən bir mikroorqanizmin böyüməsini stimullaşdıran, başqalarının böyüməsini maneə törədən mühitlərdir. Məsələn, maqnezium və selenit mühitləri E.coli-nin böyüməsini maneə törətməklə, Salmonella cinsinin bakteriyalarının böyüməsini stimullaşdırır.

c) diferensial diaqnostika mühitləri bakteriyaların fermentativ fəaliyyətinin öyrənilməsinə xidmət edir (Hiss mühiti).

d) birləşmiş qida mühiti müşayiət edən floranın böyüməsini maneə törədən selektiv mühiti və differensial diaqnostik mühiti (şigellaları təcrid etmək üçün Ploskirev mühiti, Salmonella üçün vismut-sulfit agar) birləşdirin. Bu medianın hər ikisi E. coli-nin böyüməsini maneə törədir.

Prototrof və auksotrof bakteriyaları fərqləndirmək üçün selektiv mühitlərdən istifadə olunur. Prototroflar yalnız duzlar və karbohidratlar olan minimal mühitdə böyüyürlər, çünki özləri inkişaf üçün lazım olan metabolitləri sintez edə bilirlər. Auxotrophlar müəyyən amin turşuları, vitaminlər olan mühitlərə ehtiyac duyurlar, yəni. artım faktorları.

Qida mühitlərinin hazırlanması bakterioloji işin ən mühüm və çətin sahələrindən biridir.

Hal-hazırda tibb sənayesi konservləşdirilmiş media istehsalını təşkil etmişdir. Quru qida mühitləri hava keçirməyən möhürü təmin etmək üçün sıx bağlanan qapaqları olan plastik bankalarda saxlanılır.

Bakteriyaların yetişdirilməsi şərtləri:

1. Tam qidalı mühitin olması.

2. Müəyyən becərmə temperaturu (optimal temperatur 37 0 C).

3. Müəyyən becərmə mühiti. Sərt aeroblar oksigen tələb edir, ona görə də onlar agar Petri qablarının səthində və ya maye mühitin nazik üst qatında yaxşı inkişaf edirlər. Maye mühitin dərin qatında aerobların böyüməsi üçün qida mühitini davamlı olaraq qarışdırmaq və ya silkələmək lazımdır ki, oksigen mühitin bütün həcminə paylansın. Fakultativ anaeroblar üçün eyni üsullardan istifadə olunur. Mikroaerofillər oksigenin qismən təzyiqi azaldıqda çoxalırlar. CO 2 konsentrasiyası 1-5% olmalıdır. Bunun üçün xüsusi CO 2 inkubatorları istifadə olunur və ya məhsullar isti şamın quraşdırıldığı desikatorlara yerləşdirilir. Məcburi anaerobların böyüməsi üçün oksigenə girişi istisna etmək lazımdır. Bunun üçün qida mühitinə oksigeni azaldan maddələr (tioqlikolik turşu) əlavə etmək, maye qida mühitini hava oksigenindən qaynatmaqla regenerasiya etmək, germetik şəkildə bağlanmış “qaz paketi” qablarına qoymaqla oksigen absorberlərdən istifadə etmək və anaerostatlardan istifadə etmək.

4. Kultivasiya müddəti (18-48 saat). Mycobacterium tuberculosis-in becərilməsi üçün (3-4 həftə).

5. İşıqlandırma. Fototrof bakteriyaların böyüməsi üçün işıq lazımdır.

Sənaye şəraitində antibiotiklər, peyvəndlər və diaqnostik dərmanlar əldə etmək üçün bakteriya və ya göbələklərin biokütləsini əldə etmək üçün bitkilərin böyüməsi və çoxalması üçün optimal parametrlərə ciddi riayət olunmaqla aparatlarda (fermentatorlarda) becərmə aparılır.

Bakteriyaların qidalanması.

Qidalanma qida maddələrinin hüceyrələrə daxil olması və xaric olması proseslərinə aiddir. Qidalanma ilk növbədə hüceyrələrin çoxalmasını və maddələr mübadiləsini təmin edir.

Əsas qida maddələrinə aşağıdakılar daxildir: karbon, oksigen, hidrogen, azot, fosfor, kalium, maqnezium, kalsium. Orqanogenlərə əlavə olaraq mikroelementlər də lazımdır. Onlar ferment aktivliyini təmin edirlər. Bunlar sink, manqan, molibden, kobalt, mis, nikel, volfram, natrium, xlordur.

Bakteriyalar müxtəlif qida mənbələrinə malikdir.

Karbon mənbəyindən asılı olaraq bakteriyalar aşağıdakılara bölünür: 1) avtotroflar (qeyri-üzvi maddələrdən istifadə edirlər - CO 2); 2) heterotroflar (üzvi C-heksozlar, çox atomlu spirtlər, amin turşuları istifadə edin);

Qidalanma prosesləri bakteriya hüceyrəsinin enerji ehtiyacını təmin etməlidir. Enerji mənbələrinə əsasən mikroorqanizmlər aşağıdakılara bölünür: 1) fototroflar - mənbə günəş enerjisidir; 2) kemotroflar - redoks reaksiyaları vasitəsilə enerji alırlar; 3) kemolitotroflar - qeyri-üzvi birləşmələrdən istifadə edin; 4) kimorqanotroflar - üzvi maddələrdən istifadə edirlər.

Tibbi mikrobiologiya heterokemororganotrof olan bakteriyaları öyrənir.

Bakterial böyümə faktorları vitaminlər, amin turşuları, purin və pirimidin əsaslarıdır ki, onların olması böyüməni sürətləndirir. Bakteriyalar arasında: 1) prototroflar (lazımi maddələri özləri sintez edə bilirlər); 2) auksotroflar (böyümə faktorlarına ehtiyac).

Mikroorqanizmlər qida maddələrini kiçik molekullar şəklində mənimsəyir, buna görə də zülallar, polisaxaridlər və digər biopolimerlər yalnız ekzofermentlər tərəfindən daha sadə birləşmələrə parçalandıqdan sonra qidalanma mənbəyi kimi xidmət edə bilərlər.

Metabolitlərin və ionların mikrob hüceyrəsinə daxil olma yolları: I. Passiv nəqliyyat (enerji xərcləri olmadan): sadə diffuziya; 2) asanlaşdırılmış diffuziya (konsentrasiya qradiyenti boyunca, daşıyıcı zülalların köməyi ilə). II. Aktiv nəqliyyat (enerji istehlakı ilə, konsentrasiya gradientinə qarşı; bu halda, substrat sitoplazmatik membranın səthində bir daşıyıcı zülal ilə qarşılıqlı əlaqədə olur).

Aktiv nəqliyyatın dəyişdirilmiş versiyaları var - kimyəvi qrupların köçürülməsi. Fosforlanmış fermentlər daşıyıcı zülal kimi çıxış edir, buna görə də substrat fosforlanmış formada daşınır. Kimyəvi qrupun bu transferi translokasiya adlanır.

Bakteriyaların böyüməsi və çoxalması anlayışları

Mikrobioloji diaqnostika, mikroorqanizmlərin tədqiqi və biotexnoloji məqsədlər üçün mikroorqanizmlər süni qida mühitlərində becərilir.

Altında bakteriya artımı bütün hüceyrə komponentlərinin və strukturlarının koordinasiyalı çoxalması nəticəsində populyasiyada onların sayını dəyişmədən hüceyrə kütləsinin artımını başa düşmək. Mikroorqanizmlərin populyasiyasında hüceyrələrin sayının artması terminlə təyin olunur "reproduksiya". Nəsil vaxtı (hüceyrələrin sayının ikiqat artdığı vaxt intervalı) və bakteriya konsentrasiyası (1 ml-də hüceyrələrin sayı) kimi bir anlayışla xarakterizə olunur.

Eukariotlarda mitoz bölünmə dövründən fərqli olaraq, əksər prokariotların (bakteriyaların) çoxalması ikili parçalanma, aktinomisetlərdə isə qönçələnmə ilə baş verir. Üstəlik, bütün prokaryotlar haploid vəziyyətdə mövcuddur, çünki DNT molekulu hüceyrədə tək şəklində təmsil olunur.

Bakterial populyasiya

Bakteriyaların çoxalma prosesini öyrənərkən nəzərə almaq lazımdır ki, bakteriyalar həmişə az və ya çox sayda populyasiya şəklində mövcuddur və inkişaf bakteriya populyasiyası maye qida mühitində toplu mədəniyyətdə qapalı sistem hesab edilə bilər. Bu prosesdə 4 mərhələ var:

1-ci - ilkin, və ya gecikmə mərhələsi və ya gecikmiş reproduksiya mərhələsi- intensiv hüceyrə böyüməsinin başlanğıcı ilə xarakterizə olunur, lakin onların bölünmə sürəti aşağı olaraq qalır;
2-ci - loqarifmik və ya log mərhələsi, və ya eksponensial faza,- hüceyrə bölünməsinin sabit maksimum sürəti və populyasiyada hüceyrələrin sayının əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə xarakterizə olunur;
3-cü - stasionar faza- populyasiyada hüceyrələrin sayının artması dayandıqda baş verir. Bu, yeni yaranan və ölən hüceyrələrin sayı arasında tarazlığın yaranması ilə bağlıdır. Stasionar fazada qida mühitinin vahid həcminə düşən populyasiyada yaşayan bakteriya hüceyrələrinin sayı M-konsentrasiyası kimi təyin olunur. Bu göstərici hər bir bakteriya növü üçün xarakterik xüsusiyyətdir;
4-cü - ölüm mərhələsi (loqarifmik ölüm)- populyasiyada ölü hüceyrələrin sayının üstünlüyü və populyasiyanın canlı hüceyrələrinin sayının tədricən azalması ilə xarakterizə olunur. Mikroorqanizmlərin populyasiyasının sayında artımın (çoxalmasının) dayandırılması qida mühitinin tükənməsi və/və ya orada mikrob hüceyrələrinin metabolik məhsullarının yığılması nəticəsində baş verir. Buna görə də, metabolik məhsulların çıxarılması və/və ya qida mühitinin dəyişdirilməsi, mikrob populyasiyasının stasionar fazadan ölmə fazasına keçidini tənzimləməklə, müəyyən bir səviyyədə dinamik tarazlığı aradan qaldırmağa meylli açıq bioloji sistem yaratmaq mümkündür. əhalinin inkişafı.

Mikroorqanizmlərin böyüməsi prosesi adlanır axınla becərmə (davamlı mədəniyyət). Davamlı mədəniyyətdə böyümə xüsusi cihazlarda (kimyostatlar və turbidistatlar) axınla becərmə zamanı böyük miqdarda bakteriya əldə etməyə imkan verir və vaksinlərin istehsalında, həmçinin mikroorqanizmlər tərəfindən istehsal olunan müxtəlif bioloji aktiv maddələrin istehsalı üçün biotexnologiyada istifadə olunur. .

Hüceyrə bölünməsi dövrü ərzində metabolik prosesləri öyrənmək üçün də istifadə etmək mümkündür sinxron mədəniyyətlər- populyasiyasının bütün üzvləri dövrün eyni fazasında olan belə bakterial mədəniyyətlər. Bu, xüsusi becərmə üsullarından istifadə etməklə əldə edilir.

Bununla belə, eyni vaxtda bir neçə bölmədən sonra, sinxronlaşdırılmış hüceyrə dayandırılması tədricən asinxron bölünməyə keçir, beləliklə hüceyrələrin sayı artıq addım-addım deyil, davamlı olaraq artır.

koloniyalar

Bərk qida mühitində becərildikdə bakteriyalar əmələ gəlir koloniyalar- çılpaq gözlə görünən eyni növdən olan bakteriyaların çoxluğu, əksər hallarda bir hüceyrənin nəslindəndir.

Müxtəlif növ bakteriyaların koloniyaları fərqlənir:

forma;
ölçüsü;
şəffaflıq;
rəng;
hündürlük;
səthin və kənarların təbiəti;
ardıcıllıq.

Koloniyaların təbiəti bakteriyaların taksonomik xüsusiyyətlərindən biridir.

Hüceyrədəki intensiv anabolizm və katabolizm prosesləri hüceyrənin sürətli böyüməsinə səbəb olur.

Bakterial artım hüceyrənin bütün komponentlərinin sayının və ölçüsünün nizamlı şəkildə artmasıdır, bütün zəruri kimyəvi elementlərin olması şərti ilə onun kütləsinin artmasına səbəb olur. Qida substratları bu elementləri metabolik olaraq əlçatan formada ehtiva etməlidir. Hüceyrə artımı qeyri-məhdud deyil. Kritik ölçüyə çatdıqdan sonra hüceyrə bölünür və ya çoxalır.

Əksər bakteriyalar eninə ikili parçalanma və ya sitokinezlə bölünür. Əksər qram-müsbət bakteriyalarda bölünmə periferiyadan mərkəzə doğru uzanan eninə septumun sintezi ilə baş verir. Əksər qram-mənfi bakteriyaların hüceyrələri daralma yolu ilə bölünür. Bölünmə prosesi təxminən bərabər vaxt intervallarında (bir neçə dəqiqədən bir neçə günə qədər) təkrarlanır ki, bu da mikrob növlərinin fərdi genetik xarakteristikasıdır. Çoxalma nəticəsində populyasiyada hüceyrələrin sayı kəskin şəkildə artır.

Bakteriyalarda çoxalma və ya çoxalma superburuqlu nukleoid DNT-nin iki qız zəncirinə bölünməsidir, onların hər biri daha sonra tamamlayıcı zəncirlə tamamlanır və eyni vaxtda iki qız hüceyrənin əmələ gəlməsi baş verir (yarı konservativ üsul).

Reproduksiya xarakterikdir nəsil vaxtı(hüceyrələrin sayının ikiqat artdığı vaxt intervalı) və kimi bir anlayış bakteriyaların konsentrasiyası(1 ml-də hüceyrələrin sayı).

Bakteriyalar qida mühitinə daxil olduqda, mühitin zəruri komponentlərindən hər hansı birinin tərkibi minimuma çatana qədər böyüyür və çoxalır, bundan sonra böyümə və çoxalma dayanır. Bütün bu müddət ərzində qida əlavə etməsək və maddələr mübadiləsinin son məhsullarını çıxarmasaq, onda alırıq. statik bakteriya mədəniyyəti. Bakteriyaların statik (toplu) mədəniyyəti genetik böyümə məhdudiyyəti ilə çoxhüceyrəli orqanizm kimi davranır. Əgər absis oxunda zaman və ordinat oxundakı xanaların sayı ilə qrafik qursaq, çoxalma vaxtından əmələ gələn hüceyrələrin sayının asılılığını təsvir edən əyri əldə edirik ki, bu da adlanır. artım əyrisi.

Qida mühitində bakteriyaların böyümə əyrisi. Bu əyridə müəyyən ardıcıllıqla bir-birini əvəz edən bir neçə mərhələni ayırd etmək olar (şək. 11):

1. İlkin - geriləmə mərhələsi(İngilis dili) geriləmə- geridə qalmaq). Bakteriyaların aşılanması ilə çoxalmanın başlanması arasındakı müddəti əhatə edir. Onun müddəti orta hesabla 2-5 saatdır və qida mühitinin tərkibindən və əkilən məhsulun yaşından asılıdır. Laq fazasında bakteriya hüceyrələri yeni becərmə şəraitinə uyğunlaşır və induksiya olunan fermentlər sintez olunur.

2. Eksponensial (loqarifmik) faza. Hüceyrə bölünməsinin sabit maksimum sürəti, mikroorqanizmlərin populyasiyasının kəskin artması ilə həndəsi böyümə mərhələsi (n dərəcəsində 2) ilə xarakterizə olunur. Çoxalma sürəti bakteriyaların növündən və qida mühitindən asılıdır. Hüceyrənin ikiqat artması vaxtı deyilir nəsil vaxtı, bakterial kulturanın növündən asılı olaraq dəyişir: cinsin bakteriyalarında Pseudomonas 14 dəqiqəyə bərabərdir və Mikobakteriya 18 - 24 saat Hüceyrələrin ölçüsü və onlarda zülal tərkibi eksponensial fazada sabit qalır. Bu fazada bakterial mədəniyyət standart hüceyrələrdən ibarətdir.

düyü. 11. Bakteriyaların çoxalmasının mərhələləri

3. Stasionar faza(mikrob hüceyrələrinin çoxalması və ölməsinin tarazlığı mərhələsi). Hüceyrələrin sayı artmağı dayandırdıqda baş verir. Artım sürəti qida maddələrinin konsentrasiyasından asılı olduğundan, qida mühitində qida maddələrinin miqdarı azaldıqda böyümə sürəti də azalır. Böyümə sürətinin azalması bakterial hüceyrələrin yüksək sıxlığı, oksigenin qismən təzyiqinin azalması və zəhərli metabolik məhsulların yığılması səbəbindən də baş verir. Stasionar fazanın müddəti bir neçə saatdır və bakteriyaların növündən və onların becərilməsinin xüsusiyyətlərindən asılıdır.

4. Geri dönmə mərhələsi və ya ölüm - azalma və mikroorqanizmlərin çoxalması üçün şəraitin olmaması səbəbindən əhalinin sayının azalması. Turşu metabolik məhsulların yığılması və ya öz fermentlərinin təsiri altında avtoliz nəticəsində baş verir. Bu mərhələnin müddəti on saatdan bir neçə həftəyə qədərdir.

Bu dinamika qida maddələrinin tədricən tükənməsi və metabolitlərin yığılması ilə dövri bitkilər üçün xarakterikdir. Bakteriya populyasiyasının loqarifmik artım mərhələsində daimi olması qida maddələrinin tədricən dozalanması, bakterial suspenziyanın sıxlığına nəzarət və metabolitlərin çıxarılması ilə əldə edilən davamlı mədəniyyətdə müşahidə olunur. Mikroorqanizmlərin böyüməsi prosesi adlanır axınla becərmə (davamlı mədəniyyət). Davamlı mədəniyyətdə böyümə xüsusi cihazlarda (kimyostatlar və turbidistatlar) axınla becərmə zamanı böyük miqdarda bakteriya əldə etməyə imkan verir və vaksinlərin istehsalında, həmçinin mikroorqanizmlər tərəfindən istehsal olunan müxtəlif bioloji aktiv maddələrin istehsalı üçün biotexnologiyada istifadə olunur. .