박테리아의 성장과 번식. 재생산 단계

박테리아 세포의 성장은 영양 섭취 중 세포 물질 합성의 결과로 발생하는 세포질 질량의 증가로 이해되어야 합니다. 박테리아 개체군의 성장은 1) 지연기, 2) 지수 또는 대수기, 3) 정지기, 4) 사멸기의 4단계를 거칩니다.

지연 단계(4~5시간) 시드가 배지에 도입된 후에 발생합니다. 이는 효소-기질 반응의 후속 실행을 위해 엑소- 및 엔도효소의 차별적 활성화가 발생하는 영양 배지에 박테리아가 적응하는 기간입니다. DNA 함량이 안정적이면 박테리아 단백질과 RNA가 급격히 증가합니다.

LAG 단계(4~5시간) 지연 단계의 기간은 일반적으로 짧으며 시간 단위로 측정되며 박테리아 유형, 특정 배지에 대한 접종의 다양성, 배양 상태, 배양에 사용된 온도, 그리고 영양배지의 조성. 지연 단계에서 눈에 띄는 성장 징후가 없으면 바이오 매스가 증가하여 결과적으로 박테리아 세포의 크기가 여러 번 증가합니다.

LAG 단계(4~5시간) 특정 크기에 도달하고 필요한 양의 단백질, RNA 및 DNA를 "축적"하고 엑소 및 엔도효소를 활성화하면 박테리아 세포가 활발하게 분열하기 시작합니다. 박테리아는 횡방향 세포분열을 통해 번식합니다.

대수 성장 단계(5~6시간) 이것은 모세포가 두 개의 딸세포로 이분법적으로 분열되는 생식 단계입니다. “박테리아 세포의 이원 분열을 점진적으로 가속화하는 연쇄 반응은 영양 배지에서 박테리아 질량의 급격한 증가, 에너지 기질의 집중적 소비 및 박테리아 대사 산물의 축적으로 이어집니다.

고정 성장 단계 결과적으로 환경은 박테리아의 추가 성장과 번식에 점점 불리해집니다. 정지 단계에서는 재생산 속도가 일정하게 유지됩니다. 배양되는 박테리아의 종류에 따라 장기간 지속될 수 있으며 그 후 4단계가 진행됩니다.

죽어가는 단계(DYING PHASE) 죽어가는 단계는 로그 방식으로 박테리아 세포가 점진적으로 죽어가는 것이 특징입니다. 이 단계의 기간은 48시간에서 몇 주까지입니다.

액체 영양배지에서의 박테리아 성장의 성격은 다릅니다. - 영양배지의 확산 탁도 - 막 또는 퇴적물의 형성(바닥 성장) - "면모 공" 형태의 성장. 액체 영양배지에서의 성장 패턴은 박테리아를 구별하는 데 사용됩니다.

영양배지 실험실 조건에서 박테리아를 배양하기 위해 다양한 조성의 인공 영양배지가 사용됩니다. 기존 또는 단순 영양 배지(고기 펩톤 한천, 고기 펩톤 국물)는 초기 작물(1차)에 사용됩니다. 복합 배지에는 선택적 및 감별 진단 영양 배지가 포함됩니다.

영양 배지 선택 배지는 특정 유형의 미생물의 성장만을 보장하는 반면, 동반 미생물은 특수 첨가제에 의해 억제됩니다. 감별진단영양배지는 미생물의 생화학적 특성을 연구하고, 효소 활성을 통해 박테리아를 구별하는 데 사용됩니다.

미생물 분류 새로운 종류의 박테리아가 연구되고 동정됨에 따라 새로 생성된 각각의 분류는 과학의 발전 수준을 반영했습니다. 미생물의 분류, 즉 알려진 모든 종의 체계화는 다음과 같은 여러 특성을 기반으로 합니다.

미생물을 결정하는 순서 I. 어느 왕국에 속합니까 - 원핵생물 또는 진핵생물 II. 다음 중 어느 주요 범주에 속합니까? 1. 세포벽이 있는 그람 음성 진균. 2. 세포벽이 있는 그람 양성 세균. 3. 세포벽이 없는 진균. 4. 고세균.

총 35개 그룹의 미생물이 알려져 있다. III. 미생물은 4가지 범주 내에서 어느 그룹에 속합니까? 1. 스피로헤타 2. 호기성/미호기성, 운동성, 나선형/, 진동성, 그람 음성 박테리아. 3. 운동성이 없는 그람 음성균, 구부러진 박테리아. 4. 그람 음성, 혐기성, 미호기성 간균 및 구균.

I. 세포벽이 있는 그람 음성 진균 5. 통성 혐기성 그람 음성 간균. 6. 그람 음성, 혐기성, 직선형, 곡선형 및 나선형 막대. 7. 황산염 또는 황의 동화 환원을 수행하는 박테리아. 8. 혐기성 그람 음성 구균. 9. 리케차와 클라미디아.

I. 세포벽이 있는 그람 음성 진균 10. 무산소 광영양 박테리아. 11. 산소를 생성하는 굴광성 박테리아. 12. 호기성 화학영양세균. 13. 발아 및/또는 파생물 형성 박테리아. 14. 덮개가 있는 박테리아. 15. 자실체를 형성하지 않는 비광합성 활공세균. 16. 자실체를 형성하는 미끄러지는 박테리아.

II. 세포벽이 있는 그람 양성 세균. 1. 그람 양성 구균. 2. 내생포자를 형성하는 그람 양성 간균 및 구균. 3. 포자를 형성하지 않고 규칙적인 모양을 갖는 그람 양성 간균. 4. 포자를 형성하지 않는 불규칙한 모양의 그람 양성 간균. 5. 마이코박테리아. 6. 방선균.

IV. 고세균. 1. 메탄생성물질. 2. 황산염을 감소시키는 고세균. 3. 극도로 호염성인 고세균. 4. 세포벽이 없는 고세균. 5. S를 대사하는 극한 호열성 물질 및 초호열성 물질

미생물 식별순서 IV. 미생물은 어떤 속에 속합니까? V. 미생물은 어떤 과에 속합니까? 6. 어떤 종류의 미생물인가요?

미생물의 분류학적 명칭을 구축합니다. 1. 왕국 2. 범주. 3. 그룹. 4. 로드. 5. 가족. 6. 보기

현대 미생물 분류의 장점 지금까지 만들어진 계통발생적 분류는 하나의 특성에 기초한 분류의 장점과 단점을 모두 갖고 있다. 장점에는 전 세계 다양한 실험실에서 얻은 결과가 거의 완벽하게 동일하다는 것이 포함됩니다. 종의 동일성을 확립하기 위해 그들은 또한 유형 계통을 사용하여 DNA-DNA 상동성 정도를 추가로 평가하기 시작했습니다.

기존 미생물 분류의 단점. 기존 분류의 단점은 박테리아의 기능에 대한 아이디어를 제공하지 않는다는 것입니다. 따라서 표현형 또는 기능적 분류를 만드는 것은 이제 실제 미생물학자에게 매우 중요합니다. 미생물의 분류학적 위치를 신속하게 결정하려면 Bergey 결정자를 사용하십시오. 이 참고 출판물은 새로운 분리 균주 그룹으로 지속적으로 업데이트되며 정기적으로 재인쇄됩니다. 이제 11판이 나왔습니다.

현대적인 미생물 분류의 형성. 현재 단계에서는 미배양 원핵생물을 포함하여 원핵생물의 계통발생적 위치를 확인하는 작업이 16 Sr RNA의 뉴클레오티드 서열을 기반으로 개발되고 있습니다. 향상된 서열 분석 및 데이터 처리 기술로 인해 이러한 접근 방식은 새로운 유기체의 속을 결정하는 데 사실상 대안이 되지 않습니다. 새로운 박테리아 분류군에 대한 기술은 혐기성 미생물 연구의 발전 덕분에 지난 50년 동안 매우 빠른 속도로 이루어졌습니다.

분류와 식별의 차이점 분류 외에도 미생물학에는 분리된 박테리아 배양물을 식별하는 체계가 있습니다. 식별 체계를 구축하려면 결정하기 쉬운 미생물의 특성을 선택하고, 분류를 위해서는 복잡한 방법을 사용해야 하는 경우가 많습니다. 이 경우 식별 체계에는 소수의 특성이 포함되어야 하며, 분류학적 결정을 위해 가능한 한 많은 특성을 사용하여 분류해야 합니다.

관심을 가져주셔서 감사합니다. 귀하는 "미생물의 성장과 번식" 주제에 관한 미생물학 강의 3번을 들으셨습니다. 미생물의 진화와 분류".

박테리아의 성장과 번식. 재생산 메커니즘과 속도. 미생물 번식의 단계.

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기사 주제:	박테리아의 성장과 번식. 재생산 메커니즘과 속도. 미생물 번식의 단계.
루브릭(주제별 카테고리)	문화

1. 박테리아 성장과 번식의 개념

2. 세균 개체수

3.콜로니

1 . 미생물 진단, 미생물 연구 및 생명공학 목적미생물이 배양된다 인공 영양 배지에.

아래에 박테리아 성장 이해하다 집단 내 세포 수의 변화 없이 세포 질량 증가모든 세포 구성요소와 구조가 조화롭게 재생산된 결과입니다.
ref.rf에 게시됨
미생물 집단의 세포 수 증가용어로 표시 "생식". 특징이 있다 세대 시간(셀 수가 두 배가되는 시간 간격) 및 다음과 같은 개념 박테리아 농도(1 ml의 세포 수).

진핵생물의 유사분열 주기와 대조적으로, 대부분의 원핵생물(박테리아)의 번식은 일어납니다. 이분법에 의해,그리고 방선균 - 발아.그러나 모든 원핵생물은 존재한다. 반수체 상태에서,왜냐하면 DNA 분자는 세포 내에서 단수형으로 표현되기 때문입니다.

2. 박테리아 번식 과정을 연구할 때 다음 사항을 고려하는 것이 매우 중요합니다. 박테리아는 항상 다소 많은 수의 개체군 형태로 존재합니다.개발 박테리아 개체수 회분식 배양에서 액체 영양배지에서의 배양은 다음과 같이 간주될 수 있습니다. 폐쇄형 시스템.

이 프로세스에는 4단계가 있습니다.:

‣‣‣ 1위 - 초기의, 또는 지연 단계 또는 지연된 재생산 단계 - 특성화된 집중적인 세포 성장의 시작,하지만 분할 비율은 여전히 ​​​​낮습니다.

‣‣‣ 2번째 - 대수적 또는 로그 단계, 또는 지수 단계, - 특징 일정한 최대 세포 분열 속도와 인구 집단의 세포 수의 상당한 증가;

‣‣‣ 3번째 - 고정상 - 언제 온다 인구의 세포 수가 증가하지 않습니다.이는 새로 형성된 세포와 죽어가는 세포의 수 사이에 평형이 발생하기 때문입니다. 정지기 영양배지의 단위 부피당 개체군 내 살아있는 박테리아 세포의 수는 다음과 같이 표시됩니다. M 농도.이 지표는 각 유형의 박테리아에 대한 특징입니다.

‣‣‣ 4번째 - 소멸 단계(대수적 사망) - 특성화된 죽은 세포 수가 우세하고, 생존 세포 수가 점진적으로 감소합니다.미생물 집단 수(번식)의 성장 중단은 영양 배지의 고갈 및/또는 미생물 세포의 대사 산물의 축적으로 인해 발생합니다. 이러한 이유로 대사 산물을 제거하거나 영양 배지를 교체하고 미생물 개체군이 정지 단계에서 죽어가는 단계로 전환되는 것을 조절함으로써 다음을 생성할 수 있습니다. 개방형 생물학적 시스템특정 수준의 인구 개발에서 동적 균형을 제거하려고합니다.

미생물이 자라는 이러한 과정을 흔히 유동 재배(연속 배양). 연속 배양으로 성장하면 특수 장치(케모스타트 및 탁도계)에서 유동 배양하는 동안 대량의 박테리아를 얻을 수 있으며 백신 생산뿐만 아니라 미생물에 의해 생산되는 다양한 생물학적 활성 물질 생산을 위한 생명공학에도 사용됩니다. .

세포 분열 주기 전반에 걸쳐 대사 과정을 연구하기 위해 다음을 사용할 수도 있습니다. 동기식 문화 - 그러한 박테리아 배양체는 인구의 모든 구성원이 주기의 한 단계에서.이것은 특별한 재배 방법을 사용하여 달성됩니다.

이 경우 여러 번의 동시 분할 후 동기화된 세포 현탁액이 점차 비동기식 분할로 다시 전환되므로 이후에 세포 수가 단계적으로 증가하지 않고 지속적으로 증가합니다.

3. 고체 영양배지에서 배양하면 박테리아가 형성됩니다. 식민지 - 육안으로 볼 수 있는 동일한 종의 박테리아 클러스터,이는 대부분 한 세포의 자손입니다.

다른 종의 박테리아 콜로니는 다릅니다.:

‣‣‣ 모양;

웬만한 크기;

⑩∨투명성;

‣‣‣ 색상;

‣‣‣ 키;

웬만한 이유는 표면과 모서리의 특성 때문입니다.

‣‣‣ 일관성.

식민지의 성격 - 박테리아의 분류학적 특성 중 하나.

44. "생물권"과 "생물권" 개념의 정의와 본질. 미생물의 진화에 관한 현대적인 생각.

자연에서 미생물은 거의 모든 환경(토양, 물, 공기)에 서식하며 다른 생명체보다 훨씬 더 널리 퍼져 있습니다. 식품과 에너지원을 재활용하는 다양한 메커니즘과 외부 영향에 대한 뚜렷한 적응으로 인해 미생물은 다른 형태의 생명체가 생존할 수 없는 곳에서도 살 수 있습니다.

대부분의 유기체의 자연 서식지는 물, 토양 및 공기입니다. 식물과 동물의 몸에 사는 미생물의 수는 훨씬 적습니다. 미생물의 광범위한 분포는 공기와 물을 통한 확산의 용이성과 관련이 있습니다. 특히 담수와 염수 수역의 표면과 바닥, 토양 표층의 수cm에는 유기물을 파괴하는 미생물이 가득합니다. 소수의 미생물이 동물(예: 위장관, 상부 호흡기관) 및 식물의 표면과 일부 내부 구멍에 서식합니다.

서식지 지역에서는 미생물이 형성됩니다. 생물권[그리스어에서 바이오스,인생, + 코이노스,커뮤니티] - 구체적이고 종종 특이한 관계가 있는 복잡한 연관성. 특정 생물권의 각 미생물 군집은 특정 형태를 형성합니다. 자생 미생물[그리스어에서 자동차너의 것, + 흐톤,국가, 지역], 즉 특정 지역에 내재된 미생물을 의미합니다.

공생[그리스어에서 공생, 동거] - 장수 공동체에서 미생물이 장기간 공존하는 것. 미생물이 숙주(더 큰 유기체)의 세포 외부에 위치하는 관계를 외부 공생이라고 합니다. 세포 내부에 위치하는 경우 내부 공생이라고 합니다. 전형적인 외부 공생 미생물 - 대장균박테리아 속 박테로이데스그리고 비피도박테리움, 프로테우스 불가리스,뿐만 아니라 장내 미생물의 다른 대표자. 내부 공생의 예로, 예를 들어 약물에 대한 박테리아 내성을 제공하는 플라스미드를 고려할 수 있습니다. 공생 관계도 각 파트너가 받는 혜택에 따라 구분됩니다.

상호주의[위도부터. 무투스,상호] - 상호 이익이 되는 공생 관계입니다. 따라서 미생물은 숙주 신체에 필요한 생물학적 활성 물질(예: 비타민 B)을 생산합니다. 동시에 거대 유기체에 사는 내부 공생체와 외부 공생체는 불리한 환경 조건(건조 및 극한 온도)으로부터 보호되며 영양분에 지속적으로 접근할 수 있습니다. 모든 유형의 상호공생 중에서 가장 놀라운 것은 곤충(딱정벌레와 흰개미)이 일부 곰팡이를 재배하는 것입니다. 한편으로는 이는 곰팡이의 더 넓은 분포에 기여하고 다른 한편으로는 - o\

mj는 유충에게 지속적인 영양분 공급원을 제공합니다. 이는 인간이 유용한 식물과 미생물을 재배하는 것을 연상시킵니다.

공생- 한 파트너만이 이익을 얻는 공생 유형(다른 파트너에게 "가시적인" 피해를 입히지 않고) 그러한 관계에 관여하는 미생물은 공생동물입니다. 셀-,초, + 멘사,테이블; 말 그대로 - 테이블 메이트]. 공생 미생물은 "눈에 보이는" 해를 끼치지 않고 인체의 피부와 충치(예: 위장관)에 서식합니다. 이들의 총체는 정상적인 미생물군(천연 미생물군)입니다. 전형적인 외부공생 공생 유기체는 대장균(Escherichia coli), 비피도박테리아(bifidobacteria), 포도상구균(staphylococci), 유산균(유산균)입니다. 많은 공생 박테리아는 기회감염 미생물총에 속하며 특정 상황에서 거대 유기체의 질병을 일으킬 수 있습니다(예: 의료 시술 중 혈류에 유입되는 경우).

박테리아의 성장과 번식. 재생산 메커니즘과 속도. 미생물 번식의 단계. - 개념 및 유형. "박테리아의 성장과 번식. 번식의 메커니즘과 속도. 미생물 번식의 단계" 카테고리의 분류 및 특징. 2017, 2018.

세균 증식 –이는 모집단의 개체 수를 늘리지 않고도 박테리아 세포 크기가 증가하는 것입니다. 세포 성장은 무제한이 아닙니다. 임계 크기에 도달한 후 세포는 분열을 겪습니다.

박테리아의 번식 -인구 중 개인 수의 증가를 보장하는 프로세스입니다. 박테리아는 번식률이 높은 것이 특징입니다.

성장은 항상 번식보다 우선합니다. 박테리아는 하나의 모세포에서 두 개의 동일한 딸세포가 형성되는 횡이분법에 의해 번식합니다. 대부분의 그람 양성균에서는 말초에서 중앙으로 이어지는 가로 격벽의 합성을 통해 분열이 발생합니다. 대부분의 그람 음성 박테리아의 세포는 수축에 의해 분열됩니다.

박테리아 세포 분열 과정은 염색체 DNA의 복제로 시작됩니다. 복제는 특정 뉴클레오티드 서열을 가지고 있는 원점(origin)이라고 불리는 하나의 선택된 영역에서 시작됩니다. 여기서는 하나 또는 두 개의 복제 포크가 발생할 수 있습니다. 복제 과정에는 20개 이상의 효소가 관여합니다. 박테리아 DNA는 이중 가닥이기 때문에 복제 전에 나누어져야 합니다. 이 과정에는 이중 나선을 푸는 헬리카제 효소와 2차 컬의 형성을 방지하는 토포이소머라제가 포함됩니다. SSB 단백질은 단일 가닥 DNA에 결합하여 이중 나선으로 다시 접히는 것을 방지합니다. 결과적으로 복제 포크가 형성됩니다. 새로운 DNA 사슬의 합성은 DNA 폴리미라제라는 효소에 의해 수행됩니다. 모사슬의 주형에서 뉴클레오티드의 중합 반응을 수행하려면 중합효소에 프라이머가 필요합니다. 프라이머는 주형 가닥에 상보적인 짧은 RNA 뉴클레오티드 사슬이며 자유 3/- 말단이 있습니다. DNA 가닥이 합성되기 시작한 후 RNA 프라이머가 제거됩니다. 이중 가닥의 DNA 가닥은 역평행이기 때문에 이중 가닥의 풀림 방향은 하나의 주형(리딩 주형이라고 함)의 DNA 합성 방향과만 일치합니다. 상보적 가닥에서 DNA는 짧은 조각으로 합성되며, 이후 DNA 리가아제에 의해 한 가닥으로 연결됩니다. 박테리아 DNA 복제 과정은 모든 DNA가 두 배가 될 때까지 계속됩니다.

박테리아를 영양 배지에 첨가하면 배지의 필수 구성 요소 중 하나의 함량이 최소에 도달할 때까지 성장하고 증식한 후 성장과 번식이 중단됩니다. 영양소를 추가하지 않고 대사의 최종 산물을 제거하지 않으면 통계적인 박테리아 배양이 이루어집니다.

박테리아 재생산 단계:

1. 초기의(지체 단계)은 박테리아가 접종된 순간부터 성장이 시작될 때까지의 기간을 포함합니다. 지속시간은 평균 2~5시간이며 영양배지의 구성에 따라 달라집니다.

2. 지수(로그) 단계. 일정한 최대 세포 분열 속도가 특징입니다. 이 속도는 박테리아의 종류와 영양 배지에 따라 달라집니다. 세포가 두 배가 되는 데 걸리는 시간을 생성 시간이라고 합니다. 이 시간은 몇 분에서 몇 시간까지 다양합니다.

3. 변화 없는단계는 세포 수가 증가를 멈출 때 발생합니다. 영양 배지의 영양소 농도가 감소하고 산소 분압이 감소하며 독성 대사 산물이 축적되면 박테리아의 성장 속도가 감소합니다. 고정상의 지속 시간은 몇 시간이며 박테리아 유형에 따라 다릅니다.

4. 다이백 단계산성 대사산물의 축적이나 자체 효소의 영향으로 자가분해로 인해 발생합니다. 이 단계의 기간은 10시간에서 몇 주까지입니다.

3.2. 영양 배지, 분류 원리, 영양 배지 요구 사항, 미생물 재배 조건.

세균학 작업의 기본은 영양 배지이며, 종종 품질에 따라 연구 결과를 결정합니다.

영양배지의 기본 요구사항:

1. 배양배지는 미생물에게 먹이를 주는 데 필요한 모든 영양분을 함유해야 합니다. 영양가가 있습니다.

2. 습도가 충분할 것

3. 환경의 최적 pH(7.2-7.6) 산성도를 유지합니다.

4. 등장성(NaCl 농도 0.87%)이어야 하며, 호염성 세균의 경우 염분 농도가 1% 이상이어야 합니다.

5. 매체의 용존 산소 함량을 나타내는 최적의 전자 전위를 갖습니다. 호기성 미생물의 경우 높아야 하고 혐기성 미생물의 경우 낮아야 합니다.

6. 특히 액체 배지에서 박테리아 성장을 볼 수 있도록 투명해야 합니다.

7. 멸균 상태를 유지하십시오(다른 박테리아가 없도록).

영양배지를 준비하려면 동물성 제품(고기, 생선, 혈액, 계란, 우유)과 식물성 제품(감자)이 사용됩니다. 화학적 화합물로 구성된 합성 영양배지도 사용됩니다.

박테리아의 질소 공급원은 단순한 암모늄 화합물, 아미노산 또는 펩톤입니다. 탄소원 – 설탕, 다가 알코올, 유기산. 무기 원소에 대한 박테리아의 필요성은 영양 배지에 첨가된 염(NaCl, KN 2 PO 4, K 2 HPO 4)에 의해 충족됩니다.

일관성에 따라 영양 배지는 다음과 같습니다. 액체, 반액체 및 밀도.배지의 밀도는 한천을 첨가하여 달성됩니다. 한천은 조류에서 얻은 다당류입니다. 100oC에서 녹고 45~50oC에서 냉각됩니다. 반액체 배지의 경우 한천을 0.5% 농도로 첨가하고, 밀도가 높은 배지의 경우 1.5-2% 농도로 한천을 첨가합니다. 액체 배지에는 한천이 포함되어 있지 않습니다.

영양배지의 구성은 다음과 같습니다. 단순하고 복잡하다. 단순 배지에는 펩톤수, 고기 펩톤 국물, 고기 펩톤 한천, Hottinger 한천이 포함됩니다. 복잡한 것은 추가 영양 성분(설탕, 유청, 담즙 국물, 혈액, 유청, 노른자-소금 한천, Keith-Tarozzi, Wilson-Blair 배지)을 추가한 간단한 것입니다.

환경의 목적에 따라 다음과 같이 나뉩니다.

1. 범용 -대부분의 박테리아 배양용(고기 펩톤 한천, 혈액 한천).

2. 특수 목적:

a) 선택적인 환경– 특정 미생물이 자라는 배지입니다. 예를 들어, 콜레라 비브리오균을 분리하기 위해 pH 9의 알칼리 한천이 사용됩니다.

비)와 함께 농축 단계– 이는 특정 미생물의 성장을 자극하고 다른 미생물의 성장을 억제하는 환경입니다. 예를 들어, 마그네슘과 셀레나이트 배지는 살모넬라 속 박테리아의 성장을 자극하여 대장균의 성장을 억제합니다.

c) 차등 진단 환경박테리아(Hiss 배지)의 효소 활성을 연구하는 데 사용됩니다.

d) 복합 영양배지동반균의 성장을 억제하는 선택배지와 감별진단배지(Shigella 분리용 Ploskirev 배지, Salmonella 분리용 bismuth-sulfite agar)를 혼합합니다. 이들 배지는 모두 E. coli의 성장을 억제합니다.

원영양균과 영양요구균을 구별하기 위해 선택적 배지가 사용됩니다. 원시영양생물은 발달에 필요한 대사산물을 스스로 합성할 수 있기 때문에 염분과 탄수화물만 함유한 최소 배지에서 자랍니다. 영양요구체는 특정 아미노산, 비타민을 함유한 배지가 필요합니다. 성장 인자.

영양배지를 준비하는 것은 세균학 작업에서 가장 중요하고 어려운 분야 중 하나입니다.

현재 의료 산업에서는 통조림 미디어 생산을 조직했습니다. 건조 영양 배지는 밀폐된 밀봉을 보장하기 위해 꼭 맞는 뚜껑이 있는 플라스틱 병에 담겨 있습니다.

박테리아 재배 조건:

1. 완전한 영양 배지의 가용성.

2. 특정 재배 온도 (최적 온도 37 0 C).

3. 특정 재배 분위기. 엄격한 호기성 생물은 산소가 필요하므로 한천 페트리 접시 표면이나 액체 배지의 얇은 최상층에서 잘 자랍니다. 액체 배지의 깊은 층에서 호기성 미생물이 성장하려면 영양 배지를 지속적으로 혼합하거나 흔들어 산소가 배지 전체에 분포되도록 해야 합니다. 조건혐기성균의 경우에도 동일한 방법이 사용됩니다. 미호기성 물질은 산소 분압이 감소하면 증식합니다. CO 2 농도는 1-5% 여야 합니다. 이를 위해 특수 CO 2 인큐베이터를 사용하거나 뜨거운 양초가 설치된 건조기에 작물을 넣습니다. 절대혐기성균의 성장을 위해서는 산소에 대한 접근을 차단할 필요가 있습니다. 이를 위해 산소 감소 물질(티오글리콜산)을 영양 배지에 추가하고, 이를 끓여서 공기 산소로부터 액체 영양 배지를 재생하고, 산소 흡수제를 밀봉된 "가스팩" 용기에 넣어 사용하고, 아나로스타트를 사용합니다.

4. 배양시간(18~48시간). 결핵균 배양용(3~4주).

5. 조명. 광영양 박테리아가 자라기 위해서는 빛이 필요합니다.

산업 환경에서는 항생제, 백신 및 진단 약물을 얻기 위해 박테리아 또는 곰팡이의 바이오매스를 얻기 위해 작물의 성장 및 번식을 위한 최적의 매개변수를 엄격하게 준수하면서 장치(발효기)에서 재배가 수행됩니다.

박테리아의 영양.

영양이란 영양소가 세포 안팎으로 들어가고 나가는 과정을 말합니다. 영양은 주로 세포 재생산과 신진 대사를 보장합니다.

필수 영양소에는 탄소, 산소, 수소, 질소, 인, 칼륨, 마그네슘, 칼슘이 포함됩니다. 유기물 외에도 미량원소가 필요합니다. 그들은 효소 활동을 제공합니다. 이들은 아연, 망간, 몰리브덴, 코발트, 구리, 니켈, 텅스텐, 나트륨, 염소입니다.

박테리아에는 다양한 영양분 공급원이 있습니다.

탄소원에 따라 박테리아는 다음과 같이 나뉩니다. 1) 독립 영양 생물 (무기 물질 사용 - CO 2); 2) 종속영양생물(유기 C-헥소스, 다가 알코올, 아미노산 사용);

영양 과정은 박테리아 세포에 필요한 에너지를 제공해야 합니다. 에너지원을 기준으로 미생물은 다음과 같이 나뉩니다. 1) 광영양생물 - 소스는 태양 에너지입니다. 2) 화학 영양 생물 - 산화 환원 반응을 통해 에너지를 얻습니다. 3) 화학영양생물 - 무기 화합물을 사용합니다. 4) 화학유기영양생물 - 유기물질을 사용한다.

의료 미생물학은 이종화학유기영양균인 박테리아를 연구합니다.

박테리아 성장 인자는 비타민, 아미노산, 퓨린 및 피리미딘 염기이며, 이들의 존재는 성장을 가속화합니다. 박테리아 중에는 다음이 있습니다: 1) 원영양생물(필요한 물질을 스스로 합성할 수 있음); 2) 영양요구체(성장인자가 필요함).

미생물은 작은 분자 형태로 영양분을 흡수하므로 단백질, 다당류 및 기타 생체고분자는 외효소에 의해 더 단순한 화합물로 분해된 후에만 영양 공급원 역할을 할 수 있습니다.

대사물질과 이온이 미생물 세포로 유입되는 경로: I. 수동 수송(에너지 비용 없음): 단순 확산; 2) 확산 촉진(담체 단백질의 도움으로 농도 구배를 따라). II. 능동 수송(농도 구배에 대한 에너지 소비, 이 경우 기질은 세포질막 표면의 담체 단백질과 상호작용함).

능동 수송의 수정된 버전, 즉 화학 그룹의 이동이 있습니다. 인산화된 효소는 운반체 단백질로 작용하므로 기질은 인산화된 형태로 운반됩니다. 이러한 화학 그룹의 이동을 전좌라고 합니다.

박테리아 성장과 번식의 개념

미생물 진단, 미생물 연구 및 생명 공학 목적을 위해 미생물은 인공 영양 배지에서 배양됩니다.

아래에 박테리아 성장모든 세포 구성요소와 구조의 조화로운 재생산의 결과로 집단 내 세포 수의 변화 없이 세포 질량의 증가를 이해합니다. 미생물 집단의 세포 수 증가는 다음 용어로 지정됩니다. "생식".이는 생성 시간(세포 수가 두 배로 증가하는 시간 간격)과 박테리아 농도(1ml당 세포 수)와 같은 개념이 특징입니다.

진핵생물의 유사분열 주기와 대조적으로, 대부분의 원핵생물(박테리아)의 번식은 이분법에 의해 일어나고, 방선균의 번식은 출아에 의해 일어납니다. 더욱이 모든 원핵생물은 DNA 분자가 세포 내에서 단수로 표현되기 때문에 반수체 상태로 존재합니다.

세균 개체수

박테리아 번식 과정을 연구할 때 박테리아는 항상 어느 정도 인구의 형태로 존재한다는 점과 발달 과정을 고려할 필요가 있습니다. 박테리아 개체수회분식 배양에서 액체 영양배지에서의 배양은 폐쇄형 시스템으로 간주될 수 있습니다. 이 프로세스에는 4단계가 있습니다.

• 1위 - 초기의,또는 지연 단계또는 지연된 재생산 단계- 집중적인 세포 성장이 시작되는 것이 특징이지만 분열 속도는 여전히 낮습니다.
• 2번째 - 대수적또는 로그 단계,또는 지수 단계,- 일정한 최대 세포 분열 속도와 인구 집단의 세포 수가 크게 증가하는 것이 특징입니다.
• 3번째 - 고정상- 집단의 세포 수가 증가를 멈출 때 발생합니다. 이는 새로 형성된 세포와 죽어가는 세포의 수 사이에 평형이 발생하기 때문입니다. 정지 단계의 영양배지 단위 부피당 개체군 내 살아있는 박테리아 세포의 수를 M-농도라고 합니다. 이 지표는 각 유형의 박테리아에 대한 특징입니다.
• 4번째 - 소멸 단계(대수적 사망)- 죽은 세포 수가 우세하고 인구의 생존 세포 수가 점진적으로 감소하는 것이 특징입니다. 미생물 집단 수(번식)의 성장 중단은 영양 배지의 고갈 및/또는 미생물 세포의 대사 산물의 축적으로 인해 발생합니다. 따라서 대사 산물을 제거하거나 영양 배지를 교체하고 미생물 개체군의 정지기에서 죽어가는 단계로의 전환을 조절함으로써 특정 수준의 동적 평형을 제거하는 경향이 있는 개방형 생물학적 시스템을 만드는 것이 가능합니다. 인구 개발.

미생물이 자라는 이러한 과정을 미생물이라고 합니다. 유동 재배(연속 배양).연속 배양으로 성장하면 특수 장치(케모스타트 및 탁도계)에서 유동 배양하는 동안 대량의 박테리아를 얻을 수 있으며 백신 생산뿐만 아니라 미생물에 의해 생산되는 다양한 생물학적 활성 물질 생산을 위한 생명공학에도 사용됩니다. .

세포 분열 주기 전반에 걸쳐 대사 과정을 연구하기 위해 다음을 사용할 수도 있습니다. 동기식 문화- 집단의 모든 구성원이 주기의 동일한 단계에 있는 박테리아 배양물. 이것은 특별한 재배 방법을 사용하여 달성됩니다.

그러나 여러 번의 동시 분할 후에는 동기화된 세포 현탁액이 점차 비동기식 분할로 다시 전환되어 세포 수가 더 이상 단계적으로 증가하지 않고 지속적으로 증가합니다.

식민지

고체 영양배지에서 배양하면 박테리아가 형성됩니다. 식민지- 육안으로 볼 수 있는 동일한 종의 박테리아 클러스터로, 대부분 한 세포의 자손입니다.

다양한 종의 박테리아 군집은 다음과 같이 다릅니다.

• 모양;
• 크기;
• 투명도;
• 색상;
• 키;
• 표면과 가장자리의 특성;
• 일관성.

콜로니의 성질은 박테리아의 분류학적 특성 중 하나입니다.

세포 내 강렬한 동화작용과 이화작용 과정은 빠른 세포 성장을 가져옵니다.

박테리아의 성장은 필요한 모든 화학 원소가 존재하는 경우 세포의 모든 구성 요소의 수와 크기가 순차적으로 증가하여 질량이 증가하는 것입니다. 영양 기질은 대사적으로 접근 가능한 형태로 이러한 요소를 포함해야 합니다. 세포 성장은 무제한이 아닙니다. 임계 크기에 도달한 후 세포는 분열 또는 재생산을 겪습니다.

대부분의 박테리아는 가로 이분법 또는 세포질 분열로 분열합니다. 대부분의 그람 양성균에서는 말초에서 중앙으로 이어지는 가로 격벽의 합성을 통해 분열이 발생합니다. 대부분의 그람 음성 박테리아의 세포는 수축에 의해 분열됩니다. 분열 과정은 대략 동일한 시간 간격(몇 분에서 며칠)으로 반복되는데, 이는 미생물 종의 개별적인 유전적 특성이다. 번식의 결과로 인구의 세포 수가 급격히 증가합니다.

박테리아에서의 번식 또는 번식은 초나선형 핵양체 DNA를 두 개의 딸 가닥으로 나누는 것이며, 각각은 상보적인 가닥에 의해 추가로 완성되고 동시에 두 딸 세포의 형성이 발생합니다(반보존적 방법).

재생산이 특징입니다 세대 시간(셀 수가 두 배가되는 시간 간격) 및 다음과 같은 개념 박테리아 농도(1 ml의 세포 수).

박테리아가 영양 배지에 도입되면 배지의 필수 구성 요소 함량이 최소에 도달할 때까지 성장하고 증식하며, 그 이후에는 성장과 번식이 중단됩니다. 이 전체 시간 동안 우리가 영양분을 추가하지 않고 대사의 최종 산물을 제거하지 않으면 다음과 같은 결과가 발생합니다. 정적 세균 배양.박테리아의 정적(배치) 배양은 유전적 성장이 제한된 다세포 유기체처럼 행동합니다. 가로축에 시간을, 세로축에 세포 수를 그래프로 구성하면 재생산 시 형성된 세포 수의 의존성을 설명하는 곡선을 얻을 수 있습니다. 성장 곡선.

영양 배지에서 박테리아의 성장 곡선.이 곡선에서는 여러 단계를 구별하여 특정 순서로 서로 교체할 수 있습니다(그림 11).

1. 초기 - 지연 단계(영어) 지연- 뒤처지다). 박테리아 접종부터 번식 시작까지의 기간을 포함합니다. 지속 시간은 평균 2~5시간이며 영양배지의 구성과 파종되는 작물의 나이에 따라 달라집니다. 지연 단계 동안 박테리아 세포는 새로운 배양 조건에 적응하고 유도 가능한 효소가 합성됩니다.

2. 지수(로그) 단계.일정한 최대 세포 분열 속도가 특징이며, 미생물 개체수가 급격히 증가하는(2도 n) 기하학적 성장 단계입니다. 번식률은 박테리아의 종류와 영양 배지에 따라 다릅니다. 세포가 배가되는 시간(cell doubling time)이라고 합니다. 세대 시간,박테리아 배양 유형에 따라 다릅니다. 속의 박테리아에서 슈도모나스 14분과 같습니다. 마이코박테리움 18~24시간 세포의 크기와 단백질 함량은 지수 단계 동안 일정하게 유지됩니다. 이 단계의 박테리아 배양은 표준 세포로 구성됩니다.

쌀. 11. 박테리아 번식의 단계

3. 고정상(미생물 세포의 재생산 및 사멸의 평형 단계). 셀 수가 더 이상 증가하지 않을 때 발생합니다. 성장률은 영양분의 농도에 따라 달라지므로 영양배지의 영양분 함량이 감소하면 성장률도 감소합니다. 또한 박테리아 세포의 밀도가 높아지고 산소 분압이 감소하며 독성 대사산물이 축적되어 성장률이 감소합니다. 정지 단계의 지속 시간은 몇 시간이며 박테리아의 유형과 배양 특성에 따라 다릅니다.

4. 다이백 단계또는 사망 - 미생물 번식 조건의 감소 및 부족으로 인한 인구 규모의 감소. 산성 대사산물의 축적이나 자체 효소의 영향으로 자가분해로 인해 발생합니다. 이 단계의 기간은 10시간에서 몇 주까지입니다.

이러한 역학은 영양분이 점진적으로 고갈되고 대사산물이 축적되는 주기적인 작물의 경우에 일반적입니다. 대수 성장 단계에서 박테리아 개체군의 지속적인 존재는 연속 배양에서 관찰되며, 이는 점진적인 영양분 투여, 박테리아 현탁액 밀도 제어 및 대사 산물 제거를 통해 달성됩니다. 미생물이 자라는 이러한 과정을 미생물이라고 합니다. 유동 재배(연속 배양).연속 배양으로 성장하면 특수 장치(케모스타트 및 탁도계)에서 유동 배양하는 동안 대량의 박테리아를 얻을 수 있으며 백신 생산뿐만 아니라 미생물에 의해 생산되는 다양한 생물학적 활성 물질 생산을 위한 생명공학에도 사용됩니다. .