Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi. Reproduksiya fazalari

Bakterial hujayraning o'sishi deganda uning sitoplazmasi massasining ko'payishi tushunilishi kerak, bu ovqatlanish paytida hujayra materialining sintezi natijasida yuzaga keladi. Bakteriya populyatsiyasining o'sishi 4 bosqichdan o'tadi: 1) kechikish fazasi, 2) eksponensial yoki logarifmik faza, 3) statsionar faza, 4) o'lish fazasi.

KECHIK FAZA (4 -5 soat) Muhitga urug' kiritilgandan keyin sodir bo'ladi. Bu ferment-substrat reaktsiyasini keyingi amalga oshirish uchun ekzo- va endofermentlarning differentsial faollashuvi sodir bo'lgan bakteriyalarning ozuqaviy muhitga moslashish davri. Barqaror DNK tarkibi bilan bakterial oqsil va RNKning keskin o'sishi kuzatiladi.

LAG FAZASI (4 -5 soat) Kechikish fazasining davomiyligi odatda qisqa bo'lib, soatlarda o'lchanadi va bakteriyalar turiga, ma'lum muhitda emlashning ko'pligiga, kultura holatiga, etishtirish uchun ishlatiladigan haroratga, va ozuqa muhitining tarkibi. Kechikish bosqichida o'sishning ko'rinadigan belgilari bo'lmasa, biomassaning ko'payishi sodir bo'ladi, buning natijasida bakterial hujayraning hajmi bir necha bor ortadi.

KECHIK FAZA (4-5 soat) Muayyan hajmga yetib, kerakli miqdordagi protein, RNK va DNKni "to'plagan", ekzo- va endofermentlarni faollashtirgandan so'ng, bakterial hujayra faol bo'linishni boshlaydi. Bakteriyalar hujayraning ko'ndalang bo'linishi orqali ko'payadi.

LOGARITMIK O'SISH FAZASI (5 - 6 soat) Bu ona hujayraning ikkita qiz hujayraga ikkilik bo'linishi orqali amalga oshiriladigan ko'payish bosqichidir. “Bakteriya hujayralarining ikkilamchi boʻlinishini bosqichma-bosqich tezlashtirishning zanjirli reaktsiyasi ozuqa muhitida bakteriya massasining tez o'sishiga, uning energiya substratining intensiv iste'mol qilinishiga va bakterial metabolik mahsulotlarning to'planishiga olib keladi.

STATSION O'SISH FAZASI Natijada, atrof-muhit bakteriyalarning keyingi o'sishi va ko'payishi uchun tobora noqulay bo'ladi. Statsionar fazada ko'payish tezligi doimiy bo'lib qoladi. O'stiriladigan bakteriyalar turiga qarab, u uzoq vaqt davom etishi mumkin, shundan so'ng to'rtinchi bosqich sodir bo'ladi -

O'LISH FAZASI O'lish bosqichi bakteriya hujayralarining logarifmik tarzda progressiv nobud bo'lishi bilan tavsiflanadi. Ushbu bosqichning davomiyligi 48 soatdan bir necha haftagacha.

Suyuq ozuqa muhitida bakteriya o'sishi tabiati har xil - ozuqa muhitining diffuz loyqaligi, - plyonka yoki cho'kindi hosil bo'lishi (pastki o'sish), - "paxta to'pi" ko'rinishida o'sishi. Suyuq ozuqa muhitida o'sish sxemasi bakteriyalarni farqlash uchun ishlatiladi.

Oziqlantiruvchi muhitlar Laboratoriya sharoitida bakteriyalarni etishtirish uchun turli xil tarkibdagi sun'iy oziqlantiruvchi muhitlar qo'llaniladi. Dastlabki ekinlar uchun (birlamchi) an'anaviy yoki oddiy oziqlantiruvchi vositalar (go'sht peptonli agar, go'shtli peptonli bulon) ishlatiladi. Murakkab muhitlar selektiv va differensial diagnostik ozuqaviy muhitlarni o'z ichiga oladi.

Oziqlantiruvchi muhitlar selektiv muhitlar faqat ma'lum turdagi mikroorganizmlarning o'sishini ta'minlaydi, shu bilan birga birga keladigan mikroflora maxsus qo'shimchalar bilan bostiriladi. Differentsial diagnostik ozuqa muhitlari mikroorganizmlarning biokimyoviy xususiyatlarini o'rganish va bakteriyalarni fermentativ faolligi bilan farqlash imkonini berish uchun ishlatiladi.

MIKROORGANIZMLAR TASNIFI Bakteriyalarning yangi turlarini o'rganish va aniqlash natijasida har bir yangi yaratilgan tasnif fanning rivojlanish darajasini aks ettirdi. Mikroorganizmlarni tasniflash, ya'ni barcha ma'lum turlarni tizimlashtirish bir qator xususiyatlarga asoslanadi:

Mikroorganizmni aniqlash ketma-ketligi I. U qaysi podshohlikka mansub - prokariotlar yoki eukariotlar II. U qaysi asosiy toifalarga kiradi: 1. Hujayra devoriga ega bo'lgan grammusbat eubakteriyalar. 2. Hujayra devoriga ega gramm-musbat eubakteriyalar. 3. Hujayra devori bo'lmagan eubakteriyalar. 4. Arxebakteriyalar.

Mikroorganizmlarning jami 35 guruhi ma'lum III. Mikroorganizm 4 toifadagi qaysi guruhga kiradi: 1. Spiroxetalar 2. Aerob /mikroaerofil, harakatchan, spiralsimon/, vibromon, grammusbat bakteriyalar. 3. Harakatlanmaydigan gram-manfiy, kavisli bakteriyalar. 4. Gram-manfiy, anaerob, mikroaerofil tayoqchalar va kokklar.

I. hujayra devoriga ega gramm manfiy eubakteriyalar 5. Fakultativ anaerob, gramm manfiy tayoqchalar. 6. Gram-manfiy, anaerob, tekis, egri va spiral tayoqchalar. 7. Sulfat yoki oltingugurtning dissimilyatsion qaytarilishini amalga oshiradigan bakteriyalar. 8. Anaerob grammusbat kokklar. 9. Rikketsiya va xlamidiya.

I. Hujayra devoriga ega gramm manfiy eubakteriyalar 10. Anoksigen fototrof bakteriyalar. 11. Kislorodli fototrof bakteriyalar. 12. Aerob xemolitotrof bakteriyalar. 13. To'ntaruvchi va/yoki o'sish hosil qiluvchi bakteriyalar. 14. Qopqoqli bakteriyalar. 15. Meva tanasi hosil qilmaydigan, fotosintetik bo'lmagan sirpanish bakteriyalar. 16. Meva tanalarini hosil qiluvchi sirpanchiq bakteriyalar.

II. Hujayra devoriga ega gram-musbat eubakteriyalar. 1. Gram-musbat kokklar. 2. Endospora hosil qiluvchi grammusbat tayoqchalar va kokklar. 3. Spora hosil qilmaydigan va muntazam shaklga ega gramm-musbat tayoqchalar. 4. Spora hosil qilmaydigan tartibsiz shakldagi gramm musbat tayoqchalar. 5. Mikobakteriyalar. 6. Aktinomisetalar.

IV. Arxebakteriyalar. 1. Metanogenlar. 2. Sulfat kamaytiruvchi arxeyalar. 3. Haddan tashqari galofil arxebakteriyalar. 4. Hujayra devori bo'lmagan arxebakteriyalar. 5. S.ni metabolizatsiya qiluvchi ekstremal termofillar va gipertermofillar

Mikroorganizmni aniqlash ketma-ketligi IV. Mikroorganizm qaysi jinsga mansub? V. Mikroorganizm qaysi oilaga mansub? VI. Bu qanday mikroorganizm?

Mikroorganizmning taksonomik nomini qurish. 1. SHOHLIK 2. KATEGORIYA. 3. GURUH. 4. ROD. 5. OILA. 6. KO‘RISH

Mikroorganizmlarning zamonaviy tasnifining afzalliklari Bugungi kunga qadar yaratilgan filogenetik tizimlashtirish bir belgiga asoslangan tasnifning barcha afzalliklari va kamchiliklariga ega. Afzalliklar dunyoning turli laboratoriyalarida olingan natijalarning deyarli to'liq identifikatsiyasini o'z ichiga oladi. Turlarning o'ziga xosligini aniqlash uchun ular tur shtammlari yordamida DNK-DNK homologiyasi darajasini qo'shimcha ravishda baholashni boshladilar.

Mikroorganizmlarning mavjud tasnifining kamchiliklari. Mavjud tasnifning kamchiliklari shundaki, u bakteriyalarning funktsiyalari haqida tasavvurga ega emas. Shuning uchun fenotipik yoki funktsional tasnifni yaratish hozirgi vaqtda amaliy mikrobiologlar uchun katta ahamiyatga ega. Mikroorganizmlarning taksonomik holatini tezda aniqlash uchun Bergey Determinantidan foydalaning. Ushbu ma'lumotnoma nashri doimiy ravishda yangi izolatlar guruhlari bilan yangilanadi va vaqti-vaqti bilan qayta nashr etiladi. Hozir 11-nashr joriy.

Mikroorganizmlarning zamonaviy tasnifini shakllantirish. Hozirgi bosqichda 16 S r RNK nukleotidlar ketma-ketligi asosida prokariotlarning, shu jumladan ekinsizlarning filogenetik holatini aniqlash ishlab chiqilmoqda. Takomillashtirilgan ketma-ketlik va ma'lumotlarni qayta ishlash texnikasi bu yondashuvni yangi organizmlar jinsini aniqlashga deyarli muqobil qilmadi. Yangi bakterial taksonlarning tavsifi anaeroblarni o'rganishdagi yutuqlar tufayli so'nggi 50 yil ichida juda tez sur'atlarda sodir bo'ldi.

Tasniflash va identifikatsiya o'rtasidagi farq Tasniflashdan tashqari, mikrobiologiyada ajratilgan bakterial madaniyatlarni aniqlash sxemalari mavjud. Identifikatsiya sxemasini qurish uchun mikroorganizmlarning aniqlash oson bo'lgan xususiyatlarini tanlang va tasniflash uchun ko'pincha murakkab usullardan foydalanish talab etiladi. Bunday holda, identifikatsiya sxemasi oz sonli belgilarni o'z ichiga olishi kerak va taksonomik aniqlash uchun tasniflashda imkon qadar ko'proq belgilar qo'llaniladi.

E'TIBORINGIZ UCHUN RAHMAT. MIKROBIOLOGIYA FANIDAN “MIKROORGANIZMLARNING O'SISH VA KO'PAYISHI. MIKROORGANIZMLAR EVOLUTSIYASI VA TASNIFI”.

Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi. Ko'payish mexanizmi va tezligi. Mikroblarning ko'payishi fazalari.

Parametr nomi	Ma'nosi
Maqola mavzusi:	Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi. Ko'payish mexanizmi va tezligi. Mikroblarning ko'payishi fazalari.
Rubrika (tematik toifa)	Madaniyat

1. Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi haqida tushunchalar

2. Bakteriyalar populyatsiyasi

3.Koloniyalar

1 . Mikrobiologik diagnostika, mikroorganizmlarni o'rganish va biotexnologik maqsadlar uchun mikroorganizmlar yetishtiriladi sun'iy oziqlantiruvchi muhitda.

ostida bakterial o'sish tushunish populyatsiyada ularning sonini o'zgartirmasdan hujayra massasining ko'payishi barcha hujayra tarkibiy qismlari va tuzilmalarining muvofiqlashtirilgan ko'payishi natijasida.
ref.rf saytida chop etilgan
Mikroorganizmlar populyatsiyasida hujayralar sonini ko'paytirish atamasi bilan ifodalanadi "ko'paytirish". U xarakterlanadi avlod vaqti(hujayralar soni ikki baravar ko'payadigan vaqt oralig'i) va shunga o'xshash tushuncha bakteriyalar kontsentratsiyasi(1 ml dagi hujayralar soni).

Eukariotlarda mitotik bo'linish siklidan farqli o'laroq, ko'pchilik prokariotlarning (bakteriyalarning) ko'payishi sodir bo'ladi. ikkilik bo'linish orqali, va aktinomitsetlar - tomurcuklanma. Biroq, barcha prokaryotlar mavjud haploid holatda, chunki DNK molekulasi hujayrada birlikda ifodalanadi.

2. Bakteriyalarning ko'payish jarayonini o'rganayotganda buni hisobga olish nihoyatda muhimdir bakteriyalar har doim ko'p yoki kamroq populyatsiyalar shaklida mavjud; va rivojlanish bakteriya populyatsiyasi partiya madaniyatida suyuq ozuqa muhitida sifatida qaralishi mumkin yopiq tizim.

Bu jarayonda 4 bosqich mavjud:

‣‣‣ 1- boshlang'ich, yoki kechikish bosqichi yoki kechiktirilgan ko'payish bosqichi - xarakterlanadi hujayralarning intensiv o'sishining boshlanishi, Lekin ularning bo'linish darajasi pastligicha qolmoqda;

‣‣‣ 2- logarifmik yoki log bosqichi, yoki eksponent faza, - xarakterlanadi hujayra bo'linishining doimiy maksimal tezligi va populyatsiyadagi hujayralar sonining sezilarli darajada oshishi;

‣‣‣ 3- statsionar faza - qachon keladi populyatsiyadagi hujayralar sonining ko'payishi to'xtaydi. Bu yangi hosil bo'lgan va o'layotgan hujayralar soni o'rtasida muvozanat yuzaga kelishi bilan bog'liq. Statsionar fazadagi ozuqa muhitining birlik hajmiga populyatsiyadagi tirik bakteriya hujayralari soni quyidagicha belgilanadi. M-kontsentratsiya. Bu ko'rsatkich har bir turdagi bakteriyalar uchun xarakterli xususiyatdir;

‣‣‣ 4- o'lim bosqichi (logarifmik o'lim) - xarakterlanadi populyatsiyada o'lik hujayralar sonining ustunligi va populyatsiyadagi hayotga qodir hujayralar sonining tobora kamayishi. Mikroorganizmlar populyatsiyasi sonining o'sishi (ko'payishi) to'xtashi ozuqa muhitining kamayishi va/yoki undagi mikrob hujayralarining metabolik mahsulotlarining to'planishi tufayli sodir bo'ladi. Shu sababli, metabolik mahsulotlarni olib tashlash va / yoki ozuqa muhitini almashtirish, mikrob populyatsiyasining statsionar fazadan o'lish bosqichiga o'tishini tartibga solish orqali uni yaratish mumkin. ochiq biologik tizim aholi rivojlanishining ma'lum darajasida dinamik muvozanatni bartaraf etishga intilish.

Mikroorganizmlarni ko'paytirish jarayoni odatda deyiladi oqimli etishtirish (uzluksiz madaniyat). Uzluksiz madaniyatda o'sish maxsus qurilmalarda (kimyostatlar va turbidistatlar) oqim o'stirishda bakteriyalarning katta massasini olish imkonini beradi va vaktsinalar ishlab chiqarishda, shuningdek mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan turli xil biologik faol moddalarni ishlab chiqarish uchun biotexnologiyada qo'llaniladi. .

Hujayra bo'linish tsikli davomida metabolik jarayonlarni o'rganish uchun undan foydalanish ham mumkin sinxron madaniyatlar - aholining barcha a'zolari bo'lgan bunday bakterial madaniyatlar tsiklning bir bosqichida. Bunga maxsus etishtirish usullari yordamida erishiladi.

Bunday holda, bir vaqtning o'zida bir nechta bo'linishdan so'ng, sinxronlashtirilgan hujayra suspenziyasi asta-sekin asinxron bo'linishga qaytadi, shuning uchun hujayralar soni keyinchalik bosqichma-bosqich emas, balki doimiy ravishda ko'payadi.

3. Qattiq ozuqa muhitida o'stirilganda bakteriyalar hosil bo'ladi koloniyalar - yalang'och ko'z bilan ko'rinadigan bir xil turdagi bakteriyalar to'plami; ko'pincha bitta hujayraning avlodi.

Har xil turdagi bakteriyalarning koloniyalari har xil:

‣‣‣ shakli;

‣‣‣ hajmi;

‣‣‣ shaffoflik;

‣‣‣ rang;

‣‣‣ balandligi;

‣‣‣ sirt va qirralarning tabiati;

‣‣‣ mustahkamlik.

Koloniyalarning tabiati - bakteriyalarning taksonomik xususiyatlaridan biri.

44. “Biosfera” va “biotsenoz” tushunchalarining ta’rifi va mohiyati. Mikroblar evolyutsiyasi haqidagi zamonaviy g'oyalar.

Tabiatda mikroorganizmlar deyarli har qanday muhitda (tuproq, suv, havo) yashaydi va boshqa tirik mavjudotlarga qaraganda ancha keng tarqalgan. Oziq-ovqat va energiya manbalarini qayta ishlash mexanizmlarining xilma-xilligi, shuningdek, tashqi ta'sirlarga aniq moslashish tufayli mikroorganizmlar hayotning boshqa shakllari yashay olmaydigan joyda yashashi mumkin.

Aksariyat organizmlarning tabiiy yashash joylari suv, tuproq va havodir. O'simliklar va hayvonlar tanasida yashovchi mikroorganizmlar soni ancha kam. Mikroorganizmlarning keng tarqalishi ularning havo va suv orqali tarqalish qulayligi bilan bog'liq; xususan, chuchuk va sho'r suv havzalarining yuzasi va tubi, shuningdek, tuproqning yuqori qatlamining bir necha santimetri organik moddalarni yo'q qiladigan mikroorganizmlar bilan to'ldiriladi. Kichikroq mikroorganizmlar hayvonlarning (masalan, oshqozon-ichak trakti, yuqori nafas yo'llari) va o'simliklarning sirtini va ba'zi ichki bo'shliqlarini kolonizatsiya qiladi.

Yashash joylarida mikroorganizmlar hosil bo'ladi biotsenozlar[yunon tilidan bios, hayot, + koinos, jamoa] - o'ziga xos va ko'pincha g'ayrioddiy munosabatlarga ega bo'lgan murakkab uyushmalar. Muayyan biotsenozdagi har bir mikrob jamoasi o'ziga xos shakllarni hosil qiladi avtoxton mikroorganizmlar[yunon tilidan avtomashinalar sizniki, + chthon, mamlakat, joylashuv], ya'ni ma'lum bir hududga xos bo'lgan mikroblar.

Simbioz[yunon tilidan simbioz, birgalikda yashash] - uzoq umr ko'radigan jamoalarda mikroorganizmlarning uzoq muddatli birga yashashi. Mikroorganizmning uy egasi (kattaroq organizm) hujayralaridan tashqarida joylashgan munosabati ektosimbioz deb ataladi: hujayralar ichida lokalizatsiya qilinganda u endosimbioz deb nomlanadi. Odatda ektosimbiotik mikroblar - Escherichia coli bakteriyalar avlodi Bakteroidlar Va Bifidobakteriyalar, Proteus vulgaris, shuningdek, ichak mikroflorasining boshqa vakillari. Endosimbiozga misol sifatida, masalan, dori vositalariga bakterial qarshilik ko'rsatadigan plazmidlarni ko'rib chiqishimiz mumkin. Simbiotik munosabatlar ham har bir sherik tomonidan olingan foydalarga qarab bo'linadi.

Mutualizm[latdan. mutuus, o'zaro] - o'zaro manfaatli simbiotik munosabatlar. Shunday qilib, mikroorganizmlar mezbon organizm uchun zarur bo'lgan biologik faol moddalarni ishlab chiqaradi (masalan, B vitaminlari). Shu bilan birga, makroorganizmlarda yashovchi endo- va ektosimbiontlar atrof-muhitning noqulay sharoitlaridan (quritish va haddan tashqari harorat) himoyalangan va ozuqa moddalariga doimiy kirish imkoniyatiga ega. Mutualizmning barcha turlaridan eng hayratlanarlisi hasharotlar (qo'ng'iz va termitlar) tomonidan ba'zi zamburug'larni etishtirishdir. Bir tomondan, bu zamburug'larning kengroq tarqalishiga yordam beradi, boshqa tomondan - o\

mj lichinkalar uchun doimiy oziq moddalar manbaini ta'minlaydi. Bu inson tomonidan foydali o'simliklar va mikroorganizmlarni etishtirishni eslatadi.

Kommensalizm- faqat bitta sherik foyda ko'radigan simbioz turi (boshqasiga "ko'rinadigan" zarar etkazmasdan); Bunday munosabatlarda ishtirok etuvchi mikroorganizmlar kommensal [lot. hujayra-, s, + mensa, stol; tom ma'noda - stol o'rtoqlari]. Kommensal mikroorganizmlar teri va inson tanasining bo'shliqlarini (masalan, oshqozon-ichak trakti) "ko'rinadigan" zarar etkazmasdan kolonizatsiya qiladi; ularning umumiyligi normal mikrob florasi (tabiiy mikroflora). Odatda ektosimbiotik komensal organizmlar ichak tayoqchasi, bifidobakteriyalar, stafilokokklar va laktobakteriyalardir. Ko'pgina kommensal bakteriyalar opportunistik mikrofloraga tegishli bo'lib, ma'lum sharoitlarda makroorganizm kasalliklarini keltirib chiqarishi mumkin (masalan, ular tibbiy muolajalar paytida qon oqimiga kiritilganda).

Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi. Ko'payish mexanizmi va tezligi. Mikroblarning ko'payishi fazalari. - tushunchasi va turlari. "Bakteriyalarning o'sishi va ko'payishi. Ko'payish mexanizmi va tezligi. Mikroblarning ko'payish fazalari" toifasining tasnifi va xususiyatlari. 2017, 2018 yil.

Bakterial o'sish - Bu populyatsiyadagi shaxslar sonini ko'paytirmasdan bakterial hujayra hajmining oshishi. Hujayra o'sishi cheksiz emas. Kritik o'lchamga erishgandan so'ng, hujayra bo'linishni boshlaydi.

Bakteriyalarning ko'payishi - populyatsiyadagi individlar sonining ko'payishini ta'minlovchi jarayon. Bakteriyalar yuqori ko'payish tezligi bilan ajralib turadi.

O'sish har doim ko'payishdan oldin bo'ladi. Bakteriyalar ko'ndalang ikkilik bo'linish yo'li bilan ko'payadi, bunda bitta ona hujayradan ikkita bir xil qiz hujayra hosil bo'ladi. Ko'pgina gram-musbat bakteriyalarda bo'linish periferiyadan markazga o'tadigan ko'ndalang septumning sintezi orqali sodir bo'ladi. Gram-manfiy bakteriyalarning aksariyat hujayralari siqilish yo'li bilan bo'linadi.

Bakteriya hujayralarining bo'linish jarayoni xromosoma DNKsining replikatsiyasi bilan boshlanadi. Replikatsiya o'ziga xos nukleotidlar ketma-ketligiga ega bo'lgan kelib chiqishi deb ataladigan tanlangan mintaqada boshlanadi. Bu erda bir yoki ikkita replikatsiya vilkalari paydo bo'lishi mumkin. Replikatsiya jarayonida 20 dan ortiq fermentlar ishtirok etadi. Bakterial DNK ikki zanjirli bo'lgani uchun uni replikatsiya qilishdan oldin bo'lish kerak. Bu jarayon ikkilamchi jingalaklarning paydo bo'lishiga to'sqinlik qiluvchi qo'sh spiralni ochuvchi helikaz va topoizomeraz fermentlarini o'z ichiga oladi. SSB oqsili bir ipli DNK bilan bog'lanib, uning ikkilamchi spiralga aylanishini oldini oladi. Natijada replikatsiya vilkasi hosil bo'ladi. Yangi DNK zanjirlarining sintezi DNK polimiraza fermenti tomonidan amalga oshiriladi. Asosiy zanjirning shablonida nukleotidlarning polimerizatsiya reaktsiyasini amalga oshirish uchun polimeraza primerni talab qiladi. Primer qisqa RNK nukleotid zanjiri bo'lib, shablon ipini to'ldiruvchi, erkin 3/- uchi bilan. DNK zanjiri sintezlana boshlagandan so'ng, RNK primeri chiqariladi. Dupleksdagi DNK zanjirlari antiparallel bo'lganligi sababli, qo'sh zanjirning yechilish yo'nalishi faqat bitta shablondagi DNK sintezi yo'nalishiga to'g'ri keladi, bu etakchi deb ataladi. To'ldiruvchi ipda DNK qisqa bo'laklarda sintezlanadi, keyinchalik ular DNK ligazalari tomonidan bitta zanjirga biriktiriladi. Bakterial DNK replikatsiyasi jarayoni barcha DNK ikki baravar ko'payguncha davom etadi.

Bakteriyalar ozuqa muhitiga qo'shilganda, ular muhitning zarur tarkibiy qismlaridan birining tarkibi minimal darajaga yetguncha o'sadi va ko'payadi, shundan so'ng o'sish va ko'payish to'xtaydi. Agar biz ozuqa moddalarini qo'shmasak va metabolizmning yakuniy mahsulotlarini olib tashlamasak, biz statistik bakterial madaniyatni olamiz.

Bakterial ko'payish fazalari:

1. Boshlang'ich(kechikish fazasi) bakteriyalar emlangan paytdan boshlab ularning o'sishi boshlanishigacha bo'lgan vaqtni o'z ichiga oladi. Uning davomiyligi o'rtacha 2-5 soatni tashkil qiladi va ozuqaviy muhitning tarkibiga bog'liq.

2. Eksponensial(logarifmik) faza. Hujayra bo'linishining doimiy maksimal tezligi bilan tavsiflanadi. Bu tezlik bakteriyalar turiga va ozuqaviy muhitga bog'liq. Hujayralarning ikki baravar ko'payishi uchun zarur bo'lgan vaqt avlod vaqti deb ataladi. Bu vaqt bir necha daqiqadan bir necha soatgacha o'zgarib turadi.

3. Statsionar faza hujayralar sonining ko'payishi to'xtaganda sodir bo'ladi. Ozuqa muhitida oziq moddalar konsentratsiyasining pasayishi, kislorodning qisman bosimining pasayishi va zaharli metabolik mahsulotlarning to'planishi bilan bakteriyalarning o'sish tezligi pasayadi. Statsionar fazaning davomiyligi bir necha soat va bakteriyalar turiga bog'liq.

4. Qayta tiklash bosqichi kislotali metabolik mahsulotlarning to'planishi yoki o'z fermentlari ta'sirida avtoliz natijasida yuzaga keladi. Ushbu bosqichning davomiyligi o'n soatdan bir necha haftagacha.

3.2. Ozuqa muhitlari, ularni tasniflash tamoyillari, ozuqa muhitlariga qo'yiladigan talablar, mikroorganizmlarni etishtirish shartlari.

Bakteriologik ishning asosini ko'pincha ularning sifati bo'yicha o'rganish natijalarini aniqlaydigan ozuqaviy muhit tashkil qiladi.

Oziq moddalar uchun asosiy talablar:

1. Madaniyat vositalarida mikrobni oziqlantirish uchun zarur bo'lgan barcha oziq moddalar bo'lishi kerak, ya'ni. ozuqaviy qiymatga ega.

2. Etarli namlikka ega bo'ling

3. Atrof muhitning optimal pH (7,2-7,6) kislotaligiga ega bo'ling.

4. Izotonik bo'ling (NaCl konsentratsiyasi 0,87%), halofil bakteriyalar uchun tuz konsentratsiyasi 1% yoki undan yuqori.

5. Muhitda erigan kislorod miqdorini ko'rsatadigan optimal elektron potentsialga ega bo'ling. Aeroblar uchun yuqori, anaeroblar uchun esa past bo'lishi kerak.

6. Bakteriyalarning ko'payishi, ayniqsa suyuq muhitda ko'rinadigan tarzda shaffof bo'ling.

7. Steril bo'ling (boshqa bakteriyalar bo'lmasligi uchun).

Oziqlantiruvchi vositalarni tayyorlash uchun hayvonlardan olingan mahsulotlar (go'sht, baliq, qon, tuxum, sut) va o'simlik mahsulotlari (kartoshka) ishlatiladi. Kimyoviy birikmalardan tashkil topgan sintetik ozuqa vositalari ham qo'llaniladi.

Bakteriyalar uchun azot manbai oddiy ammoniy birikmalari, aminokislotalar yoki peptonlardir; uglerod manbai - shakar, ko'p atomli spirtlar, organik kislotalar. Bakteriyalarning noorganik elementlarga bo'lgan ehtiyoji ozuqa muhitiga qo'shilgan tuzlar bilan qondiriladi: NaCl, KN 2 PO 4, K 2 HPO 4.

Konsistensiyaga qarab, ozuqaviy muhitlar quyidagilar bo'lishi mumkin: suyuq, yarim suyuq va zich. Muhitning zichligiga agar qo'shilishi bilan erishiladi. Agar suv o'tlaridan olingan polisakkariddir. 100 oS haroratda eriydi, 45-50 oS haroratda soviydi. Yarim suyuq muhit uchun agar 0,5% konsentratsiyada, zich muhit uchun 1,5-2% konsentratsiyada qo'shiladi. Suyuq muhitda agar-agar mavjud emas.

Oziqlantiruvchi vositalarning tarkibi bo'lishi mumkin oddiy va murakkab. Oddiy muhitlarga peptonli suv, go'shtli peptonli bulon, go'shtli peptonli agar, Xottinger agar kiradi. Murakkab bo'lganlar qo'shimcha ozuqaviy komponent (shakar, zardob, safro bulyonlari, qon, zardob, sarig'-tuzli agarlar, Keyt-Tarozzi, Uilson-Bler muhiti) qo'shilgan oddiylardir.

Atrof-muhitning maqsadiga qarab ular quyidagilarga bo'linadi:

1. Umumiy maqsad - ko'pchilik bakteriyalarni etishtirish uchun (go'shtli peptonli agar, qonli agar).

2. Maxsus maqsad:

a) tanlovli muhitlar- bu ma'lum bir mikroorganizm o'sadigan muhitlar. Masalan, vabo vibrionini ajratib olish uchun pH si 9 ishqoriy agar ishlatiladi.

b) Bilan boyitish bosqichlari- bu ma'lum bir mikroorganizmning o'sishini rag'batlantiradigan, boshqalarning o'sishiga to'sqinlik qiladigan muhit. Misol uchun, magniy va selenit muhiti E. coli o'sishini inhibe qilib, Salmonella jinsi bakteriyalarining o'sishini rag'batlantiradi.

v) differentsial diagnostika muhitlari bakteriyalarning fermentativ faolligini o'rganishga xizmat qiladi (Hiss muhiti).

d) birlashgan ozuqa muhiti hamroh bo'lgan floraning o'sishini bostiradigan selektiv muhitni va differentsial diagnostika muhitini (shigellalarni ajratish uchun Ploskirev muhiti, salmonellalar uchun vismut-sulfitli agar) birlashtiradi. Bu ikkala vosita ham E. coli o'sishini inhibe qiladi.

Prototrof va auksotrof bakteriyalarni farqlash uchun selektiv muhitlar qo'llaniladi. Prototroflar faqat tuzlar va uglevodlarni o'z ichiga olgan minimal muhitda o'sadi, chunki ular o'zlari rivojlanish uchun zarur bo'lgan metabolitlarni sintez qila oladilar. Auxotroflar ma'lum aminokislotalar, vitaminlar, ya'ni o'z ichiga olgan muhitga muhtoj. o'sish omillari.

Ozuqa muhitini tayyorlash bakteriologik ishning eng muhim va qiyin sohalaridan biridir.

Hozirgi vaqtda tibbiyot sanoatida konserva mahsulotlarini ishlab chiqarish tashkil etilgan. Quruq oziqlantiruvchi vositalar havo o'tkazmasligini ta'minlash uchun mahkam yopilgan qopqoqli plastik bankalarda mavjud.

Bakteriyalarni etishtirish shartlari:

1. To'liq ozuqa muhitining mavjudligi.

2. Muayyan kultivatsiya harorati (optimal harorat 37 0 S).

3. Muayyan kultivatsiya muhiti. Qattiq aeroblar kislorodga muhtoj, shuning uchun ular agar Petri idishlari yuzasida yoki suyuq muhitning yupqa ustki qatlamida yaxshi o'sadi. Suyuq muhitning chuqur qatlamida aeroblarning o'sishi uchun ozuqa muhitini doimiy ravishda aralashtirish yoki silkitib turish kerak, shunda kislorod muhitning butun hajmi bo'ylab tarqaladi. Fakultativ anaeroblar uchun ham xuddi shunday usullar qo'llaniladi. Mikroaerofillar kislorodning qisman bosimi pasayganda ko'payadi. CO 2 konsentratsiyasi 1-5% bo'lishi kerak. Buning uchun maxsus CO 2 inkubatorlari ishlatiladi yoki ekinlar issiq sham o'rnatilgan desikatorlarga joylashtiriladi. Majburiy anaeroblarning o'sishi uchun kislorodga kirishni istisno qilish kerak. Buning uchun ozuqa muhitiga kislorodni kamaytiruvchi moddalar (tioglikol kislotasi) qo‘shiladi, suyuq ozuqa muhiti havo kislorodidan ularni qaynatish orqali qayta hosil qilinadi, germetik yopilgan “gaspack” idishlarga solib kislorod so‘rilishidan foydalaning va anaerostatlardan foydalaning.

4. Kultivatsiya vaqti (18-48 soat). Mycobacterium tuberculosis ni etishtirish uchun (3-4 hafta).

5. Yoritish. Fototrof bakteriyalarni ko'paytirish uchun yorug'lik kerak.

Sanoat sharoitida antibiotiklar, vaktsinalar va diagnostik preparatlarni olish uchun bakteriya yoki zamburug'larning biomassasini olish uchun ekinlarning o'sishi va ko'payishi uchun optimal parametrlarga qat'iy rioya qilgan holda apparatlarda (fermentatorlarda) etishtirish amalga oshiriladi.

Bakteriyalarning oziqlanishi.

Oziqlanish oziq moddalarning hujayralarga kirishi va chiqishi jarayonlarini anglatadi. Oziqlanish birinchi navbatda hujayraning ko'payishi va metabolizmini ta'minlaydi.

Muhim oziq moddalarga quyidagilar kiradi: uglerod, kislorod, vodorod, azot, fosfor, kaliy, magniy, kaltsiy. Organogenlardan tashqari, mikroelementlar ham zarur. Ular ferment faolligini ta'minlaydi. Bular sink, marganets, molibden, kobalt, mis, nikel, volfram, natriy, xlordir.

Bakteriyalar turli xil oziq moddalar manbalariga ega.

Uglerod manbasiga qarab bakteriyalar quyidagilarga bo'linadi: 1) avtotroflar (noorganik moddalardan foydalanish - CO 2); 2) geterotroflar (organik C-geksozalar, ko'p atomli spirtlar, aminokislotalardan foydalaning);

Oziqlanish jarayonlari bakterial hujayraning energiya ehtiyojlarini ta'minlashi kerak. Energiya manbalariga ko'ra mikroorganizmlar quyidagilarga bo'linadi: 1) fototroflar - manba quyosh energiyasi; 2) xemotroflar - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari orqali energiya oladi; 3) xemolitotroflar - noorganik birikmalardan foydalanadilar; 4) xemororganotroflar - organik moddalardan foydalanadilar.

Tibbiy mikrobiologiya geterokemororganotrof bo'lgan bakteriyalarni o'rganadi.

Bakterial o'sish omillari vitaminlar, aminokislotalar, purin va pirimidin asoslari bo'lib, ularning mavjudligi o'sishni tezlashtiradi. Bakteriyalar orasida: 1) prototroflar (kerakli moddalarni o'zlari sintez qila oladigan); 2) auksotroflar (o'sish omillariga ehtiyoj).

Mikroorganizmlar ozuqa moddalarini mayda molekulalar shaklida o'zlashtiradi, shuning uchun oqsillar, polisaxaridlar va boshqa biopolimerlar ekzofermentlar ta'sirida oddiyroq birikmalarga parchalangandan keyingina oziqlanish manbai bo'lib xizmat qiladi.

Mikrob hujayrasiga metabolitlar va ionlarning kirib borish yo'llari: I. Passiv tashish (energiya sarfisiz): oddiy diffuziya; 2) osonlashtirilgan diffuziya (kontsentratsiya gradienti bo'ylab, tashuvchi oqsillar yordamida). II. Faol transport (energiya iste'moli bilan, konsentratsiya gradientiga qarshi; bu holda, substrat sitoplazmatik membrana yuzasida tashuvchi oqsil bilan o'zaro ta'sir qiladi).

Faol transportning o'zgartirilgan versiyalari mavjud - kimyoviy guruhlarni uzatish. Fosforlangan fermentlar tashuvchi oqsillar vazifasini bajaradi, shuning uchun substrat fosforlangan shaklda tashiladi. Kimyoviy guruhning bunday uzatilishi translokatsiya deb ataladi.

Bakteriyalarning ko'payishi va ko'payishi haqida tushunchalar

Mikrobiologik diagnostika, mikroorganizmlarni o'rganish va biotexnologik maqsadlarda mikroorganizmlar sun'iy oziqlantiruvchi muhitda etishtiriladi.

ostida bakterial o'sish barcha hujayra tarkibiy qismlari va tuzilmalarining muvofiqlashtirilgan ko'payishi natijasida populyatsiyada ularning sonini o'zgartirmasdan hujayra massasining ko'payishini tushunish. Mikroorganizmlar populyatsiyasida hujayralar sonining ko'payishi atama bilan belgilanadi "ko'paytirish". U avlod vaqti (hujayralar soni ikki baravar ko'payadigan vaqt oralig'i) va bakterial kontsentratsiya (1 ml dagi hujayralar soni) kabi tushuncha bilan tavsiflanadi.

Eukariotlarda mitotik boʻlinish siklidan farqli oʻlaroq, koʻpchilik prokariotlarning (bakteriyalarning) koʻpayishi binar boʻlinish yoʻli bilan, aktinomitsetlarniki esa kurtaklanish yoʻli bilan sodir boʻladi. Bundan tashqari, barcha prokaryotlar haploid holatda mavjud, chunki DNK molekulasi hujayrada singular holatda joylashgan.

Bakterial populyatsiya

Bakteriyalarning ko'payish jarayonini o'rganishda shuni hisobga olish kerakki, bakteriyalar doimo ko'p yoki kamroq populyatsiyalar shaklida mavjud bo'lib, ularning rivojlanishi bakteriya populyatsiyasi partiyali kulturada suyuq ozuqa muhitida yopiq tizim sifatida qaralishi mumkin. Ushbu jarayonda 4 bosqich mavjud:

1- boshlang'ich, yoki kechikish bosqichi yoki kechiktirilgan ko'payish bosqichi- hujayralarning intensiv o'sishi boshlanishi bilan tavsiflanadi, lekin ularning bo'linish tezligi pastligicha qolmoqda;
2- logarifmik yoki log bosqichi, yoki eksponent faza,- hujayra bo'linishning doimiy maksimal tezligi va populyatsiyadagi hujayralar sonining sezilarli darajada oshishi bilan tavsiflanadi;
3- statsionar faza- populyatsiyadagi hujayralar sonining ko'payishi to'xtaganda paydo bo'ladi. Bu yangi hosil bo'lgan va o'layotgan hujayralar soni o'rtasida muvozanat yuzaga kelishi bilan bog'liq. Statsionar fazadagi ozuqa muhitining birlik hajmiga populyatsiyadagi tirik bakteriya hujayralari soni M-konsentratsiyasi deb belgilanadi. Bu ko'rsatkich har bir turdagi bakteriyalar uchun xarakterli xususiyatdir;
4- o'lim bosqichi (logarifmik o'lim)- populyatsiyada o'lik hujayralar sonining ustunligi va populyatsiyaning hayotiy hujayralari sonining tobora kamayishi bilan tavsiflanadi. Mikroorganizmlar populyatsiyasi sonining o'sishi (ko'payishi) to'xtashi ozuqa muhitining kamayishi va/yoki undagi mikrob hujayralarining metabolik mahsulotlarining to'planishi tufayli sodir bo'ladi. Shuning uchun, metabolik mahsulotlarni olib tashlash va / yoki ozuqa muhitini almashtirish, mikrob populyatsiyasining statsionar fazadan o'lish bosqichiga o'tishini tartibga solish orqali ma'lum bir darajadagi dinamik muvozanatni yo'q qilishga moyil bo'lgan ochiq biologik tizimni yaratish mumkin. aholining rivojlanishi.

Mikroorganizmlarni ko'paytirish jarayoni deyiladi oqimli etishtirish (uzluksiz madaniyat). Uzluksiz madaniyatda o'sish maxsus qurilmalarda (kimyostatlar va turbidistatlar) oqim o'stirishda bakteriyalarning katta massasini olish imkonini beradi va vaktsinalar ishlab chiqarishda, shuningdek mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan turli xil biologik faol moddalarni ishlab chiqarish uchun biotexnologiyada qo'llaniladi. .

Hujayra bo'linish tsikli davomida metabolik jarayonlarni o'rganish uchun undan foydalanish ham mumkin sinxron madaniyatlar- populyatsiyasining barcha a'zolari tsiklning bir bosqichida bo'lgan bunday bakterial madaniyatlar. Bunga maxsus etishtirish usullari yordamida erishiladi.

Biroq, bir vaqtning o'zida bir nechta bo'linishdan so'ng, sinxronlashtirilgan hujayra suspenziyasi asta-sekin asinxron bo'linishga qaytadi, shuning uchun hujayralar soni endi bosqichma-bosqich emas, balki doimiy ravishda ko'payadi.

Koloniyalar

Qattiq ozuqa muhitida o'stirilganda bakteriyalar hosil bo'ladi koloniyalar- yalang'och ko'z bilan ko'rinadigan bir xil turdagi bakteriyalar klasteri, bu ko'pincha bitta hujayraning avlodidir.

Har xil turdagi bakteriyalar koloniyalari farqlanadi:

shakli;
hajmi;
shaffoflik;
rang;
balandligi;
sirt va qirralarning tabiati;
mustahkamlik.

Koloniyalarning tabiati bakteriyalarning taksonomik xususiyatlaridan biridir.

Hujayradagi anabolizm va katabolizmning qizg'in jarayonlari hujayraning tez o'sishiga olib keladi.

Bakterial o'sish - bu hujayraning barcha tarkibiy qismlarining soni va hajmining tartibli o'sishi, barcha zarur kimyoviy elementlarning mavjudligi, bu uning massasining oshishiga olib keladi. Oziqlantiruvchi substratlar bu elementlarni metabolik qulay shaklda o'z ichiga olishi kerak. Hujayra o'sishi cheksiz emas. Kritik o'lchamga erishgandan so'ng, hujayra bo'linish yoki ko'payish jarayonini boshdan kechiradi.

Aksariyat bakteriyalar ko'ndalang ikkilik bo'linish yoki sitokinez bilan bo'linadi. Ko'pgina gram-musbat bakteriyalarda bo'linish periferiyadan markazga o'tadigan ko'ndalang septumning sintezi orqali sodir bo'ladi. Gram-manfiy bakteriyalarning aksariyat hujayralari siqilish yo'li bilan bo'linadi. Bo'linish jarayoni taxminan teng vaqt oralig'ida (bir necha daqiqadan bir necha kungacha) takrorlanadi, bu mikrob turlarining individual genetik xususiyatidir. Ko'payish natijasida populyatsiyada hujayralar soni keskin ko'payadi.

Bakteriyalarda ko'payish yoki ko'payish - super o'ralgan nukleoid DNKning ikkita qiz zanjirga bo'linishi, ularning har biri qo'shimcha ravishda to'ldiruvchi zanjir bilan yakunlanadi va bir vaqtning o'zida ikkita qiz hujayra hosil bo'ladi (yarim konservativ usul).

Reproduktsiya xarakterlanadi avlod vaqti(hujayralar soni ikki baravar ko'payadigan vaqt oralig'i) va shunga o'xshash tushuncha bakteriyalar kontsentratsiyasi(1 ml dagi hujayralar soni).

Bakteriyalar ozuqaviy muhitga kiritilganda, ular muhitning kerakli tarkibiy qismlarining miqdori minimal darajaga yetguncha o'sadi va ko'payadi, shundan so'ng o'sish va ko'payish to'xtaydi. Agar butun vaqt davomida biz ozuqa moddalarini qo'shmasak va metabolizmning yakuniy mahsulotlarini olib tashlamasak, unda biz olamiz statik bakterial madaniyat. Bakteriyalarning statik (to'plamli) madaniyati o'zini ko'p hujayrali organizm kabi tutadi, genetik o'sish cheklanadi. Agar abscissa o'qi bo'yicha vaqt va ordinatalar o'qi bo'yicha hujayralar soni ko'rsatilgan grafikni tuzadigan bo'lsak, biz ko'payish vaqtiga hosil bo'lgan hujayralar sonining bog'liqligini tavsiflovchi egri chiziqni olamiz, bu deyiladi. o'sish egri chizig'i.

Ozuqa muhitida bakteriyalarning o'sish egri chizig'i. Ushbu egri chiziqda bir-birini ma'lum bir ketma-ketlikda almashtiradigan bir nechta fazalarni ajratish mumkin (11-rasm):

1. Dastlabki - kechikish bosqichi(inglizcha) kechikish- orqada qolish). Bakteriyalarni emlash va ko'payish boshlanishi o'rtasidagi vaqtni o'z ichiga oladi. Uning davomiyligi o'rtacha 2-5 soatni tashkil qiladi va ozuqa muhitining tarkibiga va ekilgan ekinning yoshiga bog'liq. Kechikish fazasida bakterial hujayralar yangi etishtirish sharoitlariga moslashadi va induksiyalangan fermentlar sintezlanadi.

2. Eksponensial (logarifmik) faza. Hujayra bo'linishining doimiy maksimal tezligi, mikroorganizmlar populyatsiyasining keskin o'sishi bilan geometrik o'sish bosqichi (n darajasida 2) bilan tavsiflanadi. Ko'payish tezligi bakteriyalar turiga va ozuqaviy muhitga bog'liq. Hujayraning ikki baravar ko'payishi vaqti deyiladi avlod vaqti, bakterial madaniyat turiga qarab o'zgaradi: jinsdagi bakteriyalarda Pseudomonas u 14 daqiqaga teng va Mikobakteriyalar 18 - 24 soat Hujayralarning kattaligi va ulardagi oqsil miqdori eksponensial fazada doimiy bo'lib qoladi. Ushbu fazadagi bakterial madaniyat standart hujayralardan iborat.

Guruch. 11. Bakteriyalarning ko'payish fazalari

3. Statsionar faza(mikrob hujayralarining ko'payishi va o'lishining muvozanat bosqichi). Hujayralar sonining ko'payishi to'xtaganda paydo bo'ladi. O'sish tezligi ozuqa moddalarining konsentratsiyasiga bog'liq bo'lganligi sababli, ozuqa muhitida ozuqa moddalarining miqdori kamayganda, o'sish tezligi ham kamayadi. O'sish tezligining pasayishi bakterial hujayralarning yuqori zichligi, kislorodning qisman bosimining pasayishi va toksik metabolik mahsulotlarning to'planishi tufayli ham sodir bo'ladi. Statsionar fazaning davomiyligi bir necha soatni tashkil etadi va bakteriyalar turiga va ularni etishtirish xususiyatlariga bog'liq.

4. Qaytish bosqichi yoki o'lim - mikroorganizmlarning ko'payishi uchun shart-sharoitlarning kamayishi va etishmasligi tufayli populyatsiya sonining kamayishi. Kislotali metabolik mahsulotlarning to'planishi yoki o'z fermentlari ta'sirida avtoliz natijasida paydo bo'ladi. Ushbu bosqichning davomiyligi o'n soatdan bir necha haftagacha.

Bu dinamika ozuqa moddalarining asta-sekin kamayishi va metabolitlarning to'planishi bilan davriy ekinlar uchun xosdir. Logarifmik o'sish bosqichida bakteriya populyatsiyasining doimiy mavjudligi doimiy madaniyatda kuzatiladi, bu oziq moddalarni bosqichma-bosqich dozalash, bakterial suspenziya zichligini nazorat qilish va metabolitlarni olib tashlash orqali erishiladi. Mikroorganizmlarni ko'paytirish jarayoni deyiladi oqimli etishtirish (uzluksiz madaniyat). Uzluksiz madaniyatda o'sish maxsus qurilmalarda (kimyostatlar va turbidistatlar) oqim o'stirishda bakteriyalarning katta massasini olish imkonini beradi va vaktsinalar ishlab chiqarishda, shuningdek mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan turli xil biologik faol moddalarni ishlab chiqarish uchun biotexnologiyada qo'llaniladi. .