Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.




Характер роста периодической культуры
Материалы по биологии и химии / Кинетика микробного роста в природных экосистемах / Характер роста периодической культуры
Страница 1

Культуры называют периодическими, когда при росте в жидких средах в закрытых сосудах определенного объема микроорганизмы находятся в закрытой системе. Понятие микробный рост означает увеличение числа клеток микроорганизма. Под ростом отдельной бактериальной клетки понимают увеличение ее длины и последующее деление на две дочерние клетки (бинарное деление). У почкующихся бактерий возрастание числа клеток может также происходить в результате почкования. Дочерние клетки имеют те же размеры и состав, что и материнские. Когда время удвоения числа клеток остается постоянным, культура находится в экспоненциальной фазе роста (неверно называемой также логарифмической, или лог-фазой, по соображениям удобства построения графика роста в полулогарифмической шкале).

Удельная скорость роста определяется ферментативными возможностями данного вида бактерий, составом среды и всеми биофизическими факторами, влияющими на скорость роста. Как следствие, удельная скорость роста изменяется по экспоненциальному закону.

Исчерпание питательных веществ и накопление продуктов обмена до токсической концентрации приводят к постепенной остановке роста и переходу культуры в стационарную фазу, за которой следует фаза отмирания. Обычно причинами гибели - лизиса клеток в культуре становятся их энергетическое истощение и действие ферментов автолиза. Клетки некоторых бактерий не погибают после прекращения роста, благодаря тому что образуют споры или цисты, способны переживать неблагоприятные условия. В стационарной фазе происходит сложная адаптация клеток к условиям голодания и переживания и возможен скрытый рост выживших клеток на остатках лизированных клеток). Скорость роста в начальной стадии низка, поскольку в это время происходит адаптация клеток посевного материала к новым условиям.

Длительность этой фазы, называемой лаг-фазой или фазой задержки роста, зависит от количества клеток и возраста культуры, служившей посевным материалом, а также от различий в составе старой и новой сред. За это время клетки переходят из состояния адаптации к стационарной фазе роста культуры (часто именно такие, старые культуры используют для засева сред) в состояние активного роста. Длительность лаг-фазы увеличивается, если посевной материал был выращен на более богатой среде. При засеве материалом, взятым из культуры в экспоненциальной фазе роста, при одинаковом составе сред рост начинается без лаг-фазы.

В определенных условиях наблюдается не экспоненциальный, а линейный рост - если лимитирующий субстрат поступает в среду с постоянной скоростью, например добавляется в виде раствора по каплям или, в случае газа (такого, как О2), проникает в среду путем диффузии. Линейный рост может быть также обусловлен недостатком того или иного фермента, например при исчерпании его кофактора.

Микробные культуры используются во многих биотехнологических процессах в качестве биокатализаторов. Требуемый продукт они синтезируют чаще всего в стационарной фазе роста, поэтому вначале их выращивают отдельно в оптимальных для роста условиях (трофофаза) и затем переносят в «неростовые» условия, обеспечивающие синтез продукта, необходимого для данного технологического процесса (идиофаза).

Типичная кривая роста, построенная в полулогарифмической шкале, приведена на рис. 1.

В периодической лабораторной культуре в течение короткого времени субстраты присутствуют в этом случае в среде в нелимитирующей концентрации; в природе же такие условия скорее редкое исключение, чем правило. Микробный рост в природе происходит в условиях, которые можно сравнить с концом фазы экспоненциального роста, когда количество субстратов становится лимитирующим и затем недостаточным для поддержания роста. Рост в таких условиях ограничен концентрацией субстрата, а не количеством клеточной массы.

Рис. 1 - Типичная кривая роста периодической культуры, построенная в полулогарифмической шкале: зависимость логарифма числа клеток от времени (величина инокулята 1%). Для сравнения приведена теоретическая кривая экспоненциального роста

Кривая экспоненциального роста должна быть скорректирована введением понятия емкости с преобразованием в «логистическую» кривую роста.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Классификация насекомых. Первичнобескрылые
ВВЕДЕНИЕ Насеко́мые (лат. Insecta) - класс шестиногих членистоногих (Arthropoda) животных, группа, обладающая наибольшим разнообразием среди всех остальных животных на Земле. Изв ...

Генная инженерия
Введение Генная инженерия - это область биотехнологий, включающая в себя действия по перестройке генотипов. Суть генной инженерии сводится к пониманию того, что любой организм, будь т ...

Редкие и исчезающие растения Кавказа
ВВЕДЕНИЕ Природа Ставрополья богата и разнообразна. Ученые называют ее музеем под открытым небом. Здесь можно проследить спектр естественных экосистем - от полупустынь на востоке, чер ...