Индивидуальный рост бактериальных клеток

РОСТ БАКТЕРИЙ

Чистая культура – потомство одной единственной клетки (клон).

РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

ЛЕКЦИЯ 8

1. Элективные методы культивирования; физиология роста.

2. Рост бактерий:

а) методы определения числа бактерий;

б) индивидуальный рост бактериальных клеток.

3. Размножение бактерий.

4. Рост бактерий в бактериальной популяции.

5. Способы культивирования микроорганизмов.

Элективные методы культивирования:

Накопительные культуры – микроорганизмы определенного вида выращиваются в условиях,при которых наиболее приспособленный организм в ходе естественного отбора преодолевает конкуренцию остальных (Виноградский и Бейеринк).

Смешанные культуры – естественные популяции.

Сбалансированный рост – это согласованное увеличение количества всех химических компонентов клетки.

Константа скорости деления клеток – число удвоений концентрации бактерий за 1 ч), обратная ей величина – время генерации (интервал времени, за который число клеток удваивается).

Методы определения числа бактерий и бактериальной массы:

I. Общее число клеток:

1. Подсчет клеток под микроскопом в тонком слое с помощью «счетной камеры».

2. Сравнение с известным числом каких-либо других малых частиц.

3. Применение электронного счетчика («счетчика Каултера»).

4. Метод мембранных фильтров.

II. Число живых клеток. Подсчитывают число колоний, образуемых жизнеспособными клетками в благоприятных для роста условиях.

III. Определение бактериальной массы. Взвешивание сырых или сухих отцентрифугированных клетки. При определении интенсивности обмена или ферментативной активности определяют содержание в клетках белка или азота.

Косвенные методы:

1. Методы, основанные на измерении мутности клеточных суспензий.

2. Измерение показателей интенсивности метаболизма.

Прямой метод измерения размеров бактериальных клеток – измерение размеров с помощью окулярных микрометров, косвенный – измерение негативных изображений микрофотографий. Объем бактериальной клетки:

для сферических клеток V = 4/З πr³,

для эллипсоидных V = 4/З аb²,

для цилиндрических клеток, имеющих плоские концы V = 2 аb²,

для цилиндрических клеток, имеющих закругленные концы V = 2b² (а + 2/З b),

где а – половина ширины клетки, b – половина длины клетки, r – радиус сферической клетки.

При постоянных условиях рост бактериальной клетки осуществляется с постоянной скоростью, что выражается в законе органического роста: V = V₀e^ct, где V – объем растущего тела в момент времени t, V₀ – первоначальный объем тела, с – постоянная скорость роста, t – время опыта, е – основание натуральных логарифмов.

Рост тела, меняющегося в своих размерах как экспоненциальная функция времени, – экспоненциальный рост.

Число клеточных делений (поколений или генераций):

n = lg N – lg N₀ / lg 2

где N₀ – количество клеток в начале опыта, N – общее количество клеток в конце опыта.

Число клеточных делений за 1 ч, или константа скорости деления v:

v = n / t = lg N – lg N₀ / lg 2 (t – t₀)

Время, необходимое для одного цикла делений, или период генерации (скорость размножения отдельной клетки):

g = t/ n = 1/ v

Отложив по оси ординат число клеток, а по оси абцисс – время, получаем экспоненциальную кривую роста.