Динамика роста микроорганизмов

Динамика роста микроорганизмов и их размножения в закрытой системе на жидкой среде имеет ряд общих закономерностей, выражающихся в последовательных сменах фаз роста, длительность и характер которых зависит от генотипа, физиологического состояния клеток, возраста засеваемой культуры, наличия в среде ростовых факторов, температуры выращивания и аэрации. [c.82]

ДИНАМИКА РОСТА МИКРООРГАНИЗМОВ-ДЕСТРУКТОРОВ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ КСЕНОБИОТИКОВ [c.360]

Динамика роста микроорганизмов-деструкторов [c.363]

В настоящее время наиболее богатый материал по популяционной динамике имеется для популяций различных клеток. В последнее десятилетие в популяционной микробиологии и количественной онкологии получен богатый экспериментальный материал. Фактически каждый исследователь, работающий в области изучения и селекции микроорганизмов, в генетической инженерии, в биотехнологии, в количественной онкологии, проводит многочисленный эксперименты по популяционной динамике. В целом микроорганизмы и клеточные культуры очень часто используют для изучения фундаментальных биологических явлений. Большая часть современных знаний по молекулярной биологии, молекулярной генетике, генетической инженерии была получена на основе изучения микробов. Это определяется тем, что микроорганизмы и клеточные линии относительно легко культивируются, процесс генерации нового поколения занимает от десятков минут до нескольких часов по сравнению с макроорганизмами, для роста которых требуются годы и десятилетия. Вместе с тем сценарии развития близки для всех популяций, развивающихся в закрытых системах. [c.679]

В аэробных процессах линейный рост наиболее часто обусловлен дефицитом кислорода из-за низкой скорости его доставки к клеткам вследствие малой растворимости в воде. Соответственно линейно убывает содержание субстрата-ксенобиотика в среде (рис. 5.7 б, кривая 2). Низкая растворимость субстрата или медленное его высвобождение из связанного состояния также часто обусловливают линейную динамику снижения содержания ксенобиотика. При связывании субстрата в среде неподвижными фазами снижается доступная для клеток концентрация его и замедляется скорость роста вследствие увеличения лаг-фазы и/или уменьшения удельной скорости роста микроорганизмов. [c.363]

Динамика роста микроорганизмов-деструкторов 361 [c.361]

В 1895 г. Вард впервые описал с математической точки зрения динамику роста микробной популяции. Он ввел понятие время генерации . В том же году М.Мюллер, изучая динамику роста микроорганизмов, ввел понятия лаг-фаза , логарифмический рост , замедляющийся рост . [c.542]

Если на участке кривой насыщения (10- и 27-часовые культуры) хроматограммы различаются лишь по количественному содержанию отдельных кислот, то на хроматограмме 8-часовой культуры отчетливо видны качественные отличия. В связи с этим при дифференциации микроорганизмов на уровне отдельных видов и штаммов необходимо учитывать изменения, связанные с условиями и продолжительностью роста культуры. Целесообразно использовать динамику роста и для дифференциации микроорганизмов отбирать пробы на участке замедления роста перед выходом на стационарную стадию. [c.224]

Основой использования микроорганизмов в очистке сточных вод является их способность к быстрому размножению и в связи с этим большая скорость потребления загрязнений. Интенсивность размножения микроорганизмов определяется многими факторами, но решающим среди них является наличие питательных веществ. Поэтому динамика роста культуры и ее физиологическое состояние будут существенно отличаться в зависимости от того, имеется ли постоянный приток питания или он истощается. [c.20]

При отсутствии постоянного восполнения потребленного субстрата микроорганизмы размножаются вначале в условиях избытка питательных веществ, однако постепенно уменьшающихся одновременно в среде происходит накопление продуктов метаболизма. Поэтому микроорганизмы, выросшие в первый период культивирования, физиологически отличаются от выросших в более поздней стадии. Это ведет к образованию гетерогенной культуры микроорганизмов, меняющейся и развивающейся во времени. Динамика роста культуры во времени выражается кривой роста (рис. И.З). [c.20]

При выращивании микроорганизмов в периодической закрытой системе, в которую после их засева в среду не вносятся и не удаляются питательные компоненты, размножение клеток поддерживается только на протяжении ограниченного времени. Наибольшим единообразием при этом отличается рост микробов в жидких питательных средах. Лучше всего растут в них факультативно-анаэробные виды, равномерно мутящие среду и образующие мягкие и влажные 5-формы колоний. Именно в этих культурах резче всего выявляются основные закономерности динамики роста бактериальной популяции. Хуже культивируются те бактерии, которые в закрытой системе на жидких средах растут придонно или формируют пленку, а на плотных - вырастают в виде сухих морщинистых Д-форм колоний. [c.82]

Изучение процесса микробного биосинтеза обычно начинается с исследования динамики роста периодической культуры. Цикл развития периодической культуры (ие имеющей аналогии с циклом развития многоклеточного организма) начинается с засева среды. Засев осуществляется в таком количестве, которое обеспечивает начало роста микроорганизмов с минимальной задержкой или даже без лаг-фазы. Лаг-фаза мало дает для понимания хода биосинтеза, ее наличие свидетельствует только о недостаточно хорошем качестве и количестве посевного материала или о неоптимальности условий для роста. Для многих микробиологических процессов активный омоложенный посевной материал применяют в количестве около 2 % от объема среды. [c.114]

Несложно показать, что лаг-фаза должна всегда существовать при переводе микроорганизмов со среды с небольшим запасом субстрата на среду с большим его количеством. При переводе же культуры со среды с большим запасом субстрата на среду с меньшим или равным запасом субстрата лаг-фаза может отсутствовать или существовать в зависимости от того, на каком этапе культивирования будет взята культура для пересева. Чтобы конкретизировать последнее положение, необходимо располагать данными в отношении динамики изменения величины Z с ростом численности популяции на средах с разным запасом субстрата. [c.210]

Таким образом, развитие микроорганизмов в аэротенках-вытес-нителях в нестерильных условиях носит сложный характер. Несмотря на наличие протока, оно происходит по законам, установленным для микроорганизмов, культивируемых периодически в стерильных условиях. Динамика популяции и смена фаз роста регулируется здесь, как и в природе, изменением условий окружающей среды, взаимодействием микроорганизмов в экосистеме и рядом других факторов. [c.295]

Наиболее надежным доказательством жизни вне Земли, бесспорно, следует считать рост и размножение микроорганизмов как фундаментальных свойств живой системы. Регистрация динамики нарастания биомассы, биополимеров, продуктов метаболизма является важнейшим проявлением размножения организмов. Эти процессы прерываются при добавлении к я иупеспособным микроорганизмам метаболических ядов, что может служить падежным контролем в экспериментах по обнаружению внеземной жизни. [c.131]

Рассмотрим далее основные подходы к разработке количественных закономерностей роста микроорганизмов. В табл. 2.4 представлены кинетические модели, полученные на основе обобщенных схем ферментативных реакций и наиболее щироко применяемые в практических задачах расчета процесса культивирования микроорганизмов. Другой подход к описанию кинетики роста популяции микроорганизмов (динамики изменения численности или массы) разработан на основе логистического закона с использова- [c.57]

Рис. 112. Динамика накопления лизина (1), роста микроорганизма (2) и потребления углеводов 3) в ходе периодического культивирования Breviba terium sp. 22Л.

Величина коэффициента массопередачи кислорода отражает соотношение между притоком кислорода и его поглощением микроорганизмом. Измеренная в динамике роста культуры, она характеризует это соотношение на разных стадиях роста. В начале культивирования отмечается практически постоянный уровень коэффициента. Экспоненциальная фаза роста сопровождается его уменьшением, что объясняется значительным образованием культурой вторичных метаболитов, особенно летучих кислот. После окончания роста, обусловленного истощением субстрата, величина коэффициента остается неизменной (Pa a, 1976). Отмечено, что нагревание жидкой среды вызывает увеличение Кьа пропорционально величине абсолютной температуры среды в степени 1/2, т. е. при повышении, например, температуры среды от 30 до 40 °С — приблизительно на 137о. [c.40]

Таксономические границы потенциальных продуцентов рестриктаз были еще более расширены после их обнаружения в штаммах АпаЬаепа [312], относящихся к другому большому разделу царства прокариотических микроорганизмов — цианобактериям. Эти результаты указывали на возможность наличия специфических эндонуклеаз у представителей самых различных таксономических групп прокариотических микроорганизмов, что и было подтверждено последующими исследованиями. Довольно наглядно динамика роста таксонов и штаммов, в которых были обнаружены рестриктазы, прослеживается в публикуемых, начиная с 1976 г., списках этих ферментов, составляемых Робертсом [31 —319]. Из таблицы 2, обобщающей сведения, имеющиеся в указанных списках, (а также дополнительные данные, не вошедшие в них) видно, что за 12 последних лет число видов и родов, в которых найдены рестриктазы, возросло в 7 и 5,3 раза соответственно, штаммов— в 17,3 раз, а количество открытых за этот период рестриктаз, в том числе и ферментов с новой субстратной специфичностью, в 15,7 и 6,5 раз соответственно. Абсолютные цифры тоже внушительны всего выявлено 1 107 штаммов, содержащих специфические эндодезоксирибонуклеазы, а в отношении узнаваемой последовательности нуклеотидов охарактеризовано 1 106 рестриктаз. Среди них обнаружено 143 прототипа— ферменты, различающиеся в отношении узнаваемой последовательности нуклеотидов. Таким образом, темпы роста сведений о все новых продуцентах рестриктаз и самих этих ферментах являются впечатляющими и пока не видно признаков их снижения. Все это позволяет предположить значительное расширение списка специфических эндонуклеаз в будущем, что, в частности, будет способствовать изучению закономерностей распространения рестриктаз, имеющих как теоретическое, так и практическое значение. В этом отношении представляет интерес распространение продуцентов в царстве прокариотических микроорганизмов, частота их встречаемости в различных таксонах и качественная сторона этого явления, а именно, наличие или отсутствие специфичности в отношении набора последовательностей нуклеотидов, узнаваемых рес-триктазами, выявленных в отдельных таксонах (вопрос о так-соноспецифичности рестриктаз). [c.14]

Результатами экспериментов установлено, что в динамике роста клеток микроорганизмов и изменения электрохимической активности, продуцируемых ими супероксидных ион-радикалов под воздействием акустических сигналов музыкальных ритмов и частот отмечаются существенные отличия. Рост микроорганизмов (как Staphylo o us, так и Е. СоИ) без внешних акустических воздействий (рис. 5.10 а.) характеризуется небольшим уменьшением активности на стадии лагфазы и равномерным увеличением концентрации микроорганизмов и соответственно концентрации ион-радикалов на стадии предэкспоненциального и экспоненциального роста. [c.199]

Ответный сигнал индикаторного организма на нарушение хим, состава среды м, б. самым разнообразным изменение характера поведения, интенсивности роста, скорости метаморфоза, состава крови, биоэлектрич. активности органов и тканей, нарушение ф-ций органов пищеварения, дыхания, размножения, патологоанатомич. изменения организма, летальный исход. Напр., при применении микроорганизмов в кач-ве аналит. индикаторов исследуемый компонент можно определять по характеру и интенсивности пигментации и люминесценции (для фотобактерий), динамике накопления биомассы, диаметру зоны угнетения роста микробов, изменению электропроводности р-ров, pH, по качесгв. составу и интенсивности газообмена и др. Все изменения оценивают визуально или измеряют с помощью приборов, напр спектрофотометров, потенциометров, ана- [c.287]

Автолизины обнаруживаются как в клеточных стенках микроорганизмов, так и в культуральной жидкости. Их внеклеточная локализация является, вероятно, не только результатом слущивания внешних слоев клеточной стенки, с которой они ассоциированы. По-видимому, часть внеклеточных автолизинов синтезируется как экзоферменты, так как активность и динамика их накопления в процессе роста микробных культур отличны от клеточных ферментов. [c.82]

Динамика популяций. При биологической очистке сточных вод биофлора и фауна включают. в себя разновидности бактерий, растущих 60 взаимосвязи с мельчайшими растениями и животными. Динамику популяции определяют три главных фактора конкуренция в борьбе за пищу, отнощения хищник — жертва и симбиозная связь. Когда органические вещества поступают к смешанной популяции микроорганизмов, между последними возникает конкуренция в борьбе за эту пищу, и микроорганизмы первичного звена, наиболее конкурентоспособные, становятся доминантными. При нормальных условиях работы очистных сооружений первичное звено представлено бактериями как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Простейшие поедают бактерии — это обычное отношение хищник — жертва в аэротенках с активным илом и в биофильтрах. В стабилизационных прудах простейшие и ротиферы питаются водорослями и бактериями. Симбиоз — совместное проживание организмов, приводящее ж их взаимной выгоде, в результате чего подобный союз вызывает более энергичный рост обоих видов. Отличным примером этого служат отношения между бактериями и водорослями в стабилизационном пруду. [c.87]

Вызывает споры утверждение, согласно которому в склянке БПК соотношение источника углерода и начального количества живых микроорганизмов в иноку-люме таково, что всегда обеспечивает развитие логарифмической фазы роста, что находит соответствующее отражение на кривой потребления кислорода. При этом указывается случай, когда изучается БПК сточных вод, состоящих в основном из бактериальной взвеси [1]. Динамика степени снижения первого порядка может преобладать. В большинстве случаев, однако, процесс БПК связан с потреблением микроорганизмами внешнего источника пищи. [c.261]

Модели Абросова, Алексеева, а также упомянутые ранее модели Полетаева приводят к новому классу экологических задач, в которых влияние внешней среды выражается непосредственно в виде некоторых функций от концентраций лимитирующих веществ, а не через взаимную конкуренцию видов, как это было в моделях Вольтерра. Модели, учитывающие зависимость скорости роста организмов от концентрации лимитирующего субстрата, получили широкое применение в математической микробиологии. Именно, для колоний микроорганизмов можно создать хорошо контролируемые условия роста и изучать динамику развития популяции в зависимости от параметров среды. Этим моделям будут посвящены следующие параграфы. [c.61]

Полученные экспериментальные результаты указывают на значительную роль волновых процессов в метаболизме клеток, идущих, в том числе, с участием активных форм кислорода воды, не имеющей прямого контакта с клетками. Вероятно, что определяющее значение в динамике активных форм кислорода (соответственно и роста клеток) в воде питательной среды микроорганизмов и в воде, находящейся вне прямого контакта с культурой клетки, играют внутри- и внеклеточные ферменты антиокси-дантной системы супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксида-за. Как следует из экспериментальных данных по дистантным взаимодействиям клеток и воды механизм их действия с активными ион-радикаль-ными формами кислорода является не контактным, а волновым. [c.204]

Активность процесса сквашивания зависит от того, насколько быстро микроорганизмы преодолевают лаг-фазу и насколько круто поднимается логарифмическая часть кривой роста. Молочнокислые стрептококки начинают активно размножаться в первые же минуты и часы культцвировання, но они чувствительны к кислоте, поэтому по достижении кислотности молока 100°Т начинают быстро отмирать. Молочнокислые палочки имеют более длительную лаг-фазу, но зато в дальнейшем размножаются активно и благодаря высокой кнслото-устойчивости дольше могут развиваться в сквашенном молоке. Динамика нарастания кислотности молока после внесения 57о закваски культур S. remoris и S. la tis показана в табл. 36. [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология