Микроорганизмы рост и размножение

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

При росте, размножении и других проявлениях жизнедеятельности микробы нуждаются в непрерывном поступлении строительных материалов, или питательных веществ и энергии. Эти потребности удовлетворяются в процессе обмена веществ. По характеру питания микроорганизмы близки к растениям. Твердые вещества не пригодны для их питания. Поэтому любой питательный субстрат, любое органическое вещество животного, растительного или синтетического происхождения, прежде чем [c.84]

Значительное число бактерий — облигатных аэробов и факультативных анаэробов — способно существовать за счет использования загрязнений сточной воды в качестве источников питания. При этом часть использованных органических веществ расходуется клетками на энергетические нужды, а другая часть — на построение (синтез) тела клетки. Часть вещества, затрачиваемая на энергию клетки (энергию движения, роста, размножения, тепловую и т. п.), окисляется клеткой до конца, т.е. до СОг, Н2О, МНз. Продукты окисления — метаболиты — выводятся из клетки во внешнюю среду. Реакции синтеза клеточного вещества идут также с участием кислорода. Количество кислорода, потребного микроорганизмам на весь цикл реакций энергии и синтеза, и есть БПК. [c.141]

В благоприятных условиях, т. е. в среде, где есть водный раствор питательных веществ, а также соответствующие физические и химические факторы (температура, pH, О2) в клетках микроорганизмов начинаются ферментативные процессы, обмен веществ с окружающей средой. Из веществ, проникших в клетку, образуются внутриклеточные вещества и структурные элементы. Одновременно идут процессы распада веществ — диссимиляции. Если анаболические процессы преобладают над катаболическими, наблюдается рост клетки, увеличение ее размеров. Достигнув определенных размеров в соответствующей фазе развития, клетка может начать размножаться. Скорость размножения зависит как от видовых свойств культуры, так и от условий окружающей среды. В благоприятных условиях каждое следующее поколение у дрожжевых клеток появляется через часовой интервал, а у некоторых бактерий даже через каждые 20—40 мин. Однако обычно размножение происходит гораздо медленнее, так как в среде роста всегда есть ограничивающие (лимитирующие) факторы нехватка какого-либо питательного вещества, изменение температуры, pH, образование токсических веществ, избыток клеточной массы на единицу объема и т. д. [c.61]

Необходимо иметь в виду, что в молоке при превращении молочного сахара в молочную кислоту мы имеем не свободные ферменты, 41 живые клетки дрожжей и бактерий, что ферменты тесно связаны с клеткой и процессы совершаются в живом организме. Они связаны - с жизнью клетки, с ее ростом, размножением и потреблением нужной для ее существования энергии. Необходимо иметь в виду, что прекращение жизни бактерий и дрожжей еще не останавливает процесса, так как он катализируется ферментами этих организмов можно ввести яды и убить микроорганизмы распад сахара и прекращение его в молочную кислоту от этого не остановится для прекращения процесса требуется не только убить микроорганизмы, но и разрушить ферменты. [c.59]

Мир животных, растений и микроорганизмов характеризуется чрезвычайным разнообразием веществ и химич. реакций. Тем не менее имеется много общего в основных химич, компонентах клеток (белки, нуклеиновые кислоты, ж иры и липоиды, углеводы, витамины, минеральные вещества), в ходе их превращений (бро-Я№ние, гликолиз, окислительные процессы), в агентах, необходимых для протекания биохимических процессов (ферменты, коферменты, активаторы, ингибиторы), а также в отношении биохимических механизмов роста, размножения и передачи наследственных свойств (роль нуклеиновых кислот, стимуляторов роста и др.). Эти вопросы составляют содержание так называемой общей Б,, в которой изучаются химич, закономерности для всех форм жизни и выясняются пути возникновения жизни и ее развития, [c.218]

Одной из наиболее характерных черт микроорганизмов является интенсивный темп жизненных процессов у них дыхание, рост, размножение, все виды обмена веществ в их клетках протекают несравненно быстрее, чем у высших растений или животных. Бактериальная клетка, например, может переработать за сутки такое количество питательного субстрата, которое в 30— 40 раз превышает ее собственный вес. У дрожжевых организмов биомасса увеличивается вдвое за 2—3 ч, у бактерий — за 1 ч, а у некоторых из них — даже за 20—30 мин. [c.7]

Для получения лечебного эффекта концентрация препарата в очаге инфекции должна в 2-4 раза (до 10 раз) превышать этот показатель для данного микроорганизма. Эти концентрации считают средними терапевтическими, и их нужно поддерживать в очаге воспаления путём назначения препарата в рекомендованных дозах. Чувствительными считают микроорганизмы, рост и размножение которых в очагах инфекции прекращается при назначении средних терапевтических доз препарата. [c.368]

Как было указано выше, дыхание и питание являются основными процессами обмена веществ живого организма. Для жизнедеятельности микроорганизмов, т. е. для их развития, размножения и роста, а также для синтеза различных органических соединений, входящих в состав клетки, необходимо много энергии. Микроорганизмы удовлетворяют свою потребность в энергии благодаря процессам дыхания. Дыхание, или аэробное дыхание — это процесс окисления сложных органических соединений до менее сложных или до простых минеральных веществ — НгО и СОг (процесс диссимиляции) с одновременным выделением свободной энергии. Выделение углекислоты в результате дыхания связано с поглощением кислорода и полным окислением питательных веществ. [c.527]

Физиология микроорганизмов изучает жизнедеятельность микробных клеток, процессы их питания, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой. [c.41]

В настоящее время наиболее прогрессивным признан проточный метод культивирования микроорганизмов, который обеспечивает непрерывную подачу в ферментер как питательной среды, так и посевного материала. Размножение микроорганизмов и биосинтез фермента регулируют при использовании этого метода по мере поступления питательной смеси в ферментер. Такой ферментер представляет собой вращающийся трубкообразный реактор, через один конец которого в него поступает питательная среда и культура микроорганизмов, а из другого — выводятся ферменты, продукты жизнедеятельности и бактериальная масса. Основное достоинство метода — возможность длительное время поддерживать в автоматическом режиме рост культуры микроорганизма. Например, культура ацетонобутиловых бактерий находилась в таком реакторе в состоянии непрерывного размножения в течение 200 суток (И.Д. Иерусалимский с сотр., 1986). [c.78]

Чтобы культура микроорганизмов могла нормально расти, размножаться и осуществлять биосинтез ка-кого-то вещества, необходимы оптимальные условия окружающей среды химические факторы — состав и концентрация питательных веществ, присутствие активаторов и ингибиторов физические факторы — температура, давление, реакция, плотность, подвижность среды, освещение, радиация и т. д. При нарушении оптимальных границ этих факторов нарушается обмен веществ, прекращается или ограничивается рост и размножение культуры. [c.52]

Открытие витаминов сыграло исключительную роль в профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний. Так как бактерии для своего роста и размножения также нуждаются в присутствии многих витаминов для синтеза коферментов, введение в организм структурных аналогов витаминов, называемых антивитаминами, приводит к гибели микроорганизмов. Антивитамины обычно блокируют активные центры ферментов, вытесняя из него соответствующее производное витаминов (кофермент), и вызывают конкурентное ингибирование ферментов (см. главу 4). К антивитаминам относят вещества, способные вызывать после введения в организм животных классическую картину гипо- или авитаминоза. [c.206]

В медицине широко используются структурные аналоги парааминобензойной кислоты, в частности сульфаниламиды, обладающие антибактериальными свойствами. Предполагают, что сульфаниламидные препараты вследствие структурного сходства могут конкурентно замещать парааминобензойную кислоту в ферментных системах микроорганизмов с последующей остановкой их роста и размножения. Коферментные функции этой кислоты не установлены, но, являясь составной частью коферментов фолиевой кислоты, парааминобензойная кислота тем самым участвует во многих процессах обмена. [c.241]

Жидкие оральные ЛС — настои, отвары, настойки, сиропы, экстракты, водные суспензии — широко используют в медицинской практике, особенно для лечения детей. Эти ЛФ обеспечивают поступление действующих веществ к слизистой оболочке ЖКТ в легко абсорбируемой форме. Для них стерильность не обязательна, но наличие воды создает благоприятные условия для роста и размножения микроорганизмов, поэтому применение в них КВ является необходимым. В табл. 15 представлены КВ, используемые в фармацевтической промьппленности для производства таких ЛС. [c.373]

Способность бактерий, стимулирующих рост растений, подавлять пролиферацию фитопатогенов можно повысить, если ввести в эти бактерии гены, кодирующие биосинтез антибиотиков, которые обычно синтезируются другими бактериями. Это позволит расширить спектр фитопатогенов, рост которых способна подавлять одна бактерия. Более того, ограничивая размножение других почвенных микроорганизмов, секретирующие антибиотик бактерии, стимулирующие рост растений, облегчают свою собственную пролиферацию, поскольку уменьшается число конкурентов за ограниченные пищевые ресурсы, а с помощью методов генной инженерии со временем удастся увеличить выход бактериальных антибиотиков. [c.323]

Размножение микроорганизмов в благоприятных условиях про-исходит весьма интенсивно. Выше были рассмотрены особенности размножения бактерий и грибов. Процесс размножения бактерий может включать ряд последовательных фаз [38] фаза задержки (лаг-фаза) — период приспособления бактерий к условиям обитания (питательной среде) фаза ускорения размножения фаза экспоненциального роста фаза замедления размножения стационарная фаза — число образующихся клеток соответствует числу погибающих фаза старения (отмирания) — прекращается размно, [c.16]

Таким образом, определение понятия "антибиотики" теперь относят к веществам природного, полусинтетического и, реже, синтетического происхождения, которые в малых концентрациях ингибируют рост (размножение) каких-либо микроорганизмов. Продуцентами одних антибиотиков (например, бацитрацина, по-лимиксина и др.), являются бациллы, других — актиномицеты (например, актиномицинов, гентамицинов, канамицинов), третьих [c.428]

При выращивании микроорганизмов глубинным методом клетки суспендированы в жидкости и находятся во взвешенном состоянии. В небольшую (50—250 мл) колбу наливают жидкую питательную среду, в которую засевают чистую культуру либо с поверхности косого агара, либо из ампул. Затем колбу на сутки или более помещают в термостат с определенной температурой, где культура растет и размножается. Чисто аэробные микроорганизмы выращивают в специальных колбах, которые ставят на качалку в термокамере. После этого культуру пересевают в лабораторные ферментаторы со средой такого же или несколько измененного состава. Лабораторные ферментаторы — стеклянные аппараты емкостью 1—10 л, в которых можно обеспечить продувание среды воздухом, регуляцию температуры, pH и других условий роста. По описанной выше схеме обычно организуют исследование культур микроорганизмов. Кроме того, таким путем готовят и чистую культуру для производственных нужд. Дальнейшее размножение чистой культуры в производственных условиях идет в несколько стадий при использовании металлических инокулято-ров объемом от 0,1 до 100 м и более. Инокуляторы снабжены мешалками, аэраторами, устройствами для стерилизации и охлаждения, арматурой, измерительными приборами. Для каждой следующей стадии необходимо 3—20% посевного материала (по объему). [c.68]

Всестороннее изучение характера роста микробных культур является одним из главнейших методов микробиологического исследования. В основе роста популяции микроорганизов, как совокупности особей, обитающих, в одном ареале (при проведении культивирования в аппарате), лежат процессы роста, размножения (деления) и отмирания отдельных микроорганизмов. Хотя кинетика роста популяции не сводима к кинетике роста отдельных микроорганизмов, но так как закономерности низшего уровня (в данном случае клеточного) сохраняют определенную автономность на высшем (популяционном) и только преобразуются при усложнении биосистемы, то представляется целесообразным рассмотреть общие положения процесса роста микроорганизмов, которые в какой-то мере могут объяснить особенности поведения популяции. [c.22]

Большое разнообразие процессов микробиологического синтеза реализуется в многочисленных, различных по своему принципу действия и конструктивным особенностям биореакторах. Наибольшее внимание при этом уделяется бноинженерному оформлению аэробных процессов глубинного культивирования микроорганизмов, что связано, с одной стороны, с высокими энергетическими затратами на проведение процесса биосинтеза в условиях интенсивного газо-жидкостного взаимодействия, а с другой стороны, с задачами создания промышленных биореакторов большой единичной мощности. С биотехнологической точкп зрения аппаратурное оформление процесса биосинтеза должно обеспечивать наилучшие условия для роста и размножения микроорганизмов. С учетом этого биореактор, предназначенный для аэробного культивирования микроорганизмов, включает в качестве основных функциональных элементов следующие [c.195]

На основании наших прежних данных (Ахромейко, 1933), можно предполагать, что через 2—3 месяца фосфор, поглош,енный микроорганизмами, вследствие их отмирания начнет минерализоваться и становиться доступиь .. растениям. Вообще говоря, поглощение или освобождение минеральн).1х питательных веществ микроорганизмами, при прочих равных услови,., определяется двумя процессами ростом (размножением) [c.72]

Важное значение в процессе получения биомассы дрожжей имеет pH среды. Активная кислотность среды воздействует на образование и активность ферментов, от которых зависят рост, размножение и накопление синтезируемых клетками продуктов. Она действует на микроорганизмы как непосредственно путем влияния на клетку ионов водорода и гидроксильных ионов, так и косвенно--изменяя степень диссоциации веществ среды, их растворимость и другие свойства (Weide, 1987). Дрожжи рода andida способны развиваться в довольно широком интервале значений pH — от 2,5 до 8,8. Однако зона интенсивного роста микроорганизмов лежит в более узких границах значений pH, характерных для определенных видов и штаммов, а также зависит от состава среды и условий выращивания (Родионова, Родина, 1971 б). На гидролизатах растительного сырья интенсивное накопление биомассы дрожжей отмечено при pH 5—6. Отдельные штаммы дрожжей хорошо растут при низких [c.34]

Интенсификация процесса биологической очистки пефтесодержащих и других промышленных стоков возможна за счет внесения в сточные воды необходимых микрофлоре активного ила макро- и микроэлементов, способствующих построению, росту, размножению микробной клетки использования биокатализаторов, витаминов, ферментов применения устойчивых к токсикантам микроорганизмов обогащения активного ила микроорганизмами -деструкторами /176/. [c.29]

Отдельные аминокислоты можно качественно и количественно определять микробиологическим способом. Для роста мутантов Ывигозрога сгазза и других микроорганизмов часто требуется присутствие определенных аминокислот. Если в питательную среду, содержг-щую все необходимые аминокислоты кроме одной, внести подходящий микроорганизм, то его размножение будет происходить только в том случае, если к среде будет добавлена недостающая аминокислота. При этом размножение будет пропорционально количеству добавленной аминокислоты (до некоторой оптимальной концентрации). [c.384]

Любой вирус (варион) состоит из нуклеиновой кислоты (НК), защищаемой капсидой (цилиндрической или сферической оболочкой белкового типа, иногда с включением липидов и сахаров). Капсида выполняет также функцию взаимодействия с клетками чужого организма, способствуя проникновению вирусной НК внутрь клетки-хозяина и запуску там синтеза новых вирусных молекул. В случае ВИЧ сложность заключается в том, что в чужом организме он встраивается в оетки самой иммунной системы (в лейкоциты, фагоциты, лимфоциты), призванной бороться с патогенными микроорганизмами. И как только зараженный организм включает в действие защитную иммунную систему, вместе с размножением собственных иммунных клеток начинается бурный рост числа ВИЧ, и клетка-хозяин теряет генетический контроль над биопроцессами. Иммунные силы (сопротивляемость) организма, таким образом, слабеют, и у больных СПИДом возрастает вероятность заражения другими инфекциями - туберкулезом, пневмонией, лейкозами и т.д. [c.152]

Среди различных штаммов микроорганизмов, используемых в технологии очистки почвы, сточных и природных вод от органических, в том числе и нефтяных загрязнений, большой популярностью пользуются различные виды штаммов бактериальной культуры Rhodo o us [118, 128, 142]. При этом для повышения эффективности размножения и роста бактерий, а соответственно, для ускорения биодеградации нефтяных углеводородов указанную культуру вносят совместно с источниками азота и фосфора. [c.194]

Генетика микроорганизмов характеризует их наследственность, и изменчивость. Носителями наследственности являются хромосомы, которые состоят из ДНК. Именно в молекуле ДНК закодирована генетическая информация, которая контролирует все процессы обмена, роста и размножения. Каждому признаку соответствует в качестве носителя информации определеный ген (функциональная генетическая единица). Обмен генетическим материалом происходит у микроорганизмов тремя путями трансформацией, трансдукцией и конъюгацией [1]. [c.17]

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]

П.с. применяют при заболеваниях легких и верх, дыхат. путей, а также при подготовке к бронхоскопии и бронхографии. г. я. Шварц-ПРОТИВОМИКР0БНЫЕ СРЕДСТВА (ПС), лек. в-ва, подавляющие рост и размножение шш вызывающие гибель разл. видов микроорганизмов-бактерий, хламидий, грибов, простейших, спирохет, вирусов и т.д. ПС классифицируют по направленности действия (напр., противогрибковые средства, противопротозойные средства, противотуберкулезные средства, противовирусные средства), по области применения (см. Антисептически средства. Дезинфицирующие средства), по способам получения-синтетич. препараты, продукты жизнедеятельности микроорганизмов и их полусинтетич. производные (см. Антибиотики) и в-ва растит, происхождения. [c.120]

Скорость роста и урожайность растений в естественных условиях зависят от их генотипа, доступности питательных веществ, наличия в почве полезных микроорганизмов и отсутствия патогенных (так называемых фитопатогенов, от phyto -растение). Одни виды полезных природных почвенных бактерий и грибов оказывают прямое действие, другие опосредованное. Первые поставляют растениям соединения, стимулирующие их рост, вторые подавляют размножение патогенных почвенных микроорганизмов, предотвращая их негативное влияние на растение. [c.306]

Как известно, желатин является прекрасной средой для роста и размножения микроорганизмов. Для предотвращения этого в его состав вводят стабилизаторы и консервирующие средства натрия метабисульфит (0,1%), бензойную кислоту и натрия бензоат (0,05 г 0,1%), SO2 (0,15%) и другие вещества и смеси (например, смесь 4 частей метилпарабена и 2 части пропил-парабена). [c.346]

Следовательно, наиболее интенсивно рост и размножение происходят в логарифми 1еской фазе, где еще не действуют лимитирующие факторы. Для характеристики развития культуры микроорганизмов используют скорость роста культуры — изменение количества биомассы в единицу времени. Максимальная скорость роста в логарифмической фазе различна для каждой культуры и относится к наиболее важной характеристике ее физиологических свойств. Абсолютный прирост биомассы в единицу времени, обычно за 1 ч, характеризует общая скорость V роста. Если прирост биомассы за бесконечно малый промежуток времени обозначить через йт, то [c.65]

В Ж1ЩКИХ и мяпсих лекарственных средствах условия для роста и размножения попавших в них микроорганизмов более благоприятны. Мази, масла безводны и теоретически они не должны поддерживать рост микроорганизмов. Но если они помещены в банки с большим воздушным пространством, появляется возможность контаминации грибами, так как при испарении выделяется влага, которую грибы утилизируют. При неправильном хранении сиропа (колебания температуры) появляется конденсат, которого достаточно для разведения сщзопа и возможности роста грибов на его поверхности. [c.521]

Основными продуцентами этилового спирта, имеющими широкое практическое применение, являются дрожжи — одноклеточные эукари-отные микроорганизмы, принадлежащие к разным классам высших грибов. Наиболее распространенный способ размножения дрожжей — почкование. Дрожжи — аэробы со сформированным аппаратом дыхания, но в анаэробных условиях осуществляют спиртовое брожение по пути, рассмотренному в предыдущем разделе, т.е. получают энергию за счет субстратного фосфорилирования. Конструктивный метаболизм дрожжей основан на их хорошо развитых биосинтетических способностях. Есть виды дрожжей, развивающиеся на простых синтетических средах эти дрожжи способны синтезировать все необходимые им сложные органические соединения. Существуют виды, нуждающиеся в определенных витаминах группы В. Добавление к питательной среде веществ, содержащих комплекс витаминов, аминокислот, сахаров, приводит, как правило, к заметному стимулированию роста дрожжей. [c.223]

Возникаюпще под действием различных факторов мутации приводят иногда к появлению у живых организмов полезных для человека признаков. Такие организмы могут быть использованы как исходный материал для селекции при выведении новых штаммов микроорганизмов, сортов растений и пород животных с ценными характеристиками. Облучение клеток микроорганизмов или семян растений рентгеновскими лучами или обработка их химическими мутагенами резко повышает выход мутаций и создает особенно богатый материал для селекции. В то же время мутации в сочетании с естественным отбором позволяют микроорганизмам и клеточным популяциям приспосабливаться к присутствию в окружающей их среде неблагоприятных для их роста и размножения веществ, в том числе [c.169]