Рост и размножение микроорганизмов

Обмен веществ в микробной клетке связан с поступлением в нее компонентов питательной среды и выделением из нее в среду обитания продуктов жизнедеятельности. Эти процессы сопровождаются биосинтезом белка, нуклеиновых кислот, полисахаридов и других соединений и структур клетки. В результате обмена веществ увеличиваются биомасса и размеры клеток до определенных пределов, после которых происходит их размножение.

При изучении свойств микроорганизмов имеют дело с большим количеством особей из-за их малых размеров и массы. Таким образом, учитываются свойства не отдельных клеток, а определенного их количества.

Совокупность особей определенного вида микроорганизмов называют популяцией. Любая микробная популяция представляет собой самостоятельно функционирующую саморегу-лируемую экологическую систему, состоящую из отдельных групп особей одного вида, разных по возрасту и свойствам. Соотношения отдельных групп в популяции и их функции определяются внугрипопуляционными связями и средой обитания. Величина популяции выражается численностью особей или суммарной биомассой отдельных особей. Численность особей в популяции можно определить прямым подсчетом в определенном объеме под микроскопом или по числу колоний в чашке Петри с последующим пересчетом. Биомассу популяции можно определить взвешиванием после разделения единицы объема суспензии путем фильтрации или центрифугированием с последующим пересчетом.

Плотность популяции характеризуется количеством особей в единице объема (млн/см3, млрд/см3) или концентрацией биомассы особей в единице объема (г/л, кг/м3).

Каждая популяция увеличивает или уменьшает свою плотность (биомассу) с определенной скоростью. Различают общие (валовые) скорости роста у+ и отмирания V- и относительные (удельные) скорости роста р и отмирания 8.

Общую скорость роста микробной популяции определяют из отношения

(1.1)

где (1х - прирост биомассы х за бесконечно малый промежуток времени сВ.

При периодическом культивировании скорость роста популяции непостоянна, и чаще определяется средняя скорость роста

(1.2)

где ху2 - прирост биомассы, определяемый экспериментально; /1-/0 - время прироста биомассы с х0 до х.

Удельная скорость роста выражает прирост каждой единицы биомассы популяции в единицу времени:

(1.3)

у+ 1 сЬс

ц = — = -—•

х х аг

При периодическом культивировании средняя удельная скорость роста популяции за период 0

1п х{ - 1п х0

(1.4)

Любая микробная популяция при росте удваивает свою биомассу за определенный промежуток времени. Этот период называют временем генерации.

Экспериментально определяют концентрации биомассы х0 и ее концентрацию х через промежуток времени Г и находят время генерации

/1п2

  • 1п л:, - 1п х0
  • 0,69;
  • 1п х] - 1п *0
  • (1.5)

Зная удельную скорость роста, можно найти время генерации микробной популяции:

  • 1п2 0,69
  • (1.6)

ё = — =-

11 И

Общая скорость отмирания равна отношению снижения плотности или биомассы популяции ко времени, за которое произошло это снижение:

(1.7)

Удельная скорость отмирания выражает снижение каждой единицы биомассы популяции в единицу времени:

  • 1 ск х ё/
  • (1.8)

В природных условиях можно предположить, что популяция находится в условиях периодической либо непрерывной культуры.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >