Розмноження бактерій на щільному живильному середовищі

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Розмноження бактерій в рідкому поживному середовищі

У рідких середовищах мікроорганізми можуть утворювати рівномірну каламуть, давати осад (зернистий, пилоподібний, пластівчастий) або плівку (ніжну, грубу, зморшкувату).

. Бактерії, засіяні в певний, що не змінюється обсяг живильного середовища, розмножуючись, споживають поживні елементи, що призводить в подальшому до виснаження живильного середовища і пре-кращения зростання бактерій. Культивування бактерій в такій си-стем називають періодичним культивуванням, а культуру - періодичної. Якщо ж умови культивування підтримуються шляхом безперервної подачі свіжої живильного середовища і відтоку такого ж обсягу культуральної рідини, то таке культивується-вання називається безперервним, а культура - безперервною.
При вирощуванні бактерій на рідкому поживному середовищі спостерігається придонний, дифузний або поверхневий (у вигляді плівки) зростання культури. Зростання періодичної культури бактерій, вирощуваних на рідкому поживному середовищі, підрозділяють на кілька фаз, або періодів:
1. лаг-фаза;
2. фаза логарифмічного росту;
3. фаза стаціонарного зростання, або максимальної концентрації бактерій;
4. фаза загибелі бактерій.
Ці фази можна зобразити графічно у вигляді відрізків кри-вої розмноження бактерій, що відбиває залежність логаріф-ма числа живих клітин від часу їх культивування.
Лаг-фаза - період між по-сівбою бактерій і початком розмноження. Тривалість лаг-фази в середньому 4-5 ч. Бактерії при цьому збільшуються в раз-заходи і готуються до поділу; наростає кількість нуклєїнах-вих кислот, білка та інших компонентів.
Фаза логарифмічного (експоненціального) зростання є періодом ін-інтенсивного поділу бактерій. Тривалість її близько 5 6 ч. При оптимальних умовах зростання бактерії можуть ділитися кожні 20-40 хв. Під час цієї фази бактерії найбільш ра-Німи, що пояснюється високою чутливістю компонен-тів метаболізму інтенсивно зростаючої клітини до інгібіторів синтезу білка, нуклеїнових кислот і ін.
Потім настає фаза стаціонарного зростання, при якій кількість жит-нездатних клітин залишається без змін, складаючи максі-мінімальний рівень (М-концентрація). Її тривалість ви-ражается в часі і коливається в залежності від виду бактерій, їх особливостей і культивування.
Завершує процес зростання бактерій фаза загибелі, що характеризується відмиранням бактерій в умовах виснаження джерел живильного середовища і накопичення в ній продуктів метаболізму бактерій. Продовж-ність її коливається від 10 год до декількох тижнів. Интен-ність зростання і розмноження бактерій залежить від багатьох фак-торів, в тому числі оптимального складу живильного середовища, окислювально-відновного потенціалу, рН, температури і ін.

Особливості росту мікробів на рідких поживних середовищах.

1. Зростання бактерій з рівномірним помутнінням середовища.

2. Придонний зростання бактерій, що характеризується утворенням осаду на дні пробірки з рідким живильним середовищем.

3. Пристінковий зростання бактерій, що виражається в утворенні пухких пластівців, прикріплених до внутрішньої поверхні стінок сосу-да.

4. Поверхневий зростання бактерій, що характеризується появою на поверх-ності рідкої живильного середовища плівки.

На напіврідких середовищах при посіві уколом рухливі мікроби викликають помутніння товщі середовища, нерухомі - ростуть тільки по «уколу», залишаючи решту середу прозорою.

Зростання на полужидкой живильному середовищі характеризується по-мутненіем всій товщі середовища або освітою бурульки циліндричної або конічної форми.

Розмноження бактерій на щільному живильному середовищі

На щільних середовищах мікроорганізми в залежності від кількості посівного матеріалу утворюють або суцільний наліт ( «газон»), або ізольовані колонії. Культури бувають грубі і ніжні, прозорі і непрозорі, з поверхнею матовою, блискучою, гладкою, шорсткою, сухий, горбистої.

Колонії можуть бути великі (4-5 мм в діаметрі і більше), середні (2-4 мм), дрібні (1-2 мм) і карликові (менше 1 мм). Вони розрізняються за формою, розташуванню на поверхні середовища (опуклі, плоскі, куполоподібні, вдавлені, круглі, розеткообразние), формі країв (рівні, хвилясті, порізані).

. Бактерії, що ростуть на щільних поживних середовищах, утворюють ізольований-ні колонії округлої форми з рівними або нерівними кра-ями (S- і R-форми), різної консистенції і коль-та, що залежить від пігменту бактерій.
Пігменти, розчинні у воді, дифундують в живильник-ву середу і забарвлюють її. Дру-гаю група пігментів нерастворима в воді, але розчинна в орга-нічних розчинниках. І, нако-нец, існують пігменти, не розчинні ні в воді, ні в органічних сполуках.
Найбільш поширені серед мікроорганізмів такі піг-менти, як каротини, ксантофилл і меланіни. Меланіни яв-ляють нерозчинними пігментами чорного, коричневого або червоного кольору, синтезуються з фенольних сполук. Меланіни поряд з каталазой, супероксиддисмутазой і пероксидазами захищають мікроорганізми від впливу токсичних перекисних радикалів кисню. Багато пігменти мають ан-тімікробним, антібіотікоподобних дією.

Залежно від складу їх ділять на середовища з певним складом або синтетичні, приготовані в промислових або лабораторних умовах з відомих компонентів і ті, склад яких не може бути визначений точно - це рослинні і тваринні природні субстрати (наприклад, картопля, морква, молоко або екстракти , отримані з них).

З точки зору цілей використання розрізняють загальні (загальновживані), селективні, збагачені, спеціальні та диференційно-діагностичні середовища:

2. Загальні. Застосовуються для культивування невибагливих культур. Це наприклад, м'ясна вода, перевар Хоттингера або м'ясо-пептони бульйон, гідролізат кормових дріжджів або кільки і щільні середовища, отримані при додаванні до даних бульйонів агару.

3. Збагачені. Містять добавки - кров, її сироватку, спеціально підібрані вуглеводи.

4. Спеціальні. Підібрані за складом для конкретного виду бактерій. Наприклад, для збудника туляремії використовується середу Мак-Коя з додаванням спеціально підготовлених яєць, а для лептоспір - середовище терських на основі фосфатів.

5. Селективні (ще їх називають елективних) - призначені для відбору зі змішаної популяції бактерій одного виду. Такі субстрати можуть містити компоненти, що підсилюють зростання шуканого мікроорганізму або пригнічують ріст решті мікрофлори. Наприклад, молочно-сольовий агар, призначений для відбору стафілококів або середовища Шустова, Раппопорт і Мюллера для вирощування сальмонел.

6. Диференційно-діагностичні дозволяють визначати наявність різних ферментів у бактерій. Можуть бути різної консистенції. Найбільш відомі середовища Гіссен, Левіна, Ендо, що містять різні субстрати для бактеріальних ферментів - лактозу, галактозу, тіосульфат натрію та кольорові індикатори.

Методи культивування аеробних і анаеробних бактерій з метою вивчення їх культуральних властивостей істотно розрізняються між собою. Для аеробних бактерій застосовуються термостати, шюттель-апарати, колби, бутлі і реактори. Для анаеробних використовуються високі концентрації речовин, що підвищують відновний потенціал середовища, і спеціальні рідкі або газові середовища. В якості спеціального обладнання використовуються анаеростатах.

Кип'ятіння субстратів дозволяє видалити з них кисень. Часто застосовується метод вирощування анаеробів в товщі поживних середовищ, що необхідно для виявлення культуральних властивостей бактерій.

Продовж-ність її коливається від 10 год до декількох тижнів. Интен-ність зростання і розмноження бактерій залежить від багатьох фак-торів, в тому числі оптимального складу живильного середовища, окислювально-відновного потенціалу, рН, температури і ін.

24. Типи взаємовідносин мікро - та макроорганизмов (симбіоз, метабіозу, мутуалізмом, сателлеізм, комменсализм, синергізм, антагонізм, паразитизм). Наведіть приклади.

У природі мікроорганізми стикаються з дією різноманітних біотичних факторів. При симбіозі (спільне існування) розрізняють асоціативні (сприятливі) та антагоністичні (конкурентні) взаємини.

Існують асоціації двох різних видів мікроорганізмів (або мікро - та макроорганизмов) в умовах тісної і тривалого просторового контакту, коли обидва партнери взаємно адаптуються до спільного існування. Такі взаємовідносини між організмами називають симбіозом.

Типи симбіозів класифікують за кількома ознаками:

• по обов'язковості симбіотичного зв'язку виділяють факультативний і облігатний;

• по розташуванню партнерів розрізняють екзосімбіози і ендосимбіоз;

• за характером утворюються взаємин виділяють власне симбіоз, метабіозу, сателлітізм і синергізм.

У симбіозі реалізуються дві МОЖЛИВОСТІ ХАРЧУВАННЯ

Сапротрофами - мікроорганізм-симбіонт, як і свободноживущие форми, використовує органічні сполуки, що утворюються в процесі життєдіяльності інших організмів, або продукти розкладання їх мертвих залишків

Паратрофії - мікроорганізм повністю залежить від метаболізму господаря, споживаючи утворені їм складні органічні речовини і часто змінюючи метаболізм господаря відповідно до своїх потреб

ü Макроорганізм створює сталість фізико-хімічних параметрів мікробного місцеперебування і оберігає внутрішню і порожнинну мікробіоту від несприятливих умов зовнішнього середовища ü

Мікроорганізми допомагають господареві ефективніше використовувати поживні речовини, захищають його від токсинів і перешкоджають впровадженню патогенних мікробів ü

При спільному існуванні в симбіозі життєдіяльність і розмноження партнерів скоординовано ü

Мутуалістіческіе симбіоз ґрунтується на балансі між агресивними і захисними функціями партнерів, коли макроорганізм «ділиться» харчуванням з мікроорганізмами, а частина клітин популяції мікросімбіонта лизируется і використовується як субстрати ü

Мікробіота порожнин тіла тварин і людини вважається екзосімбіонтом, оскільки займає зовнішнє становище по відношенню до тканин господаря

Сімбіоз- це взаємовигідне співжиття організмів різних видів.

Форми симбіозу між мікроорганізмами і організмом людини можуть бути трьох видів:

Симбіоз [від грец. symbiosis, спільне проживання] - спільне тривале існування мікроорганізмів в довгоживучих спільнотах. Взаємовідносини, при яких мікроорганізм розташовується поза клітинами господаря (більшого організму), відомі як ектосімбіоз; при локалізації всередині клітин - як ендосимбіоз.

Типові ектосімбіотіческіе мікроби - Escherichia coli, бактерії пологів Bacteroides і Bifidobacterium, Proteus vulgaris, a також інші представники кишкової мікрофлори. Як приклад ендосимбіоз можна розглядати плазміди, що забезпечують, наприклад, резистентність бактерій до ЛЗ. Симбіотичні відносини також поділяють по вигоді, одержуваної кожним з партнерів.

Метабіозу - така форма симбіозу, коли створюються умови для послідовного розвитку одних мікроорганізмів за рахунок продуктів життєдіяльності інших.

Прикладом метабіозу може служити псування цукровмісних субстратів (плодово-ягідних соків, пошкоджених плодів, ягід), коли на них спочатку розвиваються дріжджі, що перетворюють цукор в спирт, потім оцтовокислі бактерії, здатні перетворювати спирт в оцтову кислоту і, нарешті, міцеліальні гриби, які окислюють оцтову кислоту до вуглекислого газу і води.
Мутуалізм - такі взаємини між мікроорганізмами, які засновані на взаємній вигоді.

Приклад: спільне існування в природі анаеробних і аеробних мікроорганізмів. Аероби, поглинаючи кисень, створюють необхідні для анаеробів окислювально-відновні умови.

Сателлізм - форма співжиття в мікробної асоціації, для якої характерна стимуляції росту одного мікроорганізму продуктами життєдіяльності іншого.

Комменсализм - форма співжиття, коли один організм живе за рахунок іншого, не завдаючи йому шкоди.

Прикладом комменсалов можуть служити бактерії нормальної мікрофлори тіла людини
Синергізм - посилення фізіологічних функцій мікроорганізмів при спільному культивуванні. форма співжиття в мікробної асоціації, для якої характерні однакові фізіологічні процеси у різних груп мікроорганізмів. Результатом життєдіяльності такої асоціації є збільшення кількості кінцевих продуктів життєдіяльності.

У кефірному грибку, наприклад. містяться дріжджі та молочнокислі бактерії. Вітаміни, синтезовані дріжджами, стимулюють розвиток молочнокислих бактерій, а молочна кислота, що утворюється молочнокислими бактеріями, створює сприятливі значення рН для розвитку дріжджів ..
Антагоністичні форми симбіозу. До них відносяться такі форми симбіозу, як антібіоз, паразитизм, хіщнечество.- форма співжиття в мікробної асоціації, для якої характерно протилежну дію членів мікробної асоціації. Це складне взаємовідношення, при якому бактерії одного виду пригнічують, а іноді і повністю знищують, інших членів асоціації. Наприклад. багато штамів кишкової палички здатні пригнічувати розвиток і знищувати стафілококи, сальмонели, мікобактерії туберкульоз
Антагонізм - такий тип взаємин, коли один організм пригнічує або припиняє розвиток іншого в основному за рахунок продуктів його життєдіяльності. Молочнокислі бактерії,

наприклад. виділяючи молочну кислоту, створюють кислу реакцію середовища, перешкоджає розвитку гнильних бактерій. Це явище використовується при квашенні капусти, виготовленні кисломолочних продуктів.
Антибиоз - пов'язаний зі здатністю одного виду мікроорганізмів виділяти в навколишнє середовище специфічні речовини, які пригнічують життєдіяльність інших, - антибіотики. Вони володіють або широким спектром дії відносно ряду мікроорганізмів, або вибіркову дію до одного з них.
Паразитизм - це такий тип взаємин, при якому спільне існування одному з симбіонтів приносить вигоду, а іншому заподіює шкоду. -така форма співжиття, при якій мікроорганізми-паразити отримують поживні речовини за рахунок тканин господаря, при цьому завдаючи йому шкоди, тобто викликають інфекційне захворювання. При паразитичної формі співжиття організми, провідні паразитичний спосіб життя не здатні існувати без організму господаря. Організм господаря є місцем існування для паразитичного організму (зовнішнє середовище першого порядку), до якої паразит адаптується в процесі еволюції. Це середовище безпосередньо впливає на паразитів, як і паразити впливають на організм господар

Прикладами можуть служити хвороботворні мікроорганізми і віруси, які є збудниками інфекційних захворювань.
Хижацтво - це позаклітинний паразитизм. Хижі бактерії утворюють рухливу колонію - сітку, що уловлює великі бактеріальні клітини інших видів, які лізуються (руйнуються) і використовуються ними всередині колонії, а залишки викидаються. Хижі бактерії живуть в мулі водойм.
Антибіотики. Фітонциди. У багатьох випадках згубна дія мікробів-антагоністів пов'язано з виділенням специфічних біологічно активних хімічних речовин - антибіотиків (анти - проти, біос - життя). Продуцентами антибіотиків є деякі гриби, а також бактерії, частіше актиноміцети.