Зростання бактерій - збільшення бактеріальної клітини в розмірах без збільшення числа особин в популяції.
Розмноження бактерій - процес, що забезпечує збільшення числа особин в популяції. Бактерії характеризуються високою швидкістю розмноження.
Зростання завжди передує розмноженню. Бактерії розмножуються поперечним бінарним поділом, при якому з однієї материнської клітини утворюються дві однакові дочірні.
1) початкова стаціонарна фаза; то кількість бактерій, яке потрапило в живильне середовище і в ній знаходиться;
2) лаг-фаза (фаза спокою); тривалість - 3-4 ч, відбувається адаптація бактерій до живильному середовищі, починається активний ріст клітин, але активного розмноження ще немає; в цей час збільшується кількість білка, РНК;
3) фаза логарифмічного розмноження; активно йдуть процеси розмноження клітин в популяції, розмноження переважає над загибеллю;
4) максимальна стаціонарна фаза; бактерії досягають максимальної концентрації, т. е. максимальної кількості життєздатних особин в популяції; кількість загиблих бактерій дорівнює кількості утворюються; подальшого збільшення числа особин не відбувається;
5) фаза прискореної загибелі; процеси загибелі переважають над процесом розмноження, тому що виснажуються поживні субстрати в середовищі. Накопичуються токсичні продукти, продукти метаболізму. Цієї фази можна уникнути, якщо використовувати метод проточного культивування: з живильного середовища постійно видаляються продукти метаболізму і поповнюються поживні речовини.
У бактерій, здатних використовувати два різних джерела вуглецю, спостерігають двофазний зростання (так звана діауксія). Прикладом може служити зростання кишкової палички на середовищі з глюкозою і сорбітолом:
• Для подібних мікроорганізмів характерний початковий пік зростання, протягом якого бактерії утилізують лише один вуглевод.
• Після вичерпання його запасів настає стаціонарна фаза, протягом якої в культурі ініціюються синтез ферментів і механізми транспорту для утилізації другого вуглеводу.
• Якщо фізіологічні умови задовільні, в бактеріальної культури починається фаза вторинного експоненціального зростання, ініційована утилізацією другого вуглеводу.
17.Способи отримання енергії бактеріями (дихання, бродіння).
Сутність процесу дихання бактерій полягає в сукупності біохімічних реакцій, в ході яких йде освіту АТФ, без якого неможливий процес метаболізму, що протікає з витратою енергії. АТФ є універсальним переносником хімічної енергії.
Велика частина бактерій використовує в процесі дихання вільний кисень. Такі мікроорганізми отримали назву аеробні (від АЕГ - повітря). Аеробний тип дихання характеризується тим, що окислення органічних сполук відбувається за участю кисню повітря із звільненням великої кількості калорій. Прикладом може служити окислення глюкози в аеробних умовах, що призводить до виділення великої кількості енергії:
С6Н12О6 + 6026С02 + 6Н20 + 688,5 ккал.
Процес анаеробного дихання мікробів полягає в тому, що бактерії отримують енергію при окислювально-відновних реакціях, при яких акцептором водню є не кисень, а неорганічні сполуки - нітрат або сульфат.
Багато бактерій можуть існувати в аеробних і анаеробних умовах. Такі мікроорганізми отримали назву факультативних (необов'язкових) анаеробів.
Факультативні анаероби мають так званим нітратнимдиханіем. оскільки утворений при окисленні органічних сполук нітрат (акцептор водню) відновлюється до молекулярного азоту та аміаку. (Стафілококи, кишкова паличка)
Облігатні (обов'язкові) анаероби можуть існувати лише в строго анаеробних умовах. Облігатні анаероби при окисленні органічних сполук утворюють сульфат, який відновлюється до сірководню, тому облигатное диханіеназиваютещесульфатним. (Збудники правця, газової гангрени, ботулізму)
Освіта енергії (АТФ) спостерігається також при процесах бродіння. здійснюваних різноманітними мікроорганізмами. Особливість бродіння полягає в тому, що органічні сполуки одночасно служать як донорами електронів (при їх окисленні), так і акцепторами (при їх відновленні). Бродіння відбувається за відсутності кисню, в строго анаеробних умовах. Основними сполуками бродіння є вуглеводи. Залежно від участі певного мікроба і від кінцевих продуктів розщеплення вуглеводів розрізняють спиртове, молочнокисле, уксуснокислое, маслянокіслоеідругіевідиброженія.
Спиртове бродіння зустрічається, в основному, у дріжджів. Кінцевими продуктами є етанол і СО2. Зброджування глюкози відбувається в анаеробних умовах. При доступі кисню процес бродіння слабшає, на зміну йому приходить дихання. Придушення спиртового бродіння киснем називається еффектомПастера. Спиртове бродіння використовується в харчовій промисловості. хлібопекарської, виноробстві.
Молочнокисле бродіння. Розрізняють два типи: гомоферментативное і гетероферментативних.
При гомоферментатівномтіпе розщеплення глюкози відбувається гліколітичні розпадом (ФДФ-шлях) Водень від відновленого НАД передається на піруват за допомогою лактатдегідрогенази. при цьому утворюється молочна кислота. Гомоферментативное бродіння відбувається у S.pyogenes, E.faecalis, S.salivarius, у деяких видів роду Lactobacillus.
Гетероферментативних молочнокисле бродіння присутній у бактерій, у яких відсутні ферменти ФДФ-шляху. альдолаза і тріозофосфатізомерази. Розщеплення глюкози відбувається з освітою фосфогліцерінового альдегіду (ПФ-шлях), який перетворюється в піруват по ФДФ-шляху і в подальшому відновлюється в лактат. Додатковими продуктами цього типу бродіння є також етанол, оцтова кислота. Гетероферментативних молочнокисле бродіння зустрічається у представників родів Lactobacillus і Bifidobacterium.
Муравьінокіслий (змішане) бродіння зустрічається у представників сімейств Enterobacteriaceae, Vibrionaceae.
Аеротолерантнимі мікроорганізми не використовують кисень для отримання енергії, але можуть існувати в його атмосфері.