Закономерности роста микроорганизмов

Рост микробиальной клетки — это увеличение размера и веса одной особи между двумя делениями. Обычно под ростом подразумевается рост не только отдельной клетки, но и культуры микроорганизмов, т.е. общее увеличение числа клеток.

Рост культуры во времени подчиняется определенной закономерности. Для выявления этой закономерности клетки какого-либо вида помещают в жидкую питательную среду и через определенные интервалы времени ведут подсчет живых микробов. Результаты выражают в виде зависимости логарифма числа клеток от времени. На протяжении всего опыта питательные вещества в среду не добавляются, продукты обмена клеток не удаляются. Такая культура носит называние статической.

Кривая роста статической культуры

В общем виде рост статической культуры во времени описывается кривой 1. На этой кривой можно выделить несколько участков (фаз развития), каждый из которых характеризуется индивидуальными условиями существования культуры. Клеткам в каждой фазе присущи своя скорость размножения, размеры и биохимическая активность. Кривая 2 характеризует процесс потребления клетками субстрата.

Фаза I — фаза задержки роста — носит название лаг-фазы (от англ. — отставание). В этот период клетки привыкают к новой среде. Скорость деления в начале фазы равна нулю, но к концу достигает максимально возможной для данного вида микроорганизмов величины.

Фаза II — фаза логарифмического роста. В этот период клетки делятся с максимальной постоянной скоростью. Количество питательных веществ еще не ограничено.

Клетки мелкие, большинство из них молодые и биологически активные, обладают наиболее ярко выраженными видовыми признаками. Скорость размножения в этой фазе характеризуется временем между двумя последовательными делениями клетки (продолжительность генерации). Если считать, что отрезок времени t произошло n генераций, то продолжительность генерации можно выразить как

= t/n

Если в начале опыта число клеток равнялось Сo, а за время t через n генераций — Сt то

Сt = Сo2n

Из выражения легко подсчитать число генераций

n = (lgGt - lgCo) / lg2

Подставляя значение n в выражение, находим продолжительность генерации . Продолжительность генерации для некоторых видов составляет 20—30 мин, а для других может составлять сутки.

Фаза III — замедления роста. Интенсивность деления клеток падает, так как изменяются условия существования культуры: истощаются запасы питательных веществ, в среде накапливаются ядовитые продукты обмена. Погибает все больше особей.

Фаза IV — фаза стационарного роста. В течение этой фазы численность живых клеток остается постоянной. Число вновь образующихся клеток равно числу погибающих.

Фаза V — фаза отмирания. Условия становятся все более неблагоприятными, число погибающих клеток непрерывно возрастает, так как в среде к началу этой фазы не остается питательных веществ, и микроорганизмы используют внутриклеточные вещества. Эту фазу называют также фазой эндогенного дыхания.

Длительность отдельных фаз зависит от условий внешней среды (температура, рН, концентрация питательных веществ) и может колебаться в значительных пределах у различных микроорганизмов.

Рассмотренные закономерности роста и развития чистой культуры оказались справедливыми и для активного ила, хотя он представляет собой сложное сообщество микроорганизмов.

www.ovode.net 2011