ความช่วยเหลือเกี่ยวกับ Tele2 ภาษี คำถาม

การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์

คำว่า "การเจริญเติบโต" หมายถึงการเพิ่มขึ้นของมวลไซโตพลาสซึมของเซลล์แต่ละเซลล์หรือกลุ่มของแบคทีเรียตามผลของการสังเคราะห์วัสดุของเซลล์ (เช่น โปรตีน, RNA, DNA) เมื่อถึงขนาดที่กำหนด เซลล์จะหยุดเติบโตและเริ่มเพิ่มจำนวน

การแพร่พันธุ์ของจุลินทรีย์หมายถึงความสามารถในการขยายพันธุ์ตนเองเพื่อเพิ่มจำนวนต่อหน่วยปริมาตร มิฉะนั้น เราสามารถพูดได้ว่า: การสืบพันธุ์เป็นการเพิ่มจำนวนบุคคลของประชากรจุลินทรีย์

แบคทีเรียแพร่พันธุ์เป็นส่วนใหญ่โดยการแบ่งตามขวางอย่างง่าย (การสืบพันธุ์ของพืช) ซึ่งเกิดขึ้นในระนาบที่แตกต่างกันโดยมีการก่อตัวของเซลล์ที่หลากหลาย กระบวนการแบ่งประกอบด้วยหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน ขั้นตอนแรกเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของกะบังตามขวางในส่วนตรงกลางของเซลล์ (รูปที่ 6) ซึ่งในขั้นต้นประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่แบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์แม่ออกเป็นเซลล์ลูกสองเซลล์ ควบคู่ไปกับสิ่งนี้ ผนังเซลล์ถูกสังเคราะห์ขึ้น ซึ่งก่อตัวเป็นพาร์ติชันที่เต็มเปี่ยมระหว่างเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ ในกระบวนการแบ่งตัวของแบคทีเรีย เงื่อนไขที่สำคัญคือการจำลองแบบ (สองเท่า) ของ DNA ซึ่งดำเนินการโดยเอนไซม์ DNA polymerase เมื่อ DNA ทำซ้ำกัน พันธะไฮโดรเจนจะขาดและ DNA สองเส้นจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งแต่ละเส้นจะอยู่ในเซลล์ลูก นอกจากนี้ DNA สายเดี่ยวของลูกสาวจะคืนพันธะไฮโดรเจนและสร้าง DNA สายคู่อีกครั้ง

การจำลองแบบของดีเอ็นเอและการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นในอัตราที่แน่นอนซึ่งมีอยู่ในจุลินทรีย์แต่ละชนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับอายุของการเพาะเลี้ยงและธรรมชาติของสารอาหาร ตัวอย่างเช่น อัตราการเจริญเติบโตของ Escherichia coli อยู่ในช่วง 16 ถึง 20 นาที; ใน mycobacterium tuberculosis การแบ่งจะเกิดขึ้นหลังจาก 18-20 ชั่วโมงเท่านั้น เซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมใช้เวลา 24 ชั่วโมง ด้วยเหตุนี้ แบคทีเรียในสปีชีส์ส่วนใหญ่จึงแพร่พันธุ์ได้เร็วกว่าเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเกือบ 100 เท่า

กระบวนการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่สามารถเปลี่ยนได้นั้นดำเนินไปอย่างไม่สม่ำเสมอ มันกำหนดสี่ขั้นตอนหลัก

1. ระยะเริ่มต้น (ระยะล่าช้า) หรือระยะพักในเวลานี้วัฒนธรรมปรับให้เข้ากับสารอาหาร ในเซลล์จุลินทรีย์เนื้อหาของ RNA จะเพิ่มขึ้นและด้วยความช่วยเหลือของมัน การสังเคราะห์เอนไซม์ที่จำเป็นจึงเกิดขึ้น

2. เฟสเลขชี้กำลัง (ลอการิทึม)โดดเด่นด้วยการเพิ่มขึ้นสูงสุดของเซลล์ในวัฒนธรรม จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ (1, 2.4, 8, 16, 256 เป็นต้น) ในเวลานี้เซลล์ที่มีอายุน้อยและมีฤทธิ์ทางชีวภาพส่วนใหญ่อยู่ในสื่อ ในตอนท้ายของขั้นตอนเมื่อสื่อหมดลงสารที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ที่กำหนดจะหายไปปริมาณออกซิเจนลดลงผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมเพิ่มขึ้น - การเจริญเติบโตของวัฒนธรรมช้าลง เส้นโค้งค่อยๆ สมมติขึ้นในแนวนอน

3. เฟสนิ่ง,หรือระยะเวลาครบกำหนด กราฟแสดงเส้นที่ขนานกับแกน x มีความสมดุลระหว่างจำนวนเซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่และเซลล์ที่ตายแล้ว จำนวนสื่อลดลง, ความหนาแน่นของเซลล์ในประชากรเพิ่มขึ้น, พิษของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมเพิ่มขึ้น - ทั้งหมดนี้ทำให้เซลล์ตาย

4. ระยะที่กำลังจะตายในระยะนี้ไม่เพียง แต่ลดลง แต่ยังสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ด้วย รูปแบบที่เสื่อมโทรมปรากฏขึ้นเช่นเดียวกับสปอร์ หลังจากนั้นไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือน วัฒนธรรมก็ตายลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากของเสียที่เป็นพิษไม่เพียงยับยั้ง แต่ยังฆ่าเซลล์จุลินทรีย์ด้วย

ดังนั้นด้วยกระบวนการเมแทบอลิซึมทำให้กิจกรรมที่สำคัญของเซลล์จุลินทรีย์ยังคงอยู่ แอโรบิกต้องการออกซิเจนในการหายใจ ในขณะที่แอนแอโรบิกใช้การหายใจและการหมักของไนเตรตและซัลเฟต จุลินทรีย์ดูดซับสารอินทรีย์และอนินทรีย์จากสภาพแวดล้อมภายนอก ออกซิไดซ์ซึ่งได้รับพลังงานที่จำเป็นและองค์ประกอบพลาสติก ผลลัพธ์คือการเติบโตของเซลล์ เมื่อถึงระยะการเจริญเติบโตที่จำเป็นแล้ว เซลล์จะขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัวอย่างง่าย ในช่วงเวลาของกิจกรรมชีวิต จุลินทรีย์จะค่อยๆ กินสารอาหาร ปล่อยสารของพวกมันออกสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมและทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับชีวิต

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียโดยฟิชชันเป็นวิธีการทั่วไปในการเพิ่มขนาดของประชากรจุลินทรีย์ หลังจากการแบ่งตัว แบคทีเรียจะเติบโตจนถึงขนาดเดิมซึ่งต้องการสารบางอย่าง (ปัจจัยการเจริญเติบโต)

วิธีการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียนั้นแตกต่างกัน แต่สำหรับสปีชีส์ส่วนใหญ่รูปแบบการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศนั้นมีอยู่ในวิธีการแบ่งตัว แบคทีเรียไม่ค่อยแพร่พันธุ์โดยการแตกหน่อ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของแบคทีเรียมีอยู่ในรูปแบบดั้งเดิม

ข้าว. 1. ในภาพ เซลล์แบคทีเรียอยู่ในขั้นตอนการแบ่งตัว

เครื่องมือทางพันธุกรรมของแบคทีเรีย

เครื่องมือทางพันธุกรรมของแบคทีเรียนั้นแสดงด้วย DNA เดียว - โครโมโซม DNA ถูกปิดในวงแหวน โครโมโซมอยู่ในนิวคลีโอไทด์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม เซลล์แบคทีเรียประกอบด้วยพลาสมิด

นิวเคลียส

นิวเคลียสมีความคล้ายคลึงกับนิวเคลียส ตั้งอยู่ตรงกลางเซลล์ DNA มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น - ผู้ให้บริการข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปแบบพับ DNA ที่ไม่บิดมีความยาวถึง 1 มม. สารนิวเคลียสของเซลล์แบคทีเรียไม่มีเยื่อหุ้ม นิวเคลียส และโครโมโซมชุดหนึ่ง และไม่ถูกแบ่งโดยไมโทซิส ก่อนการแบ่งตัว นิวคลีโอไทด์จะเพิ่มเป็นสองเท่า ระหว่างการแบ่งตัว จำนวนนิวคลีโอไทด์จะเพิ่มขึ้นเป็น 4

ข้าว. 2. ในภาพ เซลล์แบคทีเรียบนบาดแผล มองเห็นนิวคลีโอไทด์ได้ในส่วนกลาง

พลาสมิด

พลาสมิดเป็นโมเลกุลอิสระที่พับเป็นวงแหวนของ DNA ที่มีเกลียวสองเส้น มวลของพวกมันน้อยกว่ามวลของนิวคลีโอไทด์มาก แม้ว่าข้อมูลทางพันธุกรรมจะถูกเข้ารหัสใน DNA ของพลาสมิด แต่ก็ไม่มีความสำคัญและจำเป็นสำหรับเซลล์แบคทีเรีย

ข้าว. 3. ภาพแสดงพลาสมิดของแบคทีเรีย

ขั้นตอนการแบ่ง

หลังจากถึงขนาดที่กำหนดในเซลล์ของผู้ใหญ่แล้ว กลไกการแบ่งตัวจะเริ่มทำงาน

การจำลองแบบของดีเอ็นเอ

การจำลองแบบของ DNA นำหน้าการแบ่งเซลล์ Mesosomes (ส่วนพับของเยื่อหุ้มเซลล์ของไซโตพลาสซึม) ถือ DNA ไว้จนกว่ากระบวนการแบ่งตัว (การจำลองแบบ) จะเสร็จสิ้น

การจำลองแบบของ DNA นั้นดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ DNA polymerase ในระหว่างการจำลองแบบ พันธะไฮโดรเจนใน DNA 2 สายจะถูกทำลาย ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ DNA สายเดี่ยวของลูกสาวสองคนก่อตัวขึ้นจาก DNA หนึ่งเส้น ต่อจากนั้น เมื่อ DNA ของลูกสาวเข้ามาแทนที่ในเซลล์ลูกสาวที่แยกออกมา พวกมันจะถูกเรียกคืน

ทันทีที่การจำลองแบบของ DNA เสร็จสิ้น การหดตัวจะปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ แบ่งครึ่งเซลล์ ขั้นแรก นิวคลีโอไทด์จะผ่านการแบ่งตัว จากนั้นจึงเข้าสู่ไซโตพลาสซึม การสังเคราะห์ผนังเซลล์เสร็จสิ้นการแบ่งตัว

ข้าว. 4. รูปแบบการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย

การแลกเปลี่ยนส่วนดีเอ็นเอ

ในเฮย์บาซิลลัส กระบวนการจำลองแบบดีเอ็นเอจะเสร็จสมบูรณ์โดยการแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอ 2 ส่วน

หลังจากการแบ่งเซลล์แล้วจะมีการสร้างสะพานซึ่ง DNA ของเซลล์หนึ่งผ่านเข้าสู่อีกเซลล์หนึ่ง จากนั้น DNA ทั้งสองจะพันกัน บางส่วนของ DNA ทั้งสองติดกัน ที่จุดยึดเกาะ จะมีการแลกเปลี่ยนส่วนของดีเอ็นเอ หนึ่งในดีเอ็นเอกลับไปที่เซลล์แรกตามจัมเปอร์

ข้าว. 5. การเปลี่ยนแปลงของการแลกเปลี่ยน DNA ในเฮย์บาซิลลัส

ประเภทของการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย

หากการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นก่อนกระบวนการแบ่งเซลล์ ก็จะเกิดแท่งหลายเซลล์และ cocci

ด้วยการแบ่งเซลล์แบบซิงโครนัส เซลล์ลูกที่สมบูรณ์สองเซลล์จะก่อตัวขึ้น

หากนิวคลีโอไทด์แบ่งตัวเร็วกว่าตัวเซลล์เอง แบคทีเรียหลายนิวคลีโอไทด์ก็จะเกิดขึ้น

วิธีแยกแบคทีเรีย

หารด้วยการทำลาย

การแบ่งตัวโดยการทำลายเป็นลักษณะของแบคทีเรียแอนแทรกซ์ อันเป็นผลมาจากการแบ่งนี้ เซลล์จะแตกที่ข้อต่อ ทำลายสะพานไซโตพลาสซึม จากนั้นพวกมันก็ผลักกันสร้างโซ่

การแยกแบบเลื่อน

ด้วยการแยกแบบเลื่อนหลังจากการแบ่ง เซลล์จะแยกออกจากกันและเลื่อนไปบนพื้นผิวของเซลล์อื่น วิธีการแยกนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับ Escherichia บางรูปแบบ

แยก

ด้วยการแยกส่วน เซลล์ที่แบ่งเซลล์หนึ่งจะอธิบายส่วนโค้งของวงกลมโดยมีจุดสิ้นสุดที่ว่าง ซึ่งจุดศูนย์กลางคือจุดที่สัมผัสกับเซลล์อื่น ก่อตัวเป็นรูปโรมันห้าหรือรูปลิ่ม (corynebacterium diphtheria, listeria)

ข้าว. 6. ในภาพ แบคทีเรียรูปแท่งสร้างเป็นโซ่ (แอนแทรกซ์ โร้ด)

ข้าว. 7. ในภาพ วิธีการเลื่อนเพื่อแยก Escherichia coli

ข้าว. 8. วิธีการแยก Corynebacteria แบบ Splitting

มุมมองของกลุ่มแบคทีเรียหลังการแบ่งตัว

การสะสมของเซลล์ที่มีการแบ่งตัวมีรูปร่างที่หลากหลายซึ่งขึ้นอยู่กับทิศทางของระนาบการแบ่งตัว

แบคทีเรียทรงกลมจัดทีละคน ทีละสองคน (diplococci) เป็นถุง เป็นโซ่ หรือเหมือนพวงองุ่น แบคทีเรียรูปแท่ง - เป็นสายโซ่

แบคทีเรียเกลียว- วุ่นวาย

ข้าว. 9. ภาพแสดง micrococci มีลักษณะกลมเกลี้ยง สีขาว สีเหลืองและสีแดง Micrococci มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ พวกมันอาศัยอยู่ในโพรงต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์

ข้าว. 10. ในภาพแบคทีเรีย Diplococcus - Streptococcus pneumoniae

ข้าว. 11. แบคทีเรีย Sarcina ในภาพ แบคทีเรีย Coccoid จะรวมกันเป็นแพ็คเก็ต

ข้าว. 12. ในภาพคือแบคทีเรียสเตรปโตคอคคัส (จากภาษากรีก "สเตรปโตส" - โซ่) เรียงกันเป็นลูกโซ่. พวกเขาเป็นสาเหตุของโรคต่างๆ

ข้าว. 13. ในภาพ แบคทีเรียคือ Staphylococci "สีทอง" เรียงกันเหมือน "พวงองุ่น". กระจุกมีสีทอง พวกเขาเป็นสาเหตุของโรคต่างๆ

ข้าว. 14. ในภาพ แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนของเชื้อเล็ปโตสไปราเป็นสาเหตุของโรคหลายชนิด

ข้าว. 15. ในภาพคือแบคทีเรียรูปแท่งของสกุล Vibrio

อัตราการแบ่งตัวของแบคทีเรีย

อัตราการแบ่งตัวของแบคทีเรียสูงมาก โดยเฉลี่ยแล้ว แบคทีเรีย 1 เซลล์จะแบ่งตัวทุกๆ 20 นาที ภายในเวลาเพียงหนึ่งวัน หนึ่งเซลล์สร้างลูกหลานได้ 72 รุ่น Mycobacterium tuberculosis แบ่งตัวได้ช้า กระบวนการแบ่งทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 14 ชั่วโมง

ข้าว. 16. ภาพถ่ายแสดงกระบวนการแบ่งเซลล์ของ Streptococcus

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของแบคทีเรีย

ในปี 1946 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในรูปแบบดั้งเดิม ในกรณีนี้เซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิง) จะไม่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม เซลล์บางเซลล์แลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม ( การผสมผสานทางพันธุกรรม).

การถ่ายโอนยีนเกิดขึ้นจาก การผันคำกริยา— การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปแบบทิศทางเดียว พลาสมิดเมื่อสัมผัสระหว่างเซลล์แบคทีเรีย

พลาสมิดเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอขนาดเล็ก พวกมันไม่เกี่ยวข้องกับจีโนมของโครโมโซมและสามารถทำซ้ำได้เอง พลาสมิดมียีนที่เพิ่มความต้านทานของเซลล์แบคทีเรียต่อสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย แบคทีเรียมักจะถ่ายทอดยีนเหล่านี้ให้กันและกัน นอกจากนี้ยังมีการบันทึกการถ่ายโอนข้อมูลยีนไปยังแบคทีเรียของสายพันธุ์อื่น

ในกรณีที่ไม่มีกระบวนการทางเพศที่แท้จริง การผันคำกริยามีบทบาทอย่างมากในการแลกเปลี่ยนลักษณะที่เป็นประโยชน์ สิ่งนี้ถ่ายโอนความสามารถของแบคทีเรียเพื่อแสดงการดื้อยา สำหรับมนุษยชาติ การแพร่เชื้อดื้อยาปฏิชีวนะระหว่างกลุ่มประชากรที่ก่อให้เกิดโรคเป็นสิ่งที่อันตรายอย่างยิ่ง

ข้าว. 17. ในภาพ ช่วงเวลาของการผัน Escherichia coli สองตัวเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนของการพัฒนาประชากรแบคทีเรีย

เมื่อหว่านบนอาหารเลี้ยงเชื้อการพัฒนาประชากรแบคทีเรียต้องผ่านหลายขั้นตอน

ระยะเริ่มต้น

ระยะเริ่มต้นคือช่วงเวลาตั้งแต่เริ่มหว่านจนถึงเติบโต โดยเฉลี่ยระยะเริ่มต้นจะใช้เวลา 1-2 ชั่วโมง

ระยะการเจริญพันธุ์ล่าช้า

นี่คือขั้นตอนของการเจริญเติบโตอย่างเข้มข้นของแบคทีเรีย ระยะเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับอายุของการเลี้ยง, ระยะเวลาของการปรับตัว, คุณภาพของอาหารเลี้ยงเชื้อ ฯลฯ

เฟสลอการิทึม

ในระยะนี้จะมีการสังเกตจุดสูงสุดของอัตราการสืบพันธุ์และการเพิ่มขึ้นของประชากรแบคทีเรีย ระยะเวลาคือ 5 - 6 ชั่วโมง

เฟสของการเร่งความเร็วเชิงลบ

ในระยะนี้จะมีการสังเกตการลดลงของอัตราการสืบพันธุ์ จำนวนแบคทีเรียที่แบ่งตัวลดลง และจำนวนแบคทีเรียที่ตายแล้วเพิ่มขึ้น สาเหตุของการเร่งความเร็วเชิงลบคือการพร่องของสารอาหาร ระยะเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง

เฟสสูงสุดคงที่

ในระยะหยุดนิ่งจะมีการสังเกตจำนวนผู้เสียชีวิตและที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่ ระยะเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง

ระยะเร่งการตาย

ในระยะนี้ จำนวนเซลล์ที่ตายแล้วจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ระยะเวลาประมาณ 3 ชั่วโมง

เฟสของลอการิทึมตาย

ในระยะนี้ เซลล์แบคทีเรียจะตายในอัตราคงที่ ระยะเวลาประมาณ 5 ชั่วโมง

เฟสที่ลดลง

ในระยะนี้ เซลล์แบคทีเรียที่มีชีวิตที่เหลืออยู่จะเข้าสู่สถานะพักตัว

ข้าว. 18. รูปแสดงเส้นโค้งการเจริญเติบโตของประชากรแบคทีเรีย

ข้าว. 19. ภาพถ่ายแสดงโคโลนีสีเขียวอมฟ้าของ Pseudomonas aeruginosa, โคโลนีสีเหลืองของ micrococci, โคโลนีสีแดงเลือดของ Bacterium prodigiosum และโคโลนีสีดำของ Bacteroides niger

ข้าว. 20. ภาพถ่ายแสดงกลุ่มแบคทีเรีย แต่ละอาณานิคมเป็นลูกหลานของเซลล์เดียว ในโคโลนีหนึ่งๆ มีจำนวนเซลล์เป็นล้านเซลล์ อาณานิคมเติบโตใน 1-3 วัน

การแบ่งตัวของแบคทีเรียที่ไวต่อสนามแม่เหล็ก

ในปี 1970 มีการค้นพบแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในทะเลซึ่งมีความรู้สึกเหมือนแม่เหล็ก อำนาจแม่เหล็กทำให้สิ่งมีชีวิตที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้เคลื่อนที่ไปตามเส้นสนามแม่เหล็กโลกและค้นหากำมะถัน ออกซิเจน และสารอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับมัน "เข็มทิศ" ของพวกเขาแสดงด้วยแมกนีโตโซมซึ่งประกอบด้วยแม่เหล็ก เมื่อทำการแบ่งตัว แบคทีเรียที่ไวต่อสนามแม่เหล็กจะแบ่งเข็มทิศของพวกมัน ในกรณีนี้ การหดตัวระหว่างการแบ่งตัวจะไม่เพียงพออย่างชัดเจน ดังนั้นเซลล์แบคทีเรียจึงโค้งงอและแตกหักอย่างแหลมคม

ข้าว. 21. ภาพถ่ายแสดงช่วงเวลาของการแบ่งตัวของแบคทีเรียที่ไวต่อสนามแม่เหล็ก

การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

ในช่วงเริ่มต้นของการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย โมเลกุลดีเอ็นเอ 2 โมเลกุลจะแยกออกจากกันไปยังปลายเซลล์ที่แตกต่างกัน จากนั้นเซลล์จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่า ๆ กันซึ่งแยกออกจากกันและเพิ่มเป็นขนาดดั้งเดิม อัตราการแบ่งตัวของแบคทีเรียหลายชนิดโดยเฉลี่ย 20-30 นาที ภายในเวลาเพียงหนึ่งวัน หนึ่งเซลล์สร้างลูกหลานได้ 72 รุ่น

มวลของเซลล์ในกระบวนการเติบโตและการพัฒนาจะดูดซับสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เอื้ออำนวย - อุณหภูมิ, ปริมาณสารอาหารที่เพียงพอ, ค่า pH ที่จำเป็นของสิ่งแวดล้อม เซลล์แอโรบิกต้องการออกซิเจน สำหรับแอนแอโรบิกนั้นเป็นอันตราย อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียในธรรมชาติไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้อย่างไม่จำกัด แสงแดด อากาศแห้ง การขาดอาหาร อุณหภูมิแวดล้อมที่สูง และปัจจัยอื่นๆ มีผลเสียต่อเซลล์แบคทีเรีย

ข้าว. 22. ในภาพคือช่วงเวลาของการแบ่งเซลล์

ปัจจัยการเจริญเติบโต

การเจริญเติบโตของแบคทีเรียต้องการสารบางชนิด (ปัจจัยการเจริญเติบโต) ซึ่งบางชนิดสังเคราะห์ขึ้นโดยเซลล์เอง และบางชนิดมาจากสิ่งแวดล้อม แบคทีเรียทั้งหมดมีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับปัจจัยการเจริญเติบโต

ความต้องการปัจจัยการเจริญเติบโตเป็นคุณลักษณะที่คงที่ ซึ่งทำให้สามารถใช้สำหรับการระบุแบคทีเรีย การเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อ และใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพ

ปัจจัยการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย (วิตามินจากแบคทีเรีย) เป็นองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งส่วนใหญ่เป็นวิตามินบีที่ละลายน้ำได้ กลุ่มนี้ยังรวมถึงเฮมิน โคลีน พิวรีน และไพริมิดีนเบส และกรดอะมิโนอื่นๆ ในกรณีที่ไม่มีปัจจัยการเจริญเติบโตแบคทีเรียจะเกิดขึ้น

แบคทีเรียใช้โกรทแฟคเตอร์ในปริมาณที่น้อยที่สุดและไม่เปลี่ยนแปลง สารเคมีจำนวนหนึ่งในกลุ่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ระดับเซลล์

ข้าว. 23. ในภาพ ช่วงเวลาของการแบ่งตัวของแบคทีเรียรูปแท่ง

ปัจจัยการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่สำคัญที่สุด

• วิตามินบี 1 (ไทอามีน). มีส่วนร่วมในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต
• วิตามินบี 2 (ไรโบฟลาวิน). มีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์
• กรด pantothenicเป็นส่วนสำคัญของโคเอนไซม์เอ
• วิตามินบี 6 (ไพริดอกซิ). มีส่วนร่วมในการเผาผลาญกรดอะมิโน
• วิตามินบี 12(cobalamins เป็นสารที่มีโคบอลต์) พวกเขามีส่วนร่วมในการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์
• กรดโฟลิค. อนุพันธ์บางส่วนเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่กระตุ้นการสังเคราะห์เบสพิวรีนและไพริมิดีน รวมทั้งกรดอะมิโนบางชนิด
• ไบโอติน. มีส่วนร่วมในการเผาผลาญไนโตรเจนและยังกระตุ้นการสังเคราะห์กรดไขมันไม่อิ่มตัว
• วิตามินพีพี(กรดนิโคตินิก). มีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์ การก่อตัวของเอนไซม์และการเผาผลาญไขมันและคาร์โบไฮเดรต
• วิตามินเอช(กรดพาราอะมิโนเบนโซอิก). เป็นปัจจัยการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหลายชนิด รวมทั้งแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์ กรดโฟลิกสังเคราะห์จากกรดพาราอะมิโนเบนโซอิก
• จีมิน. เป็นส่วนสำคัญของเอนไซม์บางชนิดที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชั่น
• โคลีน. มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ไขมันของผนังเซลล์ เป็นผู้จัดหากลุ่มเมธิลในการสังเคราะห์กรดอะมิโน
• เบสพิวรีนและไพริมิดีน(อะดีนีน, กวานีน, แซนทีน, ไฮโปแซนทีน, ไซโตซีน, ไทมีนและยูราซิล) สารที่จำเป็นส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิก
• กรดอะมิโน. สารเหล่านี้เป็นส่วนประกอบของโปรตีนในเซลล์

ต้องการปัจจัยการเจริญเติบโตของแบคทีเรียบางชนิด

Auxotrophsเพื่อรักษาชีวิตพวกเขาต้องการสารเคมีจากภายนอก ตัวอย่างเช่น คลอสตริเดียไม่สามารถสังเคราะห์เลซิตินและไทโรซีนได้ Staphylococci ต้องการปริมาณเลซิตินและอาร์จินีน Streptococci ต้องการปริมาณกรดไขมัน - ส่วนประกอบของฟอสโฟลิปิด Corynebacteria และ Shigella ต้องการปริมาณกรดนิโคตินิก Staphylococcus aureus, pneumococcus และ brucella ต้องการปริมาณวิตามินบี 1 Streptococci และบาดทะยักบาซิลลัส - ในกรด pantothenic

โปรโตโทรฟสังเคราะห์สารที่จำเป็นอย่างอิสระ

ข้าว. 24. สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันส่งผลต่อการเติบโตของอาณานิคมของแบคทีเรียในรูปแบบต่างๆ ทางด้านซ้าย - การเจริญเติบโตที่มั่นคงในรูปแบบของวงกลมที่ขยายตัวอย่างช้าๆ ทางด้านขวา - การเติบโตอย่างรวดเร็วในรูปแบบของ "หน่อ"

การศึกษาความต้องการของแบคทีเรียสำหรับปัจจัยการเจริญเติบโตช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับจุลินทรีย์จำนวนมาก ซึ่งจำเป็นมากในการผลิตยาต้านจุลชีพ ซีรั่ม และวัคซีน

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบคทีเรียในบทความ:

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียเป็นกลไกในการเพิ่มจำนวนประชากรจุลินทรีย์ การแบ่งตัวของแบคทีเรียเป็นโหมดหลักของการสืบพันธุ์ หลังจากแบ่งตัวแล้ว แบคทีเรียควรมีขนาดเท่ากับตัวเต็มวัย แบคทีเรียเติบโตโดยการดูดซึมสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมอย่างรวดเร็ว การเจริญเติบโตต้องการสารบางอย่าง (ปัจจัยการเจริญเติบโต) ซึ่งบางส่วนสังเคราะห์ขึ้นโดยเซลล์ของแบคทีเรียเอง และบางส่วนมาจากสิ่งแวดล้อม

จากการศึกษาการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของจุลินทรีย์อย่างต่อเนื่อง การใช้ในชีวิตประจำวันและในการผลิตถูกจำกัดด้วยคุณสมบัติเท่านั้น

กิจกรรมของแบคทีเรียมีลักษณะการเจริญเติบโต- การก่อตัวขององค์ประกอบโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์และการเพิ่มขึ้นของเซลล์แบคทีเรียเอง เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์- การสืบพันธุ์ด้วยตนเองนำไปสู่การเพิ่มจำนวนเซลล์แบคทีเรียในประชากร

แบคทีเรียทวีคูณโดยการแบ่งตัวของไบนารีในครึ่ง น้อยกว่าโดยการแตกหน่อ Actinomycetes เช่นเดียวกับเชื้อรา สามารถขยายพันธุ์ด้วยสปอร์ แอคติโนมัยสีทเป็นแบคทีเรียที่แตกแขนง ขยายพันธุ์โดยการแตกตัวของเซลล์เส้นใย แบคทีเรียแกรมบวกแบ่งโดยการแทรกซึมของพาร์ติชันของการแบ่งส่วนสังเคราะห์เข้าไปในเซลล์ และแบคทีเรียแกรมลบแบ่งตามการหดตัวอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของรูปทรงดัมเบลซึ่งเซลล์ที่เหมือนกันสองเซลล์ถูกสร้างขึ้น

การแบ่งเซลล์มาก่อนการจำลองแบบของโครโมโซมของแบคทีเรียตามประเภทกึ่งอนุรักษ์นิยม (สายโซ่ DNA แบบเกลียวคู่เปิดขึ้นและแต่ละเส้นจะเสร็จสมบูรณ์โดยสายเสริม) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มโมเลกุล DNA ของนิวเคลียสของแบคทีเรีย - นิวเคลียสเป็นสองเท่า

การจำลองแบบของ DNA เกิดขึ้นในสามขั้นตอน: การเริ่มต้น การยืดตัว หรือการเติบโตแบบลูกโซ่ และการสิ้นสุด

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของเหลวแบคทีเรียเพาะเมล็ดในปริมาณที่ไม่เปลี่ยนแปลงของสารอาหาร เพิ่มจำนวน กินสารอาหาร ซึ่งต่อมาจะนำไปสู่การพร่องของสารอาหารและการหยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียในระบบดังกล่าวเรียกว่าการเพาะเลี้ยงเป็นระยะ และการเพาะเชื้อเรียกว่าเป็นระยะ หากเงื่อนไขการเพาะปลูกได้รับการดูแลโดยการจัดหาสารอาหารสดอย่างต่อเนื่องและการไหลออกของของเหลวเพาะเลี้ยงในปริมาตรเดียวกัน การเพาะเลี้ยงดังกล่าวจะเรียกว่าต่อเนื่อง และการเพาะเลี้ยงจะเรียกว่าต่อเนื่อง

เมื่อแบคทีเรียเติบโตบนอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของเหลว จะสังเกตเห็นการเจริญเติบโตของเชื้อที่ใกล้ก้น กระจาย หรือพื้นผิว (ในรูปของฟิล์ม) การเจริญเติบโตของแบคทีเรียเป็นระยะ ๆ ที่เลี้ยงบนอาหารเหลวนั้นแบ่งออกเป็นหลายระยะหรือหลายช่วงเวลา:

1. ระยะล่าช้า

2. ระยะการเจริญเติบโตของลอการิทึม

3. ระยะการเจริญเติบโตคงที่หรือความเข้มข้นสูงสุด

แบคทีเรีย;

4. ระยะการตายของแบคทีเรีย

ระยะเหล่านี้สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกเป็นส่วนของเส้นโค้งการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ซึ่งสะท้อนถึงการพึ่งพาลอการิทึมของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตในช่วงเวลาของการเพาะปลูก

เฟสล่าช้า- ระยะเวลาระหว่างการหว่านแบคทีเรียและการเริ่มต้นของการสืบพันธุ์ ระยะเวลาของระยะล่าช้าโดยเฉลี่ย 4-5 ชั่วโมง ในขณะเดียวกันแบคทีเรียจะเพิ่มขนาดและเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งตัว ปริมาณกรดนิวคลีอิก โปรตีน และส่วนประกอบอื่นๆ จะเพิ่มขึ้น

ระยะการเจริญเติบโตของลอการิทึม (เลขชี้กำลัง)เป็นช่วงที่มีการแบ่งตัวของแบคทีเรียอย่างเข้มข้น ระยะเวลาประมาณ 5-6 ชั่วโมง ภายใต้สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสม แบคทีเรีย สามารถแบ่งตัวได้ทุก 20-40 นาที ในช่วงนี้ แบคทีเรียจะอ่อนแอที่สุด ซึ่งอธิบายได้จากความไวสูงของส่วนประกอบเมตาบอลิซึมของเซลล์ที่เติบโตอย่างรวดเร็วต่อสารยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน กรดนิวคลีอิก ฯลฯ

จากนั้นมาระยะการเจริญเติบโตคงที่โดยที่จำนวนเซลล์ที่มีชีวิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งประกอบขึ้นเป็นระดับสูงสุด (ความเข้มข้น M) ระยะเวลาจะแสดงเป็นชั่วโมงและแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรีย ลักษณะเฉพาะ และการเพาะเลี้ยง

ระยะการตายทำให้กระบวนการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเสร็จสมบูรณ์โดดเด่นด้วยการตายของแบคทีเรียในสภาวะการพร่องของแหล่งที่มาของสารอาหารและการสะสมของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของแบคทีเรียในนั้น ระยะเวลาแตกต่างกันไปตั้งแต่ 10 ชั่วโมงถึงหลายสัปดาห์ ความเข้มข้นของการเจริญเติบโตและการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงองค์ประกอบที่เหมาะสมของอาหารเลี้ยงเชื้อ ศักยภาพรีดอกซ์ ค่า pH อุณหภูมิ ฯลฯ

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่นแบคทีเรียที่เติบโตบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่นจะก่อตัวเป็นโคโลนีทรงกลมที่แยกออกมาโดยมีขอบที่เท่ากันหรือไม่เรียบ (รูปตัว S และรูปตัว R) ซึ่งมีความสม่ำเสมอและสีต่างกัน ขึ้นอยู่กับเม็ดสีของแบคทีเรีย

เม็ดสีที่ละลายน้ำได้จะกระจายตัวเข้าสู่สารอาหารและให้สี เม็ดสีอีกกลุ่มหนึ่งไม่ละลายในน้ำแต่ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ และสุดท้าย มีรงควัตถุที่ไม่ละลายในน้ำหรือในสารประกอบอินทรีย์

สารสีที่พบมากที่สุดในบรรดาจุลินทรีย์ ได้แก่ แคโรทีน แซนโทฟิลล์ และเมลานิน เมลานินเป็นเม็ดสีสีดำ สีน้ำตาล หรือสีแดงที่ไม่ละลายน้ำซึ่งสังเคราะห์จากสารประกอบฟีนอล เมลานินรวมถึง catalase, superoxide cismutase และ peroxidases ปกป้องจุลินทรีย์จากผลกระทบของอนุมูลออกซิเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นพิษ เม็ดสีจำนวนมากมีฤทธิ์ต้านจุลชีพและยาปฏิชีวนะ

เส้นโค้งการเติบโตแสดงลักษณะการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียภายใต้สภาวะแวดล้อมบางอย่าง เส้นโค้งการเจริญเติบโตได้มาจากการศึกษาการเพาะเลี้ยงแบบแบทช์

วัฒนธรรมเป็นระยะนี่คือประชากรของจุลินทรีย์ที่พัฒนาในสภาพแวดล้อมในปริมาณที่ จำกัด โดยไม่ได้รับสารอาหาร

ระยะที่ 1 - เริ่มต้น - แบคทีเรียเติบโตแต่ไม่เพิ่มจำนวน

ระยะที่ 2 - ระยะการเจริญเติบโตของ lg - แบคทีเรียเพิ่มจำนวนอย่างเข้มข้น

3 เฟส - นิ่ง - สืบพันธุ์ - เท่ากับตาย

ระยะที่ 4 - ความตาย - ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมสะสม, สารอาหารหมดลง, แบคทีเรียตาย

ปัจจัยภายนอกอาจมี

• การกระทำของแบคทีเรีย- ยับยั้งการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
• การกระทำฆ่าเชื้อแบคทีเรีย- ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

เอนไซม์แบคทีเรีย

- เอนไซม์- โปรตีนเฉพาะที่กระตุ้นปฏิกิริยาเคมี เอนไซม์ทำให้เกิดการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและการเสียรูปของโมเลกุลสารตั้งต้น สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของพันธะภายในโมเลกุล พลังงานกระตุ้นลดลงและปฏิกิริยาเร่งขึ้น

การจำแนกประเภทของเอนไซม์ -

1. ตามประเภทของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยา - ออกซิโดรีดักเตส, ไลเอส, ทรานสเฟอร์เรส, ไฮโดรเลส ฯลฯ
2. โดยการแปล - เอ็นโดเอนไซม์ - เร่งปฏิกิริยาภายในเซลล์ Exoenzymes - หลั่งออกมาจากเซลล์แบคทีเรีย กระตุ้นการสลายตัว
3. การควบคุมการก่อตัวทางพันธุกรรม - องค์ประกอบ (ในช่วงวงจรชีวิตทั้งหมดการมีอยู่ของสารตั้งต้นไม่ส่งผลกระทบต่อ) เหนี่ยวนำ - พวกมันถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการปรากฏตัวของสารตั้งต้น
4. ตามพื้นผิว - โปรตีโอไลติก - สลายโปรตีน, แซคคาโรไลติก - สลายคาร์โบไฮเดรต, ลิโพลิติก - สลายไขมัน

ความสำคัญของเอนไซม์

1. มีการพิจารณาการสังเคราะห์เอนไซม์ดังนั้นการกำหนดคุณสมบัติของเอนไซม์จึงทำหน้าที่ในการระบุสิ่งมีชีวิต

2. เอนไซม์ของแบคทีเรียเป็นตัวกำหนดความสามารถในการก่อโรค

3. คุณสมบัติของเอนไซม์ใช้ในอุตสาหกรรมจุลชีววิทยา

การตรวจหาเอนไซม์ของแบคทีเรีย

โปรตีเอสสลายโปรตีนเป็นกรดอะมิโน ยูเรีย อินโดล ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีโปรตีน โปรตีเอสจะถูกตรวจพบโดยแยกผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ใช้เจลาติน, การทำให้เหลวของตัวกลาง. เกี่ยวกับหางนมเปรี้ยวตามการทำให้เป็นของเหลวและนมตามการชี้แจง เคซีน - จะแตกตัว โปรตีนจะจับตัวเป็นก้อน ที่ BCH สำหรับการปล่อยก๊าซอินโดลและไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งตรวจพบโดยใช้กระดาษบ่งชี้

การกำหนดเอนไซม์ที่สลายคาร์โบไฮเดรต - แซ็กคาโรไลติก เอนไซม์เหล่านี้จะย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตเป็นอัลดีไฮด์ กรด คาร์บอนไดออกไซด์ และ H2 ในการตรวจสอบให้ใช้ MPB หรือ MPA เพิ่มตัวบ่งชี้การก่อตัวของกรด + คาร์โบไฮเดรต + โฟลตสำหรับการก่อตัวของก๊าซ ตามหลักการนี้ สภาพแวดล้อมของ Gis และ Pestrel จะถูกสร้างขึ้น ถ้าแสงของสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนไป แก๊สจะถูกปล่อยออกมา คาร์โบไฮเดรตก็จะถูกแยกออก มีการใช้โมโนแซ็กคาไรด์ ตามหลักการนี้ แผง, แท็บเล็ต, ระบบตัวบ่งชี้กระดาษ, NIB - ระบบของกระดาษตัวบ่งชี้, หลอดพลังงานและอุปกรณ์สำหรับการบันทึกกิจกรรมของเอนไซม์ถูกสร้างขึ้น (กรดคาร์บอนิกเกิดขึ้น => จำเป็นต้องมีตัวบ่งชี้ที่มีค่า Ph)

ตรวจพบเอนไซม์ Lipolytic - ไลเปสใน JSA - วุ้นไข่แดงเกลือซึ่งมีไข่แดงซึ่งมีไขมันจำนวนมากและการทำลายไขมันจะมาพร้อมกับการตรัสรู้ของสื่อ

การเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์.

นี่คือการได้รับแบคทีเรียจำนวนมากบนอาหารเลี้ยงเชื้อ วัตถุประสงค์ของการเพาะปลูก ดำเนินการเพาะปลูกเพื่อ

1. การศึกษาคุณสมบัติทางจุลชีววิทยา

2. เพื่อวินิจฉัยการติดเชื้อ

3. เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ - จากแบคทีเรียหรือได้มาจากการใช้แบคทีเรีย

ยาดังกล่าวสามารถรักษา วินิจฉัย ป้องกัน เงื่อนไขในการเพาะเลี้ยงแบคทีเรีย

1. การมีสารอาหารครบถ้วน
2. อุณหภูมิที่เหมาะสม
3. บรรยากาศการเพาะปลูกมีทั้งออกซิเจนหรือไม่มี
4. เวลาเพาะปลูก - การเจริญเติบโตที่มองเห็นได้หลังจาก 18-48 ชั่วโมง แต่บางส่วน - วัณโรค - 3-4 สัปดาห์
5. แสง บางคนจะเติบโตเฉพาะในที่ที่มีแสง

วิธีการเพาะเลี้ยงแอโรบิก

1. นิ่ง - บนพื้นผิวของวุ้น
2. วิธีการปลูกลึกด้วยการเติมอากาศปานกลาง มีการเติมอากาศเพื่อละลายออกซิเจนในสิ่งแวดล้อม
3. การเพาะปลูกต่อเนื่อง - ใช้อาหารเลี้ยงเชื้อแบบไหล

คุณสมบัติทางวัฒนธรรมของจุลินทรีย์ สิ่งเหล่านี้คือคุณสมบัติของการเจริญเติบโตของแบคทีเรียบนอาหารเลี้ยงเชื้อ

บนอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของเหลว แบคทีเรียจะทำให้อาหารเลี้ยงมีความขุ่น สามารถสร้างตะกอนที่ก้นหอย ข้างขม่อม และสามารถสร้างฟิล์มบนพื้นผิวของอาหารเลี้ยงเชื้อได้ โคโลนีก่อตัวบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่น

อาณานิคม- การสะสมของจุลินทรีย์ชนิดเดียวกันที่แยกได้บนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่น มีขนาดพื้นผิวขอบรูปร่างความสม่ำเสมอโครงสร้างสี

ประเภทอาณานิคม

S-smooth - ทรงกลม ขอบเรียบ ผิวเรียบ

R-โคโลนี - ขรุขระ, ขอบไม่เรียบ, พื้นผิวเป็นลาย

Colony SR 0 ระดับกลาง - ขอบและพื้นผิวไม่เรียบเล็กน้อย

คุณสมบัติของการเพาะเลี้ยงแบบไม่ใช้ออกซิเจน สำหรับการเพาะเลี้ยงแบบไม่ใช้ออกซิเจน สภาวะที่ปราศจากออกซิเจนจะถูกสร้างขึ้น นี่คือความสำเร็จ

1. การงอกใหม่ของสารอาหาร - สารอาหารถูกต้มและออกซิเจนที่ละลายน้ำออกจากอาหาร
2. การใช้อุปกรณ์พิเศษ - anaerostats และ desiccator ในนั้นออกซิเจนจะถูกดูดซับโดยตัวดูดซับสารเคมีหรือถูกสูบออกจากอุปกรณ์
3. การเพิ่มสารรีดิวซ์ลงในตัวกลาง - สารที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายและรวดเร็ว - คาร์โบไฮเดรต, ซีสเตอีน, ชิ้นส่วนของอวัยวะในเนื้อเยื่อ, กรดแอสคอร์บิก ตามหลักการนี้ สภาพแวดล้อมสำหรับแอนแอโรบิกถูกสร้างขึ้น - Keith-Tarozzi - สภาพแวดล้อมสำหรับแอนแอโรบิก ประกอบด้วย BCH คาร์โบไฮเดรต และชิ้นส่วนของตับซึ่งมีซิสเทอีน
4. วิธีการเพาะพิเศษ. หว่านภายใต้น้ำมัน, หว่านในท่อ Veyon-Venyan, หว่านตาม Fortner Aerobes และ Anaerobes บรรจุอยู่ในถ้วย - Aerobes ดูดซับออกซิเจนและได้สภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การแยกตัวของวัฒนธรรมบริสุทธิ์

วัฒนธรรมที่บริสุทธิ์- ประชากรของจุลินทรีย์ชนิดเดียวกันที่แยกได้จากสารอาหารที่เป็นของเหลวหรือของแข็งในปริมาณมาก

เป้าหมายการคัดเลือก

1. การวินิจฉัยการติดเชื้อ การแยกเชื้อบริสุทธิ์เป็นพื้นฐานของวิธีการทางแบคทีเรีย ขึ้นอยู่กับการแยกตัวของวัฒนธรรมบริสุทธิ์และการระบุตัวตน การระบุคือคำจำกัดความของสายพันธุ์
2. การได้รับผลิตภัณฑ์ชีวภาพ
3. การศึกษาคุณสมบัติทางชีวภาพของแบคทีเรีย
4. การวิจัยด้านสุขอนามัยและสุขอนามัย

ขั้นตอนของการแยกวัฒนธรรมแอโรบิกที่บริสุทธิ์

1. ตรวจสอบส่วนผสม - เปื้อนคราบแกรม
2. การแยกสารผสมและการได้รับโคโลนี การแยกตัวดำเนินการ 1) ตาม Drygalsky - ลูบบนพื้นผิวของวุ้น วนวัสดุและฉีดเชื้อบนวุ้น หว่านไม้พายในหลาย ๆ ถ้วย 2) วิธีการเจือจางแบบอนุกรม 3) Koch - วิธีการเจือจางแบบอนุกรมในวุ้นหลอมเหลว
3. ตรวจความถี่โคโลนี สเมียร์ คราบแกรม
4. การย่อยวัสดุจากโคโลนีไปยังวุ้นเอียงเพื่อสะสมวัฒนธรรมที่บริสุทธิ์ วัฒนธรรมบริสุทธิ์ที่เลือกนั้นระบุด้วยคุณสมบัติ - ทางสัณฐานวิทยา, tinctorial, วัฒนธรรม, เอนไซม์และอื่น ๆ

การแยกเชื้อบริสุทธิ์แบบไม่ใช้ออกซิเจน

1. การสะสมของแอนแอโรบิก ผสมเชื้อบนอาหาร Kittarocy และอุ่นที่อุณหภูมิ 80 องศาเป็นเวลา 10 นาที Anaerobes ที่สร้างสปอร์จะถูกเก็บรักษาไว้ในขณะที่รูปแบบอื่น ๆ - พืชจะตาย จากนั้นจึงเพาะสารอาหารสปอร์งอกและสะสม

2. การได้รับโคโลนีตาม Zeisler โคโลนีแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะได้มาบนพื้นผิวของวุ้นใน Anaerostat ตาม Weinberg โคโลนีจะได้รับในหลอด Veyon-Vignal

3. ตรวจสอบความถี่ของโคโลนี - สเมียร์, คราบแกรม

4. การขยายอาณานิคมบนอาหาร Kittarocy, การสะสมโดย anaerobes, การเพาะเลี้ยงที่บริสุทธิ์

5. การระบุการกำหนดประเภทของไม่ใช้ออกซิเจน

วิธีอื่นในการแยกวัฒนธรรมที่บริสุทธิ์

1. สามารถใช้อุณหภูมิที่เหมาะสมได้
2. การแยกสปอร์เมื่อส่วนผสมได้รับความร้อนเป็นเวลา 10 นาทีที่ 80 องศา
3. ใช้ปรากฏการณ์รุม-กระจายเกินพื้นที่หว่าน.
4. วิธีการของ Shukevich คือการแยกเชื้อจุลินทรีย์บริสุทธิ์ที่มีการเจริญเติบโตคืบคลาน
5. ความสามารถในการกรองของแบคทีเรีย - ความสามารถในการผ่านตัวกรองที่มีขนาดของสปอร์ที่แน่นอน การบำบัดส่วนผสมด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต, อัลตราซาวนด์, แอนติซีรา, การได้รับเชื้อจุลินทรีย์บริสุทธิ์ที่ทนต่อปัจจัยเหล่านี้
6. โดยอิเล็กโทรโฟรีซิสของส่วนผสม สิ่งมีชีวิตที่มีประจุไฟฟ้าจะสะสมอยู่ที่ขั้วบวกหรือขั้วลบ
7. ใช้ micromanipulator ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ใช้เซลล์และรับวัฒนธรรมที่บริสุทธิ์ - โคลน - ลูกหลานของเซลล์จุลินทรีย์หนึ่งเซลล์ การใช้สารอาหารประเภทสื่อเลือก.
8. มีการเติมน้ำดี เกลือไทยูไรต์ โซเดียมคลอไรด์ ยาปฏิชีวนะลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ และแยกเชื้อจุลินทรีย์ดื้อยาบริสุทธิ์ออกจากเชื้อ
9. คุณสามารถใช้สภาพแวดล้อมการวินิจฉัยแยกโรคได้
10. คุณสามารถใช้วิธีการทางชีวภาพ หนูขาวติดเชื้อในช่องท้องด้วยส่วนผสมของแบคทีเรีย และเนื่องจากภาวะทรอปิซึม แบคทีเรียจึงสะสมอยู่ในอวัยวะเฉพาะ

เม็ดสีของแบคทีเรีย

เหล่านี้เป็นสีย้อมที่หลั่งออกมาจากเซลล์แบคทีเรีย การสังเคราะห์จะถูกกำหนดโดยพันธุกรรม ตามโครงสร้างทางเคมีเม็ดสีสามารถเป็นแคโรทีนอยด์ - แดง - เหลือง, ไพร์โรล - เขียว, ฟีโนซีน - เอนไซม์สีน้ำเงิน - เขียวและเมลานิน - ดำ

สีเหลือง - เชื้อ Staphylococcus สีทอง, สีฟ้าอมเขียว - Pseudomonas aeruginosa

เม็ดสีแบ่งออกเป็น

1. เม็ดสีที่ไม่ละลายน้ำ - คราบอาณานิคมเท่านั้น
2. เม็ดสีที่ละลายน้ำได้ - สามารถละลายได้ในแอลกอฮอล์ น้ำ

ตามกฎแล้วเม็ดสีจะเกิดขึ้นในแบคทีเรียที่อยู่ในจุลินทรีย์ในอากาศในจุลินทรีย์ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะเพราะ พวกมันเป็นสารทุติยภูมิและเม็ดสีมักเกิดขึ้นเมื่อมีแสง

หน้าที่ของเม็ดสี

1. เม็ดสีมีส่วนร่วมในการเผาผลาญอาหาร
2. เพิ่มความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะ
3. เพิ่มความทนทานต่อรังสียูวีโดยการปกป้องบริเวณที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยาโฟโตออกซิเดชัน

แอล- รูปแบบของแบคทีเรีย.

เปิดทำการในปี พ.ศ. 2478 จุลินทรีย์เหล่านี้เป็นจุลินทรีย์ที่ไม่มีผนังเซลล์ แต่ยังคงไว้ซึ่งความสามารถในการเติบโตและเพิ่มจำนวน รูปแบบ L เกิดขึ้นใน heterotrophs และเชื้อราส่วนใหญ่ ปัจจัยที่กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลง L -

1. ยาปฏิชีวนะ

2. กรดอะมิโน - ไกลซีน เมไทโอนีน ลิวซีน และอื่นๆ

3. เอนไซม์ - ไลโซไซม์

4. ปัจจัยของจุลินทรีย์ - มาโครบอดีชมเชย

ปัจจัยเหล่านี้ทำลายผนังเซลล์หรือออกฤทธิ์ต่อจีโนมของเซลล์ และการสังเคราะห์ส่วนประกอบของผนังเซลล์จะไม่เกิดขึ้น

คุณสมบัติแอลแบบฟอร์ม

1. แบบฟอร์ม L รับประกันการอยู่รอดของแบคทีเรียภายใต้สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง
2. ลักษณะทางสัณฐานวิทยาคล้ายคลึงกันในแบคทีเรียบางประเภท พวกเขาเป็น polymorphic - ทรงกลม, แกรมลบ พวกมันก่อตัวเป็นโคโลนีประเภท A - โคโลนีขนาดเล็กบนพื้นผิวของอาหารเลี้ยงเชื้อ และโคโลนีประเภท B - ศูนย์กลางที่มืดและขอบยกขึ้น โคโลนีจะเติบโตเป็นสารอาหาร
3. Anaerobes หรือ microaerophiles
4. รูปแบบ L มีหลายวิธีในการสืบพันธุ์ - ฟิชชันแบบไบนารี, รุ่น, การแยกส่วน, รวมกัน
5. มีความรุนแรงลดลง ขาดการยึดเกาะ และมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของแอนติเจน
6. พวกมันสามารถย้อน-กลับคืนสู่รูปแบบเดิมของแบคทีเรียได้

และทำให้เกิดการติดเชื้อที่รักษายาก.

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ารูปแบบ L มีความทนทานต่อยาปฏิชีวนะและทนต่อปัจจัยป้องกันของจุลินทรีย์, ต่อแอนติบอดี, phagocytosis, ชมเชย

แบคทีเรีย NFB ในรูปแบบที่ไม่ได้รับการฝึกฝน

เหล่านี้เป็นแบคทีเรียที่มีฤทธิ์ในการเผาผลาญอาหาร แต่ไม่เติบโตบนอาหารที่มีสารอาหาร การเปลี่ยนแปลงเป็นรูปแบบที่ไม่เอื้ออำนวยสามารถสังเกตได้ในจุลินทรีย์หลายชนิดเมื่อสัมผัสกับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย การเปลี่ยนแปลงนี้ถูกควบคุมโดยพันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ

1. อุณหภูมิต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
2. ความเข้มข้นของเกลือ
3. การเติมอากาศของสิ่งแวดล้อม
4. ปริมาณสารอาหาร

มูลค่าของรูปแบบที่ไม่ได้ฝึกฝน ในรูปแบบนี้พวกมันจะถูกเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมภายนอกระหว่างการแพร่ระบาดและหากพวกมันเข้าสู่จุลินทรีย์พวกมันก็สามารถปลูกซ้ำได้ - ฟื้นขึ้นมา - สิ่งนี้อธิบายถึงการมีอยู่ของโรคโฟกัสตามธรรมชาติ

บัตรประจำตัว -

1. นับเซลล์โดยตรง

2. การตรวจหากิจกรรมของ DNA

3. วิธีการวิจัยทางพันธุศาสตร์.

แนวคิดเกี่ยวกับการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

สำหรับการวินิจฉัยทางจุลชีววิทยา การศึกษาจุลินทรีย์ และเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีชีวภาพ จุลินทรีย์จะถูกเพาะบนอาหารเลี้ยงเชื้อเทียม

ภายใต้ การเจริญเติบโตของแบคทีเรียเข้าใจการเพิ่มขึ้นของมวลเซลล์โดยไม่ต้องเปลี่ยนจำนวนในประชากรอันเป็นผลมาจากการทำซ้ำที่ประสานกันของส่วนประกอบและโครงสร้างเซลล์ทั้งหมด การเพิ่มจำนวนเซลล์ในประชากรจุลินทรีย์จะแสดงด้วยคำนี้ "การสืบพันธุ์".มีลักษณะตามเวลาการสร้าง (ช่วงเวลาที่จำนวนเซลล์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า) และแนวคิดเช่นความเข้มข้นของแบคทีเรีย (จำนวนเซลล์ใน 1 มล.)

ตรงกันข้ามกับวัฏจักรการแบ่งตัวแบบไมโทติสในยูคาริโอต การสืบพันธุ์ของโปรคาริโอต (แบคทีเรีย) ส่วนใหญ่ดำเนินการโดยการแบ่งตัวแบบไบนารี และแอคติโนมัยสีทโดยการแตกหน่อ ยิ่งกว่านั้น โปรคาริโอตทั้งหมดมีอยู่ในสถานะแฮพลอยด์ เนื่องจากโมเลกุลดีเอ็นเอแสดงอยู่ในเซลล์ในรูปเอกพจน์

ประชากรแบคทีเรีย

เมื่อศึกษากระบวนการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย จะต้องคำนึงถึงว่าแบคทีเรียมีอยู่ในรูปของจำนวนประชากรมากหรือน้อยเสมอ และการพัฒนา ประชากรแบคทีเรียในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของเหลวในการเพาะเลี้ยงแบบแบทช์ถือได้ว่าเป็นระบบปิด มี 4 ขั้นตอนในกระบวนการนี้:

• ที่ 1 - อักษรย่อ,หรือ เฟสล่าช้า,หรือ ระยะชะลอ,- โดดเด่นด้วยจุดเริ่มต้นของการเติบโตของเซลล์อย่างเข้มข้น แต่อัตราการแบ่งตัวยังคงต่ำ
• 2 - ลอการิทึม,หรือ ล็อกเฟส,หรือ เฟสชี้แจง,- โดดเด่นด้วยอัตราการแบ่งเซลล์สูงสุดคงที่และการเพิ่มจำนวนเซลล์ในประชากรอย่างมีนัยสำคัญ
• อันดับ 3 - เฟสนิ่ง- เกิดขึ้นเมื่อจำนวนเซลล์ในประชากรหยุดเพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามีความสมดุลระหว่างจำนวนเซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่และเซลล์ที่กำลังจะตาย จำนวนเซลล์แบคทีเรียที่มีชีวิตในประชากรต่อหน่วยปริมาตรของสารอาหารในระยะหยุดนิ่งเรียกว่าความเข้มข้น M ตัวบ่งชี้นี้เป็นคุณลักษณะเฉพาะของแบคทีเรียแต่ละชนิด
• 4 - ระยะตาย (การตายแบบลอการิทึม)- โดดเด่นด้วยจำนวนเซลล์ที่ตายแล้วในประชากรและการลดลงของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตในประชากร การหยุดการเจริญเติบโตของจำนวน (การสืบพันธุ์) ของประชากรจุลินทรีย์เกิดขึ้นเนื่องจากการลดลงของสารอาหารและ / หรือการสะสมของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของเซลล์จุลินทรีย์ในนั้น ดังนั้น ด้วยการเอาผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมออกและ/หรือเปลี่ยนอาหารเลี้ยงเชื้อ ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของประชากรจุลินทรีย์จากระยะอยู่กับที่ไปสู่ระยะตาย จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างระบบชีวภาพแบบเปิดที่พยายามกำจัดสมดุลไดนามิกในระดับหนึ่ง ของการพัฒนาประชากร

กระบวนการเติบโตของจุลินทรีย์นี้เรียกว่า วัฒนธรรมไหล (วัฒนธรรมต่อเนื่อง)การเจริญเติบโตในการเพาะเลี้ยงต่อเนื่องทำให้สามารถได้รับแบคทีเรียจำนวนมากในระหว่างการเพาะเลี้ยงแบบไหลในอุปกรณ์พิเศษ (chemostats และ turbidistats) และใช้ในการผลิตวัคซีน เช่นเดียวกับในเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อให้ได้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ ที่ผลิตโดยจุลินทรีย์

เพื่อศึกษากระบวนการเมแทบอลิซึมตลอดวงจรการแบ่งเซลล์ ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน พืชซิงโครนัส- วัฒนธรรมของแบคทีเรียดังกล่าวสมาชิกทั้งหมดของประชากรซึ่งอยู่ในระยะเดียวกันของวัฏจักร สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ด้วยเทคนิคการเพาะปลูกแบบพิเศษ

อย่างไรก็ตาม หลังจากการแบ่งเป็นหลายส่วนพร้อมกัน การระงับเซลล์ที่ซิงโครไนซ์จะค่อยๆ เปลี่ยนกลับไปเป็นการแบ่งแบบอะซิงโครนัส เพื่อให้จำนวนเซลล์เพิ่มขึ้นอีก ไม่ใช่ทีละขั้นอีกต่อไป แต่อย่างต่อเนื่อง

อาณานิคม

เมื่อเพาะบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่น แบคทีเรียจะก่อตัวขึ้น อาณานิคม- มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าการสะสมของแบคทีเรียในสายพันธุ์เดียวกันซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นลูกหลานของเซลล์เดียว

อาณานิคมของแบคทีเรียต่างสายพันธุ์นั้นแตกต่างกัน:

• รูปร่าง;
• ขนาด;
• ความโปร่งใส
• สี;
• ความสูง;
• ลักษณะของพื้นผิวและขอบ
• ความสม่ำเสมอ

ธรรมชาติของโคโลนีเป็นหนึ่งในลักษณะทางอนุกรมวิธานของแบคทีเรีย