ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Культивирование микроорганизмов из "Микробиология" Накопительные и чистые культуры микроорганизмов. Из-за малых размеров микроорганизмов работа в лаборатории проводится не с одной особью, а с популяцией организмов, или культурой. Культура микроорганизмов, состоящая из клеток одного вида, носит название чистой культуры. Если число видов два или больше, то говорят о смешанной культуре. При выделении чистой культуры из природных местообитаний, где микроорганизмы в большинстве случаев растут в виде смешанных популяций, на первом этапе обычно пользуются предложенным С. Н. Виноградским методом получения накопительных культур, в которых преобладают организмы определенной группы. Накопление желаемых микроорганизмов происходит за счет создания элективных условий культивирования, благоприятных для данной группы. Другие организмы, также присутствующие в пробе, в этих условиях либо не размножаются, либо характеризуются незначительным ростом. [c.76] Периодическое культивирование. Обычно при росте в жидких средах в закрытых сосудах определенного объема микроорганизмы находятся в закрытой системе. Такое культивирование называют периодическим, при этом популяция проходит разные фазы своей жизни (рис. 64). Каждая фаза характеризуется определенными физиологическими параметрами. [c.76] Лаг-фаза — фаза привыкания клеток к среде, при этом происходит индукция соответствующих ферментов, увеличение количества ДНК и РНК. Лаг-фаза удлиняется, если использовать старый посевной материал и переносить клетки в совершенно новую по составу среду. Лаг-фаза сокращается (или может совсем отсутствовать), если активные молодые клетки из экспоненциальной фазы роста перенести в свежую среду того же состава и той же температуры. На средах, содержащих смесь субстратов, наблюдается диауксия (рис. 65). [c.76] В экспоненциальной логарифмической) фазе клетки растут и делятся с максимальной скоростью, их рост не ограничен. Обычно такие клетки используют в биохимических и физиологических исследованиях. [c.76] По мере исчерпания субстратов и накопления продуктов обмена скорость роста снижается фаза замедления роста) и культура переходит в стационарную фазу, в течение которой процессы деления и отмирания клеток в популяции находятся в динамическом равновесии. Для бактерий эта фаза достигается при концентрации в среднем 10 клеток/мл, для водорослей и простейших — Ю клеток/мл. [c.76] Самые быстрорастущие организмы — фотобактерии — удваиваются каждые 8 мин. Е. соИ в оптимальных условиях делится через 20 мин. Если массу одной клетки принять равной 2 10 г, то при неограниченном росте через 48 ч клеток станет 2,2-т.е образуется 10 г биомассы, что в 130 раз больше массы Земли. [c.78] Экспоненциальный микробный рост изображается на полулогарифмическом графике в виде прямой линии. Важной характеристикой культуры является константа скорости роста — д, которая зависит от условий выращивания (если условия стандартные, то для данной культуры она совершенно определенная). [c.78] Считается, что в экспоненциальной фазе роста все клетки живые и рост клеточной массы строго пропорционален увеличению количества клеток. [c.79] Для его расчета нужно знать катаболические пути использования данного субстрата. [c.79] Иногда необходимо, чтобы все клетки в популяции делились одновременно (синхронно). [c.79] При этом кривая роста получается ступенчатой (рис. 66). Обычно удается синхронизировать не более трех делений, а потом культура снова переходит к асинхронному делению. [c.79] Непрерывное (проточное) культивирование. Проточная система культивирования позволяет зафиксировать культуру в какой-то определенной фазе (обычно экспоненциальной). При этом состав среды и условия роста остаются постоянными. Простейшая схема проточного ферментера представлена на рис. 67. Подача свежей среды и удаление части суспензии (проток) происходит с той же скоростью, с какой растет культура. Существуют два принципиально разных типа непрерывных культур — хемостат и турбидостат. [c.80] В хемостате фиксируется какой-нибудь химический параметр процесса (концентрация субстрата, кислорода). Эта концентрация является лимитирующей. [c.80] Если скорость прироста и скорость вымывания равны, то система находится в состоянии динамического равновесия. [c.80] При переходе от периодического культивирования к непрерывному в режиме хемостата в зависимости от установленной скорости разбавления плотность суспензии и концентрация субстрата будут меняться по-разному (рис. 68). [c.82] Работа турбидостата основана на поддержании постоянной плотности бактериальной суспензии. Фотоэлемент измеряет плотность вытекающей суспензии и автоматически изменяет проток (чем плотнее культура, тем больше подается среды). В сосуде для культивирования все питательные вещества содержатся в избытке, а скорость роста бактерий приближена к максимальной. При таком принципе работы возникают технические проблемы пристеночного обрастания поверхностей, в том числе и фотометрической кюветы. [c.82] Вернуться к основной статье