Способы размножения прокариот

Август 5, 2022

Главная
Биология
Способы размножения прокариот

Содержание

2. Бактерии размножаются бесполым путем (возможен лишь частичный обмен участками генома). Особенности прокариот Высокие темпы размножения в
3. Способы размножения прокариот Бинарное деление (у большинства). Почкование Множественное деление
4. Бинарное деление – равновеликое поперечное деление клетки, с образованием двух равноценных дочерних клеток без предварительного обмена
5. Почкование Множественное деление На одном из полюсов материнской клетки образуется вырост (почка), он увеличивается и достигает
6. РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ
7. Вопросы: 1. Параметры микробного роста. 2. Рост бактерий в периодической культуре. 3. Рост бактерий в непрерывной
8. В микробиологии есть два понятия: рост клеток рост популяции м-о. Рост популяции м-о – увеличение числа
9. 1. Параметры микробного роста Многие одноклеточные м-о размножаются делением пополам и их число в оптимальных условиях
10. Численность клеток в момент времени t: Nt = N0 · 2n, где N0 - исходное кол-во
11. n – число клеточных делений за время t:
12. Число клеточных делений (V) за единицу времени (за час) (V - константа скорости деления):
13. Время, требующееся для одного цикла делений, или время генерации – g (время удвоения численности популяции):
14. Скорость прироста клеток пропорциональна начальной их концентрации. Коэффициент пропорциональности (μ) – удельная скорость роста. μ –
15. При сбалансированном росте (сбалансированный рост – пропорционально числу клеток увеличивается их масса) удельная скорость роста μ:
16. 2. Рост бактерий в периодической культуре Периодическая культура (ПК) - закрытая система. В ПК развитие культуры
17. Рост в периодической культуре: 1. лаг-фаза; 2. экспоненциальная фаза; 3. стационарная фаза; 4. фаза отмирания.
18. Лаг-фаза – фаза физиологического приспособления; идет синтез ферментов, сборка рибосом. Продолжительность - 4-5 часов. Экспоненциальная фаза
19. По мере приближения к предельной численности рост замедляется: 1. вследствие использования питательного субстрата; 2. накапливаются продукты
20. Стационарная фаза - устанавливается равновесие между клеточным ростом и делением бактерий, с одной стороны, и процессом
21. Параметры кривой роста периодической культуры Выход биомассы (мг/мл): Х = Хmax – Х0, где Х0 –
22. Количество клеток бактерий определяют: путем прямого подсчета под микроскопом с использованием счетных камер, метода Виноградского-Брида, используя
23. 3. Рост бактерий в непрерывной культуре Непрерывная культура – открытая система, стремящаяся к динамическому равновесию. Непрерывное
24. Устройство хемостата Хемостат состоит из сосуда-культиватора, в который поступает с постоянной скоростью питательный раствор. Одновременно происходит
25. При постоянном притоке свежей среды в культиваторе плотность (количество) клеток (N) сохраняется на постоянном уровне, т.к.
26. Зависимость μ от концентрации субстрата S установлена Ж. Моно. Уравнение Моно: μ - удельная скорость роста;
27. Зависимость скорости роста от концентрации субстрата
28. Культивирование в хемостате используется: в промышленных условиях; для изучения физиологии м-о, кинетики их роста, конкурентных взаимоотношений
29. Природный аналог хемостата – рубец жвачных В рубце постоянный приток питательных веществ, идет размножение м-о, которые
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Бактерии размножаются бесполым путем (возможен лишь частичный обмен участками генома).
Особенности прокариот

Высокие темпы размножения в благоприятных условиях (взрывной тип размножения).

Способность долгое время обходиться без размножения в неблагоприятных условиях - находятся в стадии покоя (цисты, споры).

Слайд 3

Способы размножения прокариот
Бинарное деление (у большинства).
Почкование
Множественное деление

Слайд 4

Бинарное деление – равновеликое поперечное деление клетки, с образованием двух равноценных

дочерних клеток без предварительного обмена генетической информацией (амитоз); включает:

1) Фаза роста: увеличение РНК → белка → ДНК, массы и размера клетки.

2) Репликация хромосомной ДНК (по полуконсервативному механизму).

3) Фаза цитокинеза - деление клетки:
у грам(+) бактерий (А) путем формирования перегородки, у грам(-) бактерий (Б) –перетяжки.

4) Фаза расхождения дочерних особей - клетки расходятся или формируют агрегаты (цепочки клеток, тетрады, пакеты и т.д.).

1 - клеточная стенка материнской клетки (толстая линия), заново синтезированная (тонкая линия); 2 - ЦПМ; 3 – мембр. структура; 4 – цитоплазма с нуклеоидом.

Слайд 5

Почкование
Множественное деление
На одном из полюсов материнской клетки образуется вырост (почка),

он увеличивается и достигает ее размеров.

Встречаются редко у прокариот
(напр., у фототрофов р. Rhodomicrobium) (у одноклеточных цианобактерий)
Репликация бактериальной хромосомы

Отделение почки от материнской клетки

Репликации бактериальной хромосомы

Вегетативная клетка увеличивается и претерпевает ряд быстрых последовательных бинарных делений.
Образующиеся клетки не растут, а сразу приступают к делению. Образуется от 4 до 1000 мелких клеток – баеоцистов.

1 - клеточная стенка (КС); 2 - ЦПМ;
3 – дополнит. фибриллярный слой КС.

Слайд 6

РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

Слайд 7

Вопросы:
1. Параметры микробного роста.
2. Рост бактерий в периодической культуре.
3. Рост бактерий

в непрерывной культуре.

Слайд 8

В микробиологии есть два понятия:
рост клеток
рост популяции м-о.
Рост популяции м-о

– увеличение числа особей в локальной популяции м-о, вызванное их размножением.

Слайд 9

1. Параметры микробного роста
Многие одноклеточные м-о размножаются делением пополам и их

число в оптимальных условиях растет в геометрической прогрессии: 20 → 21 → 22 → … 2n.

Слайд 10

Численность клеток в момент времени t:
Nt = N0 · 2n,
где N0

- исходное кол-во клеток; Nt – кол-во клеток в момент времени t; n – число делений за время t (24, 48 часов и т.д.).
Логарифмируя, получим:
lg Nt = lg N0 · n lg 2

Слайд 11

n – число клеточных делений за время t:

Слайд 12

Число клеточных делений (V) за единицу времени (за час) (V -

константа скорости деления):

Слайд 13

Время, требующееся для одного цикла делений, или время генерации – g

(время удвоения численности популяции):

Слайд 14

Скорость прироста клеток пропорциональна начальной их концентрации.
Коэффициент пропорциональности (μ) –

удельная скорость роста.
μ – прирост числа клеток (биомассы) за единицу времени, например, за час (час-1).
μ различна для разных культур; может меняться в зависимости от условий выращивания.

Слайд 15

При сбалансированном росте (сбалансированный рост – пропорционально числу клеток увеличивается их

масса) удельная скорость роста μ:

Слайд 16

2. Рост бактерий в периодической культуре
Периодическая культура (ПК) - закрытая система.
В

ПК развитие культуры идет в фиксированном объеме среды, условия все время меняются, численность клеток возрастает, а концентрация субстрата уменьшается.
По мере истощения питательных ресурсов и накопления продуктов обмена до токсичной концентрации рост прекращается.

Слайд 17

Рост в периодической культуре:
1. лаг-фаза; 2. экспоненциальная фаза; 3.

стационарная фаза;
4. фаза отмирания.

Слайд 18

Лаг-фаза – фаза физиологического приспособления; идет синтез ферментов, сборка рибосом. Продолжительность

- 4-5 часов.
Экспоненциальная фаза – м-о размножаются с мах скоростью (E. coli делится каждые 15-30 мин). Скорость роста зависит от состава среды, физико-химических факторов среды (t, рН и т.д.). Длительность - 5 - 12 часов.

Слайд 19

По мере приближения к предельной численности рост замедляется:
1. вследствие использования

питательного субстрата;
2. накапливаются продукты обмена до токсичной концентрации;
3. увеличивается плотность популяции, идет конкурентная борьба за источники питания;
4. начинают действовать механизмы регуляции плотности популяции.

Слайд 20

Стационарная фаза - устанавливается равновесие между клеточным ростом и делением бактерий,

с одной стороны, и процессом их отмирания, с другой стороны. Спорообразующие бактерии переходят в фазу споруляции. В этой фазе определяют выход биомассы.
Фаза отмирания – гибель клеток наступает вследствие автолиза (под действием собственных ферментов) и под действием орг. кислот, вырабатываемых бактериями.

Слайд 21

Параметры кривой роста периодической культуры
Выход биомассы (мг/мл):
Х = Хmax –

Х0,
где Х0 – исходная биомасса, Хmax – максимальная масса бактерий.
Скорость размножения бактерий в экспоненциальной фазе.
Продолжительность лаг-фазы.

Слайд 22

Количество клеток бактерий определяют:
путем прямого подсчета под микроскопом с использованием счетных

камер, метода Виноградского-Брида,
используя метод серийных разведений с последующим высевом суспензии на плотные среды, считая, что одна колония – есть результат развития одной клетки.
Бактериальную массу определяют:
При помощи прямых методов: путем взвешивания (сырую биомассу или сухие отцентрифугированные клетки), по содержанию общего белка, общего азота, общего углерода.
Косвенные методы: измерение оптической плотности бактериальной суспензии, по поглощению О2, по выделению СО2.

Слайд 23

3. Рост бактерий в непрерывной культуре
Непрерывная культура – открытая система, стремящаяся

к динамическому равновесию.
Непрерывное размножение культуры обеспечивают коррекцией рН, подачей свежей среды, отбором биомассы.
Такой метод положен в основу непрерывного культивирования в хемостате.

Слайд 24

Устройство хемостата
Хемостат состоит из сосуда-культиватора, в который поступает с постоянной скоростью

питательный раствор.
Одновременно происходит постоянный отток бактериальной суспензии, так что ее объем в культиваторе не изменяется.
Культиватор снабжен мешалкой для равномерного распределения свежей среды, осуществляется аэрация.
Все это создает оптимальные условия для развития культуры.
1 – регулятор
2 – поступление субстрата,
3 – отток (вымывание) смеси субстрата и биомассы,
4 – культура внутри культиватора,
5 – мешалка

Слайд 25

При постоянном притоке свежей среды в культиваторе плотность (количество) клеток (N)

сохраняется на постоянном уровне, т.к. скорость деления клеток:
равна скорости их вымывания из культиватора:

где N - плотность клеток (или количество клеток);
μ – удельная скорость роста (час-1);
f – скорость поступления раствора (скорость протока) (литров/час);
V – объем сосуда (в литрах).

Слайд 26

Зависимость μ от концентрации субстрата S установлена Ж. Моно.
Уравнение Моно:
μ

- удельная скорость роста;
S – концентрация субстрата в хемостате;
KS – константа сродства м-о к субстрату, численно равная такой концентрации лимитирующего рост субстрата, при которой скорость роста культуры равна ½ ее максимальной величины (μmax/2).

Слайд 27

Зависимость скорости роста от концентрации субстрата

Слайд 28

Культивирование в хемостате используется:
в промышленных условиях;
для изучения физиологии м-о, кинетики

их роста, конкурентных взаимоотношений и т.д.

Слайд 29

Природный аналог хемостата – рубец жвачных
В рубце постоянный приток питательных

веществ, идет размножение м-о, которые разлагают компоненты растительной пищи – целлюлозу, лигнин и т.д.
Это симбионтное питание (разложение субстратов за счет микробных ферментов).
Численность м-о постоянна - 109 -1010 кл/мл. Излишек м-о выносится из рубца в кишечник, где их биомасса переваривается (источник белка) – симбиотрофное питание.

Способы размножения прокариот

Содержание

Бактерии размножаются бесполым путем (возможен лишь частичный обмен участками генома).Особенности прокариот

Способы размножения прокариотБинарное деление (у большинства).ПочкованиеМножественное деление

Бинарное деление – равновеликое поперечное деление клетки, с образованием двух равноценных

Почкование Множественное делениеНа одном из полюсов материнской клетки образуется вырост (почка),

РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

Вопросы:1. Параметры микробного роста.2. Рост бактерий в периодической культуре.3. Рост бактерий

В микробиологии есть два понятия: рост клетокрост популяции м-о.Рост популяции м-о

1. Параметры микробного роста Многие одноклеточные м-о размножаются делением пополам и их

Численность клеток в момент времени t:Nt = N0 · 2n,где N0

n – число клеточных делений за время t:

Число клеточных делений (V) за единицу времени (за час) (V -

Время, требующееся для одного цикла делений, или время генерации – g

Скорость прироста клеток пропорциональна начальной их концентрации. Коэффициент пропорциональности (μ) –

При сбалансированном росте (сбалансированный рост – пропорционально числу клеток увеличивается их

2. Рост бактерий в периодической культуреПериодическая культура (ПК) - закрытая система. В

Рост в периодической культуре: 1. лаг-фаза; 2. экспоненциальная фаза; 3.