Ріст і розмноження організмів

Ріст і розмноження. Методи визначення росту і розмноження культури.

У середовищі, де є водний розчин поживних речовин, а також відповідні фізичні та хімічні фактори (температура, pH, O2) в клітинах мікроорганізмів починаються ферментативні процеси, обмін речовин з навколишнім середовищем. З речовин, що проникають у клітину, утворюються внутрішньоклітинні речовини і структурні елементи. Одночасно йдуть процеси розпаду речовин (дисиміляції). Якщо анаболічні процеси переважають над катаболическими, спостерігається зростання клітини, збільшення її розмірів.

Досягнувши певних розмірів у відповідній фазі розвитку, клітина може почати розмножуватися.

Швидкість розмноження залежить як від видових властивостей культури, так і від умов навколишнього середовища. Теоретично кожне наступне покоління у дріжджових клітин з’являється через часовий інтервал, однак на практиці розмноження відбувається набагато повільніше, т. К. В середовищі росту завжди є лімітуючі фактори: нестача якого-небудь живильної речовини, зміни температури, pH, утворення токсичних речовин, надлишок клітинної маси на одиницю об’єму.

Бактерії і дріжджі мають наступні типи розмноження:

– Поділ, в результаті якого виросли клітини діляться на дві частини і утворюються дві клітини (найчастіше таке спостерігається у бактерій).

– Брунькування, що починається з появи невеликого виросту – нирки над поверхнею материнської бактерії. Нирка зростає і потім відділяється у вигляді самостійної клітини, в яку переходить цитоплазма і частина ядра від материнської клітини. Такий вид розмноження майже завжди зустрічається у дріжджів. У дріжджів і у деяких видів бактерій розмноження відбувається за допомогою спор. У клітинах спороутворюючих дріжджів величина спор досягає 2-6 мкм, а їх число може бути 1, 2, 4, 8. Коки не утворюють спор.

За допомогою спор або конідій розмножуються мікроскопічні гриби. Спори утворюються як усередині вегетативної частини гриба, так і зовні на кінці спеціальних виростів – стеригмами.

Спори утворюються при попаданні клітин в середу з несприятливими умовами, де відсутні поживні речовини при наявності вологи та повітря. У протоплазмі клітин відбуваються такі зміни: в окремих місцях клітинне речовина ущільнюється до 45-55%, ці ущільнення відокремлюються від іншої частини протоплазми у вигляді кулястих, овальних або включень іншої форми.

У розвитку мікроорганізмів спостерігається кілька фаз (рис. 11):

I-а фаза – лаг-фаза: лаг-фаза може тривати кілька годин: посівний матеріал, потрапивши в свіжу повноцінне середовище, відразу не починає розмножуватися.

Клітини пристосовуються до середовища і навколишніх умов. У цей період активуються ферменти, при необхідності синтезуються нові ферментні системи. У період лаг-фази швидко зростає кількість нуклеїнових кислот, особливо РНК, що важливо при біосинтезі білка.

II-а фаза – Експоненціальна або логарифмічна. Для неї характерна максимальна швидкість для даної культури розмноження клітин. В результаті цього запас необхідних поживних речовин в середовищі зменшується, крім того, відбувається накопичення різних продуктів обміну речовин, які при певній концентрації можуть заважати нормальному протіканню біохімічних процесів обміну речовин. У живильному середовищі може накопичуватися велика кількість клітин, вони займають весь простір, і не вистачає поверхні для нових поколінь клітин, а саме через поверхню відбуваються процеси обміну – потрапляння поживних речовин у клітину і виведення метаболітів.

Таким чином, в ході інтенсивного росту і розмноження всередині закритої системи негативний вплив лімітуючих факторів збільшується і в результаті швидкість росту зменшується, настає фаза уповільненого зростання III.

Через деякий час в стаціонарній фазі IV маса клітин у живильному середовищі досягає максимального рівня.

Потім настає період, коли число відмерлих і автолізірованних клітин перевищує приріст. В результаті кількість біомаси зменшується – настає фаза відмирання V.

Як видно з рис. 11 – найбільш інтенсивно ріст і розмноження відбуваються в логарифмічній фазі, в цій фазі ще не діють лімітуючі фактори. Максимальна швидкість росту в логарифмічній фазі різна для кожної культури і відноситься до найбільш важливу характеристику її фізіологічних властивостей.

Посилання на основну публікацію