
- •Введение
- •Часть I строение и физиология микроорганизмов
- •Глава I. Строение и принципы систематики микроорганизмов
- •Бактерии
- •Неклеточные формы жизни
- •Водоросли и водные грибы
- •Простейшие
- •Глава II. Химический состав клетки
- •Вода и минеральные соли
- •Органические вещества клетки
- •Синтез белка
- •Мутагенез
- •Глава. III. Ферменты
- •Ферменты—биологические катализаторы
- •Строение и свойства ферментов
- •Принципы классификации ферментов
- •Окислительно-восстановительные ферменты (оксиредуктазы)
- •Регуляция синтеза ферментов
- •Глава IV. Получение энергии микроорганизмами Энергетический и конструктивный обмены
- •Получение энергии литотрофами
- •Получение энергии органотрофами
- •Взаимосвязь процессов обмена в организме
- •Глава V. Закономерности роста и развития микробных культур Рост, развитие, размножение
- •Понятие об абсолютной и относительной скорости роста
- •Особенности выращивания микроорганизмов в проточных культурах
- •Фазы развития микробной культуры
- •Влияние лимитирующих факторов на скорость роста
- •Скорость роста и физиологическая активность
- •Глава VI. Влияние внешних факторов на микроорганизмы Влияние температуры
- •Влияние влажности
- •Влияние лучистой энергии
- •Влияние осмотического давления
- •Активная реакция среды и окислительно-восстановительный потенциал
- •Часть II участие микроорганизмов в превращении веществ
- •Глава VII. Круговорот углерода
- •Распространение микроорганизмов в природе
- •Круговорот углерода и участие в нем микроорганизмов
- •Глава VIIII. Расщепление органических соединений в анаэробных условиях
- •Сбраживание углеводов
- •Маслянокислое брожение
- •Cбраживание жиров
- •Анаэробное расщепление белков
- •Глава IX. Расщепление органинеских соединений в аэробных условиях
- •Окисление углеводов
- •Окисление этанола. Получение уксусной кислоты
- •Окисление жиров
- •Окисление углеводородов
- •Расщепление азотсодержащих соединений
- •Глава X. Превращение соединений азота микроорганизмами Нитрификация
- •Денитрификация
- •Фиксация молекулярного азота
- •Глава XI. Превращение соединений серы микроорганизмами
- •Окисление соединений серы
- •Восстановление соединений серы
- •Глава XIII. Превращение соединений металлов микроорганизмами
- •Окисление соединений записного железа
- •Окисление соединений марганца
- •Выщелачивание металлов из руд
- •Часть III загрязнение и самоочищение водоемов
- •Глава XIIII. Экологические системы пресных водоемов Понятие экосистемы
- •Роль окружающей среды в формировании экосистемы
- •Особенности речных экосистем
- •Особенности озерных экосистем
- •Особенности экосистем водохранилищ
- •Глава XIV. Загрязнение водоемов
- •Характеристика основных видов загрязнения
- •Виды воздействия сточных вод на водоемы
- •Глава XV. Загрязнение водоемов и распространение водных инфекций
- •Понятие инфекции
- •Распространение инфекции
- •Водные инфекции
- •Понятие иммунитета
- •Противоэпидемические мероприятия
- •Глава XVI. Круговорот веществ и энергии в водоемах. Самоочищение водоемов
- •Поступление органических веществ в водоем с водосборной площади
- •Cинтез первичной продукции в водоеме
- •Превращение и деструкция органического вещества
- •Роль отдельных групп гидробионтов в самоочищении водоемов
- •Глава XVIII. Оценка степени загрязненности водоема Классификация водоемов по степени загрязненности
- •Санитарно-бактериологический анализ
- •Часть IV биологические процессы в системах Глава XVIII. Биологические помехи в водоснабжении
- •Помехи, вызываеалые аллохтонными организмами
- •Помехи, вызываемые автохтонными организмами
- •Влияние обрастаний на качество воды и материал труб
- •Меры борьбы с биологическими помехами
- •Глава XIX. Население очистных сооружений канализации
- •Глава XX. Экологические системы очистных сооружений канализации
- •Экосистемы искусственных аэрационных очистных сооружений
- •Экологические системы естественных аэрационных очистных сооружений
- •Экосистемы анаэробных очистных сооружений
- •Литература
- •Оглавление
Глава V. Закономерности роста и развития микробных культур Рост, развитие, размножение
Основу жизни составляет постоянный обмен веществ между живым организмом и окружающей средой. Прекращение такого обмена означает полное или временное выключение организма из жизни.
В процессе обмена живой организм постоянно обновляется, причем это обновление идет неравномерно: в одних частях организма обмен более интенсивный, в других—замедленный. Одни органы растут и увеличиваются в объеме, другие сохраняют при этом прежние размеры. В отдельных случаях наблюдается так называемый отрицательный рост, который имеет место, например, при образовании спор у бактерий, когда клетка уменьшается в размерах. Кроме изменения размеров, обмен веществ влияет на химический состав организма. Например, в молодых растущих тканях процент воды выше, чем в старых.
Одно из следствий развития организма—размножение. Размножение большей частью связано с увеличением биомассы, т. е. с ростом. В процессе вегетативного деления каждая клеточка, разделившись, начинает расти и достигает размера материнской клетки, после чего в свою очередь приступает к делению. В результате размножения организмов обычно наблюдается значительное увеличение биомассы—суммарной массы всех клеток. Но размножение не всегда сопровождается увеличением биомассы. Так, гомогенные нити Sphaerotilus natans способны распадаться с образованием отдельных гонидий. Увеличения биомассы при этом не происходит. Возможен и противоположный процесс: рост без размножения. Например, при воздействии некоторых ядов бактериальные клетки интенсивно растут, но не делятся. В результате образуются гигантские патологические, так называемые L-формы бактерий.
У некоторых низших организмов рост без размножения закономерен. Примером может быть рост одноклеточного мицелия некоторых грибов. При интенсивном росте развитие и размножение отсутствуют. Развитие без роста имеет место при образовании спор у бактерий. При этом в клетке сначала происходят биохимические изменения, а затем отрицательный рост.
Таким образом, рост, развитие и размножение клеток большей частью связаны прямой зависимостью, но в отдельных случаях соотношение их может быть различным. Эти закономерности сохраняются и для многоклеточных организмов, и для микробных культур (популяций)2. Рост популяции складывается из роста и размножения отдельных клеток. При этом часть клеток может отмирать, часть образовываться вновь, и, если количество отмерших и образовавшихся вновь клеток будет одинаковым, то рост культуры бактерий в целом будет отсутствовать.
Развитие многоклеточного организма, равно как и микробной популяции, связано, во-первых, с изменением отдельных клеток и, во-вторых, с изменением соотношения между отдельными типами клеток (например, при увеличении числа спороносных клеток в бактериальной культуре).
В практике микробиологических производств обычно приходится иметь дело с культурами, состоящими из огромного числа клеток, и в некоторых случаях, например при изучении биологической очистки сточных вод, с сообществами, состоящими из различных популяций микроорганизмов. При этом большое значение имеет изучение микробной популяции в целом: изменения соотношения отдельных групп микроорганизмов, а также соотношения живых и мертвых клеток в ней, изменения показателей их биохимической активности, в частности, содержания ферментов. Очень важные показатели—прирост биомассы и скорость роста клеток.