29) Движение бактерий. Таксисы
Типы движения бактерий
1)Плавание – обеспечивается вращением жгутиков
2)Скольжение – происходит за счёт выделения слизи бактериями, за счёт внутриклеточного бак. белков встречается у цианобактерий и серных и несерных бактерий.
Таксис – направленное движение бактерий в ответ на одностороннее действие факторов:
- положительное (движение к фактору)
- отрицательное (от раздражителя)
Типы таксиса на различные раздражители:
Хемотаксис – химическое вещ-во раздражителя:
1.Инертные вещества
2. эффекторы
-аттрактанты (вызывают раздражения)
-реквеленты (вещества отпугивающие бактерии)
2)Аэротаксис – движение на молекулы кислорода
3)Фототаксис – движение темноты к свету
4)Магнитотаксис – движение по силовым линиям, магнитным, отн-ие к бактерия у которых магнитосомы
5)Вискозитаксис – увеличение или уменьшение вязкости свойство для симбионтов (патогенных)
6)Термотаксис – увеличение или уменьшение температуры
30. Генетический аппарат бактерий. Нуклеоид. Плазмиды. Типы
плазмид. Несовместимость плазмид.
Плазмиды – внехромосомный, самовоспроизводящийся ген бактерий. Они имеют различное строение и размеры. В плазмидах 3 группы генов: 1)отвечают за автономную репликацию плазмиды. 2)отвечают за горизонталный перенос. 3) кодируют белки, которые сообщают бактерии доп. вещ-ва.
Эписома – плазмиды, которые встраиваются в хромосомы.
F – фактор (половой фактор, фактор трансмиссивности);
R-плазмиды (плазмиды резистентности);
Плазмиды бактериоцитов;
Плазмиды антибиотиков;
Плазмиды деградации;
Ti – плазмиды – у Agrobacterium tumefaciens.
Плазмиды азотофиксации – у Rhizobium.
Плазмиды вирументности или токсинов.
Генетический аппарат: обязательные компоненты (бактериальная хромосома), необязательные компоненты (плазмиды).
Несовместимость плазмид. Если бактерии относятся к одной группе несовместимости, они не могут находиться в одной клетке.
31. Размножение бактерий.
Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции.
Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения.
Рост всегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние.
Процесс деления бактериальной клетки:
1) репликация хромосомной ДНК. В точке прикрепления хромосомы к цитоплазматической мембране (точке-репликаторе) действует белок-инициатор, который вызывает разрыв кольца хромосомы, и далее идет деспирализация ее нитей. Нити раскручиваются, и вторая нить прикрепляется к цитоплазматической мембране в точке-прорепликаторе. За счет ДНК-полимераз по матрице каждой нити достраивается точная ее копия. Удвоение генетического материала – сигнал для удвоения числа органелл. В септальных мезосомах идет построение перегородки, делящей клетку пополам.
2) Двухнитевая ДНК спирализуется, скручивается в кольцо в точке прикрепления к цитоплазматической мембране. Это является сигналом для расхождения клеток по септе. Образуются две дочерние особи.
На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток – колонии, различные по размерам, форме, поверхности, окраске и т. д. На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения или осадка.
Размножение бактерий определяется временем генерации. Это период, в течение которого осуществляется деление клетки. Продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и др.
Фазы размножение бактериальной клетки на жидкой питательной среде:
• 1-я — начальная, или лаг-фаза, — характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой; • 2-я — логарифмическая, или лог-фаза, — характеризуется постоянной максимальной скоростью деления клеток и значительным увеличением числа клеток в популяции; • 3-я — стационарная фаза — наступает тогда, когда число клеток в популяции перестает увеличиваться. Это связано с тем, что наступает равновесие между числом вновь образующихся и гибнущих клеток.
• 4-я — фаза отмирания (логарифмической гибели) — характеризуется преобладанием в популяции числа погибших клеток и прогрессивным снижением числа жизнеспособных клеток популяции. Прекращение роста численности (размножения) популяции микроорганизмов наступает в связи с истощением питательной среды или накоплением в ней продуктов метаболизма микробных клеток.
32. Периодическая культура микроорганизмов. Явление диауксии.
Периодическая культура – популяция
клеток в органическом жизненном
пространстве.
Кривая, описывающая зависимость логарифма числа живых клеток от времени, называется кривой роста.
фазы ростаразделяют на: начальную (или лаг-) фазу, экспоненциальную (или логарифмическую) фазу, стационарную фазу и фазу отмирания.
Начальная фаза. Эта фаза охватывает промежуток времени между инокуляцией и достижением максимальной скорости деления. Продолжительность этой фазы зависит главным образом от предшествовавших условий культивирования и возраста инокулята, а также от того, насколько пригодна для роста данная среда.
Количественное изменение состава бактериальной клетки во время начальной фазы роста сильнее всего затрагивает рибонуклеиновую кислоту: содержание РНК повышается в 8-12 раз. Это указывает на участие РНК и рибосом в синтезе ферментных белков.
Экспоненциальная фаза. Эта фаза роста характеризуется постоянной максимальной скоростью деления клеток Численность бактерий увеличивается в геометрической прогресси, характерно постоянное деление.. Скорость во время экспоненциальной фазы зависит от вида бактерий и типа клеток, а также от среды. Величина клеток и содержание в них белка у многих бактерий тоже остаются в экспоненциальной фазе постоянными.
Стационарная фаза. наступает тогда, когда число клеток перестает увеличиваться. Скорость роста зависит от концентрации субстрата-при уменьшении этой концентрации, еще до полного использования субстрата, она начинает снижаться. Поэтому переход от экспоненциальной фазы к стационарной происходит постепенно. Скорость роста может снижаться не только из-за нехватки субстрата, но также из-за большой плотности бактериальной популяции, из-за низкого парциального давления 02 или накопления токсичных продуктов обмена. И в стационарной фазе могут еще происходить такие процессы, как использование запасных веществ, распад части рибосом и синтез ферментов. Быстро гибнут лишь очень чувствительные клетки; другие еще долго сохраняют жизнеспособность-до тех пор, пока есть возможность получать необходимую для этого энергию в процессе окисления каких-либо запасных веществ или клеточных белков.
Количество биомассы, достигнутое в стационарной фазе, называют выходом или урожаем. Урожай зависит от природы и количества используемых питательных веществ, а также от условий культивирования.
Фаза отмирания. Фаза отмирания и причины гибели бактериальных клеток в нормальных питательных средах изучены недостаточно. Сравнительно легко понять случаи, когда в среде накапливаются кислоты (при росте Escherichia, Lactobacillus). Число живых клеток может снижаться экспоненциально. Иногда клетки лизируются под действием собственных ферментов (автолиз).
У бактерий, способных использовать два различных источника углерода, наблюдают двухфазный рост (так называемая диауксия). Примером может служить рост кишечной палочки на среде с глюкозой и сорбитолом.
• Для подобных микроорганизмов характерен начальный пик роста, в течение которого бактерии утилизируют только один углевод.
• После исчерпания его запасов наступает стационарная фаза, в течение которой в культуре инициируются синтез ферментов и механизмы транспорта для утилизации второго углевода.
• Если физиологические условия удовлетворительны, в бактериальной культуре начинается фаза вторичного экспоненциального роста, инициированная утилизацией второго углевода.