Закономерности роста бактерий в периодической культуре. Кривая роста, фазы роста бактериальной популяции.

Непрерывные культуры

В 50-е годы 20 века был разработан метод непрерывного культивирования микроорганизмов (метод проточных культур). Сущность метода состоит в том, что в культиватор, где производится выращивание бактерий, все время поступает свежая питательная среда и одновременно с такой же скоростью выводится культуральная жидкость. В результате для микроорганизмов создаются неизменные условия в отношении наличия питательных веществ и фактически отсутствия продуктов обмена. Регулируя скорость проточной среды, можно управлять развитием бактериальной популяции, например, задержать культуру в логарифмической фазе роста на любое длительное время.Проточное культивирование микроорганизмов используется в изучении физиологии микроорганизмов, т.к. позволяет их культивировать в контролируемых условиях. Кроме того, этот метод нашел широкое применение в микробиологической промышленности, т.к. дает возможность управлять биосинтетическими процессами микроорганизмов.

Синхронные культуры

Синхронные культуры – это бактериальные культуры или популяции, в которой все клетки находятся на одинаковой стадии клеточного цикла. Синхронное факторами, например, пониженной или повышенной температурой. Считается, что неблагоприятные температуры больше сказываются на развитии делящихся клеток, более чувствительных к действию различных факторов. В результате происходит торможение развития. За это время к делению подготовятся другие клетки культуры. Следующее за ним воздействие оптимальной температуры постепенно вызывает синхронное деление клеток. Для получения синхронных культур используют метод вынужденного голодания. Клетки помещают на неполноценную среду, культивируют, затем переносят на полноценную.

Синхронные культуры используют для изучения синтеза отдельных клеточных компонентов в процессе деления клетки.

Системы культивирования иммобилизованных клеток

Существует 2 типа систем культивирования иммобилизованных клеток:

1. Система культуры с плоской основой, клетки выращиваются в горизонтально расположенном сосуде.

2. Система колоночной культуры, где клетки выращиваются в вертикальном сосуде.

В обеих системах жидкая среда циркулирует вокруг физически неподвижных клеток.

31.Фенотипическая и генотипическая изменчивость прокариот

Изменчивость – свойство организмов приобретать в процессе онтогенеза отличительные признаки от родительских форм.

Изменчивость бывает

1.Фенотипическая  (Модификационная)  

2. Генотипическая  бывает мутационная и комбинативная

Фенотипическая (модификационная) изменчивость – изменения фенотипа под действием факторов внешней среды без изменения структуры генотипа. Фенотипическая  изменчивость заключается в том, что под действием разных условий внешней среды у организмов одного вида, генотипически одинаковых, наблюдается изменение признаков (фенотипа). Изменения эти индивидуальны и не наследуются, т. е. не передаются особям следующих поколений. Изменения фенотипа под воздействием условий внешней среды могут происходить не беспредельно, а только в ограниченном диапазоне (широком или узком), который обусловлен генотипом. Диапазон, в пределах которого признак может изменяться, носит название нормы реакции. Так, например, признаки у коров, учитываемые в животноводстве, — удойность (т. е. количество вырабатываемого молока) и жирность молока — могут изменяться, но в разных пределах. В зависимости от условий содержания и кормления животных удойность варьируется существенно (от стаканов до нескольких ведер в сутки). В данном случае говорят о широкой норме реакции. А вот жирность молока очень незначительно колеблется в зависимости от условий содержания (всего на сотые доли процента), т. е. этот признак характеризуется узкой нормой реакции.

Свойства модификаций:

•ненаследуется;

•приспособительный (адаптивный) характер изменений;

•определенность (направленность и предсказуемость изменений, возникающих в организме под действием фактора среды);

•степень изменения признака под действием факторов среды зависит от времени и силы его действия;

•носит групповой характер;

•не является материалом для естественного отбора.

Генотипическая изменчивость связана с изменением структуры генетического материала. В данном случае происходит изменение генотипа и как результат меняются признаки (или их комбинации). Новые признаки наследуются, т. е. передаются последующим поколениям организмов.

Выделяют две формы наследственной изменчивости - комбинативную и мутационную. При комбинативной сами гены не меняются, другим становится лишь их сочетание. При этой форме изменчивости имеющиеся признаки комбинируются (в ряду поколений особей) по-разному, что создает большое разнообразие организмов. Комбинативная изменчивость осуществляется в процессе полового размножения.

Существует три ее источника:

>   при независимом расхождении хромосом в ходе мейоза образуются гаметы с разными сочетаниями генов, т. е. разнокачественные гаметы;

>   сочетания при оплодотворении гамет разных типов (по комплексу генов) равновероятны, что обеспечивает формирование разнокачественных зигот, из которых разовьются различающиеся между собой особи;

>   за счет процесса кроссинговера повышается разнообразие гамет в результате перекомбинации генов в ходе мейоза между гомологичными хромосомами.

Мутационная изменчивость (мутация) – скачкообразное и устойчивое изменение генетического материала, передающееся понаследству. Выделяют три формы мутационной изменчивости:

1) генные мутации, когда происходят изменения в самих генах — в составе и последовательности нуклеотидов;

2) хромосомные мутации: изменения осуществляются на уровне хромосомы — утрата (отрыв и потеря) ее участка, присоединение к хромосоме участка, оторвавшегося от другого, и т. д.;

3) геномные мутации — изменения в числе хромосом у данного организма