3 КУРС / ЭКОЛОГИЯ МИКРОБИОЛОГИИ / 3 Демэкология
.pdf
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ (ДЕМЭКОЛОГИЯ)
•Популяция — любая способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей того же вида.
•Популяция микроорганизмов, или культура – это совокупность бактерий одного или разных видов, развивающихся в ограниченном пространстве.
ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ
•Характеристики популяции:
1.Статические. Численность, плотность, структура (возрастная, размерная, пространственная).
2.Динамические. Рождаемость, смертность, скорость роста, количество потребляемого субстрата за определенный период времени, количество органического вещества, синтезированного за единицу времени (продукция).
ВОЗРАСТНАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ
Циклический возраст – соответствует определенной фазе клеточного цикла.
Репродуктивный возраст – соответствует количеству
генераций
ВОЗРАСТНАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ
Плеоморфизм – изменение формы клеток в течение жизненного цикла
Ferroplasma Helicobacter |
Arthrobacter |
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
ПОПУЛЯЦИЙ
Культуры микроорганизмов всегда представляют собой генетически гетерогенную популяцию
•Мутации: частота случайного мутирования 10-4-10-8
•Диссоциация – расщепление однородной популяции на субпопуляции. Частота возникновения вариантов и обратных переходов 10-2-10-4.
S – “Smooth”
R – “Rough”
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
•Генетический обмен между бактериями: ПОПУЛЯЦИЙ
-трансформация – поглощение ДНК клеткой из окружающей среды
-конъюгация – переносчик (вектор) плазмида
-трансдукция – переносчик бактериофаг
Генетическая гетерогенность – основной механизм приспособления популяции к внешним воздействиям среды.
РОСТ БАКТЕРИЙ В ПОПУЛЯЦИИ
•Выращивание микроорганизмов на питательных средах –
культивирование.
•Культивирование при определенной температуре –
инкубирование.
•Периодическая культура. Рост микроорганизмов в закрытой системе: нет поступления питательных веществ и удаления конечных продуктов обмена.
•Непрерывная культура. Рост микроорганизмов в открытой системе: постоянный приток питательной среды и одновременное с такой же скоростью выведение культуральной жидкости.
РОСТ БАКТЕРИЙ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ
S-образная кривая роста
1.Лаг-фаза
2.Экспоненциальная
фаза
3.Линейная фаза
4.Стационарная фаза
5.Фаза отмирания
ПАРАМЕТРЫ КРИВОЙ РОСТА
• Абсолютная скорость роста: V = dx/dt
V - прирост биомассы, x - биомасса, t - время
•Удельная скорость роста: = dx/dt •1/x
- прирост биомассы в единицу времени на единицу биомассы, x - начальная биомасса
•Урожай (разность между максимальной и исходной массой бактерий): Х = Хmax – Х0
•Экономический коэффициент: Y = X/S
Х– биомасса, S – количество потребленного субстрата
•Длительность лаг-фазы: T = tr–ti = tr–(lnxr–lnx0)/
r - реальный рост, i - идеальный рост