СӨЖ №3: Қоректі орталар. Микроорганизмдерді өсіру. Жоспар



Дата16.09.2020
өлшемі29.85 Kb.
Серікбай Әл Тарази 201 А ОЗ

СӨЖ №3:

Қоректі орталар. Микроорганизмдерді өсіру.

Жоспар

  1. Қоректік орта

  2. Қоректік орталарды жасау принциптері

  3. Микроорганизмдерді өсіру

Қоректік орта. Пайдалану мақсатына қарай қоректік орталардың топтары негізгі 3 топқа бөлінеді: 1) Әмбебап қоректік орта. Бұл ортада хемогетеротрофты, арнайы органикалық заттарды қажет етпейтін микроағзалардың көптеген түрлері өседі. Бұл орталарға бактериялар жақсы өсетін ет-пептонды сорпасы және ашытқы саңырауқұлақтарға лайықты сусло жатады. 2) Арнайы орта. Ерекше органикалық заттарды қажет ететін және әмбебап ортада өспейтін хемоорганотрофты микроағзаларды өсіретін орта. Мысалы,спирохеталарға көміртегі мен аминқышқылдардан басқа, ұзын тізбекті майлы қышқылдар қажет. Олар қан сарысуы құрамына кіреді. Сондықтан спирохеталарға арналған қоректік ортаға қан не қан сарысуын қосады. Ал кейбір теңіздерде тіршілік ететін бактериялар, мысалы, Marinomonas туысына жататындар, теңіз суына қажетті болады. 3) Элективті немесе таңдамалы орта. Бұл орта табиғи субстраттардан (топырақ, су, тағамдардан, өсімдік пен жануарлардан) микроағзалардың жеке топтарын бөліп алуға арналған. Оларды микробиологияға С.И.Виноградский енгізді. Элективті деп микроорганизмдердің белгілі бір тобының немесе түрінің өсуіне қажетті құрамы ерекше қоректік орталарды атайды. Элективті ортаны жасау барысында микроағзалардың физиологиясын және зат алмасуын, олардың қоректік зат көзіне талғамын, ортаның қышқылдығын, оттектік мөлшерін, температураны және т.б. жағдайларды ескеру қажет. Мысалы, азот қоспалары жоқ минералды ортада, жарық көзі бар жағдайда, молекулярлы азот сіңіруші көк жасыл балдырлар жақсы өседі. Осы ортаға қосымша органикалық энергия көзін және көміртегі көзін қосып, қараңғы жағдайда аэробты, азот сіңіруші Azotobacter-ді өсіріп алуға болады. Ал осы ортада оттексіз жағдайда тежесе, анаэробты, азот сіңіруші Clostridium дамиды. Құрамы әр түрлі элективті қоректік орталарды пайдаланып, түрлі фототүзуші бактерияларды бөліп алуға болады. Мысалы, күкіртті фотосинтездеуші бактерияларды бөліп алу үшін органикалық заттар жоқ қоректік ортаны пайдаланады. Ол ортада сульфидтің бар- жоғын және оның мөлшеріне байланысты әр түрлі бактерияларды бөліп алуға болады.

Қоректік орталарды жасау принциптері. Микроорганизмдерді лабораториялық және өндірістік жағдайда өсіру үшін жасанды қоректік орталар дайындалады. Микроорганизмдерді зерттеу барысында, көбінесе, синтетикалық (құрамы жағынан қарапайым) орталар пайдаланылады. Синтетикалық орта деп- белгілі бір химиялық қоспалардан тұратын орталарды атайды. Бұл орталардың негізін минералды заттар құрайды. Минералдардың негіздеріне энергия, көміртегі, азот көздерін қосып, күределілігі әр түрлі қоректік орталарды дайындауға болады.Құрамында күрделі заттар, ашытқы экстрактісі, ашытқы автолизаты, пептон немесе ет экстрактісі қосылған орталарды күрделі орта деп атайды.

Пайдалану мақсатына қарай қоректік орталардың топтары

А) Әмбебап қоректік орта. Бұл орталарда хемогетеротрофты, арнайы органикалық заттарды қажет етпейтін микроорганизмдердің көптеген түрлері өседі.Бұл орталарға бактериялар жақсы өсетін ет-пептонды сорпасы және ашытқы саңырауқұлақтарға лайықты сусло жатады.

Б) Арнайы орта. Ерекше органикалық заттарды қажет ететін және әмбебап ортада өспейтін хемоорганотрофты микроорганизмдерді өсіретін орта. Мысалы, спирохеталарға көмірсутегі мен аминқышқылдардан басқа, ұзын тізбекті майлы қышқылдар қажет. Олар қан сарысуы құрамына кіреді. Сондықтан спирохеталарға арналған қоректік ортаға қан не қан сарысуын қосады. Ал кейбір теңіздерде тіршілік ететін бактериялар, мысалы, Marinomonas туысына жататындар, теңіз суына қажетті болады.

С) Элективті немесе таңдамалы орта.  Бұл орта табиғи субстраттардан (топырақ, су, тағамдардан, өсімдік пен жануарлардан) микроорганизмдердің жеке топтарын бөліп алуға арналған. Оларды микробиологияға С.И.Виноградский енгізді. Элективті деп микроорганизмдердің белгілі бір тобының немесе түрінің өсуіне қажетті құрамы ерекше қоректік орталарды атайды. Элективті ортаны жасау барысында микроорганизмдердің физиологиясын және зат алмасуын, олардың қоректік зат көзіне талғамын, ортаның қышқылдылығын, оттектік мөлшерін, температураны және т.б жағдайларды ескеру қажетМысалы, азот қоспалары жоқ минералды ортада, жарық көзі бар жағдайда, молекулярлы азот сіңіруші көк жасыл балдырлар жақсы өседі. Осы ортаға қосымша органикалық энергия көзін және көміртегі көзін қосып, қараңғы жағдайда аэробты, азот сіңіруші Azotobacter-ді өсіріп алуға болады. Ал осы ортада оттексіз жағдайда тежесе, анаэробты, азот сіңіруші Clostridium дамиды. Құрамы әр түрлі элективті қоректік орталарды пайдаланып, түрлі фототүзуші бактерияларды бөліп алуға болады. Мысалы, күкіртті фотосинтездеуші бактерияларды бөліп алу үшін органикалық заттар жоқ қоректік ортаны пайдаланады. Ол ортада сульфидтің бар-жоғына және оның мөлшеріне байланысты әр түрлі бактерияларды бөліп алуға болады.

Д) Дифференциалды-диагностикалық орталарБұл орталарды жалпы микробиологияда әр түрлі субстраттардан бөліп алынған бактериялардың физиологиялық-биохимиялық қасиеттерін анықтап, оларды жіктеу үшін пайдаланады. Ал медициналық және ветеринарлық микробиологияда оларды ауруларды қоздыратын бактерияларды анықтау үшін қолданады. Бұл орталар бактериялардың белгілі бір ферменттерінің, мысалы, каталаза, оксидаза, протеаза, фосфотаза, желатиназа және гемолитикалық ферменттердің бар-жоғын анықтау үшін қажет. Оған қоса, дифференциалды-диагностикалық орталар бактериялардың энергия көзі ретінде қандай заттарды қай жолмен пайдаланатынын анықтауға мүмкіндік береді.

Микроорганизмдер, микробтар – тек қана микроскоппен көруге болатын өте ұсақ организмдер. Бұларды алғаш рет 17 ғ-да голланд ғалымы А.В. Левенгук ашқан. М. арасында прокариоттар және эукариоттар тобына жататындары бар. Кейде М-ге вирустарды да жатқызады. М. мөлшері жағынан тым ұсақ болғандықтан, оларды табиғи субстраттардан оқшаулап алуда (таза дақыл күйінде), өсіруде және зерттеуде ерекше тәсілдерді қолдауды қажет етеді. М-ді зерттейтін ғылым саласы – микробиология. М-дің басым көпшілігі бір клеткалы организмдер. Олар, көбінесе, қарапайым бөліну арқылы тез көбейеді. Көп клеткалы организмдерге тән өте күрделі жынысты көбею процессі бұлардың көбінде болмайды. М. физиол. және биохим. қасиеттері жағынан әр түрлі. Олардың кейбіреулері басқа организмдер өніп-өсе алмайтын ортада тіршілік етуге бейімделген. Мыс., 70 – 105ӘС ыстықта, жоғары деңгейдегі радиацияда және концентрациясы өте күшті қышқылды (pH<1,0) немесе сілтілі (рН 9,0 болатын, кейде одан да жоғары) орталарда, NaCl-дың жоғары концентрациясында (25 – 30%), оттек жоқ жерде (анаэробты жағдайда) тіршілік ете алатын М. белгілі. Олар өте төмен темп-рада да, құрғақшылық ортада да көбейе алады. Кейбір бактериялар мен балдырлар өз клеткасына қажетті барлық заттарды синтездеу үшін СО2-ні пайдаланады, бұларды автотрофтар деп атайды (қ. Автотрофты организмдер). Бұлардың ішіндегі кейбіреулері (мыс., сүт қышқылы бактериялары және қарапайымдылар) өздерінің дамуына қажетті өсу факторларын, яғни дайын витаминдер, амин қышқылдары немесе т.б. органик. заттарды өздері синтездей алмайды. Мұндай М-ді – ауксотрофтар деп атайды. Көптеген М. өте күрделі органик. қосылыстарын (белоктар, көмірсулары, соның ішінде целлюлоза, липидтер, нуклеин қышқылдары, көмірсутектері) ыдыратса, кейбіреуі адамдарды және жануарларды уландыратын (метанол, көміртотығы, күкіртсутек, нитриттер) заттарды пайдалана алады, ал кейбір түрлері табиғи емес қосылыстарды ыдырата алады (ксенобиотиктер). М. табиғатта – топырақта, суда, ауада кең таралған, биосферадағы зат айналымына белсене қатысады. М. фотосинтез процесі кезінде түрлі қосылыстардың минералдануына жағдай туғызып, атмосферадағы СО2¬¬ қорының болуын қамтамасыз етеді, сондай-ақ топырақ пен ауаға бірқатар биогендік элементтерді қайтарады. М. ауадағы молек. азотты сіңіруге де (азотфиксация) белсене қатысады. Тау жыныстары мен топырақ түзілу процесін ыдыратып, кейбір пайдалы қазбалардың (мыс., сульфидтер мен күкірт) түзілуіне әсер етеді. М-дің практикалық маңызы зор. Олардың көпшілігі өнеркәсіптің әр түрлі саласында (мал азықтық белокты түзу, шарап жасау, нан пісіру, сүт қышқылы тағамдарын өндіру кезінде антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, кейбір ферменттер, т.б.), а. ш-нда (сүрлем даярлауда, өсімдіктерді биол. жолмен қорғауда) кеңінен қолданылады. Сондай-ақ М. лас суларды тазартуда, жанар газ – метанды түзуде пайдаланылады. Бірқатар М. адамдар, жануарлар және өсімдіктердің патогені болып саналады. М-дің кейбір түрлері топырақты құнарсыздандырып, көптеген а. ш. өнімдерін бүлдіреді, металдардың коррозияға ұшырауына ықпал етеді. М. биологияның көптеген мәселелерін шешуде маңызды зерттеу нысаны болып саналады. Соның нәтижесінде көптеген биол. заңдылықтар ашылып, биотехнологияның негізі қаланды.

Табиғи жағдайда  микроорганизмдер тек аралас популяция түрінде кездеседі. Олардың ішінен қажетті бактериялардың таза дақылдарды әр түрлі әдіспен тікелей табиғи субстраттан (судан, топырақтан) немесе элективті және жиынтықты қоректік ортадан бөліп алады. Микроорганизмдердің дақылдарын  (таза/аралас) сұйық ортада өсіру үшін екі негізгі әдісті қолданады: мерзімді (периодикалық)  және үздіксіз Мерзімді тәсіл бойынша микроорганизмдердің популяциясы жабық жүйеде өседі, яғни оларды қоректік ортаға  еккеннен кейін қорек қосылмайды. Мерзімді тәсілдің екі түрі бар: беттік өсіру (стационарлық тәсіл) және терең  қабатты  өсіру (динамикалық тәсіл). Беттік өсіру әдісіне микроорганизмдерді өсіру барысында қоректік ортаны араластырылмайды, яғни ол тыныштық жағдайда болады. Бұл тәсілде бактерия клеткалары, негізінен қоректік ортаның беткі қабатында өседі.   Үздіксіз әдіспен өсіргенде, орта ылғи жаңарып отырады, сондықтан бактерияларды ұзақ уақыт өсіруге болады. Ал терең қабатта өсіру әдісінде қоректік орта араластырылып отырады, ал бактерия клеткалары төменгі қабатта өседі. Сондықтан микроорганизмдерді ұзақ уақыт бойы  қайталап екпей өсіруге болады.Қатты  қоректік орталардың бетінде егуге байланысты  микроорганизмдер жеке колония, сызық (штрих) түрінде немесе ортаның бетіне тұтастай өсулері мүмкін. Колония — бір клеткадан өсіп шыққан клеткалардың ұрпағы. Клетканың қай жерде дамығанына байланысты (қоректік ортаның бетінде, ыдыстың түбінде) колониялар бөлінеді:беттік, тереңдік , түптік . Беттік  колониялардың түзілуі тығыз  субстраттардағы көптеген  микроорганизмдердің өсу ерекшеліктері болып табылады. Мұндай колониялар өздерінің көптүрлілігімен ерекшелінеді. Популяцияның  өсуі оның  клетка саны мен массасының ұлғаюымен сипатталады. Өсудің бірнеше анықтамалары бар. Өсу – клетка биомассасының өсуі. Бірақ кез келген клетка биологиялық массасының ұлғаюын өсу деп қарастырмайды. Бактериялар өздері адаптацияланған оптимальді ортада баланстанған өсі күйіндеболады, биомассаның екі есеюі белок, РНҚ,ДНҚ және т.б. мөлшерінің екі есеюімен жүреді, сондықтан өсуді барлық химиялық компоненттер мөлшерінің көбеюі деп тұжырымдауға болады. Бактериялар өсуі клеткалық материалды синтездейтін бір бірімен байланысқан көптеген реакциялар нәтижесінде жүреді.  Көбею – популяциядағы микроорганизмдердің санының өзгеруі. Клетка өсуі  —  клетканың  ішілік қор жинауы, саны өзгермейді.



Микроб клеткаларының мерзімді дақылдауында өсу сатылары (өсу сызығы):

  1. Лаг-фазa – қоректік ортаға енгізілген дақылдың  (инокулят) өсімі салыстырмалы баяу болады, жаңа ортаға бейімделу процесі жүреді (қорек заттарды ыдырататын ферменттер клеткада пайда болады);

  2. Экспоненциалды (логарифмикалық) фаза –  клеткалар көбейю (бөліну) процесі қарқынды жүреді;

  3. Стационарлы фаза  —  клетка биомассасы көлемі жағынан ұлғаяды  (клетка өседі),   екіншілік метаболитттерді ортаға шығарады;

  4. Өлу  фазасы – тіршілікке қабілетті клеткалардың біртіндеп жойылуы (ортада  қорек  зат  таусылады, сондықтан клеткалар өледі).

  1. Бастапқы немесе лаг–кезең. Ол клеткаларды қоректік ортаға еккен уақытынан көбейюінің басталуына дейінгі аралықты қамтиды. Лаг–кезеңінде клетка саны аз өзгереді немесе өзгермейді, себебі клеткалар жаңа қоректік ортаға бейімделуі керек. Кезеңнің ұзақтығы әр түрлі болуы мүмкін (орташа 10 минуттан — 5 сағатқа дейін). Ол қоректік ортаның биожеткіліктілік (биодоступность) деңгейіне және инокуляттық жасына, егілген мөлшеріне байланысты

  2. Экспоненциалды немесе лог – кезең. Бұл кезеңде клеткалар қарқынды тұрақты жылдамдықпен бөлінеді. Жылдамдық бактериялардың түріне және қоректік ортаға байланысты. Мысалы, энтеробактериялар әр 15 – 30мин сайын, ал ішек бактериялар қолайлы жағдайда әр 20мин сайын бөлінеді. Бұл кезеңде клетканың үлкендігі мен ондағы белоктың мөлшері тұрақты күйде болады. Экспоненциалды кезеңнің ұзақтығы қоректік ортадағы заттардың кемуіне немесе керек емес заттардың артық түзілуіне байланысты.

  3. Стационарлы фаза кезінде бөлінген клеткалар тұрақты түрде өсе бастайды.

  4. Өлу кезеңі. Бұл кезеңде өсуге қабілетті  клеткалар саны экспоненциалды төмендейді. Ал өлі клеткалардың саны артады. Солайша  өлі клеткалардың саны тірі клеткалардың санынан асып түседі. Өлудің әр түрлі  себептері бар, мысалы, қоректік ортаның таусылуы, улы метаболиттердің жиналуы. Ал кейбір жағдайларда микроорганизмдер тіршілік әрекеті барысында пайда болған  ферменттермен лизистеледі. Ол автолиз деп аталады. Клетка физиологиясы мен генетикасының мәні де аз. Микроб клеткаларының таза дақылдың өсу қисығында кейде екі лаг – кезең байқалады — оны диауксия деп атайды. Диауксия қоректік ортада бір мезгілде екі (немесе одан көп) энергия көзі, мысалы,глюкоза мен лактоза болғанда байқалады. Бактериялардың культуралды құрамын анықтау үшін ең алдымен қоректік орта мөлдір, стерильді, бөгде микроорганизм түрі болмауы қажет.Үздіксіз өсіру үшін қолданылатын аппараттардың екі түрі ажыратылады: Хемостат  пен Турбидостат.


Достарыңызбен бөлісу:


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет