logo
logo

Физиология изучает жизненные функции организма (питание, способы получения энергии, размножение и др.) и взаимодействие его с внешней средой.

Основной отличительной особенностью живых организмов от неживой природы является рост и размножение. Рост — это физиологический про­цесс, в ходе которого увеличиваются размеры и масса клетки. Достигнув определенной величины, она перестает расти и при наличии благоприятных условий начинает размножаться. Основным способом размножения явля­ется деление. Клетка перед делением удлиняется, затем делится нуклеоид.

Этот процесс называется репликацией ДНК, т. е. происходит удвоение чис­ла молекул ДНК в клетке. После завершения репликации ДНК начинается деление клетки. Чаще всего клетка делится на две равные части (изоморфное деление), но в старых культурах или при неблагоприятных условиях роста встречается и неравномерное (гетероморфное) деление.

Скорость размножения микроорганизмов необычайно велика. В благо­приятных условиях клетка делится каждые 20 — 30 мин. Число микроорга­низмов растет в геометрической прогрессии: 20, 21, 22, 23, ..., 2n .Подсчи­тано, что через 24 часа потомство одной клетки увеличивается до 472 х 1019 клеток, масса которых составляет 4720 т. Такой темп размножения возможен в искусственно подобранных оптимальных условиях, исключаю­щих гибель микроорганизмов. В природе этому препятствуют различные неблагоприятные факторы внешней среды — температура, действие света, недостаток влаги, питательных веществ, продукты собственного обмена и др.

Каждый вид клетки имеет свою среднюю скорость размно­жения. Время между двумя делениями клетки называют временем генера­ции. На искусственных питательных средах микроорганизмы развиваются в виде популяции — совокупности одного вида клеток, занимающей опреде­ленное пространство. При культивировании популяция проходит пять фаз роста и размножения, в течение которых изменяются размеры клеток, ско­рость размножения, морфологические и физиологические свойства.

Первая стадия — лаг-фаза (задержка роста). В этой стадии микроор­ганизмы не размножаются, а приспосабливаются к новым условиям среды. Приспособление выражается в синтезе адаптивных ферментов, нуклеино­вых кислот, белков. Характеризуется этот период интенсивным обменом веществ, увеличением в 2 — 3 раза размеров клеток. Длительность лаг-фазы зависит от питательной среды: чем полноценнее среда, тем короче лаг-фаза.

Вторая стадия — экспоненциальная фаза (фаза логариф­мического роста). Число клеток в этой фазе увеличивается в геометричес­кой прогрессии: скорость размножения постоянная, продолжительность генерации минимальная. Продолжительность скорости размножения в этой фазе различна у разных микроорганизмов. Так, для Е. coli она может быть 20 — 30 мин, для Azotobacter — 70 — 80 мин.

Третья стадия — фаза замедленного роста, когда в резуль­тате расхода питательных веществ и накопления продуктов жизнедеятель­ности размножение замедляется.