Reja: Mikroorganizmlarni etishtirish

Mikroorganizmlarning rivojlanishi va o'sishi
Reja:

1. 
   Mikroorganizmlarni etishtirish
   
2. 
   Prokariotlar
   
3. 
   Quruq obyektivlarning frontal linzasi
   

Mikroorganizmlarni etishtirish mikrobiologiyaning asosiy usullaridan biridir. Bu mikroorganizmlarning fiziologik va biokimyoviy xususiyatlarini bilishga va mikroorganizmlarning hayoti uchun atrof-muhitning fizik-kimyoviy sharoitlarining ahamiyatini tushunishga asoslangan. Kultivatsiya ma'lum sharoitlarda ozuqaviy muhitda mikroorganizmlarni etishtirish deb ataladi va rivojlanayotgan organizm madaniyatdir. Muayyan haroratda etishtirish inkubatsiya (yoki inkubatsiya) deb ataladi. Kultivatsiya quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- madaniy muhitni tayyorlash,
- madaniy muhit ekiladigan mikrobial populyatsiyani olish, ya'ni. urug '(yoki urug ' hosili
- ushbu mikroorganizmning rivojlanishi va o'sishi uchun maqbulini yaratish
fizik-kimyoviy sharoitlar, ya'ni etishtirish (yoki etishtirish);
- maqsadli mahsulotni ajratish.
Kultivatsiya bosqichlarining ketma-ketligi va ularning o'zaro bog'liqligi sek.
O'sish muhitini tayyorlash
Kultivatsiya
E kish hosilini olish
Maqsadli mahsulotni ajratish Kultivatsiya jarayonida madaniyatning o'sishi va ko'payishi sodir bo'ladi. To'liq aytganda, o'sish fiziologik jarayon bo'lib, uning davomida hujayralar hajmi va massasi ko'payadi. Ko'paytirish-bu populyatsiyadagi shaxslar sonining ko'payishi. Ammo, odatda, madaniyatning o'sishi nafaqat bitta hujayraning o'sishini, balki hujayralar sonining umumiy o'sishini ham anglatadi – ya'ni.ko'payish natijasida hujayra biomassasining ko'payishi. Sof-bu bitta hujayraning avlodi bo'lgan madaniyat. Bir nechta turdagi mikroorganizmlarni o'z ichiga olgan madaniyat aralash yoki heterojen deb ataladi. 
Tabiatda faqat mikroorganizmlar jamoalari heterojen madaniyatlar shaklida uchraydi va sof madaniyatlar hech qachon topilmaydi. Mikroorganizmlarning biokimyoviy faoliyatidan foydalanishga asoslangan ishlab chiqarishda ikki yoki uch turdagi mikroorganizmlardan tashkil topgan bir yoki ikki, uch komponentli sof mikroorganizmlarning sof madaniyati qo'llaniladi.
Atrof muhitdan har qanday mikroorganizmning morfologik, madaniy va fiziologik va biokimyoviy xususiyatlarini o'rganish uchun u toza madaniyatga ajratiladi. Bu mikroorganizmni aniqlash, uning taksonomik holatini aniqlash va uning amaliy qiymatini aniqlash imkonini beradi.
Mikroorganizmlarni etishtirish uchun vositalarni tuzish tamoyillari
Mikroorganizmlarni etishtirish uchun ularning o'sishi uchun zarur bo'lgan barcha moddalarni o'z ichiga olishi kerak bo'lgan ozuqaviy vositalar qo'llaniladi. Mikroorganizmlarni etishtirish uchun yuzlab turli xil vositalar taklif etiladi, ularning tarkibi mikroorganizmlarning biosintez va energiya uchun zarur bo'lgan birikmalarga bo'lgan ehtiyojlari bilan belgilanadi. Mikroorganizmlardagi konstruktiv va energiya jarayonlari juda xilma-xildir, shuning uchun ularning ozuqaviy ehtiyojlari bir xil darajada xilma-xildir. Bundan kelib chiqadiki, istisnosiz barcha mikroorganizmlarning o'sishi uchun bir xil darajada mos bo'lgan muhit mavjud emas.
MIKROORGANIZMLARNING UMUMIY TAVSIFI Mikroorganizmlar juda mayda mavjudodlar bo`lib, ularni oddiy ko`z bilan ko`rib bo`lmaydi. Ular bir-biridan morfologik, fiziologik va biokimyoviy xususiyatlari bilan farqlanadi. Hujayraviy tuzilishga ko`ra barcha mikroorganizmlar prokariotlarga va eukariotlarga ajratiladi. Prokariotlarning yadro apparati "nukleoid" deb nomlanib, ko`pincha, u bitta xromosoma tutadi, halqasimon bo`lgan DNK molekulasidan iborat. Eukariotlarda yadro bir qator xromosomalar tutadi va tsitoplazmadan membrana bilan ajratilgan bo`ladi. Eukariot va prokariotlarning yadro apparatining tuzilishidagi farqi ularning boshqa xususiyatlari bilan bog`liq.
Prokariotlar
Prokariotlar orasida bakteriyalar (yoki eubakteriyalar) va arxeylar (arxebakteriyalar) ajratiladi. Aksariyat prokariotlar eubakteriyalarning turli guruhlaridir. Prokariotlar, asosan, bir hujayrali organizmlar bo`lib, ularning o`rtacha o`lchami 0,2- 10,0 mkm. Bakteriyalarning shakli turli o`lchamdagi tayoqchalar, sharsimon hujayralar (kokklar) hamda buralgan shakllar - vibrion, spirilla va spiroxetalardan iborat. Bundan tashqari, uchburchak, kvadrat va o`simtali shaklga ega bo’lgan hujayralar ham topilgan. Hujayralar to`plami ba'zida bakteriyalarning sistematik o`rnini aniqlashda yordam beradi. Ular yakka-yakka, juft, qisqa va uzun zanjir shaklida (streptokokklar), tartibsiz shaklda (stafilokokklar), paket holatida (sartsinalar), to`rsimon va rozetkasimon bo`lishlari mumkin. Aktinomitsetlar guruhidagi ko`pchilik bakteriyalar mitseliy hosil qiladi. Trixom hosil qiluvchi ko`p hujayrali prokariotlar ham topilgan.
Prokariotlarning tuzilishi Ko`pchilik prokariotlar rigid hujayra devoriga va uning ostida joylashgan tsitoplazmatik membranaga ega. Hujayra devorining tuzilishi va tarkibi muhim taksonomik belgi bo`lib, uning asosida prokariotlar quyidagi guruhlarga ajratiladi: grammusbat, grammanfiy, hujayra devoriga ega bo`lmagan bakteriyalar va arxeylar. Grammusbat bakteriyalar tarkibida grammanfiylarga nisbatan hujayra devoridagi murein (peptidoglikan) miqdori ancha ko`p bo`lib, tashqi membrana ham bo`lmaydi.
Arxebakteriyalar murein o`rnida, asosan, psevdomurein tutadi. Aksariyat bakteriyalar yuzasida fimbriyalar yoki pililar, harakatchan bakteriyalarda esa xifchinlar bo`ladi. Ko`pchilik bakteriyalar yuzasida turli qalinlikdagi kapsulalar bo`ladi. Ular asosan, polisaxarid, glikoproteid va polipeptidlardan tuzilgan. Prokariotlarning ichki hujayraviy tuzilishi oddiy. Ko`pchilik bakteriyalar kiritmalar tutadi. Ular orasida sitoplazmatik membrana hosilalari ajratiladi; fototroflarda xromatofor va tilakoidlar, nitrifikator va metan oksidlovchi bakteriyalarning ichki membranalari bor. Ba'zi bakteriyalar gaz vakuolalariga (aerosomalar) ega. Aksariyat bakteriyalar hujayralarida zahira moddalar bo`ladi. Ba'zi spora hosil qiluvchi turlar oqsil tarkibidagi parasporal tanachalarga ega.
Prokariotlarning o`sishi va ko`payishi Ko`pchilik bakteriyalar ikkiga bo`linib ko`payadi. Kurtaklanish yo`li bilan ko`payadiganlari ham bor. Aktinomitsetlar esa sporalar yoki mitseliy bo`laklari bilan ko`paydi. Bir qator sianobakteriyalar ko`p qismlarga bo`linib ko`payadi. Ko`p hujayrali prokariotlar trixomdan bir qancha hujayra ajrashi yo`li bilan ko`payadi.
Eukariotlar Prokariotlardan farqli o`laroq eukariotlarga mikro va makroorganizmlar kiritiladi. Eukariot mikroorganizmlar tarkibiga zamburug`lar, bir qator suvo’tlari va sodda hayvonlar kiradi.
Zamburug`lar Zamburug`lar tabiatda keng tarqalgan geterotrof mikroorganizmlar bo`lib, ularning aksariyati saprofitlar. Lekin parazitik turlari ham uchraydi. Ko`pchilik zamburug`larning asosiy xususiyati - mitseliyning hosil bo`lishi. Mikroskopik zamburug`larning 3 guruhi mavjud: zigomitsetlar, askomitsetlar va deyteromitsetlar. Mikrobiologlarning asosiy obyektlaridan biri bo`lmish achitqilar askomitsetlarga kiritiladi. Achitqilar harakatsiz yakka-yakka hujayralar bo`lib, asosan, kurtaklanib ko`payadi. Mikrobiologik tadqiqotlarda keng qo`llaniladigan achitqilar - Saccharomyces avlodiga kiruvchi achitqilardir, masalan, S.cerevisiae.
Mikroorganizimlarga tashqi muhit omillarining ta'siri Mikroorganizmlarga ta'sir etuvchi omillardan biri harorat. Mezofillar uchun optimal harorat 25-400S tashkil etadi. Okeanlar tubida, tundrada psixrofil mikroorganizmlar yashaydi, ular uchun optimal harorat 5-150S tashkil etadi. Ekstremal termofillar 70-1100S da yashay oladi. Osmotik bosim mikroorganizmlarning o`sishiga ta'sir etuvchi omillardandir. Ko`pchilik organizmlar 0,5 M NaCl konsentratsiyasiga ham chiday olmaydi, ekstremal galofillar esa NaCl ning 2,5 M va undan baland konsentratsiyalarida yashay oladi. Mikroorganizmlar muhitning nordonligiga ham sezgir. Ekstremal atsidofillar pH 0,5-1,0, alkalofillar esa pH 10,0-11,0 gacha bo`lganda yashaydi, lekin mikroorganizmlarning asosiy guruhlari neytral pH li muhitlarda yashaydi. Ular neytrofillar deb nomlanadi. Molekular kislorodga nisbatan chin aerob va anaeroblarga ajratiladi. Kam kislorodli (1,0-5%) muhitda yashay oladigan mikroorganizmlar mikroaerofillar deb ataladi. Anaerob mikroorganizmlar fakultativ, aerotolerant va chin anaeroblarga ajratiladi.
Mikroorganizmlarda modda almashinuvi Mikroorganizmlarda amalga oshadigan konstruktiv va energetik jarayonlar ko`p qirraliligi bilan ajralib turadi. Konstruktiv modda almashinuvida foydalaniladigan uglerod birikmalariga ko`ra mikroorganizmlar avtotrof va getgerotroflarga ajratiladi. Geterotroflarning asosiy qismini saprofitlar tashkil qiladi. Azot birikmalarining o`zlashtirilishida mikroorganizmlarning imkoniyatlari keng namoyon bo`ladi. Mikroorganizmlar orasida molekular azotni o`zlashtiruvchilar, tayyor aminokislotalarga muhtoj bo`lganlar va azotni anorganik birikmalardan o`zlashtiruvchilari bor. Fosfor, oltingugurt kabi elementlarni mikroorganizmlar fosfat, sulfat va qaytarilgan oltingugurt birikmalaridan oladilar. 3 Mikroorganizmlar amalga oshiradigan energetik jarayonlar orasida fotosintez, bijg`ish, aerob va anaerob nafas olishlar ajratiladi.
Mikroorganizmlarning tarqalishi va ahamiyati Tabiatdagi ekologik sistemalarning butunligini ta'minlovchi muhim omillardan biri mikroorganizmlar yig`indisidir. Ma'lum sharoitlarda mikroorganizmlar yagona hayot shakli bo`lishi mumkin. Evolutsiya davomida ular orasida turli tipdagi munosabatlar takomillashib borgan (simbioz, mutualizm, parazitizm va hokazo). Yerdagi bo`lib o`tadigan moddalar aylanishida mikroorganizmlar faol ishtirok etadi. Turli organik birikmalarni o`zlashtirib, SO va SO2 ni yutib, metan hosil qilib va o`zlashtirib, ular uglerod aylanishida faol ishtirok etadi. Molekular azotni o`zlashtirib, ammiak va nitritlarni oksidlab, denitrifikatsiyani amalga oshiriladi. Ular tabiatdagi azot aylanishini ta'minlaydi, qaytarilgan oltingugurt birikmalarini oksidlab va oksidlangan birikmalarni qaytarib oltingugurt aylanishini amalga oshiradilar. Ba'zi mikroorganizmlar inson va o`zga organizmlarda kasalliklar chaqiradi, qishloq xo`jaligi mahsulotlari, binolar, truboprovodlar, metallkonstruksiyalarining chirishiga olib keladi. Bakteriya va zamburug`lar yordamida non, vino, pivo, kvas, turli sut mahsulotlari, atseton, butanol, sirka, limon kislotasi, vitaminlar, fermentlar, antibiotiklar va hokazolar olinadi. Mikroorganizmlarning amaliy ahamiyati beqiyosdir.
Mikroskopning tuzilishi. fiksirlangan va bo`yalgan preparat tayyorlash
Mikroorganizmlar juda kichik o`lchamga ega bo`lganligini nazarda tutib, mikroorganizmlar mikrometrlar (mkm) va ularning qismlari bilan o`lchanadi, ularning turli tumanligi, morfologiyasi va hujayrasining tuzilishi mikroskop vositasida o`rganiladi. Mikroskoplar o`rganilayotgan ob'ektlarni yuzlab (yorug`lik mikroskoplari) va yuz minglab (elektron mikroskoplari) kattalashtirishi mumkin. Mikrobiologiyadan amaliy mashg`ulotlarda odatda MBI-I, MBR-I kabi yorug` maydonli mikroskoplar qo`llaniladi. Bulardan tashqari faza-kontrast qurilmali, qorong`u-maydonli va lyuminestsent mikroskoplar yordamida ham ko`riladi.
MBR-I mikroskopining tuzilishi Mikroskopning mexanik va optik qismlari mavjuddir. Mexanik qismiga buyum stolchasi va tubus mahkamlangan shtativ (tutqich) kiradi (1-rasm). Buyum stolchasiga preparat o`rnatiladi. Preparatni qisqichlar yordamida qisish, o`ng va chap tomondagi ikki vintlar yordamida gorizontal tekislikda harakatga keltirish mumkin. Buyum stolchasi tagida kondensor kronshteyni mahkamlangan. Shtativni yuqori qismi tubus tutqichni makrometr va mikrometr vintlar yordamida harakatlantirish mumkin. Bu vintlarni soat mili yo`nalishida buralsa tubus tutqich pasayadi, soat miliga teskari tomonga burilsa - ko`tariladi. Mikrometr vintni bir aylanishi tubusni 0,1 mm ga suradi. Mexanik qismiga yana obyektivlar buralib joylashtiriladigan revolver kiradi. Tubusni yuqori uchiga okulyar mahkamlanadi. Optik qismiga yoritgich apparat, obyektiv va okulyar kiradi. Yoritgich apparat esa kondensor va ko`zgudan tuzilgan bo`ladi. Ko`zguni bir tomoni yassi va ikkinchi tomoni botiq ko`rinishga ega.
Kondensor linzalar tizimidan tashkil topgan bo`lib, yorug`lik manbaidan keluvchi va ko`zguda qaytarilgan parallel nurlarni to`plab berish vazifasini bajaradi. Yorug`lik o`tishi jadalligi, iris diafragma orqali boshqarilishi mumkin. Diafragma ostida nurfiltrlar uchun gardish joylashgan. Kondensorni tik yo`nalishda maxsus vint yordamida harakatga keltirish mumkin. Kondensor bilan ishlanganda ko`zguning faqat tekis tomonligidan foydalaniladi. Obyektiv metall gardishda joylashtirilgan linzalar tizimidan tuzilgan bo`lib, ularning eng asosiysi tashqi (frontal) linzadir. Obyektivni kattalashtirishi uni fokus masofasi va egriligiga bog`liqdir. MBR-1 mikroskopida 8x, 40x (quruq) va 90x (immersiya yoki moy) marta kattalashtiruvchi obyektivlar bor.
Quruq obyektivlarning frontal linzasi bilan obyekt orasida havo bo`ladi, moy (immersiya) obyektivlarda esa mahsus moy bo`lib, uning nur sindirishi buyum oynanikiga teng bo`ladi (n = 1,5). Natijada, yorug`lik nurlari obyektdan va moydan o`tib tarqalib ketmaydi. Mikroorganizmlarni kuzatganda ko`pincha immersiya obyektivi ishlatiladi. Okulyarlar ikki linzadan tashkil topadi: yuqori - ko`z va quyi - to`plagich. Ular orasida umumiy gardishda diafragma joylashadi. Kattalashtirish imkoniga ko`ra okulyarlar har xil bo`ladi: 5x, 7x, 10x, 12x, 15x va 20x marta 4 kattalashtiruvchi okulyarlardir. Eng muhimi mikroskopning kattalashtirishi va ko`rsatish imkoniyatidir. Mikroskopning umumiy kattalashtirishini topish uchun obyektiv kattalashtirishini okulyar kattalashtirishiga ko`paytirish kerak.
Masalan: immersiya obyektivi ishlatilganda (90 x) okulyar 7x bo`lsa, umumiy kattalashtirish 630 martaga teng bo`ladi. Mikroskopning ko`rsatish imkoniyati deb ma'lum mikroskopda ikki nuqta orasidagi eng kichik ko`ra oladigan masofaga aytiladi. Bu masofa ko`ra bilish masofasi (d) deyiladi. Uning kattaligi nurning to`lqin uzunligiga (  ), obyektivning appertura soniga (A1) va kondensorning appertura soniga (A2) bog`liq.