बैक्टीरिया की वृद्धि और पोषण

बैक्टीरिया की वृद्धि और पोषण यह बताता है कि सूक्ष्मजीवों को आवश्यक पोषक तत्व और ऊर्जा कैसे प्राप्त होती है और समय के साथ उनकी आबादी कैसे बढ़ती है, जो सूक्ष्मजीवों की खेती और नियंत्रण के लिए मात्रात्मक आधार प्रदान करता है।

Definition

बैक्टीरिया की वृद्धि और पोषण सूक्ष्मजीवों की पोषक तत्व और ऊर्जा आवश्यकताओं तथा उन मात्रात्मक गतिकी का अध्ययन है जिनके द्वारा सूक्ष्मजीव आबादी बढ़ती, घटती और अपने भौतिक व रासायनिक वातावरण पर प्रतिक्रिया करती है।

Scope

यह विषय कार्बन और ऊर्जा स्रोत द्वारा परिभाषित पोषण श्रेणियों को शामिल करता है; आवश्यक मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, माइक्रोन्यूट्रिएंट्स और वृद्धि कारक; झिल्ली के पार परिवहन; बाइनरी विखंडन और घातीय वृद्धि का गणित; बैच कल्चर में वृद्धि के चरण; केमोस्टेट में निरंतर कल्चर; और तापमान, पीएच, ऑक्सीजन और पानी की उपलब्धता का वृद्धि पर प्रभाव। यह शरीर विज्ञान को प्रयोगशाला खेती और पर्यावरणीय नियंत्रण से जोड़ता है।

Core questions

• सूक्ष्मजीव कार्बन, ऊर्जा और आवश्यक पोषक तत्व कैसे प्राप्त करते हैं?
• जनसंख्या वृद्धि की दर और सीमाओं को क्या निर्धारित करता है?
• तापमान, पीएच और ऑक्सीजन जैसे पर्यावरणीय कारक वृद्धि को कैसे आकार देते हैं?
• निरंतर कल्चर में वृद्धि दर को प्रयोगात्मक रूप से कैसे नियंत्रित किया जा सकता है?

Key concepts

• पोषण श्रेणियां और ऊर्जा स्रोत
• मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, माइक्रोन्यूट्रिएंट्स और वृद्धि कारक
• बाइनरी विखंडन और पीढ़ी का समय
• बैच वृद्धि वक्र के चरण
• निरंतर कल्चर और केमोस्टेट

Key theories

घातीय वृद्धि और वृद्धि वक्र

एक बंद कल्चर में, पोषक तत्व प्रचुर मात्रा में होने पर एक आबादी तेजी से बढ़ती है, फिर स्थितियाँ बदलने पर लैग, स्थिर और मृत्यु चरणों में प्रवेश करती है, जिससे सूक्ष्मजीवों की वृद्धि का एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मात्रात्मक विवरण मिलता है।

Mechanisms

कोशिकाएं झिल्ली परिवहन प्रणालियों के माध्यम से पोषक तत्वों को ग्रहण करती हैं और उनका उपयोग ऊर्जा संरक्षण और जैवसंश्लेषण के लिए करती हैं। जब पोषक तत्व प्रचुर मात्रा में होते हैं, तो वृद्धि एक विशिष्ट पीढ़ी के समय पर बाइनरी विखंडन द्वारा आगे बढ़ती है, जिससे घातीय वृद्धि होती है। जैसे ही एक सीमित पोषक तत्व समाप्त हो जाता है या अपशिष्ट जमा हो जाता है, वृद्धि धीमी हो जाती है और आबादी स्थिर चरण में प्रवेश करती है; निरंतर कल्चर में, एक निश्चित दर पर एक सीमित पोषक तत्व की आपूर्ति आबादी को स्थिर अवस्था में रखती है।

Clinical relevance

वृद्धि आवश्यकताओं और गतिकी का ज्ञान सूक्ष्मजीवों को अलग करने और पहचानने के लिए उपयोग किए जाने वाले कल्चर मीडिया और ऊष्मायन स्थितियों, उद्योग में किण्वन प्रक्रियाओं के डिजाइन और खाद्य संरक्षण और स्वच्छता में सूक्ष्मजीवों की वृद्धि को सीमित करने की रणनीतियों को रेखांकित करता है।

History

सूक्ष्मजीवों की वृद्धि का मात्रात्मक अध्ययन बीसवीं शताब्दी में जैक्स मोनोड जैसे शोधकर्ताओं के काम के माध्यम से आगे बढ़ा, जिनके परिभाषित मीडिया और केमोस्टेट पर वृद्धि के अध्ययनों ने पोषक तत्व सांद्रता और वृद्धि दर के बीच संबंध को औपचारिक रूप दिया, जो पहले के सूक्ष्मजीवविज्ञानी द्वारा स्थापित शुद्ध-कल्चर विधियों पर आधारित था।

Key figures

• Jacques Monod
• Sergei Winogradsky

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

पीढ़ी का समय क्या है?

पीढ़ी का समय, या दोगुना होने का समय, वह अंतराल है जो दी गई परिस्थितियों में बैक्टीरिया की आबादी को संख्या में दोगुना करने के लिए आवश्यक होता है। यह प्रजातियों के बीच और तापमान और पोषक तत्वों की उपलब्धता जैसे पर्यावरणीय कारकों के साथ व्यापक रूप से भिन्न होता है।