De term microbiële groei verwijst naar de groei van een populatie (of een toename van het aantal cellen), niet naar een toename van de grootte van de individuele cel. De celdeling leidt tot degroei van cellen in de bevolking.
twee soorten aseksuele reproductie in microben:
1.) Binaire splijting-bacteriële reproductie vindt plaatsdoor splijting, een primitieve vorm van celldivision die geen spindel fiberapparatus gebruikt., De bacteriële cel verdubbelt en repliceert zijn chromosoom. Na de replicatie van DNA, hechten de twee chromosomen aan afzonderlijke plaatsen op het plasmamembraan, en de celwand wordt tussen hen neergelegd, veroorzakend twee dochtercellen.
2.) Ontluikende-een paar bacteriën en sommige eukaryotes (met inbegrip van gisten) kunnen zich ook vermenigvuldigen door ontluikende,het vormen van een bubble-achtige groei die vergroot en scheidt van de oudercel.
I. microbiële groei
A., Fases of Growth-Amicrobial lab culture passeert meestal 4 verschillende, sequentiële groeifasen die de standaard bacteriële groeicurve vormen: (niet alle groeifasen komen voor in alle culturen). Zie grafiek; beable om & label te tekenen.
1. LagPhase-In de lagfase neemt het aantal cellen niet toe. Nochtans, treedt aanzienlijke metabolische activiteit op aangezien de cellen zich voorbereiden om te groeien., (Deze fase kan niet plaatsvinden, als de cellen die worden gebruikt om een nieuwe cultuur in te enten zich in de logfase bevinden &, mits de omstandigheden hetzelfde zijn).
2. LogPhase (logaritmische of exponentiële fase) – celaantallen nemen exponentieel toe; tijdens elke generatietijd neemt het aantal cellen in de populatie met een factor twee toe). Het aantal microben in een exponentieel stijgende bevolking neemt eerst langzaam toe, dan uiterst snel., Organismen in een buis van kweekmedium kunnen de groei slechts voor een beperkte tijd in stand houden, aangezien voedingsstoffen worden opgebruikt,metabolisch afval accumuleren, microben lijden aan zuurstofdepletie.
3. StationaryPhase-het aantal cellen neemt niet toe, maar veranderingen in cellen treden op: cel wordt kleiner en synthetiseert componenten om hen te helpen langere periodes te overleven zonder te groeien (sommige kunnen zelfs endosporen produceren); het signaal om deze fase in te gaan kan te maken hebben met overbevolking(accumulatie van metabole bijproducten, uitputting van voedingsstoffen, enz.).
4., DeathPhase – in deze fase beginnen cellen uit te sterven. De dood komt exponentieel voor, maar in een laag tempo. De dood vindt plaats omdat de cel de intracellulaire ATP-reserves heeft uitgeput. Niet alle cellen sterven per se tijdens deze fase!
B. Continuous culture of microben
in het laboratorium gaan culturen meestal door alle groeifasen – niet in de natuur. In de natuur komen voedingsstoffen continu in de celomgeving bij lage concentraties,en bevolkingen groeien voortdurend aan een lage maar constante snelheid., De groeisnelheid wordt bepaald door de concentratie van de schaarste of beperkende voedingsstof, niet door deaccumulatie van metabole bijproducten – in de natuur is er altijd een andere microbe die deze metabole bijproducten kunnen gebruiken voor hun eigen metabolisme. In het lab moeten we de media voortdurend vervangen.
II. Meetaantallen microben
A., Indirecte metingen (meet een eigenschap van de massa van cellen en schat vervolgens het aantal microben)
1. Troebelheid – kan buis houden tot het licht en op zoek naar vertroebeling als bewijs van groei(moeilijk om lichte groei te detecteren). Een spectrofotometer kan meten hoeveel licht een oplossing van microbiële cellen overbrengt; hoe groter de massa van cellen in de cultuur, hoe groter de troebelheid (vertroebeling) en het lege licht dat zal worden overgedragen., Nadelen: niet gevoelig in termen van aantallen bacteriële cellen & niet nuttig voor het opsporen van kleine contaminatie.
2. MetabolicActivity-3ways:
a. de vorming van metabole producten, zoals gassen of zuren, die een cultuur produceert.
B. het gebruik van een substraat, zoals zuurstof of glucose.
C. het reductiegehalte van bepaalde kleurstoffen. Ex.methyleenblauw wordt kleurloos wanneer het wordt verminderd.,
B. directe metingen – geven meer nauwkeurige metingen van aantallen microben.
1. DirectCounts-Coulter Counter-electronic counter; rapid & alleen nauwkeurig als bacteriële cellen de enige deeltjes in de oplossing zijn. .
3. PlateCount-bacteriële kolonies worden gezien door het vergrootglas tegen acolonie-tellen raster; genoemd Een Quebec colony counter (we hebben dit in het lab).
4., Filtratie-een bekend volume van vloeistof of lucht wordt getrokken door een membraanfilter door vacuüm. De poriën in het filter zijn te klein formicrobial cellen om door te gaan. Vervolgens wordt hetfilter op een geschikt vast medium geplaatst en geïncubeerd. Het aantal kolonies dat zich ontwikkelt is het aantal levensvatbare microbiële cel in het volume van vloeistof dat werd gefilterd. Deze techniek is geweldig voor het concentreren van een monster, ex. een zwembad, waar kleine populaties kunnen goundetected met behulp van een andere methoden.
III., Groeifactoren-Microbescan bestaan in een groot aantal omgevingen omdat ze klein zijn, gemakkelijk verspreid, hebben slechts kleine hoeveelheden voedingsstoffen nodig, zijn divers in hun voedingsbehoeften.
A. fysische factoren
1. pH-bacteriacan geclassificeerd als:
a. acidophiles (acid-loving) – groeien het best bij een pH van 1 tot 5,4; Ex. Lactobacillus (fermentatiemelk)
B. neutrofielenbestaan van pH tot 5,4 tot 8.,5; de meeste bacteriën die menselijke ziekte veroorzaken zijn in deze categorie.
C. alkalifielen (base loving) – bestaan van pH tot 7,0 tot 11,5; ex. Vibrio cholerae (veroorzaakt cholera)
2. Temperatuurbacteriën kunnen worden geclassificeerd als:
a. psychrofielen(koud-loving)15oC tot 20oC; sommige kunnen groeien bij 0oC.
B. mesofielen – groeien het best tussen 25oC en 40 C; humanbody temp is 37oC.
c., thermofielen (warmte-liefhebbend) 50oC tot 60oC; gevonden in composthopen en in kokende warmwaterbronnen.
3. Vocht-alleen de sporen van sportvormende bacteriën kunnen in een slapende toestand in een droge omgeving bestaan.
4. Hydrostatische druk-druk uitgeoefend door stilstaand water (b. v. meren, oceanen, enz.); sommige bacteriën kunnen alleen overleven in hoge hydrostatische drukomgevingen (bijv., Oceaan valleien van meer dan 7000 meter); de hoge druk is noodzakelijk om hun enzymen in de juiste 3-D vorm te houden; zonder deze, de enzymen verliezen hun vorm en denatuur en de cel sterft.
5. Toniciteit(hypotone,hypertone, isotone) het gebruik van zout als conserveermiddel bij het uitharden van vlees en het gebruik van suiker bij het maken van gelei is gebaseerd op het feit dat een hypertone omgeving microbiële groei doodt of belemmert. Halofielen (zoutliefhebbers) bewonen de oceanen.
6., Radiation UV rays and gamma rays can causemutations in DNA and even kill microorganisms. Somebacteria have enzyme systems that can repair some mutations.
B. OxygenRequirements
1. strictor obligate anaerobes oxygenkills the bacteria; ex. Clostridium tetani
2. strict or obligate aerobes lackof oxygen kills the bacteria; ex. Pserdomonas
3., facultative anaerobes canshift their metabolism (anaerobic if oxygen is absent or aerobic if oxygen is present); ex. E. coli,Staphylococcus
4. aerotolerant thebacteria dont use oxygen, but oxygendoesnt harm them; ex. Lactobacillus
5. microaerophiles likelow oxygen concentrations and higher carbon dioxide concentrations; ex. Campylobacter
C., Nutritionele (biochemische) factoren-voedingsstoffen die door micro-organismen nodig zijn, zijn onder meer:
koolstof – koolstofhoudende verbindingen zijn nodig als energiebron (bijv. glucose) en voorbouwblokken.
stikstof – nodig voor aminozuren en nucleotiden; sommige kunnen alle 20 aminozuren synthetiseren; andere moeten sommige in hun medium hebben.,
Zwavel nodig voor aminozuren, co-enzymen,
Fosfornodig voor het ATP, fosfolipiden, en nucleotiden
Vitaminen vitamine is een organische stof die een organisme nodig in kleine hoeveelheden andthat wordt meestal gebruikt als een co-enzym; veel bacteriën hun eigen, maar sommige zijn requiredin het medium; microben leven in de menselijke darm produceren vitamine K, nodig forblood bloedstolling, en sommige van de B-vitamines, dus profiteren van hun gastheer.
Certaintrace elements-ex., koper, ijzer, zink, natrium, chloride, kalium, calcium, enz.; dienen vaak alscofactoren in enzymatische reacties.
A. methoden voor het verkrijgen van zuivere culturen (een cultuur die slechts 1 soort organisme bevat)
1. De methode van de breekplaat-bacteriën worden op een steriele draadlus opgepikt, en de draad wordt licht langs de agaroppervlakte bewogen, die strepen van bacteriën op het oppervlak deponeren., De lus is gevlamd en een paar bacteriën worden opgepikt uit het gebied aldeposited en strepen op een nieuw gebied. Minder bacteriën worden afgezet als het strepen blijft, en de lus wordt gevlamd na elk strepen. Individuele organismen (individuele cellen) worden afgezet in het gebied gestreept laatste. Nadat de plaat is geïncubeerd bij een geschikte groeitemperatuurvoor het organisme, verschijnen kleine kolonies (elk afgeleid van een enkele bacteriële cel). De lus wordt gebruikt om een portie van een geïsoleerde kolonie op te nemen en over te brengen naar een ander medium voor studie., Het gebruik van aseptische techniek verzekert dat het newmedium organismen van één soort zal bevatten. We doen dit in het lab.
IV. CULTUREMEDIA
A. soorten Media
1. Syntheticmedium-bereid in het lab uit materialen met een nauwkeurige of redelijk goed gedefinieerde samenstelling.
2. Complexmedium-bevat bepaalde redelijk bekende materialen, maar varieert enigszins in chemische samenstelling van partij tot partij (bevat extracten van rundvlees, gisten, bloed); ex., nutrient agar, nutrient bouillon
B. selectieve & Differentiëlemedia (we zullen hier in het lab meer over te weten komen!)
1. Selectief-onethat bevordert de groei van sommige bacteriën maar onderdrukt de groei van anderen.
2. Differentieel-heeft een ingrediënt dat een waarneembare verandering in het medium veroorzaakt wanneer een particularbiochemische reactie optreedt (bijv. een kleur-of pH-verandering).
C., Controle van het zuurstofgehalte van media
1. Candlejars-theinoculated tube of plaat wordt geplaatst in een pot; een kaars wordt aangestoken voordat de pot wordt verzegeld; de brandende kaars maakt gebruik van de zuurstof in de pot en voegt kooldioxide toe aan het; wanneer het koolstofdioxide dooft de vlam, conditie zijn optimaal voor de groei van micro-organismen die kleine hoeveelheden koolstofdioxide (ex. Neisseriagonorrhoeae)
2., Thioglycollatemedium-zuurstofbindmiddel toegevoegd aan het medium om te voorkomen dat zuurstof toxische effecten uitoefent op anaëroben; media wordt meestal afgegeven in verzegelde schroefdop buizen.
3. AnaerobicChamber Brouwerskruik) – Acatalyst wordt toegevoegd aan een reservoir in het deksel van de pot. Aan het gas-pak wordt Water toegevoegd. Water wordt omgezet in waterstofgas en kooldioxide. Het waterstofgas kan dan met om het even welke zuurstof in de pot binden om water te vormen. In de JAR is een methyleenblauwe teststrip opgenomen om ervoor te zorgen dat anaërobe omstandigheden worden bereikt., Wanneer geoxideerd (zuurstof aanwezig is) is de strook blauw; wanneer verminderd (geen zuurstof), is de strook helder.
