Θέματα Εξεταστικής Flashcards
Τι γνωρίζετε για την φάση στασιμότητας σε καλλιέργεια διαλείποντος έργου;
Σε μια διαλείπουσα καλλιέργεια, η λογαριθμική αύξηση δεν μπορεί να διαρκέσει επ’ αόριστον. Στην πράξη μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. παρατηρείται στην αρχή ελάττωση και στην συνέχεια μηδενισμός του ρυθμού αύξησης. Στο σημείο αυτό, η καλλιέργεια θεωρείται ότι βρίσκεται στη φάση στασιμότητας.
Το πέρασμα από τη λογαριθμική φάση στη φάση στασιμότητας, συνεπάγεται μια περίοδο μη εξισορροπημένης αύξησης της καλλιέργειας, στην οποία το ποσοστό των κυττάρων που βρίσκεται σε διαίρεση διαρκώς μειώνεται. Αυτό οφείλεται από την μία μεριά στην έλλειψη απαιτούμενων συστατικών, λόγω του ότι καταναλώνονται, και από την άλλη στην συσσώρευση προϊόντων με ανασταλτική (παρεμποδιστική) επίδραση.
Στην φάση αυτή, ο αριθμός των κυττάρων παραμένει σταθερός, ενώ ταυτόχρονα συνεχίζουν οι κυτταρικές λειτουργίες που σχετίζονται με την κυτταρική συντήρηση, δηλαδή η ενεργός μεμβρανική μεταφορά, η διατήρηση ιοντικών δυναμικών και η σύνθεση του ATP.
Ταυτόχρονα επιστρατεύονται όλα τα διαθέσιμα αποθηκευτικά συστατικά. Μειώνεται η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών (ιδιαίτερα της πηγής άνθρακα) κάτω από ένα ελάχιστα επιτρεπτό όριο, με αποτέλεσμα να επέρχεται λύση των κυττάρων. Με την σειρά τους, τα προϊόντα της λύσης των κυττάρων, π.χ. πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες, προσλαμβάνονται από άλλους μικροοργανισμούς (“κανιβαλισμός”).
Οι δύο αυτές διεργασίες εξισορροπούνται, ούτως ώστε να μην παρατηρείται καθαρή αύξηση ή μείωση των κυττάρων. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται “κρυπτή ανάπτυξη”.
Τι γνωρίζετε για τους χημειοαυτότροφους μικροοργανισμούς;
Οι χημειοαυτότροφοι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν τα ηλεκτρόνια ανηγμένων ανόργανων ενώσεων ως πηγή ενέργειας και το CO2 ως πηγή άνθρακα.
Ανόργανες μορφές ενεργειακών πηγών για τους μικροοργανισμούς αυτούς είναι το υδρόθειο (H2S), το θείο (S), η αμμωνία (NH3), το νιτρώδες (NO2‐), το υδρογόνο (H2) και ο διεθνής σίδηρος (Fe2+).
Επειδή οι οργανισμοί αυτοί μπορούν να αναπτύσσονται σε αμιγώς ανόργανα θρεπτικά μέσα, ονομάζονται και χημειολιθότροφοι.
Η ομάδα αυτή περιλαμβάνει μόνο βακτήρια.
Πως διακρίνονται οι μικροοργανισμοί βάσει της άριστης (βέλτιστης) θερμοκρασίας για ανάπτυξη;
Βάσει της άριστης (βέλτιστης) θερμοκρασίας για ανάπτυξη, διακρίνουμε τέσσερις (4) κατηγορίες μικροοργανισμών:
- τους ψυχρόφιλους, των οποίων η βέλτιστη θερμοκρασία για ανάπτυξη είναι μικρότερη των 20οC,
- τους μεσόφιλους, των οποίων η βέλτιστη θερμοκρασία για ανάπτυξη είναι μεταξύ 25οC και 40οC,
- τους θερμόφιλους, των οποίων η βέλτιστη θερμοκρασία για ανάπτυξη είναι μεγαλύτερη των 45οC και
- τους υπερθερμόφιλους των οποίων η βέλτιστη θερμοκρασία για ανάπτυξη είναι μεγαλύτερη των 80οC.
Τι γνωρίζετε για τους μεθανιογόνους μικροοργανισμούς;
Τα περισσότερα μεθανιογόνα αρχαία χρησιμοποιούν κατά την αναπνοή το CO2 ως τελικό ηλεκτρονιακό δέκτη, ανάγοντάς το σε CH4. Ηλεκτρονιακός δότης στην αυτότροφη ανάπτυξη είναι το υδρογόνο, με την αντίδραση παραγωγής μεθανίου:
4Η2 + CO2 –> CH4 + 2H20 ΔGo’=-135 kJ
Τα οργανικά υποτρώματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μεθανιογόνους μικροοργανισμούς είναι η μεθανόλη (CH3OH), το μυρμηκικό οξύ (HCOOH), η μεθυλομερκαπτάνη (CH3SH), το οξικό οξύ (CH3COOH) και οι μονο-, δι- και τριμεθυλαμίνες.
Η μεθανιογένεση εξαρτάται από την ύπαρξη του περιορισμένου αριθμού τέτοιων ενώσεων. Έτσι, ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει αν η βιομάζα μπορεί κατά την κατανάλωση του υποστρώματος να παράγει τέτοια μόρια.
Ιδιαίτερη θέση στην μεταβολισμό χημειοετερότροφων μεθανιογόνων κατέχει το οξικό οξύ.
Από μετρήσεις με 14C, το 70% του φυσικά παραγόμενου CH4 προέρχεται από το οξικό και μόλις το 30% από την αυτότροφη ανάπτυξη.
Οι μεθανιογόνοι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούν το οξικό ονομάζονται οξικότροφοι.
CH3COO- + H2O –> CH4 + HCO3-
Τα περισσότερα μεθανιογόνα εξειδικεύονται σε αυτότροφο μεταβολισμό, επειδή η παραγωγή μεθανίου αυτότροφα ευνοείται σε σχέση με την ετερότροφη παραγωγή μεθανίου με οξικό.
Αν και ευνοείται θερμοδυναμικά η ετερότροφη ανάπτυξη με μεθανόλη ή μυρμηκικό,
λόγω των περιορισμένων ποσοτήτων τους στη φύση (ή από τον μεταβολισμό του
υποστρώματος) δεν συμμετέχουν σε μεγάλο βαθμό στην παραγωγή μεθανίου.
Τι γνωρίζετε για τον δείκτη νηματοειδών;
Το εύρος του πληθυσμού των νηματοειδών μικροοργανισμών δύναται να εκτιμηθεί μέσω της εύρεσης του δείκτη νηματοειδών (Filamentous Index - FI) που επιτρέπει την άμεση ποσοτικοποίηση αυτών ως μέρος της ενεργού ιλύος. Ο δείκτης νηματοειδών βασίζεται στην αρίθμηση των νηματοειδών προεκτάσεων περιφερειακά μιας νιφάδας ενεργού ιλύος, σε συνδυασμό με την εκτίμηση του βαθμού δικτύωσης με τις νηματοειδείς προεκτάσεις γειτονικών νιφάδων. Ο δείκτης νηματοειδών παίρνει τιμές μεταξύ 0 (νιφάδες με λίγες η καθόλου νηματοειδείς προεκτάσεις) και 5 (νιφάδες που περιέχουν πλήθος νηματοειδών προεκτάσεων που δικτυώνονται με τις προεκτάσεις γειτονικών νιφάδων. Επομένως, ο πληθυσμός των νηματοειδών μικροοργανισμών δύναται να εκτιμηθεί με μικροσκοπία, προσδιορίζοντας τον δείκτη νηματοειδών FI.
