Kapittel 6 - Mikrobiell vekst

Question 1

Hva er mikrobiell vekst?

Answer 1

Mikrobiell vekst er definert som økning i antall celler, ikke økning i størrelse

Den dominerende formen er todeling

Question 2

Generasjonstid?

Answer 2

Tiden det tar for en organisme å dele seg.

Miljø er avgjørende (Temperatur og tilgang på næringsstoffer osv.)

Question 3

Fysiske krav for vekst?

Answer 3

Temperatur
- Psykrofile: Optimum under 20 noen kan vokse under null
- Psykrotrofe: Kan vokse ved 0 men optimum mellom 20 og 30
- Mesofile: Optimum mellom 20 og 45
(De fleste mikroorganismene hører til i denne gruppen)
- Termofile: Optimum mellom 45 og 80.
- Hypertermofile: Optimum over 80

pH

• Acidofile: pH 1 - 5,5
• Neutrofile: pH 5,5 - 8,5
• Alkalifile: pH 7,5 - 11,5

Osmotisk trykk

Question 4

Hvordan påvirker temperatur vekst?

Answer 4

Minimumstemperatur;

• Cellemembranen må være flytende
• Sikre transport ut/inn av cellen
• Danne ATP(lage energi)
• Umettede flere fettsyrer fører til lavere min. temp.
• Vann kan ikke fryse i cellen

Maksimumstemperatur;

• Over maks. temp vil proteiner begynne å miste struktur —> funksjon
• Proteiner kan stabiliseres med flere disulfid-bruer
• Lange mettede fettsyrer i membranen fører til bedre pakking

Question 5

Hvordan påvirker pH vekst?

Answer 5

Mikrober kan vokse i område fra pH 1-10.
- Flest med optimum rundt pH 7

pH inne i cellene er(ofte) nær nøytral

Sopp tolererer generelt lavere pH enn bakterier(Malt-agar)

At bakteriene ikke liker surt miljø unyttes i næringsmiddelindustrien

• Melkesyrebakterier (acidofile)
• Buffere i vekstmedium for holde konstant pH

Question 6

Kjemiske tilretteleggende krav for vekst?

Answer 6

C-, N-, S-, P-kilder

H2O

Sporelementer

Oksygen

Organiske vekstfaktorer

Question 7

Kjemiske tilretteleggende krav for vekst?

Answer 7

C-, N-, S-, P-kilder

H2O

Sporelementer

Oksygen

Organiske vekstfaktorer

Question 8

Hvordan påvirker vann og osmotisk trykk vekst?

Answer 8

• Nødvendig for alt liv
• Løsemiddel
• Inngår i kjemiske reaksjoner
• Tilgjengelighet på vann varierer
• Vannaktivitet (aw)
• Rent vann aw=1

Osmose: Transport av vann gjennom en semipermeabel membran fra lav til høy konsentrasjon av oppløste stoffer (sukker, salter)

• Lav konsentrasjon av salt utenfor (hypoton løsning)
  - cellen sprekker/sveller opp
• Høy konsentrasjon av salt utenfor (hyerton løsning)
  - cellens cytoplasma skumper inn

Halofile. Krever 1-15% NaCl
Ekstremt halofile. Krever 15 - 30% NaCl
Lever f. eks i Dødehavet. Må ha tilgang på Na+
Fakultativt halofile. Kan vokse i opp til 2% salt
er

Osmotisk trykk
-Trykket som behøves for å stoppe bevegelsen av vann gjennom en membran

Question 9

Hvordan påvirker Karbon (C) vekst?

Answer 9

Karbon (Utgjør 44-50% av tørrvekten til cellene).

• Etter vann er karbon det viktigste elementet for vekst.
• Organismene kan benytte enten en organisk C- kilde eller en uorganisk C- kilde.
• Organiske karbon er i hovedsak alle kjemiske forbindelser som inneholder “levende” karbon
  - Heterotrofe organismer benytter seg av dette
• Uorganisk karbon; CO2, CO, karbonatsalter (“døde” karbon forbindelser)
  - Autotrofe organismer benytter seg av dette

Question 10

Hvordan påvirker hydrogen og oksygen vekst?

Answer 10

Hydrogen

• Kilde ofte vann
• Noen fikserer H2

Oksygen

• Elektron akseptor(aerobe)
• Fra vann(anaerobe)

Question 11

Hvordan påvirker Nitrogen (N) vekst?

Answer 11

N (nitrogen) utgjør 14 % av tørrvekten,

• Proteiner, DNA
• N kommer fra nedbrytning av org. materiale, fra nitrat, ammonium og ved fiksering av N2
  
  • NB: Nitrogenfiksering kan bare utføres av noen få prokaryote organismer. De kan være frittlevende eller de lever i symbiose med planter.

Question 12

Hvordan påvirker Fosfor (P) vekst?

Answer 12

P (fosfor) og S (svovel) utgjør til sammen ca 4 % av cellenes tørrvekt.

• P er viktig byggestein i nukleinsyrene og i ATP.
  meget viktig i signaloverføring

Question 13

Hvordan påvirker Svovel (S) vekst?

Answer 13

• S er bestanddel i noen aminosyrer(Cys, Met)

- Kilde sulfat (SO4(2-)) og sulfid (S(2−)) (ladning 2- på disse)

Question 14

Hvordan påvirker sporelementer vekst?

Answer 14

Sporelementer er stoffer som kreves, men som kun kreves i svært lave konsentrasjoner.
- Behovet kan ofte dekkes i mikrobiologisk arbeid ved å benytte springvann i mediene

Fe, Cu, Mo, Zn osv
- Nødvendig for enzymfunksjoner (kalles kofaktorer)

Question 15

Organiske vekstfaktorer?

Answer 15

Organiske forbindelser som er nødvendig i små mengder
- Vitaminer, aminosyrer, purines, pyrimidines

NB! Alle organismer må ha vekstfaktorene, forskjellen er om de kan syntetisere dem selv eller må få dem tilført (auxotrof) i maten

Question 16

Hvordan dyrke mikroorganismer?

Answer 16

Agarplate / Flytende

• Sterilt! (renkultur)
• Må inneholde alle nødvendige næringsstoffer og energikilder i rett konsentrasjon for den aktuelle organismen
• Vann(NB! aw)
• Optimal pH - buffer for å holde stabil pH
• Aerobt/anaerobt
• Optimal temperatur(vekst)

Question 17

Typer medier?

Answer 17

Kjemisk definerte medier: Eksakt kjemisk sammensetning kjent
Komplekse medier: Ekstrakter og nedbrytningsprodukter fra gjær, kjøtt eller planter(vanligst)
ukjent kjemisk sammensetning
F.eks; KPG, BHI, Malt
Selektive medier
undertrykker veksten av uønskede mikroorganismene og stimulerer veksten av de ønskede

Question 18

Hva er biofilm og hvilken nytte har mikroorganismene av å leve i en biofilm?
(ikke det mest sentrale)

Answer 18

• Bakteriene lever sjelden som enkeltceller, men i kolonier som BIOFILM
• Her foregår det celle til celle kommunikasjon (Quorum sensing), deling av næring og utveksling av genetisk informasjon
• Biofilmen beskytter bakteriene mot uttørking, antibiotika og kroppens immunsystem
• Problem i sykehus-industrien

Question 19

Ulike typer vekst hos mikroorganismer?

Answer 19

Todeling-binær fisjon

Knoppskyting

Sporer (actinomyceter)

Fragmentering av filamenter
- noen sopp er oppdelt i filamenter(innsnevringer langs grenene). Disse kastes av

Question 20

Hva er batchkultur? Og hvordan er vekstkurven til en batchkultur?

Answer 20

Lukket kultur med konstant volum og temperatur. Ingen forandringer som fjerning av avfall eller tilførsel av ny næring.

Lagfase - Her skjer tilpasning til nytt medium.
- Cellene kan mangle essensielle byggesteiner eller enzymer. Nysyntese - IKKE celledeling

Log fase = Eksponentiell fase - Celledeling

• 1 blir 2 - 4 - 8 - 16 osv.
• Bakteriene deler seg med konstant(kort) tidsintervall
• Veksthastigheten påvirkes av temperatur, næringstilgang og genetiske egenskaper.

Stasjonær fase

• Ingen forandring i antall celler.
• Mangel på næring og/eller opphoping avfallsstoffer som hemmer veksten.

Dødsfase

• Antall celler går ned
• Celler dør og ingen nye dannes

Question 21

Hva er batchkultur? Og hvordan er vekstkurven til en batchkultur?

(Veldig viktig til eksamen)

Answer 21

Lukket kultur med konstant volum og temperatur. Ingen forandringer som fjerning av avfall eller tilførsel av ny næring.

Lagfase - Her skjer tilpasning til nytt medium.
- Cellene kan mangle essensielle byggesteiner eller enzymer. Nysyntese - ikke celledeling

Log fase = Eksponentiell fase - Celledeling

• 1 blir 2 - 4 - 8 - 16 osv.
• Bakteriene deler seg med konstant(kort) tidsintervall
• Veksthastigheten påvirkes av temperatur, næringstilgang og genetiske egenskaper.

Stasjonær fase

• Ingen forandring i antall celler.
• Mangel på næring og/eller opphoping avfallsstoffer som hemmer veksten.

Dødsfase

• Antall celler går ned
• Celler dør og ingen nye dannes

Question 22

Kjemostat / kontinuerlig kultur

Answer 22

Kultur med konstant volum, men ny næring tilføres og brukt medium fjernes kontinuerlig.