CRESCIMENTO MICROBIANO Prof. Marcus Covre. Crescimento Microbiano Definição: Crescimento microbiano é definido como o aumento do número de células, e

CRESCIMENTO MICROBIANO

Prof. Marcus Covre

Crescimento Microbiano

• Definição: Crescimento microbiano é definido como o aumento do número de células, e não pelo aumento do tamanho.

• As bactérias normalmente se reproduzem por fissão binária.


Reprodução bacteriana• O tempo necessário para duas células novas serem originadas a

partir de uma que existia anteriormente é chamado de tempo de geração (ou tempo de duplicação). – Ex.: E. coli cresce com tempo de geração de 18 minutos.

• Taxa de crescimento é o tempo de duplicação por hora.– Ex.: E. coli com tempo de geração de 18 minutos, apresenta taxa de

crescimento de 3,3 duplicações/hora (60 min. Por hora/18 min. Por tempo de geração)

A taxa de crescimento e o tempo de geração são altamente dependentes da temperatura.


Reprodução bacteriana• Fissão binária (mais comum)

– Inicialmente ocorre o alongamento da célula e replicação do cromossomo. A célula forma um septo que a divide em duas, portanto duas células novas são originadas a partir de uma única célula.

• Brotamento– Forma uma pequena região que inicia um

crescimento (um broto), que, ao atingir o tamanho aproximado da célula parental, separa-se.


Fissão binária

4 crescimento da membrana ocorre entre os dois locais de ligação e separa as duas moléculas de DNA.


Crescimento Exponencial

• A fissão binária é caracterizada pela formação de duas células filhas a partir de uma célula mãe.

• Cada geração duplica a cada geração.

• Resultado é o crescimento exponencial– N=2n

• N é o número de células;• n são as gerações.


• Crescimento exponencialExemplo

– População inicial • 1.000 células

– Tempo de duplicação • 20 minutos

– 10 gerações • Um milhão de células

Crescimento na escala logarítmica (log).

N = 2n → N = 210 → N = 1.024; 1.024 x 1.000 cél. = 1.024.000 células em 10 gerações=

1.024.000 céls. = 1,02 x 106 céls. = 6,01 log.

Crescimento MicrobianoFases de crescimento

• Fase de latência (lag) – adaptação às novas condições;– intensa atividade metabólica, síntese de

enzimas e de outras moléculas.• Fase exponencial (log)

– crescimento logarítmico e reprodução celular extremamente ativa.

• Face estacionária – redução dos nutrientes, acúmulo de

subprodutos e mudança de pH.

• Fase de morte – células começam a morrer.– muitas culturas morrem exponencialmente.– Redução drástica dos nutrientes e mudança de pH.

Crescimento MicrobianoCrescimento natural e em laboratório

Crescimento da colônia – Massa de células – Não é o mesmo que em

ambiente natural – Usado para estudar

características dos micro-organismos

Biofilmes– Ambiente natural – 10-200 mm de espessura – Mistura complexa de micro-

organismos – Interações e impactos únicos em

outros micro-organismos

Exercícios

1. O que é tempo de duplicação? Qual a diferença de taxa de crescimento?

2. Explique a afirmação: os microrganismos crescem exponencialmente.

3. Sob condições naturais, o que geralmente estabelece a taxa de crescimento?

4. Nomeie, em sequência, as fases de crescimento em uma cultura. Explique cada uma delas.

5. Qual a fase de crescimento utilizada pelas industrias alimentícias?

Crescimento MicrobianoRequisitos nutritivos de crescimento

Nutrientes – Carbono

• açúcares e outros polissacarídeos

– Oxigênio • obtido do ar e M.O.• toxicidade do oxigênio

– peróxido de hidrogênio – superóxido – radicais de hidroxila

– Nitrogênio • proteínas, ácidos nucleicos,

metabólitos – Fósforo

• íons fosfato e grupos fosfato – Fatores de crescimento e

oligoelementos


pH• A maioria das bactérias cresce

em uma faixa de pH 6 a8;• Os fungos em uma faixa de 4 a

5,5;• As algas e protozários em 7.• acidófilos: requerem baixo pH• alcalófilos: requerem alto pH

Requisitos não nutritivos de crescimento

Fonte: Tortora, 2012.

Crescimento MicrobianoRequisitos não nutritivos de crescimento


Crescimento MicrobianoRequisitos não nutritivos de crescimento



Força osmótica– elevada força osmótica leva à plasmólise

• halófilos: resistem a altas concentrações de sais




Força osmótica– elevada força osmótica leva à plasmólise

• halófilos: resistem a altas concentrações de sais




OxigênioOs microrganismos respondem diferentemente a concentração de oxigênio no meio.

• Aeróbios: crescem na presença de O2.• Microaerófilos: crescem em baixas concentrações de O2.• Anaeróbios estritos: não toleram O2.• Anaeróbios facultativos: crescem tanto com O2 ou sem.



Oxigênio


Crescimento microbiano em resposta a concentração de oxigênio: (a) (aeróbios),(b) anaeróbio obrigatório ou estrito, (c) anaeróbio facultativo, (d) microaerófilo, (e) anaeróbio aerotolerante.



Oxigênio



Crescimento MicrobianoRequisitos não nutritivos de crescimentoTemperatura • Específica para cada organismo

– Temperatura mínima • nenhum crescimento abaixo

– Máximo • nenhum crescimento acima

– Ótimo • Maiores taxas de crescimento


Microrganismos e faixas de temperatura

Termófilos – temperaturas mais elevadas

• 50oC e acima

Mesófilos– temperaturas moderadas

• próximo a 37oC

Psicrófilos – temperaturas mais frias

• abaixo de 10oC

Exercícios• Explique a importância dos fatores químicos e físicos para o crescimento

microbiano. Cites os fatores químicos e físicos mais significativos.• Defina os termos: temperatura ótima, mínima e máxima de crescimento.• Qual o nível de pH para cada grupo de microrganismo? Qual a influência

do pH no metabolismo da célula?• A adição de nitrogênio e o fosforo em praias apos um derramamento de

óleo favorece o crescimento de bactérias que degradam naturalmente o óleo. Explique por que essas bactérias não crescem se o nitrogênio e o fosforo não são adicionados.

• Um padeiro inoculou acidentalmente uma torta de creme com seis células de S. aureus. Se S. aureus tem um tempo de geração de 60 minutos, quantas células estarão na torta de creme apos sete horas?

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