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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.
Crescimento Microbiano
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.
Crescimento Microbiano
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.
Crescimento Microbiano
Fissão binária
4 crescimento da membrana ocorre entre os dois locais de ligação e separa as duas moléculas de DNA.
Crescimento Microbiano
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 Microbiano
• 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
Crescimento Microbiano
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
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento MicrobianoRequisitos não nutritivos de crescimento
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento Microbiano
Força osmótica– elevada força osmótica leva à plasmólise
• halófilos: resistem a altas concentrações de sais
Requisitos não nutritivos de crescimento
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento Microbiano
Força osmótica– elevada força osmótica leva à plasmólise
• halófilos: resistem a altas concentrações de sais
Requisitos não nutritivos de crescimento
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento Microbiano
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.
Requisitos não nutritivos de crescimento
Crescimento Microbiano
Oxigênio
Requisitos não nutritivos de crescimento
Crescimento microbiano em resposta a concentração de oxigênio: (a) (aeróbios),(b) anaeróbio obrigatório ou estrito, (c) anaeróbio facultativo, (d) microaerófilo, (e) anaeróbio aerotolerante.
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento Microbiano
Oxigênio
Requisitos não nutritivos de crescimento
Fonte: Tortora, 2012.
Crescimento MicrobianoRequisitos não nutritivos de crescimentoTemperatura • Específica para cada organismo
– Temperatura mínima • nenhum crescimento abaixo
– Máximo • nenhum crescimento acima
– Ótimo • Maiores taxas de crescimento
Crescimento Microbiano
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?