Fisiologia, crescimento e Biofilme bacteriano-Microbiologia

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Resumo- Fisiologia, 
crescimento e biofilme 
bacteriano
Visão geral do metabolismo (Imagens resumidas)
Visão geral da respiração x fermentação
Quantidade de ATP produzida na respiração celular aeróbia partir de uma 
molécula de glicose
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Fermentação
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Tipos de fermentação
Classificação nutricional do organismos
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Quais são os fatores físicos necessários para o crescimento microbiano?
Temperatura
A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os 
seres humanos. Contudo, certas bactérias são capazes de crescer em 
extremos de temperatura que certamente impediriam a sobrevivência de 
quase todos os organismos eucarióticos.
Os microrganismos são classificados em três grupos principais, com base 
na faixa de temperatura que eles preferem:
Psicrófilos: Micróbios que gostam de frio
Mesófilos: Micróbios que gostam de temperaturas moderadas ( Mais 
comuns)
Termófilos: Micróbios que gostam de calor
Hipertermófilos: Gostam de temperaturas muito altas
Cada espécie bacteriana cresce a temperaturas mínima, ótima e máxima 
específicas. 
A temperatura mínima de crescimento é a menor temperatura na qual a 
espécie pode crescer. 
A temperatura ótima de crescimento é a temperatura na qual a espécie 
cresce melhor. 
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A temperatura máxima de crescimento é a maior temperatura na qual o 
crescimento é possível
Ph
A maioria das bactérias cresce melhor em uma faixa estreita de pH próxima 
da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5. Poucas bactérias crescem em Ph ácido 
abaixo de 4. 
Todavia, algumas bactérias, chamadas de acidófilas, são 
extraordinariamente tolerantes à acidez.
Pressão osmótica
Pressões osmóticas elevadas têm como efeito remover a água necessária 
para a célula. Quando uma célula microbiana está em uma solução cuja 
concentração de solutos é mais elevada que dentro da célula (ambiente 
hipertônico), a água atravessa a membrana celular para o meio com a 
concentração mais elevada de soluto. Essa perda osmótica de água causa 
plasmólise, ou o encolhimento do citoplasma da célula.
O crescimento da célula é inibido à medida que a membrana plasmática se 
afasta da parede celular. Portanto, a adição de sais (ou outros solutos) em 
uma solução e o aumento resultante na pressão osmótica podem ser 
utilizados para preservar alimentos. Peixe salgado, mel e leite condensado 
são preservados por esse mecanismo; as concentrações elevadas de sal ou 
açúcar removem a água de qualquer célula microbiana presente e, 
consequentemente, impedem seu crescimento.
Se a pressão osmótica é anormalmente baixa (o ambiente é hipotônico) – 
como na água destilada, por exemplo –, a água tende a entrar na célula, em 
vez de sair. Alguns microrganismos que têm uma parede celular 
relativamente frágil podem ser lisados 
com esse tratamento.
Quais os fatores químicos necessários para o crescimento microbiano?
Carbono, Nitrogênio, enxofre, fósforo, elementos-traço (Ferro, cobre, zinco), 
oxigênio (aeróbios obrigatórios, anaeróbios facultativos e anaeróbios 
obrigatórios) e fatores de crescimento orgânicos (compostos orgânicos 
essenciais incapazes de serem sintetizados por um organismo)
Por que o oxigênio pode ser letal para os anaeróbios?
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Porque esse microrganismos apresentam a incapacidade de eliminar produtos 
do metabolismo do oxigênio (Espécies reativas do oxigênio). Essas espécies 
reativas não eliminadas vai causar oxidação de lipídios, de proteínas e de DNA 
e assim causar a morte celular.
Quais enzimas participam do processo de detoxificação dessas espécies 
reativas do oxigênio?
A enzima superóxido dismutase vai catalisar a reação de formação de 
radicais superóxidos ( O2-) em oxigênio e água oxigenada.
Depois disso a enzima catalase vai converter a água oxigenada em 
oxigênio e água
A enzima peroxidase também quebra a água oxigenada (peróxido de 
hidrogênio) porém não produz O2
A distribuição dessas enzimas nas células determina a capacidade de 
crescimento e sobrevivência na presença de oxigênio.
Biofilmes
O que são biofilmes? Quais as principais características dos biofilmes?
Os biofilmes são comunidades de microrganismos estruturadas, altamente 
dinâmicas e organizadas e possuem uma camada fina e viscosa de matriz 
polimérica envolvendo os microrganismos que se aderem a uma superfície 
biótica ou abiótica.
Uma comunicação química entre as células permite às bactérias coordenarem 
sua atividade e se agruparem em comunidades que fornecem benefícios não 
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muito diferentes daqueles de organismos multicelulares.
Portanto, os biofilmes não são somente camadas limosas bacterianas, mas 
sistemas biológicos; as bactérias são organizadas em uma comunidade 
funcional coordenada. Os biofilmes geralmente são fixados em superfícies, 
como uma pedra em um lago, um dente humano ou uma membrana mucosa. 
Essa comunidade pode ser de uma única espécie ou de grupos diversos de 
microrganismos.
Na comunidade de um biofilme, as bactérias são capazes de compartilhar 
nutrientes e são protegidas de fatores danosos do ambiente, como a 
dessecação, os antibióticos e o sistema imune corporal. A íntima proximidade 
dos microrganismos dentro de um biofilme também pode apresentar a 
vantagem de facilitar a transferência de informação genética, por exemplo, por 
conjugação.
Os biofilmes são um importante fator para a saúde humana. Por exemplo, os 
microrganismos em um biofilme provavelmente são 1.000 vezes mais 
resistentes aos microbicidas.
De que forma os biofilmes são formados?
Um biofilme geralmente começa a se formar quando uma bactéria de vida livre 
(planctônica) se fixa em uma superfície. Se essa bactéria crescesse em uma 
monocamada uniformemente fina, esta ficaria superlotada, os nutrientes não 
ficariam disponíveis na parte mais profunda e resíduos tóxicos se acumulariam. 
Os microrganismos nas comunidades de biofilme algumas vezes evitam esses 
problemas, formando estruturas em forma de pilares com canais entre eles, 
pelos quais a água pode introduzir nutrientes e retirar resíduos. Isso constitui 
um sistema circulatório primitivo. Microrganismos individuais e agregados de 
limo, por fim, deixam o biofilme e movem-se para um novo local, para onde o 
biofilme vai se estender.
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Crescimento de culturas bacterianas
Defina os conceitos: Meio de cultura, inóculo e cultura.
Meio de cultura
É o material nutriente preparado para o crescimento de microrganismos em 
laboratório.
Inóculo
São os microrganismos que são introduzidos em um meio de cultura para 
dar início ao crescimento
Cultura
São os micróbios que crescem e se multiplicam no interior ou sobre um 
meio de cultura
Como ocorre o processo de divisão celular da bactéria?
As bactérias normalmente se reproduzem por fissão binária. Essa divisão ocorre 
nas seguintes etapas:
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Algumas espécies bacterianas se reproduzem por brotamento; elas formam 
uma pequena região inicial de crescimento (o broto), que vai se alargando até 
atingir um tamanho similar 
ao da célula parental, e, então, separa-se dela.
O que é o tempo de geração?
É o tempo necessário para um célula se dividir
Quais são as fases de crescimento de uma população de bactérias em 
escala logaritimica?
Há quatro fases básicas de crescimento: a fase lag, a fase log, a fase 
estacionária e a fase de morte celular.
Fase lag: Durante certo tempo, o número de células muda pouco, pois elas 
não se reproduzem imediatamente em um novo meio. Esse período de 
pouca ou nenhuma divisão é chamado de fase lag. Durante esse tempo, 
contudo, as células não estão dormentes.A população microbiana passa 
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por um período de intensa atividade metabólica, envolvendo principalmente 
a síntese de enzimas e várias moléculas.
Fase log: Por fim, as células começam a se dividir e entram em um período 
de crescimento, ou aumento logarítmico, chamado de fase log, ou fase de 
crescimento exponencial. A reprodução celular é mais ativa durante esse 
período, e o tempo de geração (intervalo 
durante o qual a população dobra) atinge um mínimo constante.
Fase estacionária: Eventualmente, a velocidade de reprodução diminui, o 
número de mortes microbianas é equivalente ao número de células novas, e 
a população se estabiliza. Esse período de equilíbrio é chamado de fase 
estacionária. A causa da interrupção do crescimento exponencial não é 
sempre clara. O esgotamento dos nutrientes, o acúmulo de resíduos e 
mudanças no pH danosas à célula podem ser os motivos.
Fase de morte celular: O número de mortes eventualmente excede o 
número de novas 
células, e a população entra em uma fase de morte, ou fase de declínio 
logarítmico. Essa fase continua até que a população tenha diminuído para 
uma pequena fração do número de células da fase anterior ou até que a 
população morra totalmente.