Fatores para o Desenvolvimento Microbiano

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Fisiologia e Metabolismo 
Microbiano
PROFª. ME. JULIANA MUNDURUCA
DISCIPLINA: MICROBIOLOGIA
O que um microrganismo necessita para se reproduzir?
Fatores físicos físicos físicos físicos necessários 
para o desenvolvimento 
microbiano
TEMPERATURA
PH
PRESSÃO OSMÓTICA
Temperatura
Cada bactéria apresenta uma 
temperatura ótima de 
crescimento. Em torno desta 
temperatura observa-se um 
intervalo dentro do qual o 
desenvolvimento também 
ocorre, sem no entanto, 
atingir seu máximo.
Temperatura 
pH
Os valores de pH em torno da normalidade são os mais adequados para a
absorção de alimentos para a grande maioria das bactérias.
Existem, no entanto, grupos adaptados a viver em ambientes ácidos e alcalinos.
Pressão osmótica
Os microrganismos 
retiram da água a 
maioria dos nutrientes 
solúveis (conteúdo celular 
80 – 90% de água).
Pressão osmótica: retira 
a H2O de dentro da 
célula
Efeito da pressão osmótica em bactérias
Pressão osmótica
Fatores químicos químicos químicos químicos 
necessários para o 
desenvolvimento 
microbiano
ÁGUA
FONTES DE CARBONO, OXIGÊNIO, HIDROGÊNIO, NITROGÊNIO, ENXOFRE E FÓSFORO
MICRONUTRIENTES
Fatores químicos
ÁGUA (Aw):
◦ Essencial para os microrganismos
◦ Disponibilidade variável no ambiente
CARBONO:
◦ Essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos 
(elemento estrutural básico para os seres vivos).
◦ organismos quimio-heterotróficos: obtém C a partir de materiais orgânicos como proteínas, 
carboidratos e lipídeos.
◦ organismos quimioautotróficos e fotoautotróficos: obtém C a partir de CO2
Oxigênio 
Extremamente importante no desenvolvimento 
microbiano. Os microrganismos são classificados em:
◦ Aeróbios
◦ Estritos (obrigatórios): necessitam de O2
◦ Anaeróbios
◦ Estritos (obrigatórios): não toleram O2 (letal)
◦ Facultativos: não necessitam de O2mas crescem melhor 
com O2
◦ Microaerófilo: necessitam de O2mas em níveis menores
◦ Aerotolerantes: não necessitam de O2mas crescem 
melhor sem O2
Nitrogênio 
É componente de proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas e outros compostos
celulares e está disponível na natureza sob a forma de gás N2 ou na forma
combinada.
◦ Sua utilização como N2 é restrita a um grupo de bactérias cujo habitat principal é o solo.
◦ Na forma combinada, o nitrogênio é encontrado como matéria inorgânica (NH3 – amônia,
NO3 - nitrato, etc.) ou matéria orgânica: aminoácidos, purinas e pirimidinas.
HIDROGÊNIO
É um componente muito frequente da matéria orgânica e inorgânica, também
constitui um elemento comum de todo o material celular.
Enxofre 
Utilizado na síntese dos aminoácidos cisteína e metionina e das vitaminas
tiamina e biotina.
Pode ser aceptor final de elétrons das cadeias de transporte de elétrons
anaeróbias.
Essencial para a síntese dos ácidos nucléicos, fosfolipídeos
componentes da membrana celular e ATP/ADP (moeda energética
da célula).
FÓSFORO
Micronutrientes 
Os elementos ferro, magnésio, cálcio, zinco, potássio, sódio, cobre, cloro,
cobalto, molibdênio, selênio e outros são encontrados sempre na forma
inorgânica, fazendo parte de minerais.
São necessários ao desenvolvimento microbiano, mas em quantidades variáveis,
dependendo do elemento e do microrganismo considerado.
Podem atuar de diferentes maneiras: componentes de proteínas, cofatores de
enzimas, componentes de estruturas, osmorreguladores, etc.
Condições de cultivo
Fatores de crescimento
Os meios de cultura podem ser classificados:
◦ Quanto à composição
◦ Naturais 
◦ Artificiais
◦ Quanto ao estado físico
◦ Sólido
◦ Semissólido
◦ Liquido
◦ Quanto à finalidade:
Obtenção de energia (ATP)
As substâncias preferencialmente oxidadas por microrganismos são os açucares,
seguido de proteínas, peptídeos e, mais raramente, as gorduras.
As bactérias utilizam energia para o transporte de nutrientes, o movimento dos
flagelos e para a biossíntese.
Respiração 
Respiração aeróbica: as bactérias utilizam o gás oxigênio para extrair energia da glicose.
Respiração anaeróbica (fermentação): o oxigênio é substituído por outro receptor inorgânico de
elétrons. A glicose (ou outros substratos como o amido) é quebrada em piruvato, que depois é
transformado em algum outro produto, como o álcool etílico e lactato, definindo fermentação
alcoólica e láctica (a fermentação também pode ser butírica, oxálica, acética, etc.).
A quantidade de energia obtida pela bactéria na respiração anaeróbia é menor que a da
respiração aeróbia.
A fermentação é utilizada na produção de massas, iogurtes, coalhadas, queijos e outros
produtos.
Putrefação 
Decomposição de compostos nitrogenados (proteínas).
É um tipo de fermentação que produz produtos finais de odor desagradável:
indol, escatol, ácido sulfídrico.
Reprodução bacteriana
Reprodução bacteriana
As bactérias se reproduzem por fissão binária (bipartição ou cissiparidade), processo no qual
uma célula-mãe se divide para formar duas células-filhas (crescimento exponencial ou
crescimento logarítmico).
Crescimento exponencial
C
r
e
s
c
i
m
e
n
t
o
 
m
i
c
r
o
b
i
a
n
o
Fases do ciclo de crescimento
Fase lag (fase de retardo): ocorre uma vigorosa atividade metabólica, mas as células
não se dividem. Pode durar de poucos minutos a muitas horas.
Fase log (logarítmica): ocorre uma rápida divisão celular.
Fase estacionária: ocorre quando há carência de nutrientes ou a presença de produtos
tóxicos provoca a redução do crescimento até que o número de células novas
produzidas seja equivalente ao número de células que morrem, resultando numa
situação de equilíbrio na população.
Fase final, de morte ou de declínio: é marcada por um declínio no número de células
viáveis.
TROCA DE MATERIAL GENÉTICO
Plasmídeos
Transformação
Transdução
Conclusão 
Através do cultivo no laboratório, o homem consegue estudar as bactérias,
desde sua morfologia e citologia, até o seu crescimento, metabolismo e
reprodução.
Para tal, é necessário conhecer com detalhes as exigências nutricionais e
metabólicas de cada família e gênero bacterianos.
Sem conhecer esses detalhes, seria impossível o cultivo bacteriano em
laboratório em condições ótimas de crescimento e o seu uso na indústria de
alimentos, onde participam ativamente de vários processos fermentativos e em
biotecnologia.