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Estudo Dirigido 4: Cultivo e Crescimento Microbianos. Com base no capítulo 6 do livro Microbiologia Tortora 10 ed, responda as seguintes questões. NOME: José Carlos Resende Rodrigues 192650014 1) Como é medido o crescimento bacteriano? O que é tempo de geração? Que condições podem aumentar ou diminuir o tempo de geração bacteriano? Pode-se medir o crescimento bacteriano por meio de métodos como a montagem de placas, o número mais provável (MNP), a contagem microscópica direta. Também é possível de se medir de forma indireta a partir da atividade metabólica da população bacteriana e da medição do peso seco, em organismos filamentosos Entende-se o tempo de geração como o tempo requerido para uma célula se dividir ou uma população bacteriana duplicar de tamanho. Esse tempo pode variar consideravelmente entre os organismos e com as condições ambientais, como a temperatura. 2) O que são meios de cultura? Em que situações são utilizados? Qual o tipo de meio de cultivo mais utilizado? O que deve conter um meio de cultivo? Com que finalidade acrescentamos sangue, BHI, extrato de levedura, glicose ou outro aditivo em um meio de cultivo? O meio de cultura consiste em qualquer material nutriente preparado para o crescimento de micro-organismos no laboratório. Essa técnica é usada para detectar a presença de micro-organismos específicos associados com doenças ou saneamento deficiente bem como para monitorar o crescimento/desenvolvimento de determinado microrganismo. O meio mais utilizado é o ágar. Um meio de cultura deve conter nutrientes adequados para o microrganismo cultivado, quantidade de água suficiente, um pH apropriado e um nível conveniente de oxigênio ou nenhum. Além disso, deve ser um meio estéril e incubado em temperatura apropriada. Ao adicionar outro aditivo em um meio de cultivo tem-se a finalidade de identificar quais tipos específicos de micro-organismos estão presentes. 3) O que são meios de cultivo quimicamente definidos? Quando são aplicados? Os meios de cultivo quimicamente definidos são aqueles cuja composição exata é conhecida. Esse meio é aplicado quando a cultura necessita de fontes de energia específicas, as quais os microrganismos são incapazes de sintetizar, assim pode-se mensurar a influência de determinado nutriente no crescimento bacteriano. 4) Explique o que é temperatura mínima, temperatura máxima e temperatura ótima de crescimento. A temperatura ótima de crescimento é mais próxima da temperatura máxima do que da temperatura mínima. Por que? Explique cada grupo microbiano de acordo com sua temperatura ideal de crescimento. Corresponde como temperatura mínima à menor temperatura, na qual a bactéria pode crescer. A temperatura ótima é aquela em que o desempenho de crescimento bacteriano é o melhor possível, enquanto a temperatura máxima é o limite de temperatura, a qual as bactérias ainda podem se multiplicar. A temperatura ótima de crescimento tende a ser deslocada próxima a temperatura máxima, pois dentro do espectro de crescimento ótimo, quanto maior a temperatura mais ativas as enzimas bacterianas se tornam, até atingir um máximo, em que se desnaturam. Em relação as temperaturas, os grupos bacterianos podem ser segmentados como psicrófilos, mesófilos e termófilos. Os psicrófilos são capazes de crescer a 0 ºC e possuem temperatura ideal de aproximadamente 15ºC, algumas entre 20 a 30ºC. Os mesófilos, incluem a maioria dos organismos patogênicos e deteriorantes, e possuem temperatura ótima de crescimento entre 25 a 40ºC. Já os termófilos, são organismos cuja temperatura ideal está entre 50 a 60 ºC. 5) Qual a diferença entre bactérias halofílicas facultativas e halofílicas obrigatórias? O que acarreta o crescimento bacteriano em stress osmótico? Bactérias halofílicas vivem em ambientes com elevadas concentrações de sais. As halofílicas obrigatoriamente necessitam da presença de sais para o seu desenvolvimento. Entretanto, as halofílicas facultativas não requerem concentrações elevadas de sal para crescer, porém são capazes de crescer em concentrações de até 2% de sal, o que inibe o crescimento de muitos organismos. Algumas espécies podem tolerar até 15% de sal. O crescimento bacteriano em stress osmótico é inibido, observado que a perda ou o ganho de água celular causa plasmólise ou lise da célula. Ademais, as bactérias halofílicas possuem estratégias para prevenir a dessecação através circulação osmótica de água para fora do seu citoplasma. Os lipídios também são importantes para fornecer resistência a salinidade extremam, adaptados a membrana, que por sua vez, têm o caráter de permeabilidade de sódio em altas concentrações de sal. 6) Explique a relação do pH com o crescimento microbiano. Quais os microorganismos mais exigentes com relação ao pH? Quais os mais tolerantes? O que são microrganismos acidófilos? O que são micro-organismos acidogênicos? Para o crescimento microbiano máximo é necessário um pH ótimo, que é, aproximadamente, o meio do intervalo onde o crescimento ocorre, entre o pH máximo e mínimo. O aumento ou diminuição do pH leva a uma diminuição da taxa de reações químicas devido à destruição das enzimas celulares e, por conseguinte afeta a taxa de crescimento bem como a sobrevivência do microrganismo. Diferentes espécies de microrganismos têm diferentes tolerâncias ao pH, refletindo na adaptação do organismo ao seu ambiente natural. As bactérias são organismos mais exigentes em relação ao pH. Já os fungos e as leveduras crescem em uma faixa maior de pH. Organismos acidófilos são aqueles resistentes à acidez e os acidogênicos são microrganismos que produzem ácidos. 7) Explique cada grupo de microrganismo quanto a sua resposta ao oxigênio gasoso. Quais grupos possuem mecanismos de proteção contra o oxigênio molecular? Os grupos quanto resposta ao oxigênio gasoso são os aeróbicos obrigatórios, os anaeróbicos facultativos, os anaeróbicos obrigatórios, anaeróbicos aerotolerantes e os microaerófilos. • Aeróbicos obrigatórios: o crescimento bacteriano só ocorre em ambientes com presença de oxigênio. • Anaeróbicos facultativos: podem utilizar o oxigênio quando ele está presente, mas são capazes de crescer utilizando apenas a fermentação ou a respiração anaeróbica quando o oxigênio não está disponível. • Anaeróbicos obrigatórios: bactérias incapazes de utilizar o oxigênio molecular para as reações produtoras de energia, não há crescimento bacteriano na presença de oxigênio. O oxigênio molecular é tóxico a essas espécies. • Anaeróbicos aerotolerantes: bactérias que não utilizado oxigênio para seu crescimento, porém o toleram bem. • Microaerófilos: microrganismos que crescem onde há uma concentração baixa de oxigênio difundido, menor que a do ar atmosférico; Em relação aos mecanismos de proteção contra oxigênio molecular são os aeróbicos obrigatórios, aeróbicos facultativos e anaeróbicos aerotolerantes. 8) Qual a vantagem de ser capaz de utilizar o oxigênio molecular? Que microrganismo você espera que cresça mais rapidamente em condições de aerobiose: Um aerotolerante ou um microrganismo aeróbio? Por que? Observa-se a vantagem nos organismos que utilizam oxigênio molecular de produzir mais energia a partir dos nutrientes que os microrganismos que não utilizam o oxigênio. Espera-se que um micro-organismo aeróbico cresça mais rápido que um aerotolerante, visto que o aerotolerante não pode utilizar o oxigênio para o crescimento. 9) Explique quais as técnicas especiais que devem ser aplicadas no cultivo de microorganismos anaeróbios estritos. Para cultivo de microorganismos anaeróbicos estritos deve ser aplicada a técnica especial como, o uso de uma câmara anaeróbica, preenchida com um gás inerte livre de oxigênio e equipada com sistemas de transferência para a introdução e a retirada de culturas e materiais.10) Defina meio seletivo e meio diferencial e imagine uma situação em que você deva utilizar cada um destes meios de cultivo. Dê um exemplo de meio de cultivo seletivo, de um meio diferencial e de um seletivo/diferencial, explicando o funcionamento do meio. O Meio seletivo consiste em meios elaborados para impedir o crescimento de bactérias indesejadas e favorecer o crescimento dos micro-organismos de interesse. Como exemplo temse o uso de ágar sulfeto de bismuto que é um meio utilizado para isolar a bactéria da tifoide, a gram-negativa Salmonella typhi, a partir das fezes. Já o meio diferencial facilita a diferenciação das colônias de um microrganismo desejado em relação a outras colônias crescendo na mesma placa. Um exemplo disso é o uso do ágar sangue, meio utilizado com frequência pelos microbiologistas para identificar espécies bacterianas que destroem hemácias, como o Streptococcus pyogenes, a bactéria que causa infecção de garganta. Além disso, as características seletivas e diferenciais podem ser combinadas no mesmo meio, como exemplo tem-se o meio ágar hipertônico manitol onde as bactérias nas colônias são capazes de fermentar o manitol do meio em ácidos, permitindo a uma mudança na coloração. Esse meio também é seletivo por causa da alta concentração de sal que previne o crescimento da maioria das bactérias.
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