( 0,7 pontos) Sobre crescimento microbiano, responda:
a) ( 0,2 pontos) Quais fatores influenciam no crescimento microbiano e como influenciam?
b)
pontos
Esboce a curva de crescimento microbiano e explique sucintamente cada uma das fases.
c) ( 0,2 pontos) Considerando microrganismos que se multiplicam por cissiparidade, deduza a expressão da taxa exponencial de crescimento em função da variação da população de microrganismo e da variação do tempo.
a) ( 0,2 pontos) Quais fatores influenciam no crescimento microbiano e como influenciam?
b)
c) ( 0,2 pontos) Considerando microrganismos que se multiplicam por cissiparidade, deduza a expressão da taxa exponencial de crescimento em função da variação da população de microrganismo e da variação do tempo.
Passo 1
O enunciado trata de crescimento microbiano:
– Em (a) a gente precisa listar os fatores que afetam esse crescimento e explicar como eles atuam.
– Em (b) é para esboçar a curva típica de uma população microbiana em ambiente fechado e descrever sucintamente suas fases: adaptação, exponencial, estacionária e declínio.
– Em (c) queremos, para organismos que se dividem por cissiparidade (fissão binária), deduzir a expressão da taxa de crescimento exponencial relacionando a variação da população com a variação do tempo.
– Em (a) a gente precisa listar os fatores que afetam esse crescimento e explicar como eles atuam.
– Em (b) é para esboçar a curva típica de uma população microbiana em ambiente fechado e descrever sucintamente suas fases: adaptação, exponencial, estacionária e declínio.
– Em (c) queremos, para organismos que se dividem por cissiparidade (fissão binária), deduzir a expressão da taxa de crescimento exponencial relacionando a variação da população com a variação do tempo.
Passo 2
Os principais fatores que influenciam o crescimento microbiano e seus efeitos são:
Temperatura: afeta a velocidade das reações enzimáticas. Abaixo da faixa ótima o metabolismo fica lento; acima, as proteínas podem desnaturar.
pH: cada microrganismo tem uma faixa ótima. Fora dela, enzimas perdem atividade e a célula sofre estresse osmótico.
Atividade de água : água livre é essencial para reações bioquímicas e manutenção da forma celular. Se
cai demais (muito sal, açúcar), há plasmólise e inibição do crescimento.
Disponibilidade de nutrientes: carbono, nitrogênio, minerais e fatores de crescimento limitantes reduzem a taxa de divisão quando em escassez.
Oxigênio: microrganismos aeróbicos precisam de para respiração; anaeróbios podem ser inibidos por ele; facultativos ajustam seu metabolismo.
Inibidores químicos ou biológicos: antibióticos, produtos metabólicos tóxicos ou bacteriófagos podem reduzir ou cessar o crescimento.
Temperatura: afeta a velocidade das reações enzimáticas. Abaixo da faixa ótima o metabolismo fica lento; acima, as proteínas podem desnaturar.
pH: cada microrganismo tem uma faixa ótima. Fora dela, enzimas perdem atividade e a célula sofre estresse osmótico.
Atividade de água
Disponibilidade de nutrientes: carbono, nitrogênio, minerais e fatores de crescimento limitantes reduzem a taxa de divisão quando em escassez.
Oxigênio: microrganismos aeróbicos precisam de
Inibidores químicos ou biológicos: antibióticos, produtos metabólicos tóxicos ou bacteriófagos podem reduzir ou cessar o crescimento.
Passo 3
A curva de crescimento microbiano em meio fechado (gráfico de
vs.
) é assim:
Fase estacionária
┌────────────
│
│ Fase de declínio
│ ↘
│
Fase exponencial
│ /
│ /
│ /
│/
Fase de adaptação
│/
└────────────────────────→
┌────────────
│
│ Fase de declínio
│ ↘
│
Fase exponencial
│ /
│ /
│ /
│/
Fase de adaptação
│/
└────────────────────────→
Descrição sucinta das fases:
– Fase de adaptação (lag): células ajustam sua maquinaria enzimática ao novo meio, sem aumento significativo de .
– Fase exponencial (log): divisão binária ocorrendo a ritmo máximo, a população cresce segundo .
– Fase estacionária: nutrientes e oxigênio escasseiam, metabólitos tóxicos se acumulam; a taxa de divisão iguala a de morte, e torna-se quase constante.
– Fase de declínio: a maioria dos nutrientes já foi consumida e o ambiente ficou hostil, prevalecendo a morte celular e decai.
– Fase de adaptação (lag): células ajustam sua maquinaria enzimática ao novo meio, sem aumento significativo de
– Fase exponencial (log): divisão binária ocorrendo a ritmo máximo, a população cresce segundo
– Fase estacionária: nutrientes e oxigênio escasseiam, metabólitos tóxicos se acumulam; a taxa de divisão iguala a de morte, e
– Fase de declínio: a maioria dos nutrientes já foi consumida e o ambiente ficou hostil, prevalecendo a morte celular e
Passo 4
Para organismos que se dividem por cissiparidade, a taxa instantânea de crescimento
é proporcional ao tamanho da população. Em notação diferencial:
Separando variáveis e integrando de
a
e de
a
:
Logo
Resposta
a) Temperatura, pH, atividade de água, disponibilidade de nutrientes, oxigênio e inibidores. Cada um altera a atividade enzimática ou as condições de sobrevivência celular.
b)
– Adaptação: sem aumento de enquanto as células “se preparam”.
– Exponencial: divisão binária máxima, .
– Estacionária: divisão = morte, constante.
– Declínio: morte > divisão, decai.
(Esboço conforme gráfico de vs.
no passo 3.)
c) \quad
\quad
\quad e\quad
.
b)
– Adaptação: sem aumento de
– Exponencial: divisão binária máxima,
– Estacionária: divisão = morte,
– Declínio: morte > divisão,
(Esboço conforme gráfico de
c)