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Vorlesung Allgemeine Mikrobiologie

Vorlesung Allgemeine Mikrobiologie. Wachstum von Mikroorganismen-Kulturen. www.icbm.de/pmbio. Der Traum der Bakterien. Traum der Bakterien. • Mikroorganismen vermehren sich meist durch binäre Zweiteilung. • Dadurch sind sie potenziell unsterblich.

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Presentation Transcript

  1. Vorlesung Allgemeine Mikrobiologie Wachstum von Mikroorganismen-Kulturen www.icbm.de/pmbio

  2. Der Traum der Bakterien... Traum der Bakterien • Mikroorganismen vermehren sich meist durchbinäre Zweiteilung. • Dadurch sind siepotenziell unsterblich. • Durch schnelles und exponenzielles Wachstum werden Ressourcen verbraucht und es entstehtHunger.

  3. Zellteilung Zellteilung Einfacher Zellcyclus • Biomassezunahme, Längenwachstum • Replikation des Chromosoms, Auftrennung der Tochtermoleküle • Einziehung neuer Membranen und Zellwände

  4. Kulturgefäße

  5. Zellzahlen in einer Kultur Zellzahlen o Z = Z0 * 2g mit Z0 = Zellzahl zu Beginn g = Anzahl der Generationen Zum Merken: 210 = 1024 220 1 Million 230 1 Milliarde  o o  o o o o  o o o o o o o o  o o o o o o o o o o o o o o o o  oooooooooooooooooooooooooooooooo  oooooooooooooooooooooooooooooooo oooooooooooooooooooooooooooooooo 

  6. Wachstumsphasen Wachstumsphasen Die exponenzielle Phase zeigt in der logarithmischen Auftagung einen linearen Anstieg

  7. Einige Begriffe Begriffe Generatonszeit: Zeit, die eine Bakterienzelle für eine Verdopplung braucht (h) Teilungsrate:1/Generationszeit (v, h-1) Wachstumsrate: Zuwachs pro Zeit (µ, h-1) [ vgl. Zinssatz] Verdopplungszeit: Zeit die ein Wachstumsparameter zur Verdopplung braucht (td, h) [Achtung: Zinseszins] Maximale Wachstumsrate µmax: Wachstumsrate während der exponentiellen Phase (h-1)

  8. Superkonto Super-Konto, Zinssatz µ = 100 % pro Jahr 1. Januar 100 Euro  31.Dezember: 200 Euro 1/12 Zuwachs pro Monat + Zinseszins  31.12.: 261 Euro Sofortiger Zuwachs + Zinseszins  31.12.: 271.18 Euro 100 x e Kontostand = Anfangskapital * e Zeit*Zinssatz Xt = X0• eµ . t Logarithmiert: µ = (ln x – ln x0 )/(t – t0) = ln (x/x0)/(t – t0)

  9. Verdopplungszeit Verdopplungszeit Xt = X0• eµ . t Logarithmiert: µ = ln (x/x0)/(t – t0) Wann hat sich mein Geld verdoppelt (td)? x/x0 = 2 ln 2 = 0.693 µ = ln 2/td µ = 0.693/td td = 0.693/µ Bei sofortiger Verzinsung brauche ich nur einen Zinsasatz von 69.3 %, um mein Kapital pro Jahr zu verdoppeln.

  10. Wachstumsertrag Wachstumsertrag • Der Wachstumsertrag ist abhängig von den • katabolischen Stoffwechselwegen bzw. anderen Möglichkeiten der Energiekonservierung • Art der verfügbaren Kohlenstoffquellen • Energieverbrauch für Erhaltungsstoffwechsel Der Ertrag ist viel besser vorhersagbar als die Wachstumsrate.

  11. Chemostat Chemostat Im Chemostat können Zellen unter konstanten Bedingungen in einer exponentiellen Phase (mit µ < µmax) kultiviert werden

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