소개글
"박테리아 지수함수"에 대한 내용입니다.
목차
1. 생장곡선과 미생물의 생장
1.1. 미생물 생장의 정의
1.2. 미생물 생장에 영향을 주는 요인
1.3. 생장곡선의 단계
1.3.1. Lag phase(지체기)
1.3.2. Exponential phase(지수기)
1.3.3. Stationary phase(정지기)
1.3.4. Death phase(사멸기)
1.4. 세대시간
1.5. 생장 측정 방법
1.5.1. 총균수 측정
1.5.2. 생균수 측정
1.5.3. 혼탁도 측정
1.6. Lambert-Beer 법칙
2. 대장균(Escherichia coli)의 특성
2.1. 대장균의 정의
2.2. 대장균의 서식지와 최적배양온도
2.3. 대장균의 생장곡선 특성
3. 실험방법
3.1. 실험 재료
3.2. 실험 절차
3.2.1. UV 측정
3.2.2. 생균수 측정
4. 실험 결과
4.1. UV 측정 결과
4.2. 생균수 측정 결과
4.3. 세대시간 계산
5. 실험 고찰
5.1. 실험 결과 분석
5.2. 오차 발생 가능 요인
5.3. 오차 최소화 방법
6. 참고 문헌
본문내용
1. 생장곡선과 미생물의 생장
1.1. 미생물 생장의 정의
미생물 생장이란 미생물 구성 성분의 양적 증가와 구조 및 크기의 증가를 뜻한다. 이는 세포의 무게와 크기의 증가가 있으면 그 세포는 세포분열을 하게 될 것이고, 결국은 개체수의 증가와 이어지게 된다. 미생물은 일반적으로 이분법을 하여 한 개의 세포가 분열할 때마다 두 개의 세포를 형성한다. 이 과정이 반복되면 개체수가 기하급수적으로 늘어나게 된다. 따라서 미생물 생장이라는 용어는 단일 세포의 크기와 무게 증가뿐만 아니라 집단 내 총 세포 수의 증가를 모두 포함한다고 할 수 있다.
1.2. 미생물 생장에 영향을 주는 요인
미생물의 생장에 영향을 주는 요인은 다음과 같다.
온도는 미생물이 생장하기 위해 가장 최적의 온도가 있으며, 최적온도에 가까워질수록 생장속도가 빨라진다. 하지만 최적온도를 지나기 시작하면 단백질의 변성과 세포막의 붕괴, 열에 의한 용혈현상으로 미생물이 자라기 힘들어지다가 자라지 못하는 최고온도에 다다르게 된다. 미생물마다 최적의 온도가 다르다."
수분은 생명체가 활동하는데 필수적인 요소로, 대부분 수분이 많은 곳에 미생물이 많이 자란다. 수분의 가용성은 환경이 보유하고 있는 물의 양, 즉 미생물 서식처의 습도뿐만 아니라 물에 용해된 염, 당 및 다른 용질의 농도에 의해서도 결정된다. 이는 용질이 물에 대한 친화력이 있어 용질과 결합해 있는 물을 생물체가 사용할 수 없게 하기 때문이다. 수분 활성도(a_w)는 이러한 수분의 가용성을 나타낸다."
pH는 미생물마다 주로 자라는 pH가 다르며, 산성을 좋아하면 호산성균, 염기성을 좋아하면 호알칼리성균이 된다. 이들은 산성이나 염기성에 강한 DNA 또는 RNA를 보호하기 위해 자기 내부의 pH를 유지한다."
산소는 미생물을 호기성과 혐기성으로 구분하게 한다. 호기성 미생물은 산소가 있는 곳에서 잘 자라고, 혐기성 미생물은 산소가 없거나 적은 곳에서 생장한다."
이 외에도 방사선과 화학물질도 미생물의 생장에 영향을 미칠 수 있다. 자외선, X선, 감마선 등의 방사선은 미생물을 죽이거나 생장을 저해할 수 있으며, 살균제나 항생물질 등의 화학물질도 미생물의 생장을 억제할 수 있다."
1.3. 생장곡선의 단계
1.3.1. Lag phase(지체기)
지체기(lag phase)는 세균배양액이 희석되어 다른 배지로 옮겨질 때, 생존 가능한 세포들의 수가 즉시 증가하지 않는 시기이다. 이 시기동안 미생물은 증식을 위한 여러 필수요소들을 합성한다. 예를들면 효소, 리보솜, 핵산, ATP등이 합성되는데, 이러한 세포 구성물질들이 준비되어야 미생물이 본격적인 증식을 시작할 수 있기 때문이다. 지체기의 시간은 접종균의 상태, 그리고 접종이 되는 배지의 상태에 따라 달라진다. 즉, 지체기는 세균이 새로운 환경에 적응하는 과정이라고 볼 수 있다."
1.3.2. Exponential phase(지수기)
세포는 일정비로 분열을 한다. 그리고 세포의 수는 각각의 시간 간격동안 동일한 백분율로 증가한다. 세대기간은 활발한 증식을 하는 이 기간 동안 측정이 된다. 세균은 지수기 동안 항생물질과 다른 화학물질에 가장 민감하기 때문에 의학적으로 중요하다. 지수성장의 초기 단계에는 모든 세포의 활성은 세포량을 증가시키는 쪽으로 진행하게 된다. 지수기의 후반으로 가면 영양분의 결핍과 노폐물의 축적 등 환경저항으로 인해 정지기로 전환되어 간다. 이 때 내생포자를 형성하는 세포는 포자의 형성과정을 시작하고, 포자를 형성하지 못하는 세포는 앞으로의 기아상태를 대비해 몸을 감싸 방사능 및 화학물질에 더욱 내성을 가지게 된다. 또한 세포벽 및 세포막의 조성이 변화한다.
1.3.3. Stationary phase(정지기)
에너지와 영양분의 공급이 고갈되면 세포는 정지기로 들어간다. 어떤 세포들이 증식하는 동안 다른 세포들은 죽게 되면서 전체 개체군 총 세균수는 비교적 일정하게 남아있다. 이것은 죽은 세포들이 펩티드와 핵산을 방출하여 다른 세포들의 영양분과 에너지원을 제공하기 때문이다. 정지기 동안 생존 가능한 세포들은 이차 대사물질들을 합성하고 변환한 화학적인 특성들을 유지한다. 세포들이 정지기로 남아있는 시간의 길이는 종과 환경적인 요소에 따라 다양하다. 사멸되는 박테리아의 수와 신생되는 박테리아의 수가 균형을 이루어 총 박테리아의 수에 별 변동이 없는 시기이다.
1.3.4. Death phase(사멸기)
사멸기(Death phase)는 세포들이 일정한 비율로 사멸함으로써 개체군 내 총 세균수가 감소하는 기간이다. 세균의 사멸은 대수적으로 일어난다. 그러나 세포개체군은 보통 세포가 대수기에서 증식하는 것보다 훨씬 천천히 죽어간다. 신생되는 박테리아 수보다 사멸하는 박테리아의 수가 증가하여 생균수가 점차로 줄어드는 시기가 사멸기이다. 이는 에너지와 영양분의 고갈, 유해한 대사산물의 축적, 그리고 세포밀도의 과다 등의 이유로 인해 발생한다. 즉, 생존 가능한 세포의 수가 줄어들면서 개체군 전체의 세균 수가 감소하게 되는 것이다. 이 시기에는 물질대사가 정지되고 세포구조가 파괴되어 더 이상의 증식이 불가능해진다. 사멸기의 특징은 세균의 균수가 시간에 따라 지수적으로 감소한다는 점이다.
1.4. 세대시간
세대시간(generation time)은 미생물이 이분법으로 생장할 때, 개체수가 2배로 증가하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 즉, 한 개의 세포가 두 개의 세포로 분열하는 데 소요되는 시간을 나타낸다.
미생물의 세대시간은 종류에 따라 차이가 ...
참고 자료
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