PROBLEMAS DE CURVA DE CRECIMIENTO BACTERIANO
1. El gráfico (densidad óptica vs. tiempo) ilustra el crecimiento de Escherichia coli, en un medio mínimo que tiene cantidades limitantes de glucosa y lactosa como fuentes de carbono y energía. El m.o. fermenta glucosa como el resto de los integrantes de la familia Enterobactericeae pero además fermenta lactosa con gran producción de ácido y gas (fermentación acido mixta). I. ¿Durante qué período de tiempo la bacteria utiliza glucosa como fuentes de carbono y energía? A. 0-2 h B. 2-8 h C. 2-16 h D. 8-10 h E. 10-20 h II. La transcripción de los genes que codifican para la beta-galactosidasa (desdobla el disacárido en monosacárido) y lactosa permeasa (pasa el azúcar al interior de la célula) comienza a las: A. 0 h B. 2 h C. 8 h D. 10 h E. 20 h III. ¿Durante qué período de tiempo la bacteria utiliza lactosa como única fuente de carbono y energía? A. 0-2 h B. 2-8 h C. 8-10 h D. 10-20 h E. 20-28 h
2. Se creció E. coli en medios de cultivo conteniendo lactosa como única fuente de carbono y energía a diferentes concentraciones y se graficó μ vs. concentración de lactosa (Gráfico I). Por
otro lado, se graficó el número de células en fase estacionaria en función de la concentración de lactosa (Gráfico II).
Dibuje las curvas de crecimiento que esperaría obtener para 2, 4, 6 y 8 g/l de lactosa, suponiendo que en todos los casos sembró el mismo inóculo y los cultivos presentaron una fase de latencia de la misma duración. Explique detalladamente. 3. Se tiene una bacteria creciendo en fase logarítmica en un medio con glucosa (1 g/l) y sulfato de amonio, y se transfiere a tres medios: a) Lactosa 5 g/l + Sulfato de amonio. b) Glucosa 1 g/l + Sulfato de amonio. c) Glucosa 1 g/l + Lactosa 1 g/l + Sulfato de amonio. El inóculo fue el mismo para los tres medios. La velocidad de crecimiento fue mayor en glucosa que en lactosa. El coeficiente de rendimiento es cinco veces mayor para glucosa que para lactosa y en ambos casos constante hasta 8 g/l. Dibuje las curvas de crecimiento que esperaría obtener en cada caso y justifique detalladamente.
4. Se crece una bacteria heterótrofa y mesófila en un medio de cultivo conteniendo sulfato de amonio como fuente de nitrógeno y glucosa (5 g/l) como fuente de carbono y energía. En fase logarítmica se transfirió una alícuota con igual número de células a los siguientes medios y condiciones y se los incubó en aerobiosis. a) Medio con glucosa (5 g/l) como fuente de carbono y energía y sulfato de amonio como fuente de nitrógeno, incubado a 37°C. b) Medio con glucosa (5 g/l) como fuente de carbono y energía y sulfato de amonio como fuente de nitrógeno, incubado a 20°C. c) Medio con lactosa (2 g/l) como fuente de carbono y energía y sulfato de amonio como fuente de nitrógeno, incubado a 20°C. El tD de la bacteria en glucosa es menor que en lactosa. Los coeficientes de rendimiento de la bacteria en lactosa y glucosa son iguales y constantes hasta 5 g/l del azúcar. Dibuje las curvas de crecimiento que esperaría obtener en los casos a), b) y c) y justifique detalladamente.
5. Se inoculan las bacterias A y B en sendos recipientes con el mismo medio de cultivo (glucosa 3 g/l + sulfato de amonio). Los inóculos habían sido crecidos en el mismo medio, pero A se cosechó en fase estacionaria y B en fase logarítmica. La cantidad de células usadas como inóculo fue igual para B que para A. Los coeficientes de rendimiento fueron iguales y constantes hasta 5 g/l. Ambos cultivos entran en fase estacionaria al mismo tiempo de iniciado el crecimiento. ¿Cómo es el tiempo de duplicación de A comparado con B? Dibuje las curvas de crecimiento que esperaría encontrar en cada caso. Justifique la respuesta.
5. Se inoculan las bacterias A y B en sendos recipientes con el mismo medio de cultivo (glucosa 5 g/l + sulfato de amonio). Los inóculos habían sido crecidos en el mismo medio, pero A se cosechó en fase estacionaria y B en fase logarítmica. La cantidad de células usadas como inóculo fue para B mayor que para A. El tiempo de duplicación de la bacteria A es mayor que el de la B. Ambos cultivos entran en fase estacionaria al mismo tiempo de iniciado el experimento. Dibuje las curvas de crecimiento que esperaría encontrar en cada caso. Justifique la respuesta. Indique como es el coeficiente de rendimiento de A comparado con el de B.
6. Se creció E.coli en caldo nutritivo a 37°C en aerobiosis. Cuando estuvo en fase estacionaria se la transfirió al mismo medio de cultivo y se incubó a 37°C también en aerobiosis. Se midió el crecimiento a intervalos regulares. Cuando el cultivo llegó a la tercera generación se lo pasó a un baño de agua en aerobiosis a 20°C y se siguió midiendo el crecimiento hasta que entró en fase estacionaria. 1. Dibuje la curva de crecimiento que esperaría obtener. 2. ¿Cómo hubiera sido la curva si durante todo el tiempo la hubiera incubado a 20°C? 3. Dibuje ambas curvas en el mismo gráfico. Justifique su respuesta. 7. Se tiene un cultivo de una bacteria anaerobia facultativa, heterótrofa y mesófila que además se sabe que es lac- y treo-. Se la cultiva en un medio con glucosa, sales minerales, sulfato de amonio y extracto de levadura, a 37°C, en aerobiosis. Cuando está en fase logarítmica se la transfiere a los siguientes medios y se la crece en las condiciones indicadas. 1. 100 ml de medio con glucosa, sales minerales, sulfato de amonio y treonina a 20°C, en aerobiosis. Inóculo: 10 ml. 2. 100 ml de medio con lactosa, sales minerales, sulfato de amonio y treonina a 37°C, en aerobiosis. Inóculo: 10 ml. 3. 200 ml de medio con glucosa, sales minerales, sulfato de amonio y extracto de levadura a 37°C en aerobiosis. Inóculo: 10 ml. 4. 200 ml de medio con carbonato de sodio, sales minerales, sulfato de amonio y treonina, a 37°C en aerobiosis. Inóculo: 20 ml. 5. 200 ml de medio con lactosa, sales minerales, sulfato de amonio y treonina a 37°C en anaerobiosis. Inóculo: 10 ml. De las curvas de crecimiento que se muestran, decida cuál/es correspondería/n a los casos mencionados. Explique detalladamente el motivo de su elección.
9. Ud. tiene un MO creciendo en tres erlenmayers independientes pero del mismo tamaño de inoculo. Uno tiene 150 ml de caldo, otro 170 ml y el tercero 180 ml. El MO es facultativo, heterótrofo, psicrótrofo, glucosa y ramnosa positivo pero con mayor rendimiento para el primer azúcar. Los tres cultivos se comienzan al mismo tiempo a 37ºC con ramnosa. Durante la fase exponencial al cultivo A se le cambia el azúcar por glucosa y se lleva a 28ºC, al B se lo deja igual y al C se le cambia el azúcar por glucosa. Una vez que todos llegan a la fase estacionaria al A se le lo lleva a 37ºC, al B nada y al C se le saca el O2. Una vez que entran en fase de muerte (por la mitad de la misma) se retiran todos los metabolitos tx del cultivo B y se adicionan 50 ml de caldo fresco con glucosa. Grafique los tres erlenmeyer en un mismo par de ejes y explique. Grafique número de m.o. vs tiempo y concentración de m.o. vs tiempo. 10. La elaboración de cerveza se realiza en un batch con mosto (caldo) de malta de cebada y lúpulo con incorporación de aire al inocular las levaduras. El batch se cierra y se completa el proceso sin interacción con el exterior salvo la purga de gases para mantener la presión interna. Al evaluar el proceso de elaboración se detecta: una etapa vigorosa en producción de CO2 que dura 24 hs y una segunda etapa menos intensa en cuanto a la producción de CO2 que dura 6 días. a) Explique detalladamente dicho fenómeno de metabolismo b) Grafique la curva de crecimiento exponencial y explique detalladamente. Compare con una curva teórica. c) Explique la fermentación alcohólica. Como corregiría el contenido alcohólico de la cerveza?
