9.E: צמיחה מיקרוביאלית (תרגילים)

9.1: איך חיידקים גדלים

מחזור תאי החיידק כרוך ביצירת תאים חדשים באמצעות שכפול של DNA וחלוקת רכיבים תאיים לשני תאי בת. בפרוקריוטים, הרבייה היא תמיד א -מינית, אם כי מתרחשת רקומבינציה גנטית נרחבת בצורה של העברת גנים אופקית, כפי שייחקר בפרק אחר. לרוב החיידקים יש כרומוזום מעגלי יחיד; עם זאת, קיימים כמה יוצאים מן הכלל.

בחירה מרובה

איזו מהשיטות הבאות תשמש למדידת ריכוז הזיהום החיידקי בחמאת בוטנים מעובדת?

1. מדידת עכירות
2. ספירת צלחות כוללת
3. מדידת משקל יבש
4. ספירה ישירה של חיידקים בשקופית מכוילת מתחת למיקרוסקופ

תשובה

ב

באיזה שלב היית מצפה לצפות ברוב האנדוספורים בתרבית תאי Bacillus?

1. שלב המוות
2. שלב השהיה
3. שלב יומן
4. שלבי יומן, פיגור ומוות יהיו כולם בערך אותו מספר של אנדוספורים.

תשובה

א

באיזה שלב פניצילין, אנטיביוטיקה המעכבת סינתזה של דופן התא, יהיה היעיל ביותר?

1. שלב המוות
2. שלב השהיה
3. שלב יומן
4. שלב נייח

תשובה

ג

איזו מהבאים היא ההגדרה הטובה ביותר לזמן ייצור בחיידק?

1. משך הזמן שלוקח להגיע לשלב היומן
2. משך הזמן שלוקח לאוכלוסיית תאים להכפיל את עצמה
3. הזמן שלוקח להגיע לשלב נייח
4. משך הזמן של השלב האקספוננציאלי

תשובה

ב

מה תפקידה של טבעת Z בביקוע בינארי?

1. הוא שולט בשכפול ה- DNA.
2. זה יוצר טבעת התכווצות על מחצה.
3. הוא מפריד בין מולקולות ה- DNA שסונתזו לאחרונה.
4. הוא מתווך תוספת של יחידות משנה חדשות של פפטידוגליקן.

תשובה

ב

אם תרבית מתחילה ב-50 תאים, כמה תאים יהיו נוכחים לאחר חמישה דורות ללא מוות של תאים?

1. 200
2. 400
3. 1600
4. 3200

תשובה

ג

ציאנובקטריה חוטית מתחלקת לעתים קרובות על ידי איזה מהבאים?

1. ניצני
2. מיטוזה
3. פיצול
4. היווצרות אנדוספורים

תשובה

ג

מהי הסיבה לכך שעמידות מיקרוביאלית גבוהה יותר בביופילם מאשר בתאי חיידקים צפים חופשיים?

1. ה-EPS מאפשר דיפוזיה מהירה יותר של כימיקלים בביופילם.
2. תאים פעילים יותר מבחינה מטבולית בבסיס ביופילם.
3. תאים אינם פעילים מטבולית בבסיס ביופילם.
4. המבנה של ביופילם מעדיף את הישרדותם של תאים עמידים לאנטיביוטיקה.

תשובה

ג

חישת מניין משמשת תאים חיידקיים כדי לקבוע איזה מהבאים?

1. גודל האוכלוסייה
2. הזמינות של חומרים מזינים
3. מהירות זרימת המים
4. צפיפות האוכלוסייה

תשובה

ד

איזו מהמשפטים הבאים לגבי גורמים אוטומטיים אינה נכונה?

1. הם נקשרים ישירות ל-DNA כדי להפעיל שעתוק.
2. הם יכולים להפעיל את התא שהפריש אותם.
3. לקטונים הומוסרין N-acylated הם גורמים אוטומטיים בתאים גרם שליליים.
4. גורמים אוטומטיים עשויים לעורר ייצור של גורמי ארסיות.

תשובה

א

מלא את הריק

ספירה ישירה של סך התאים יכולה להתבצע באמצעות ________ או ________.

תשובה

המוציטומטר, תא ספירת פטרוף-האוסר

שיטת ________ מאפשרת ספירה ישירה של סך התאים הגדלים על מדיום מוצק.

תשובה

ספירת צלחות

הערכה סטטיסטית של מספר התאים החיים בנוזל נעשית בדרך כלל על ידי ________.

תשובה

המספר הסביר ביותר

עבור שיטה עקיפה זו להערכת הצמיחה של תרבות, אתה מודד ________ באמצעות ספקטרופוטומטר.

תשובה

עכירות

ניתן להעריך צמיחה פעילה של תרבית בעקיפין על ידי מדידת התוצרים הבאים של חילוף החומרים של התא: ________ או ________.

תשובה

ATP, חומצה מתסיסה

התאמה

התאם את ההגדרה לשם שלב הצמיחה בעקומת הצמיחה.

___מספר התאים הגוססים גבוה ממספר התאים המתחלקים	א שלב השהיה
___מספר התאים החדשים השווה למספר התאים הגוססים	ב שלב יומן
___ אנזימים חדשים לשימוש בחומרים מזינים זמינים מושרים	ג שלב נייח
___ביקוע בינארי מתרחש בקצב מקסימלי	ד שלב המוות

תשובה

ד, ג, א, ב

תשובה קצרה

מדוע חשוב למדוד את העברת האור דרך צינור בקרה ובו רק מרק בעת ביצוע מדדי עכירות של תרביות חיידקים?

מבחינת ספירת תאים, מה משיגה שיטת ציפוי ששיטת ספירת תאים אלקטרונית לא עושה?

הזמינו את השלבים הבאים בהתפתחות ביופילם מהשלב המוקדם ביותר ועד האחרון.

1. הפרשת EPS
2. מצורף הפיך
3. פיזור
4. היווצרות תעלות מים
5. התקשרות בלתי הפיכה

זיהומים בקרב חולים המאושפזים קשורים לעיתים קרובות לנוכחות מכשיר רפואי בחולה. אילו תנאים מעדיפים היווצרות ביופילמים על צנתרים ותותבות בתוך הבית?

חשיבה ביקורתית

לחולה בבית החולים מוחדר צנתר תוך ורידי כדי לאפשר אספקת תרופות, נוזלים ואלקטרוליטים. ארבעה ימים לאחר החדרת הקטטר, המטופל מפתח חום וזיהום בעור סביב הקטטר. תרביות דם מגלות כי לחולה יש זיהום בדם. בדיקות במעבדה הקלינית מזהות את הפתוגן הנישא בדם כ- Staphylococcus epidermidis, ובדיקות רגישות לאנטיביוטיקה מבוצעות על מנת לספק לרופאים מידע חיוני לבחירת התרופה הטובה ביותר לטיפול בזיהום. כימותרפיה אנטיבקטריאלית מתחילה ומועברת דרך הקטטר תוך ורידי שהוכנס במקור למטופל. תוך 7 ימים, זיהום העור נעלם, תרביות הדם שליליות עבור S. epidermidis, והכימותרפיה האנטיבקטריאלית מופסקת. עם זאת, יומיים לאחר הפסקת הכימותרפיה האנטיבקטריאלית, המטופל מפתח חום נוסף וזיהום בעור ותרביות הדם חיוביות לאותו זן של S. epidermidis שבודד בשבוע הקודם. הפעם, הרופאים מסירים את הצנתר תוך ורידי ונותנים אנטיביוטיקה דרך הפה, המטפלים בהצלחה הן בעור והן בזיהום הנישא בדם הנגרם על ידי S. epidermidis. יתר על כן, הזיהום אינו חוזר לאחר הפסקת הכימותרפיה האנטיבקטריאלית דרך הפה. מהן כמה סיבות אפשריות לכך שכימותרפיה תוך ורידית לא הצליחה לרפא לחלוטין את המטופל למרות בדיקות מעבדה שהראו שהזן החיידקי רגיש לאנטיביוטיקה שנקבעה? מדוע ייתכן שהסבב השני של הטיפול האנטיביוטי היה מוצלח יותר? תצדיק את התשובות שלך.

מדוע גורמים אוטומטיים הם מולקולות קטנות?

עיין באיור B.1 בנספח ב '. אם התוצאות מדגימת מי בריכה נרשמו כ-3, 2, 1, מה יהיה ה-MPN של חיידקים ב-100 מ"ל מי בריכה?

עיין באיור 9.1.14. מדוע עכירות מאבדת אמינות בריכוזי תאים גבוהים כאשר התרבות מגיעה לשלב הנייח?

9.2: דרישות חמצן לצמיחה מיקרוביאלית

שאל את רוב האנשים "מהן הדרישות העיקריות לחיים?" והתשובות עשויות לכלול מים וחמצן. מעטים יתווכחו על הצורך במים, אבל מה עם חמצן? האם יכולים להיות חיים ללא חמצן? התשובה היא שלא תמיד יש צורך בחמצן מולקולרי. סימני החיים המוקדמים ביותר מתוארכים לתקופה בה התנאים על פני כדור הארץ היו מופחתים מאוד וגז חמצן חופשי למעשה לא היה קיים.

בחירה מרובה

צינור תרבית בינוני thioglycolate מחוסן מראה צמיחה צפופה על פני השטח ועכירות בכל שאר הצינור. מה המסקנה שלך?

1. האורגניזמים מתים בנוכחות חמצן
2. האורגניזמים הם אנאירובים פקולטטיביים.
3. יש לגדל את האורגניזמים בתא אנאירובי.
4. האורגניזמים הם אירובים מחייבים.

תשובה

ב

צינור תרבית בינוני thioglycolate מחוסן ברור בכל הצינור למעט צמיחה צפופה בתחתית הצינור. מה המסקנה שלך?

1. האורגניזמים הם אנאירובים מחייבים.
2. האורגניזמים הם אנאירובים פקולטטיביים.
3. האורגניזמים הם סובלניים לאוויר.
4. האורגניזמים הם אירובים מחייבים.

תשובה

א

Pseudomonas aeruginosa הוא פתוגן נפוץ המדביק את דרכי הנשימה של חולים עם סיסטיק פיברוזיס. זה לא גדל בהיעדר חמצן. החיידק הוא כנראה איזה מהבאים?

1. אנאירובי אווירו-סובלני
2. אווירוב חובה
3. אנאירובי חובה
4. אנאירובי פקולטטיבי

תשובה

ב

סטרפטוקוקוס מוטנס הוא הגורם העיקרי לחללים. הוא שוכן בכיסי החניכיים, אין לו פעילות קטלאז וניתן לגדל אותו מחוץ לתא אנאירובי. החיידק הוא כנראה איזה מהבאים?

1. אנאירובי פקולטטיבי
2. אווירוב חובה
3. אנאירובי חובה
4. אנאירובי אווירו-סובלני

תשובה

ד

_{מדוע ההוראות לצמיחת זיבה של Neisseria ממליצות על אווירה מועשרת ב- CO 2?}

1. הוא משתמש ב- CO ₂ כמקבל אלקטרונים סופי בנשימה.
2. זהו אנאירובי חובה.
3. זה קפנופיל.
4. זה מתקן CO ₂ באמצעות פוטוסינתזה.

תשובה

ג

התאמה

ארבעה צינורות מומחשים בתרבויות הגדלות במדיום שמאט את דיפוזיה של חמצן. התאימו את צינור התרבות לסוג החיידקים הנכון מהרשימה הבאה: אנאירובי פקולטטיבי, אנאירובי חובה, מיקרואירופיל, אנאירובי אירו-סובלני, אירובי חובה.

תשובה

(א) אנאירובי מחייב, (ב) אירובי חובה, (ג) מיקרואירופיל, (ד) אנאירובי פקולטטיבי

תשובה קצרה

מדוע כמה אנאירובים מחויבים מסוגלים לצמוח ברקמות (למשל, כיסי חניכיים) שאינן נקיות לחלוטין מחמצן?

מדוע צריך לגדל המופילוס אינפלואנזה בצנצנת נרות?

מבחינת דרישות החמצן, איזה סוג של אורגניזם יהיה ככל הנראה אחראי למחלה הנישאת במזון הקשורה למזון משומר?

חשיבה ביקורתית

מדריך למיקרוביולוגיה מכין תרביות למעבדה מעשית של צביעת גרם על ידי חיסון מצע גידול עם קוקוס גרם חיובי (לא תנועתי) ומוט גרם שלילי (תנועתי). המטרה היא להפגין מכתים של תרבות מעורבת. הבקבוק מודגר ב-35 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות ללא אוורור. דגימה מוכתמת וחושפת רק מוטות גרם שליליים. שתי התרבויות ידועות אנאירובים פקולטטיביים. תן סיבה סבירה להצלחה של מוט גרם שלילי. נניח שלתרבויות יש שיעורי צמיחה פנימיים דומים.

9.3: השפעות ה- pH על צמיחה מיקרוביאלית

חיידקים הם בדרך כלל נויטרופילים. הם גדלים בצורה הטובה ביותר ב- pH ניטרלי קרוב ל 7.0. אסידופילים גדלים בצורה אופטימלית ב- pH ליד 3.0. אלקליפילים הם אורגניזמים הגדלים בצורה אופטימלית בין pH של 8 ל -10.5. אסידופילים ואלקליפילים קיצוניים גדלים לאט או בכלל לא ליד pH ניטרלי. מיקרואורגניזמים גדלים בצורה הטובה ביותר ב-pH הצמיחה האופטימלי שלהם. הצמיחה מתרחשת לאט או בכלל לא מתחת ל-pH הצמיחה המינימלי ומעל ל-pH הצמיחה המרבי.

בחירה מרובה

חיידקים שגדלים בניקוז מוקשים ב-pH 1-2 הם כנראה איזה מהבאים?

1. אלקליפילים
2. אסידופילים
3. נויטרופילים
4. אנאירובים מחייבים

תשובה

ב

חיידקים מבודדים מאגם נטרון, שם ה- pH של המים קרוב ל-10, הם מהבאים?

1. אלקליפילים
2. אנאירובים פקולטטיביים
3. נויטרופילים
4. אנאירובים מחייבים

תשובה

א

באיזו סביבה סביר להניח שתיתקל באסידופיל?

1. דם אנושי ב- pH 7.2
2. פתח אוורור חם ב- pH 1.5
3. המעי האנושי ב- pH 8.5
4. חלב ב pH 6.5

תשובה

ב

מלא את הריק

ניתן לסווג חיידק המשגשג באגם סודה בו ה- pH הממוצע הוא 10.5 כ- (n) ________.

תשובה

אלקליפיל

לקטובצילוס אסידופילוס גדל בצורה הטובה ביותר ב- pH 4.5. זה נחשב (n) ________.

תשובה

אסידופיל

תשובה קצרה

איזו מקרומולקולה בתא הרגישה ביותר לשינויים ב-pH?

איזה תהליך מטבולי בתא החיידק מאתגר במיוחד ב-pH גבוה?

חשיבה ביקורתית

אנשים המשתמשים במעכבי משאבות פרוטון או נוגדי חומצה נוטים יותר לזיהומים בדרכי העיכול. האם אתה יכול להסביר את ההתבוננות לאור מה שלמדת?

9.4: טמפרטורה וצמיחה מיקרוביאלית

מיקרואורגניזמים משגשגים במגוון רחב של טמפרטורות; הם התיישבו בסביבות טבעיות שונות והסתגלו לטמפרטורות קיצוניות. גם טמפרטורות קרות וחמות קיצוניות דורשות התאמות אבולוציוניות למקרומולקולות ולתהליכים ביולוגיים. פסיכופילים גדלים בצורה הטובה ביותר בטווח הטמפרטורות של 0-15 מעלות צלזיוס ואילו פסיכוטרופים משגשגים בין 4° C ל- 25° C. מזופילים גדלים בצורה הטובה ביותר בטמפרטורות מתונות בטווח של 20° C עד כ 45° C. פתוגנים הם בדרך כלל מזופילים.

בחירה מרובה

מיכל מרק נשכח במקרר ומראה זיהום. המזהמים הם כנראה איזה מהבאים?

1. תרמופילים
2. אסידופילים
3. מזופילים
4. פסיכוטרופים

תשובה

ד

חיידקים המבודדים מג'קוזי ב-39 מעלות צלזיוס הם כנראה איזה מהבאים?

1. תרמופילים
2. פסיכוטרופים
3. מזופילים
4. היפרתרמופילים

תשובה

ג

באיזו סביבה סביר להניח שתיתקל בהיפרתרמופיל?

1. ג'קוזי
2. מי אוקיינוס חמים בפלורידה
3. אוורור הידרותרמי בתחתית האוקיינוס
4. גוף האדם

תשובה

ג

איזו מהסביבות הבאות תכיל פסיכופילים?

1. אגם הררי עם טמפרטורת מים של 12 מעלות צלזיוס
2. צלחות מזוהמות שנותרו באינקובטור של 35 מעלות צלזיוס
3. יוגורט מתורבת בטמפרטורת החדר
4. בריכת מלח במדבר עם טמפרטורת יום של 34 מעלות צלזיוס

תשובה

א

התאמה

התאם את סוג החיידק לסביבתו. ניתן להשתמש בכל בחירה פעם אחת, יותר מפעם אחת, או בכלל לא. שים את המכתב המתאים לצד הסביבה.

___ פסיכוטרוף	א. דוד מים מוגדר על 50 מעלות צלזיוס
___מזופיל	ב. אוורור הידרותרמי
___תרמופיל	ג. מי אוקיינוס עמוקים
___היפרתרמופיל	ד פתוגן אנושי
___ פסיכופיל	E. חיידקי אדמה ביער ממוזג

תשובה

ג, ד, ה, ב, א

תשובה קצרה

כיצד מותאמים החלבונים של היפרתרמופיל לטמפרטורות הגבוהות של סביבתם?

מדוע נאס"א תממן מחקר מיקרוביולוגיה באנטארקטיקה?

חשיבה ביקורתית

החיידק הגורם למחלת הנסן (צרעת), Mycobacterium leprae, מדביק בעיקר את קצוות הגוף: ידיים, רגליים ואף. האם אתה יכול לנחש משכיל לגבי טמפרטורת הצמיחה האופטימלית שלו?

עיין באיור 9.4.2. חלק מההיפרתרמופילים יכולים לשרוד טמפרטורות חיטוי. האם הם מהווים דאגה בתחום הבריאות?

9.5: תנאים סביבתיים אחרים המשפיעים על הצמיחה

מיקרואורגניזמים מקיימים אינטראקציה עם סביבתם לאורך ממדים רבים יותר מאשר pH, טמפרטורה ורמות חמצן חופשיות, אם כי גורמים אלה דורשים התאמות משמעותיות. אנו מוצאים גם מיקרואורגניזמים המותאמים לרמות שונות של מליחות, לחץ ברומטרי, לחות ואור.

בחירה מרובה

איזו מהבאים היא הסיבה שריבות ובשרים יבשים לרוב אינם דורשים קירור כדי למנוע קלקול?

1. pH נמוך
2. כימיקלים אלקליין רעילים
3. אנטיביוטיקה המתרחשת באופן טבעי
4. פעילות מים נמוכה

תשובה

ד

חיידקים החיים בביצות מלח הם ככל הנראה איזה מהבאים?

1. אסידופילים
2. ברופילים
3. הלוסובלני
4. תרמופילים

תשובה

ג

מלא את הריק

חיידק המשגשג באגם המלח הגדול אך לא במים מתוקים הוא כנראה ________.

תשובה

הלופיל

חיידקים המבודדים מקרקעית האוקיינוס זקוקים ללחצים אטמוספריים גבוהים כדי לשרוד. הם ________.

תשובה

ברופילים

ניתן לגדל Staphylococcus aureus על מצע גידול רב תכליתי או על אגר מלח מניטול המכיל 7.5% NaCl. החיידק הוא ________.

תשובה

הלוסובלני

תשובה קצרה

רוטב דגים הוא תבלין מלוח המיוצר באמצעות תסיסה. איזה סוג של אורגניזם אחראי ככל הנראה לתסיסה של רוטב הדגים?

9.6: מדיה המשמשת לצמיחת חיידקים

חקר המיקרואורגניזמים מקל מאוד אם אנו מסוגלים לתרבות אותם, כלומר לשמור על אוכלוסיות רבייה בתנאי מעבדה. גידול מיקרואורגניזמים רבים מאתגר בגלל דרישות תזונתיות וסביבתיות ספציפיות ביותר והמגוון של דרישות אלה בין מינים שונים.

בחירה מרובה

אגר EMB הוא מדיום המשמש לזיהוי ובידוד של חיידקים פתוגניים. הוא מכיל חלבוני בשר מעוכלים כמקור לחומרים מזינים אורגניים. שני צבעי אינדיקטור, אאוסין וכחול מתילן, מעכבים את צמיחתם של חיידקים חיוביים לגרם ומבדילים בין תסיסת לקטוז לאורגניזמים מתסיסים שאינם לקטוז. תסיסי לקטוז יוצרים מושבות ירוקות מתכתיות או סגולות עמוקות, ואילו התסיסים הלא לקטוז יוצרים מושבות חסרות צבע לחלוטין. אגר EMB הוא דוגמה לאיזה מהבאים?

1. מדיום סלקטיבי בלבד
2. מדיום דיפרנציאלי בלבד
3. מדיום סלקטיבי ומדיום מוגדר כימית
4. מדיום סלקטיבי, מדיום דיפרנציאלי ומדיום מורכב

תשובה

ד

יש לגדל את Haemophilus influenzae על אגר שוקולד, שהוא אגר דם המטופל בחום כדי לשחרר גורמי גדילה במדיום. ח. שפעת מתואר כ ________.

1. אסידופיל
2. תרמופיל
3. אנאירובי חובה
4. ערמומי

תשובה

ד

מלא את הריק

אגר הדם מכיל חומרים מזינים רבים שלא צוינו, תומך בצמיחתם של מספר גדול של חיידקים ומאפשר בידול של חיידקים על פי המוליזה (פירוק דם). המדיום הוא ________ ו ________.

תשובה

מורכב, דיפרנציאלי

אגר רוגוסה מכיל תמצית שמרים. ה- pH מותאם ל -5.2 ומרתיע את צמיחתם של מיקרואורגניזמים רבים; עם זאת, כל המושבות נראות דומות. המדיום הוא ________ ו ________.

תשובה

מורכב, סלקטיבי

תשובה קצרה

מה ההבדל העיקרי בין תרבות העשרה לתרבות סלקטיבית?

חשיבה ביקורתית

המופילוס, שפעת גדלה בצורה הטובה ביותר ב-35-37 מעלות צלזיוס עם ~ 5% CO ₂ (או בצנצנת נרות) ודורשת המין (גורם X) וניקוטינאמיד-אדנין-דינוקלאוטיד (NAD, המכונה גם גורם V) לצמיחה. ¹ בעזרת אוצר המילים שנלמד בפרק זה, תאר את H. influenzae.

הערות שוליים

1. 1 מרכזים לבקרת מחלות ומניעתן, ארגון הבריאות העולמי. "שיטות מעבדה של CDC לאבחון דלקת קרום המוח הנגרמת על ידי Neisseria meningitidis, סטרפטוקוקוס דלקת ריאות ושפעת המופילוס. מדריך WHO, מהדורה שנייה." 2011. http://www.cdc.gov/meningitis/lab-ma...ull-manual.pdf