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Cypionka SS 2003, www.icbm.de/pmbio Vorlesung Allgemeine Mikrobiologie Wachstum von Mikroorganismen-Kulturen www.icbm.de/pmbio.

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1 Cypionka SS 2003, Vorlesung Allgemeine Mikrobiologie Wachstum von Mikroorganismen-Kulturen

2 Cypionka SS 2003, Der Traum der Bakterien... Mikroorganismen vermehren sich meist durch binäre Zweiteilung. Dadurch sind sie potenziell unsterblich. Durch schnelles und exponenzielles Wachstum werden Ressourcen verbraucht und es entsteht Hunger. Traum der Bakterien

3 Cypionka SS 2003, Zellteilung Biomassezunahme, Längenwachstum Replikation des Chromosoms, Auftrennung der Tochtermoleküle Einziehung neuer Membranen und Zellwände Einfacher Zellcyclus

4 Cypionka SS 2003, Kulturgefäße

5 Cypionka SS 2003, o  Zellzahlen in einer Kultur Z = Z 0 * 2 g mit Z 0 = Zellzahl zu Beginn g = Anzahl der Generationen Zellzahlen o  o o  o o o o  o o o o o o o o oooooooooooooooooooooooooooooooo    Zum Merken: 2 10 =  1 Million 2 30  1 Milliarde

6 Cypionka SS 2003, Wachstumsphasen Die exponenzielle Phase zeigt in der logarithmischen Auftagung einen linearen Anstieg

7 Cypionka SS 2003, 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 (t d, h) [Achtung: Zinseszins] Maximale Wachstumsrate µ max : Wachstumsrate während der exponentiellen Phase (h -1 )

8 Cypionka SS 2003, Super-Konto, Zinssatz µ = 100 % pro Jahr 1. Januar 100 Euro  31.Dezember: 200 Euro X t = X 0 e µ. t 1 / 12 Zuwachs pro Monat + Zinseszins  : 261 Euro Sofortiger Zuwachs + Zinseszins  : Euro Logarithmiert: µ = (ln x – ln x 0 )/(t – t 0 ) = ln (x/x 0 )/(t – t 0 ) 100 x e Kontostand = Anfangskapital * e Zeit*Zinssatz Superkonto

9 Cypionka SS 2003, X t = X 0 e µ. t Logarithmiert: µ = ln (x/x 0 )/(t – t 0 ) Wann hat sich mein Geld verdoppelt (t d )? x/x 0 = 2 ln 2 = µ = ln 2/t d µ = 0.693/t d t d = 0.693/µ Bei sofortiger Verzinsung brauche ich nur einen Zinsasatz von 69.3 %, um mein Kapital pro Jahr zu verdoppeln. Verdopplungszeit

10 Cypionka SS 2003, 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. Wachstumsertrag

11 Cypionka SS 2003, Chemostat Im Chemostat können Zellen unter konstanten Bedingungen in einer exponentiellen Phase (mit µ < µ max ) kultiviert werden


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