제5장
미생물의 영양
• 5.1 생명체의 구성요소
표. 세포분자의 구성 요소
- 주성분 - 미량원소
• 5.2 탄소, 수소, 산소, 전자
표. 탄소, 에너지, 전자 공급원 탄소원: 독립, 종속
에너지원: 광, 화학 전자원: 무기, 영양
• 5.3 영양물질에 따른 미생물의 종류
탄소원 에너지원 전자공급원 예
광무기독립 이산화탄소 빛 무기 홍색, 녹색 황세균,
남세균, 규조류
광유기종속 유기탄소 빛 유기 홍색비항세균, 녹색
비황세균
화학무기독립 이산화탄소 무기화학물 무기 황산화세균, 메탄생
성균, 질화세균
화학무기종속 유기탄소 무기화합물 무기 일부 황산화세균
화학유기종속 유기탄소 유기화합물
탄소원과 동일
유기 대부분의 비광합성
세균, 벼원균, 진균, 원생생물, 고세균
• 5.4 질소, 인, 황
용도 공급원
- 질소 :
- 인 :
- 황 :
• 5.5 생장인자
- 아미노산, 퓨린 & 피리미딘, 비타민
- 각각의 기능
- 표. 미생물에서 비타민의 기능
• 5.6 영양물질의 흡수
그림. 수동확산과 촉진확산 - 수동확산 :
- 촉진확산 :
그림. 촉진확산 모델
- 능동수송 : 기본개념, 2종의 능동 수송 단백질 (1차, 2차 수송체) - 1차 수송체
* ABC-결합 카세트 수송체
* 그람음성 세균의 수송 특성 - 2차 수송체
*주요 촉진자 슈퍼패밀리 (대장균의 젖당 투과효소)
그림. 양성자와 나트륨의 농도기울기를 이용한 능동수송
• 5.6 영양물질의 흡수
- 작용기 전달 : 분자가 세포 내에서 수송되면서 화학적으로 변형되는 능동수송
* 대표적인 예 : 포스포엔올피루브산: 당 인산기 전이효소 시스템(PTS) 그림. 세균의 PTS 수송 (작용기 전달)
* PTS 기능, 구성, 작용 세균 종류
- 철의 흡수 : 철운반제 (siderophore, 페리크롬, 엔테로박틴)
• 5.7 배지
- 표. 배지의 종류
- 배지의 화학적 종류와 물리적 종류
* 성분명확배지(합성배지) : 분명한 성분 표. 성분명확배지의 예
* 복합배지 : 불명확하고, 함량 변이가 있는 배지 표. 복합배지의 예
* 고체배지 : 한천
• 5.7 배지
- 배지의 기능적 분류 : 지지배지, 농화배지, 선택배지, 분별배지
- 표. 선택배지와 분별배지의 종류와 작용기전
혈액한천, 에오신 메틸렌블루 한천, 맥콩키 한천, 만니톨 염분 한천
• 5.8 순수배양체의 분리
- 획선평판법
그림. 획선평반법 방법
- 도말평판법, 주입평판법
그림. 도말평판법, 주입평판법
- 고체배지 표면에서의 미생물의 성장 그림. 세균 집락의 형태
제6장
미생물의 생장
• 6.1 미생물의 증식법
그림. 이분법
그림. 다른 세균의 증식법
• 6.2 세균의 세포주기
- 염색체 복제와 분할
그림. 대장균의 세포주기
그림. 세포골격단백질은 세포질분열에 관여 (MreB, MinCD, FtsZ, ParM, ParP, ParC)
• 6.2 세균의 세포주기
- 염색체 복제와 분할
그림. 대장균의 세포주기
그림. 세포골격단백질은 세포질분열에 관여
그림. 대장균 플라스미드 R1의 분획은 Par 단백질 의존적 임 (MreB, MinCD, FtsZ, ParM, ParP, ParC)
- 세포질 분열
* 격벽의 형성기전
* MinC, MinD, MinE 9 (그림. MinCDE 단백질과 격벽형성 부위)
* 디비솜 (그림. 대장균의 세포분열기구 형성) 표. 디비솜을 구성하는 단백질과 기능
• 6.2 세균의 세포주기
- 세포의 생장과 세포형태의 결정
* 형태의 가변성
* 펩티도글리칸의 생성과정 (그림. 펩티도글리칸의 성장 개요)
* 구균과 간균의 세포벽 합성
그림. 구형 및 막대 모양 세포의 세포벽 생합성과 세포 형태의 결정
* 그림. 크레센틴 (Caulobacter crescntus), 비브리오이드 형태
* 나선형 병원균 : 스피로헤타(축세사), 스피로플라즈마(수축성 원형 질 원섬유)
• 6.3 미생물의 생장곡선
- 회분배양
그림. 닫힌계에서 미생물생장곡선
- 지체기, 대수기, 정체기, 사멸기
- 노화와 사멸 :
그림. 생명력의 상실
비배양성 생존, 세포예정사
- 생장에 관련된 계산
배가(세대)시간 : 그림. 대수적인 미생물의 생장
평균 생장율 : 평균 세대시간의 역수 (그림. 평균생장율과 평균세대시간의 계산) 표. 세대시간의 예 (세균, 원생생물, 균류)
• 6.4 미생물의 생장 측정
- 세포 수 직접측정 방법
그림. 페트로프-하우저 계수기 유세포측정기, 쿨터계수기
- 살아 있는 세포계수법 (평판계수법) 1. 도말평판법
2. 주입평판법
그림. 막여과법, 막여과지에서 자란 집락 (집락형성단위)
* 평판법의 문제점
* 최대근접수
- 세포질량 측정 : 건조중량측정법, 흡광도측정법
• 6.5 미생물의 연속배양
- 항성분배양장치
그림. 항성분배양장치의 모형도
그림. 항성분배양장치의 희석율과 미생물의 생장
- 항탁도배양장치
• 6.6 미생물 생장에 영향을 주는 환경요인
- 용질과 수분활성도
- 표. 환경요인에 대한 미생물의 반응 (여러 환경 요인)
- 저장액 환경을 이기는 방법: 원형질막에 있는 민감한 통로, 수축포 - 호환성 용질
- 그림. 염화나트륨의 농도에 따른 미생물의 생장 - 수분활성도,
- 내삼투성 미생물 : 광범위 삼투농도에서 자란다
- pH
- 호산성, 호중성, 호염기성 생물 - 외부 pH 변화가 적을 때
- 외부 pH 변화가 클 때 (강산성 환경)
• 6.6 미생물 생장에 영향을 주는 환경요인
- 온도
- 그림. 온도와 생장
- 표. 미생물 생장에 필요한 온도 변화
- 호냉성 생물(저온발육생물), 호중온성 생물, 호열성 생물 - 극호열성 생물
- 산소 농도
- 호기성, 절대호기성, 미호기성,
- 혐기성, 조건부혐기성, 내기성혐기성, 절대혐기성 - 그림. 산소와 세균의 성장 패턴
- 산소로 인한 독성
- 독성산소의 역할 및 종류
- 항산화 인자 : SOD, 카탈라아제
- 혐기성 미생물 배양 방법 : 무산소배양기, 가스팩 무산소 배양장치
• 6.6 미생물 생장에 영향을 주는 환경요인
- 압력
- 호압성생물
- 방사선
- 그림. 전자기 스팩트럼 - 전리선의 독성
- 자외선의 독성 - 가시광선의 독성
• 6.7 자연환경에서 미생물 생장
- 생물막
- 그림. 대표적인 세포간의 의사소통 분자
- 그림. 생물막의 이종성
- 생물막의 미생물 보호효과 : 임상적으로 심각한 상황의 예
- 미생물 간의 의사소통 - 정족수인식
