소개글
"지수함수 세균증식"에 대한 내용입니다.
목차
1. 미생물 생장곡선
1.1. 미생물 생장 개요
1.2. 생장곡선의 단계
1.2.1. 유도기 (Lag Phase)
1.2.2. 지수기 (Exponential Phase)
1.2.3. 정체기 (Stationary Phase)
1.2.4. 사멸기 (Death Phase)
1.3. 미생물 생장 측정 방법
1.3.1. 직접 세기
1.3.1.1. 현미경 측정법
1.3.1.2. 도말평판법과 CFU counting
1.3.1.3. 유세포 분석법
1.3.2. 세포 농도 측정
1.3.2.1. 흡광도 측정
1.3.2.2. 직접법
1.3.2.3. 간접법
1.4. 분광광도계 사용
1.5. 실험 방법 및 결과
1.5.1. 실험 목적 및 재료
1.5.2. 실험 절차
1.5.3. 실험 결과
1.6. 실험 고찰 및 오차 분석
2. 참고 문헌
본문내용
1. 미생물 생장곡선
1.1. 미생물 생장 개요
미생물 생장은 미생물의 개체 수 또는 생물량의 증가를 말한다. 미생물은 영양분과 필요한 환경 요인을 제공받게 되면 물질대사가 활성화되어 증식하게 된다. 이때 세포가 새로운 세포 구성 성분들을 합성하여 세포의 크기를 증가시키거나, 집단 내의 세포 수가 증가할 수 있다. 미생물 세포들은 유한한 수명을 갖고 있으므로 종의 유지는 집단의 계속되는 생장에 의해서만 가능하다.
미생물 생장에는 개체 생장과 집단 생장이 있다. 개체 생장은 미생물 구성 성분의 양적 증가와 구조 및 크기의 증가를 의미하며, 집단 생장은 개체의 질량과 크기의 증가뿐만 아니라 미생물 총수의 증가를 의미한다. 미생물은 크기가 매우 작기 때문에 집단 생장을 중심으로 연구하는 것이 더 유용하다. 미생물 세포의 집단 생장은 한 세포가 분열할 때마다 두 개의 세포로 되므로 2의 지수적 비율로 증가한다.
1.2. 생장곡선의 단계
1.2.1. 유도기 (Lag Phase)
유도기 (Lag Phase)는 미생물이 새로운 배지에 접종된 후 세포 분열이 일어나기 전 적응하는 시기이다. 이 시기 동안 미생물은 새로운 환경에 적응하며 세포 구성 물질, 효소, 핵산 등 필요한 성분들을 합성한다. 따라서 세포 수의 증가는 관찰되지 않는다.
유도기의 길이는 미생물의 종류, 배지의 조성, 생육 환경 등에 따라 달라진다. 건강한 미생물이 익숙한 배지에 이식되는 경우 유도기는 비교적 짧지만, 새로운 환경에 적응해야 하는 경우에는 유도기가 오래 지속될 수 있다. 또한 영양분의 유효도, 세포 손상 정도 등에 따라서도 유도기 기간이 달라진다. 동일한 미생물이라도 배지의 조성이나 균의 활력 상태에 따라 유도기 기간이 다르게 나타날 수 있다.
이처럼 미생물이 새로운 환경에 적응하는 유도기는 생장곡선 상에서 초기 단계에 해당하며, 이후 지수기를 거쳐 정체기와 사멸기로 이어지는 전체 생장 과정의 첫 단계라고 할 수 있다.
1.2.2. 지수기 (Exponential Phase)
지수기 (Exponential Phase)는 미생물 발육 과정에서 원형질의 증대가 최대가 되고 일정한 속도를 유지하는 시기이다. 즉, 이 단계에서 세포는 주어진 성장 환경 내에서 최대한의 속도로 성장하고 분열한다.
지수기에는 균의 세대기간이 가장 짧고 대사산물이 원형질의 합성에 가장 잘 이용되며, 효소의 기능이 최대율로 작용한다. 따라서 환경저항이 크지 않는 선에서 세포 수의 증가율은 두 배에 가까워지며, 이때의 그래프는 직선에 가까워진다. 그래프의 기울기는 세포 분열의 빈도와 두 딸세포의 생존 확률에 따라 달라진다.
이러한 기하급수적 성장은 영양분의 고갈과 부산물의 증가를 초래하므로 무기한적으로 지속될 수 없다. 지수기는 기질이 제한되거나 독성물질이 system에 축적되어질 때 끝나게 된다.
1.2.3. 정체기 (Stationary Phase)
정체기(Stationary Phase)는 지수기의 결과로 배양액이 세포로 포화되고, 영양물질의 고갈과 유기산에 의한 pH의 변화에 의해 균의 분열, 증식이 감소하여, 세포 분열 속도와 세포 사멸 속도가 같아지게 되며, 더 이상 세포수가 증가하지 않게 되는 시기이다. 세포의 종류나 배지의 조성, 온도 등의 배양조건에 따라 이에 도달하는 시간이 달라지며, 영양물질의 고갈이나 대사산물의 축적으로 인한 세포 사멸이 더 우수해지면 사멸기로 접어든다. 이 시기에는 세포 외 효소의 생산과 배출이 활발하며 항생물질이나 독소 등의 2차 대사산물을 생산하게 된다.
1.2.4. 사멸기 (Death Phase)
사멸기 (Death Phase)는 세균이나 세포가 증식 시에 증식기를 지나 영양물질의 고갈이나 대사 부산물 혹은 독성 노폐물의 축적, 유기산에 의한 pH의 변화 등에 의해 세포가 죽는 비율이 생장 비율보다 더 높아져서 미생물의 수가 감소하는 시기이다. 이 시기에 포자형성균은 포자를 형성하여 영양분이 다시 생기는 것을 기다리게 된다. 배양 초기에는 세포 증식 속도가 세포 사멸 속도를 능가하여 세포 수가 계속 증가하지만, 점차 영양분이 고갈되고...
참고 자료
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화학용어사전, ‘지수기’ http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=609715&cid=50317&categoryId=50317
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물백과사전, ‘사멸기’ http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3393500&cid=58341&categoryId=58341
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책
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방병호 외 7명, 『미생물학실험』, 진로연구사, 2002.
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