Metabolismo_fisiologia

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Metabolismo y Fisiología
MICROBIOLOGIA 
Nutrientes
1- Fuente de energía luz
química
2- Macronutrientes
H K
O Mg
C Na
N 95% Ca
S Fe
P
3- Micronutrientes (elementos traza)
Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni, Se, W
4- Factores de crecimiento
•Vitaminas
•Purinas y pirimidinas
•Aminoácidos
 
Fuente de 
 carbono 
- CO2 
- Compuestos 
orgánicos 
 
Carbohidratos, azúcares, 
proteínas, aminoácidos, 
lípidos, ácidos grasos, 
glicerol 
Fuente de 
nitrógeno 
- Inorgánica 
- Orgánica 
NH4, NO3
-
, N2 
Proteínas, peptonas, aa, 
bases púricas y 
pirimídicas, urea 
Fuente de 
 fósforo 
- Inorgánica 
- Orgánica 
Fosfatos 
Esteres del ácido 
fosfórico 
Fuente de 
 azufre 
- Inorgánica 
- Orgánica 
Sulfuros y sulfatos 
Aminoácidos sulfurados, 
vitaminas 
 
 
Macronutrientes
Tipos nutricionales Fuente de
energía
Fuente de
C
Ejemplos
Fotoautótrofos Luz CO2
Cianobacterias,
bacterias
púrpuras y
verdes
Fotoheterótrofos Luz
Compuestos
orgánicos
Algunas
bacterias
púrpuras y
verdes
Quimioautótrofos o
litótrofos
Compuestos
inorgánicos
ej.: H2, NH3,
NO2
-
, H2S
CO2
Algunas
Eubacterias y
muchas Archaea
Quimioheterótrofos
o heterótrofos
Compuestos
orgánicos
Compuestos
orgánicos
La mayoría
Eubacterias,
algunas Archaea
Condiciones para el crecimiento microbiano
Nutrientes
agua
fuente de energía
fuentes de C, N, otros 
elementos
micronutrientes, 
factores de crecimiento
Condiciones 
de cultivo
temperatura
pH
luz
aireación
actividad de agua
potencial redox
Crecimiento
Medios de cultivo
Factores de crecimiento
Microorganismos auto o heterotrófos pueden requerir 
pequeñas cantidades de ciertos compuestos orgánicos que 
no pueden sintetizar y deben incorporarse en los medios
* bases púricas y pirimídicas ADN, ARN
* aminoácidos esenciales síntesis proteica
* vitaminas coenzimas
Aislar: Es separar un tipo de microorganismo a partir de una población 
mixta. En habitats naturales, raramente encontramos a los 
microorganismos en cultivo puro 
Aislamiento directo:se logra directamente a partir de una muestra 
cuando el o los microorganismos están en una proporción adecuada., se 
realiza por estrías (agotamiento) con o sin dilución previa de la muestra 
(suelo, alimentos), en medio sólido 
Aislamiento por enriquecimiento:Cuando el microorganismo que se 
desea aislar e identificar se encuentra en baja proporción en la muestra, 
se incluye una primera etapa que consiste en sembrar la muestra en 
medio líquido. Luego de varios pasajes se aisla por el método de 
estrías. 
Aislamiento
Clasificación de los medios de cultivo
Según su naturaleza física
* líquidos
* sólidos - solidificante: agar-agar, silico-gel
* semi-sólidos
Según su composición 
* definidos o sintéticos: composición química conocida
* no definidos o complejos: composición química no 
definida, enriquecidos con peptonas, extracto de 
carne, de levadura, de suelo, sangre
Según su uso en el laboratorio
* selectivos o inhibitorios: medios que contienen, además de los 
nutrientes, ciertas sustancias que inhiben el desarrollo de algunos 
microorganismos permitiendo el crecimiento de otros o cuya 
composición permite el desarrollo de un grupo determinado 
Ej.agar-antibióticos; agua, sales, luz, para algas, medios con NaCl 
superior a la concentración fisiológica 
* diferenciales: medios que contienen indicadores para diferenciar 
los distintos tipos de microorganismos que puedan crecer en él.
Ej. azúcar fermentecible: lactosa, indicador:rojo neutro
Según su uso en el laboratorio
* selectivos o inhibitorios: medios que contienen, además de los 
nutrientes, ciertas sustancias que inhiben el desarrollo de algunos 
microorganismos permitiendo el crecimiento de otros o cuya 
composición permite el desarrollo de un grupo determinado 
Ej.agar-antibióticos; agua, sales, luz, para algas, medios con NaCl 
superior a la concentración fisiológica 
* diferenciales: medios que contienen indicadores para diferenciar 
los distintos tipos de microorganismos que puedan crecer en él.
Ej. azúcar fermentecible: lactosa, indicador:rojo neutro
Cultivo en medio líquido
• Habitualmente se realiza en tubos o en matraces. El crecimiento 
se puede manifestar por enturbiamiento, por formación de velo o 
película, o por sedimento. 
Cultivo en medio sólido
• Puede ser en tubos o placas
a) Tubos con agar inclinado. Para sembrarlos, se mueve el ansa o 
la punta suavemente sobre la superficie del agar con un 
movimiento en zigzag desde el fondo hasta la parte superior, 
cuidando de no dañar el agar. 
b) Tubos sin inclinar. Se siembran introduciendo una punta en el 
centro del agar. También se llama siembra por picadura. 
c) Siembra en placas. Puede ser en superficie (por estrías o 
bañado) o incorporada (mezclando el inóculo con el agar 
semifundido)
Aislar: Es separar un tipo de microorganismo a partir de una población 
mixta. En habitats naturales, raramente encontramos a los 
microorganismos en cultivo puro 
Aislamiento directo:se logra directamente a partir de una muestra 
cuando el o los microorganismos están en una proporción adecuada., se 
realiza por estrías (agotamiento) con o sin dilución previa de la muestra 
(suelo, alimentos), en medio sólido 
Aislamiento por enriquecimiento:Cuando el microorganismo que se 
desea aislar e identificar se encuentra en baja proporción en la muestra, 
se incluye una primera etapa que consiste en sembrar la muestra en 
medio líquido. Luego de varios pasajes se aisla por el método de 
estrías. 
Aislamiento
• Las colonias se describen por examen macroscópico en 
función del tamaño, la forma, el borde, la elevación, la 
transparencia y el color. Esto resulta a veces muy útil en la 
identificación
•A partir de colonias aisladas en medio de cultivo se realiza un 
examen microscópico que debe mostrar células 
razonablemente semejantes respecto al Gram y a la morfología.
• Las colonias aisladas deben aislarse nuevamente en medio no 
selectivo por el método de estrías. Esto se conoce como 
reaislamiento. 
Cultivo puro 
División celular: fisión binaria
Gemación, 
ej. 
levaduras
Crecimiento de un microorganismo en medio 
de cultivo líquido 
1- Fase de latencia
2- Fase exponencial
3- Fase estacionaria
4- Fase de muerte
Crecimiento en un volumen fijo de medio o 
cultivo cerrado (batch)
• Fase lag - las células se adaptan al nuevo ambiente, aun no se dividen 
• Fase exponencial (log) - velocidad máxima de crecimiento bajo 
condiciones particulares, tiempo de generación mínimo 
• Fase estacionaria - sin crecimiento neto, vc=0 ó estadísticamente = 0
cuando: vc=vm (vel. crecimiento es igual a la de muerte) 
– nutrientes limitantes, pero suficientes para mantener actividad
– acumulación de desechos, inhibición del crecimiento 
• Fase de muerte - velocidad de muerte celular > velocidad de división 
celular
Luego de la adición de bacterias al medio líquido fresco se observa la 
siguiente cinética de crecimiento
Factores del ambiente
• físicos: temperatura, gases, pH, presión osmótica 
•químicos: nutrientes, sustancias antimicrobianas
•biológicos: otros microorganismos, micro y 
mesofauna, vegetación, afectan las 
actividades microbianas
Los distintos factores actúan simultáneamente y resulta 
difícil el análisis integrado de los efectos.
• Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15oC
– organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada), 
bacterias: Pseudomonas, Flavobacterium
– membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados 
• Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos
- rango: 0-35°C, óptimo 20-30oC
– Pseudomonas - crecen en el refrigerador
• Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C
– la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos) 
• Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65oC 
– membrana contiene alto % de ácidosgrasos saturados
– enzimas estables al calor
– Bacillus stearothermophilus, organismos de compostaje
• Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90oC 
– Pyrococcus, Pyrodictium (aguas termales)
Oxígeno
Clasificación de los microorganismos según
el efecto del oxígeno:
Aerobios
obligados: requieren oxígeno (21% o más)
Ej. Bacillus, hongos, etc.
microaerofílicos: lo requieren pero a niveles menores que el 
atmosférico (5-10%)
Ej. Azospirillum
Anaerobios
facultativos: no requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con
oxígeno.
Ej. Levaduras, E. coli
aerotolerantes: no son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o
presencia de oxígeno).
Ej. Enterococcus faecalis, Sreptococcus spp.
obligados: no toleran el oxígeno, muere en su presencia
Ej. Methanobacterium, Clostridium
. 
•tubos con medio de cultivo llenos por completo.
•medios con sustancias que reaccionan con el oxígeno y lo excluyen.
•dispositivo especial (cámara anaeróbica)
•cajas o tubos incubados en recipientes con granos germinados (cebada, 
centeno) 
Cultivos en anaerobiosis
Otros gases
N2 componente principal de de la atmósfera (78%). Gas inerte: no es usado 
por la mayoría de los organismos, los que pueden reducir el triple enlace del 
N2 con la enzima nitrogenasa se denominan diazotrofos o fijadores de N2 y 
pueden desarrollarse en ambientes sin N-combinado
CO tóxico para la mayoría de los organismos (cadena respiratoria)
puede ser oxidado a CO2 por algunos microorganismos
CH4 liberado a la atmósfera por microorganismos metanogénicos, gas con 
efecto invernadero, puede ser oxidado a CO2 por bacterias metanotróficas
CO2 importante gas, fuente de carbono para los autotrofos, aerobios y 
anaerobios, fotosintéticos o quimiosintéticos. Muchos hongos lo requieren a 
niveles superiores a los atmósfericos, para ciertas síntesis
H2 poco usado, tóxico para la mayoría de los microorganismos, brinda 
energía a bacterias Hydrogenomonas: H2+O2 = H20 + ATP
pH
El pH es la acidez o alcalinidad de una
solución, medida por el log 1/(H+)
Clasificación de los microorganismos según 
su pH óptimo
Neutrófilo: pH óptimo 7 - Ej.: bacterias
patógenas humanas.
Acidófilo: pH óptimo  7 - Ej.: muchas de
las archeobacterias y hongos.
Basófilo: pH óptimo  7 - Suelos y aguas
ricas en carbonatos
Medios de cultivo
Colonia Lactosa negativa
Colonia Lactosa positiva
MEDIO SELECTIVO Y
DIFERENCIAL
Agar sangre
S. epidermidis en agar sangre
Agar sangre
HEMOLISIS EN AGAR SANGRE
HEMÓLISIS COMPLETA HEMÓLISIS PARCIAL
Pseudomonas aeruginosa
Siembra en medio OF
Metabolismo oxidativo
Prueba de la catalasa
+ -