9.E: Crecimiento Microbiano (Ejercicios)

9.1: Cómo crecen los microbios

El ciclo celular bacteriano implica la formación de nuevas células a través de la replicación del ADN y la partición de los componentes celulares en dos células hijas. En los procariotas, la reproducción es siempre asexual, aunque se lleva a cabo una extensa recombinación genética en forma de transferencia genética horizontal, como se explorará en un capítulo diferente. La mayoría de las bacterias tienen un solo cromosoma circular; sin embargo, existen algunas excepciones.

Opción múltiple

¿Cuál de los siguientes métodos se utilizaría para medir la concentración de contaminación bacteriana en la mantequilla de maní procesada?

1. medición de turbidez
2. Recuento total de placas
3. medición de peso seco
4. conteo directo de bacterias en un portaobjetos calibrados bajo el microscopio

Contestar

B

¿En qué fase esperarías observar la mayor cantidad de endosporas en un cultivo celular de Bacillus?

1. fase de muerte
2. fase de retraso
3. fase log
4. log, lag, y las fases de muerte tendrían aproximadamente el mismo número de endosporas.

Contestar

A

¿Durante qué fase sería más efectiva la penicilina, un antibiótico que inhibe la síntesis de la pared celular?

1. fase de muerte
2. fase de retraso
3. fase log
4. fase estacionaria

Contestar

C

¿Cuál de las siguientes es la mejor definición de tiempo de generación en una bacteria?

1. el tiempo que lleva llegar a la fase logarítmica
2. el tiempo que tarda una población de células en duplicarse
3. el tiempo que lleva alcanzar la fase estacionaria
4. la duración del tiempo de la fase exponencial

Contestar

B

¿Cuál es la función del anillo Z en la fisión binaria?

1. Controla la replicación del ADN.
2. Forma un anillo contráctil en el tabique.
3. Separa las moléculas de ADN recién sintetizadas.
4. Se media en la adición de nuevas subunidades de peptidoglicano.

Contestar

B

Si un cultivo comienza con 50 células, ¿cuántas células estarán presentes después de cinco generaciones sin muerte celular?

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

Contestar

C

Las cianobacterias filamentosas a menudo se dividen por cuál de las siguientes?

1. en ciernes
2. mitosis
3. fragmentación
4. formación de endosporas

Contestar

C

¿Cuál es la razón para que la resistencia a los antimicrobianos sea mayor en una biopelícula que en las células bacterianas de flotación libre?

1. El EPS permite una difusión más rápida de los químicos en la biopelícula.
2. Las células son más activas metabólicamente en la base de una biopelícula.
3. Las células son metabólicamente inactivas en la base de una biopelícula.
4. La estructura de una biopelícula favorece la supervivencia de células resistentes a antibióticos.

Contestar

C

La detección de quórum es utilizada por las células bacterianas para determinar cuál de las siguientes?

1. el tamaño de la población
2. la disponibilidad de nutrientes
3. la velocidad del flujo de agua
4. la densidad de la población

Contestar

D

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los autoinductores es incorrecta?

1. Se unen directamente al ADN para activar la transcripción.
2. Pueden activar la célula que los secretó.
3. Las homoserina lactonas N-aciladas son autoinductoras en células gramnegativas.
4. Los autoinductores pueden estimular la producción de factores de virulencia.

Contestar

A

Rellenar el espacio en blanco

El recuento directo de células totales se puede realizar usando un ________ o un ________.

Contestar

hemocitómetro, cámara de conteo Petroff-Hausser

El método ________ permite el recuento directo de células totales que crecen en medio sólido.

Contestar

conteo de placas

Una estimación estadística del número de células vivas en un líquido generalmente se realiza por ________.

Contestar

número más probable

Para este método indirecto de estimación del crecimiento de un cultivo, se mide ________ usando un espectrofotómetro.

Contestar

turbidez

El crecimiento activo de un cultivo puede estimarse indirectamente midiendo los siguientes productos del metabolismo celular: ________ o ________.

Contestar

ATP, ácido de fermentación

Coincidencia

Coincidir la definición con el nombre de la fase de crecimiento en la curva de crecimiento.

___El número de células moribundas es mayor que el número de células que se dividen	A. Fase de retraso
___Número de células nuevas igual al número de células moribundas	B. Fase log
___Se inducen nuevas enzimas para utilizar los nutrientes disponibles	C. Fase estacionaria
___La fisión binaria ocurre a la velocidad máxima	D. Fase de muerte

Contestar

D, C, A, B

Respuesta Corta

¿Por qué es importante medir la transmisión de la luz a través de un tubo de control con solo caldo en él al realizar medidas de turbidez de cultivos bacterianos?

En términos de conteo de celdas, ¿qué logra un método de metalización que un método de conteo electrónico de celdas no logra?

Ordene las siguientes etapas del desarrollo de una biopelícula desde el primer hasta el último paso.

1. secreción de EPS
2. accesorio reversible
3. dispersión
4. formación de canales de agua
5. fijación irreversible

Las infecciones entre los pacientes hospitalizados suelen estar relacionadas con la presencia de un dispositivo médico en el paciente. ¿Qué condiciones favorecen la formación de biopelículas en catéteres y prótesis internos?

Pensamiento Crítico

Un paciente en el hospital tiene un catéter intravenoso insertado para permitir la administración de medicamentos, líquidos y electrolitos. Cuatro días después de la inserción del catéter, el paciente desarrolla fiebre y una infección en la piel alrededor del catéter. Los hemocultivos revelan que el paciente tiene una infección transmitida por la sangre. Las pruebas en el laboratorio clínico identifican al patógeno de transmisión sanguínea como Staphylococcus epidermidis, y se realizan pruebas de susceptibilidad a antibióticos para brindar a los médicos la información esencial para seleccionar el mejor medicamento para el tratamiento de la infección. La quimioterapia antibacteriana se inicia y se administra a través del catéter intravenoso que originalmente se insertó en el paciente. A los 7 días, la infección cutánea desaparece, los hemocultivos son negativos para S. epidermidis y se suspende la quimioterapia antibacteriana. Sin embargo, 2 días después de suspender la quimioterapia antibacteriana, el paciente desarrolla otra fiebre e infección cutánea y los hemocultivos son positivos para la misma cepa de S. epidermidis que se había aislado la semana anterior. Esta vez, los médicos retiran el catéter intravenoso y administran antibióticos orales, que tratan con éxito tanto la piel como la infección transmitida por la sangre causada por S. epidermidis. Además, la infección no regresa después de suspender la quimioterapia antibacteriana oral. ¿Cuáles son algunas posibles razones por las que la quimioterapia intravenosa no pudo curar completamente al paciente a pesar de las pruebas de laboratorio que mostraron que la cepa bacteriana era susceptible al antibiótico recetado? ¿Por qué podría haber tenido más éxito la segunda ronda de antibioterapia? Justifica tus respuestas.

¿Por qué los autoinductores son moléculas pequeñas?

Consulte la Figura B.1 en el Apéndice B. Si los resultados de una muestra de agua de estanque se registraran como 3, 2, 1, ¿cuál sería el MPN de bacterias en 100 mL de agua de estanque?

Consulte la Figura 9.1.14. ¿Por qué la turbidez pierde confiabilidad a altas concentraciones celulares cuando el cultivo alcanza la fase estacionaria?

9.2: Requisitos de oxígeno para el crecimiento microbiano

Pregunte a la mayoría de la gente “¿Cuáles son los principales requisitos para la vida? y es probable que las respuestas incluyan agua y oxígeno. Pocos discutirían sobre la necesidad de agua, pero ¿qué pasa con el oxígeno? ¿Puede haber vida sin oxígeno? La respuesta es que el oxígeno molecular no siempre es necesario. Los primeros signos de vida datan de un período en el que las condiciones en la tierra fueron muy reductoras y el gas de oxígeno libre era esencialmente inexistente.

Opción múltiple

Un tubo de cultivo de medio tioglicolato inoculado muestra un crecimiento denso en la superficie y turbidez a lo largo del resto del tubo. ¿Cuál es tu conclusión?

1. Los organismos mueren en presencia de oxígeno
2. Los organismos son anaerobios facultativos.
3. Los organismos deben cultivarse en una cámara anaeróbica.
4. Los organismos son aerobios obligados.

Contestar

B

Un tubo de cultivo de medio tioglicolato inoculado es transparente en todo el tubo, excepto por el crecimiento denso en el fondo del tubo. ¿Cuál es tu conclusión?

1. Los organismos son anaerobios obligados.
2. Los organismos son anaerobios facultativos.
3. Los organismos son aerotolerantes.
4. Los organismos son aerobios obligados.

Contestar

A

Pseudomonas aeruginosa es un patógeno común que infecta las vías respiratorias de los pacientes con fibrosis quística. No crece en ausencia de oxígeno. La bacteria es probablemente ¿cuál de las siguientes?

1. un anaerobio aerotolerante
2. un aerobe obligado
3. un anaerobe obligado
4. un anaerobio facultativo

Contestar

B

El Streptococcus mutans es una causa importante de caries. Reside en las bolsas de las encías, no tiene actividad catalasa, y se puede cultivar fuera de una cámara anaeróbica. La bacteria es probablemente ¿cuál de las siguientes?

1. un anaerobio facultativo
2. un aerobe obligado
3. un anaerobe obligado
4. un anaerobio aerotolerante

Contestar

D

¿Por qué las instrucciones para el crecimiento de Neisseria gonorrheae recomiendan una atmósfera enriquecida con CO ₂?

1. Utiliza CO ₂ como aceptor final de electrones en la respiración.
2. Es un anaerobio obligado.
3. Es un capnófilo.
4. Fija el CO ₂ a través de la fotosíntesis.

Contestar

C

Coincidencia

Se ilustran cuatro tubos con cultivos cultivados en un medio que ralentiza la difusión de oxígeno. Emparejar el tubo de cultivo con el tipo correcto de bacterias de la siguiente lista: anaerobio facultativo, anaerobio obligado, microaerófilo, anaerobio aerotolerante, aerobio obligado.

Contestar

a) anaerobio obligado, b) aerobio obligado, c) microaerófilo, d) anaerobio facultativo

Respuesta Corta

¿Por qué algunos anaerobios obligados pueden crecer en tejidos (por ejemplo, bolsas de encías) que no están completamente libres de oxígeno?

¿Por qué debería cultivarse Haemophilus influenzae en un frasco de vela?

En cuanto a los requerimientos de oxígeno, ¿qué tipo de organismo probablemente sería responsable de una enfermedad transmitida por alimentos asociada a los alimentos enlatados?

Pensamiento Crítico

Un instructor de microbiología prepara cultivos para un laboratorio práctico de tinción de gramos inoculando el medio de crecimiento con un coco grampositivo (no móvil) y una varilla gramnegativa (móvil). El objetivo es demostrar la tinción de un cultivo mixto. El matraz se incuba a 35 °C durante 24 horas sin aireación. Una muestra se tiñe y revela solo barras gramnegativas. Ambas culturas son anaerobios facultativos conocidos. Dar una razón probable para el éxito de la varilla gramnegativa. Supongamos que los cultivos tienen tasas de crecimiento intrínseco comparables.

9.3: Los efectos del pH sobre el crecimiento microbiano

Las bacterias son generalmente neutrófilos. Crecen mejor a pH neutro cercano a 7.0. Los acidófilos crecen óptimamente a un pH cercano a 3.0. Los alcalófilos son organismos que crecen óptimamente entre un pH de 8 y 10.5. Los acidófilos y alcalófilos extremos crecen lentamente o no se acercan al pH neutro. Los microorganismos crecen mejor a su pH óptimo de crecimiento. El crecimiento ocurre lentamente o no en absoluto por debajo del pH mínimo de crecimiento y por encima del pH máximo de crecimiento.

Opción múltiple

Las bacterias que crecen en el drenaje de minas a pH 1—2 son probablemente ¿cuál de las siguientes?

1. alcalófilos
2. acidófilos
3. neutrófilos
4. anaerobios obligados

Contestar

B

Bacterias aisladas del lago Natron, donde el pH del agua es cercano a 10, ¿cuáles de las siguientes?

1. alcalófilos
2. anaerobios facultativos
3. neutrófilos
4. anaerobios obligados

Contestar

A

¿En qué ambiente es más probable que te encuentres con un acidófilo?

1. sangre humana a pH 7.2
2. un respiradero caliente a pH 1.5
3. intestino humano a pH 8.5
4. leche a pH 6.5

Contestar

B

Rellenar el espacio en blanco

Una bacteria que prospera en un lago de refrescos donde el pH promedio es 10.5 se puede clasificar como un (n) ________.

Contestar

alcalífilo

Lactobacillus acidophilus crece mejor a pH 4.5. Se considera un (n) ________.

Contestar

acidófilo

Respuesta Corta

¿Qué macromolécula en la célula es más sensible a los cambios en el pH?

¿Qué proceso metabólico en la célula bacteriana es particularmente desafiante a pH alto?

Pensamiento Crítico

Las personas que usan inhibidores de bombas de protones o antiácidos son más propensas a las infecciones del tracto gastrointestinal. ¿Puedes explicar la observación a la luz de lo que has aprendido?

9.4: Temperatura y Crecimiento Microbiano

Los microorganismos prosperan a una amplia gama de temperaturas; han colonizado diferentes ambientes naturales y se han adaptado a temperaturas extremas. Tanto las temperaturas extremas de frío como de calor requieren ajustes evolutivos a macromoléculas y procesos biológicos. Los psicrófilos crecen mejor en el rango de temperatura de 0—15 °C, mientras que los psicrotrofos prosperan entre 4 °C y 25 °C. Los mesófilos crecen mejor a temperaturas moderadas en el rango de 20 °C a aproximadamente 45 °C. Los patógenos suelen ser mesófilos.

Opción múltiple

Un recipiente de sopa fue olvidado en el refrigerador y muestra contaminación. Los contaminantes son probablemente ¿cuál de los siguientes?

1. termófilos
2. acidófilos
3. mesófilos
4. psicrotrofos

Contestar

D

Las bacterias aisladas de una bañera de hidromasaje a 39 °C son probablemente ¿cuál de las siguientes?

1. termófilos
2. psicrotrofos
3. mesófilos
4. hipertermófilos

Contestar

C

¿En qué ambiente es más probable que te encuentres con un hipertermófilo?

1. bañera de hidromasaje
2. agua cálida del océano en Florida
3. respiradero hidrotermal en el fondo del océano
4. cuerpo humano

Contestar

C

¿Cuál de los siguientes ambientes albergaría a los psicófilos?

1. lago de montaña con una temperatura del agua de 12 °C
2. placas contaminadas dejadas en una incubadora a 35 °C
3. yogur cultivado a temperatura ambiente
4. estanque de sal en el desierto con una temperatura diurna de 34 °C

Contestar

A

Coincidencia

Emparejar el tipo de bacteria con su entorno. Cada elección puede ser utilizada una vez, más de una vez, o no en absoluto. Poner la carta apropiada al lado del ambiente.

___psicotrofo	A. calentador de agua ajustado a 50 °C
___mesófilo	B. Respiradero hidrotermal
___termófilo	C. aguas profundas del océano
___hipertermófilo	D. patógeno humano
___psicrófilo	E. bacterias del suelo en bosque templado

Contestar

C, D, E, B, A

Respuesta Corta

¿Cómo se adaptan las proteínas de los hipertermófilos a las altas temperaturas de su entorno?

¿Por qué la NASA estaría financiando la investigación microbiológica en la Antártida?

Pensamiento Crítico

La bacteria que causa la enfermedad de Hansen (lepra), Mycobacterium leprae, infecta principalmente las extremidades del cuerpo: manos, pies y nariz. ¿Se puede hacer una conjetura educada en cuanto a su temperatura óptima de crecimiento?

Consulte la Figura 9.4.2. Algunos hipertermófilos pueden sobrevivir a las temperaturas de autoclave. ¿Son una preocupación en el cuidado de la salud?

9.5: Otras condiciones ambientales que afectan el crecimiento

Los microorganismos interactúan con su ambiente a lo largo de más dimensiones que el pH, la temperatura y los niveles de oxígeno libre, aunque estos factores requieren adaptaciones significativas. También encontramos microorganismos adaptados a diferentes niveles de salinidad, presión barométrica, humedad y luz.

Opción múltiple

¿Cuál de las siguientes es la razón por la que las mermeladas y las carnes secas a menudo no requieren refrigeración para evitar su deterioro?

1. pH bajo
2. sustancias químicas alcalinas tóxicas
3. antibióticos naturales
4. baja actividad acuática

Contestar

D

Las bacterias que viven en marismas son muy probablemente ¿cuál de las siguientes?

1. acidófilos
2. barófilos
3. halotolerante
4. termófilos

Contestar

C

Rellenar el espacio en blanco

Una bacteria que prospera en el Gran Lago Salado pero no en agua dulce es probablemente una ________.

Contestar

halófilo

Las bacterias aisladas del fondo del océano necesitan altas presiones atmosféricas para sobrevivir. Ellos son ________.

Contestar

barófilos

Staphylococcus aureus se puede cultivar en medio de crecimiento multipropósito o en agar de sal de manitol que contiene 7.5% de NaCl. La bacteria es ________.

Contestar

halotolerante

Respuesta Corta

La salsa de pescado es un condimento salado producido mediante fermentación. ¿Qué tipo de organismo es probablemente responsable de la fermentación de la salsa de pescado?

9.6: Medios utilizados para el crecimiento bacteriano

El estudio de los microorganismos se facilita enormemente si somos capaces de cultivarlos, es decir, para mantener vivas las poblaciones reproductoras en condiciones de laboratorio. Cultivar muchos microorganismos es un desafío debido a los requerimientos nutricionales y ambientales altamente específicos y la diversidad de estos requerimientos entre las diferentes especies.

Opción múltiple

El agar EMB es un medio utilizado en la identificación y aislamiento de bacterias patógenas. Contiene proteínas de carne digeridas como fuente de nutrientes orgánicos. Dos colorantes indicadores, eosina y azul de metileno, inhiben el crecimiento de bacterias grampositivas y distinguen entre organismos fermentadores de lactosa y fermentadores sin lactosa. Los fermentadores de lactosa forman colonias de color verde metálico o púrpura profundo, mientras que los fermentadores sin lactosa forman colonias completamente incoloras. El agar EMB es un ejemplo de cuál de los siguientes?

1. un medio selectivo solamente
2. un medio diferencial solamente
3. un medio selectivo y un medio químicamente definido
4. un medio selectivo, un medio diferencial y un medio complejo

Contestar

D

Haemophilus influenzae debe cultivarse en agar chocolate, que es agar sangre tratado con calor para liberar factores de crecimiento en el medio. H. influenzae se describe como ________.

1. un acidófilo
2. un termófilo
3. un anaerobio obligado
4. fastidioso

Contestar

D

Rellenar el espacio en blanco

El agar sanguíneo contiene muchos nutrientes no especificados, apoya el crecimiento de una gran cantidad de bacterias y permite la diferenciación de bacterias de acuerdo con la hemólisis (descomposición de la sangre). El medio es ________ y ________.

Contestar

complejo, diferencial

El agar Rogosa contiene extracto de levadura. El pH se ajusta a 5.2 y desalienta el crecimiento de muchos microorganismos; sin embargo, todas las colonias tienen un aspecto similar. El medio es ________ y ________.

Contestar

complejo, selectivo

Respuesta Corta

¿Cuál es la principal diferencia entre un cultivo de enriquecimiento y un cultivo selectivo?

Pensamiento Crítico

Haemophilus, influenzae crece mejor a 35—37 °C con ~ 5% de CO ₂ (o en un tarro de vela) y requiere hemina (factor X) y nicotinamida-adenina-dinucleótido (NAD, también conocido como factor V) para su crecimiento. ¹ Utilizando el vocabulario aprendido en este capítulo, describa H. influenzae.

Notas al pie

1. 1 Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, Organización Mundial de la Salud. “Métodos de Laboratorio CDC para el Diagnóstico de Meningitis Causada por Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, y Haemophilus influenza. Manual de la OMS, 2a edición.” 2011. http://www.cdc.gov/meningitis/lab-ma...ull-manual.pdf