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Kompaktlexikon der Biologie: mikrobielles Wachstum

mikrobielles Wachstum, die Zunahme der Zellzahl von Mikroorganismen in einer Population. M.W. findet meist durch Teilung der Zellen statt. Bei Wachstum von Mikroorganismen in statischer Kultur (abgeschlossenes System) erhält man eine typische Wachstumskurve ( vgl. Abb. ), die sich in vier Phasen einteilen lässt: In der Anlaufphase (lag-Phase) findet keine Vermehrung der Mikroorganismen statt, da sie für die Verwertung des angebotenen Substrats erst Transportsysteme und Enzyme ausbilden müssen. In der exponentiellen Phase wachsen die Mikroorganismen mit maximaler Rate, bis das Substrat verbraucht ist oder ein anderer Faktor limitierend wirkt. Daraufhin wird die stationäre Phase erreicht, in der kein weiteres Wachstum mehr stattfindet. Bei Fortführung der Inkubation können die Zellen entweder am Leben bleiben oder absterben (Absterbephase). Das Absterben der Zellen kann in einigen Fällen mit einer Zell-Lyse einhergehen. Bei einer kontinuierlichen Kultur im Chemostat kann man die Wachstumsgeschwindigkeit der Kultur regulieren.

Zu den physikalischen und chemischen Faktoren, die das Wachstum regulieren, gehören v.a. die Temperatur (Psychrophile, Mesophile, Thermophile, Hyperthermophile,), der pH-Wert (acidophile, alkalophile und neutrophile Mikroorganismen), die Wasseraktivität (Halophile) und der Sauerstoffgehalt (Aerobier, Anaerobier). Die meisten bekannten Mikroorganismen sind mesophil und wachsen optimal bei pH-Werten zwischen pH 5 und 9. Dabei sind Pilze i.Allg. säuretoleranter als Bakterien.

Zur Messung des m.W. existiert eine Vielzahl von Methoden. Bei der direkten Zählung der Zellzahl unter dem Mikroskop werden die toten und lebenden Zellen gezählt. Zur Bestimmung der Lebendzellzahl („Keimzahl“), misst man, wie viele Zellen in der Probe auf einem geeigneten Agarmedium Kolonien (Bakterienkolonie) bilden können. Nur lebensfähige Zellen können Kolonien bilden. Die Bestimmung der Lebendzellzahl wird auch als Plattenauszählung oder Kolonienzählung bezeichnet. Fast immer muss die zu zählende Probe verdünnt werden, bevor sie ausplattiert wird. Die Lebendzellzahl kann auch mit Vitalfarbstoffen (z.B. Fluoresceinacetat) bestimmt werden.Eine andere Methode zur Bestimmung der Zunahme der Zellzahl sind Trübungsmessungen, die darauf basieren, dass eine Zellsuspension mit vielen Zellen stärker getrübt ist als eine Suspension mit wenigen Zellen.



Mikrobielles Wachstum: Typische Wachstumskurve einer Bakterienpopulation bei statischer Kultur

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Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

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Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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