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"경인여대미생물학"에 대한 내용입니다.
목차
1. 미생물 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 원리
1.3. 생장곡선의 정의 및 특징
1.4. 미생물 생장 단계
2. 미생물 생장 측정 방법
2.1. 직접 측정법
2.1.1. 현미경 직접계수법
2.1.2. 유세포분석
2.1.3. 쿨터계수기
2.2. 간접 측정법
2.2.1. 광학밀도 측정법
3. 평판계수법
3.1. 도말평판법
3.2. 주입평판법
3.3. CFU의 정의 및 계산
4. 유전자 증폭을 위한 Colony PCR
4.1. Colony PCR 실험 과정
4.2. Colony PCR의 장점
5. 유해 화학물질 부적합 사례
5.1. 디클로르보스
5.1.1. 성분 및 작용기전
5.1.2. 독성 정보
5.1.3. 피해 사례
5.2. 퍼메트린
5.2.1. 성분 및 작용기전
5.2.2. 독성 정보
5.2.3. 피해 사례
5.3. 루페뉴론
5.3.1. 성분 및 작용기전
5.3.2. 피해 사례
6. 참고 문헌
본문내용
1. 미생물 실험 개요
1.1. 실험 목적
미생물의 생장 곡선을 이해하고 이를 측정하기 위한 방법들을 이해하는 것이 이번 실험의 주요 목적이다. 또한 colony PCR을 통한 미생물 유전자의 증폭과 확인을 이해하는 것도 실험 목적에 포함된다.
구체적으로, 이번 실험을 통해 생장곡선(growth curve)의 정의와 특징, 미생물의 생장 단계인 lag phase, log phase, stationary phase, death phase에 대해 이해하고자 한다. 또한 직접 측정법과 간접 측정법, 평판계수법 등 미생물의 생장을 측정하는 다양한 방법들을 학습하고자 한다. 마지막으로 colony PCR을 통해 미생물 유전자의 증폭과 확인 과정을 이해하는 것이 이번 실험의 목적이다.
1.2. 실험 원리
생장곡선(growth curve)이란 생물의 생장을 시간에 따라 측정하여 그래프로 표시한 곡선이다. 생물의 생장에 영향을 주는 요인을 분석하거나 여러 생물 사이의 생장을 비교할 때 사용하게 된다. 세로축에는 무게 · 길이 · 높이 등의 생장량을, 가로축에는 시간을 표시하여 그린다. 생장량에는 개체 단위 외에도 집단 · 군락 등도 쓰인다.
생장곡선을 수식으로 나타낸 것을 생장식이라 하며 여러 경우에 대한 생장식이 만들어져 있다. 생장곡선의 전형적인 형은 S자 모양의 시그모이드 곡선이며 흔히 볼 수 있다. 식물의 경우는 로지스틱곡선이라고도 한다. 박테리아 집락의 증가, 동물의 생장 등은 시그모이드 곡선을 나타낸다. 시그모이드형 생장은 처음에는 천천히 완만하게 생장하다가 뒤이어 급속히 생장하는 부분을 거쳐 마지막 단계에는 서서히 생장하다가 결국 정지하는 3가지 부분으로 되어 있다.
미생물의 생장곡선은 닫힌계에서 이분법으로 번식하는 과정에서 전형적인 시그모이드 형태를 나타내게 된다. 미생물의 생장은 Lag phase, Log phase, Stationary phase, Death phase의 총 4단계로 나뉘며, 각 phase마다 세포들의 발현 단백질, 특성들이 달라진다.
Lag phase (유도기)는 새로운 배지에 접종된 세포가 새로운 환경에 적응하고 증식에 필요한 효소 등을 생합성하는 시기이다. Log phase (대수기)는 세포가 최고의 분열 속도로 증가하는 시기로 세포질 합성 속도와 세포 수 증가가 비례한다. Stationary phase (정지기)는 외형적으로 생균 수의 변화가 거의 없는 시기이지만 실제로는 세포 분열과 사멸이 평형을 이루는 시기이다. Death phase (사멸기)는 영양분이 고갈되고 노폐물이 축적되어 사균 수가 급격히 증가하는 단계이다.
미생물 생장에 영향을 주는 요인으로는 수분활성도, pH, 온도, 산소 등이 있다. 수분은 미생물 세포 구성과 생리 기능에 필수적이며, pH에 따라 호산성, 호중성, 호염기성 미생물로 구분된다. 온도에 따라 저온, 중온, 고온, 초고온 미생물로 나뉘며, 산소 요구성에 따라 호기성, 혐기성, 미호기성 미생물로 구분된다.
1.3. 생장곡선의 정의 및 특징
생장곡선이란 일정 기간 동안의 생물 집단의 증가 추이를 그래프로 나타낸 것이다. 일반적으로 세로축에는 생물의 개체 수나 생물량을, 가로축에는 시간을 나타낸다. 생장곡선은 S자 형태의 시그모이드 곡선으로 나타나는데, 이는 생물의 생장이 시간에 따라 일정한 패턴을 보이기 때문이다."
생장곡선은 크게 Lag phase, Log phase, Stationary phase, Death phase의 4가지 단계로 구분된다. 첫 번째 단계인 Lag phase는 새로운 배지에 접종된 세포가 환경에 적응하는 시기로 세포분열이 즉각적으로 일어나지 않는다. 두 번째 단계인 Log phase는 세포 수가 기하급수적으로 증가하는 시기로, 세포의 생리적 활성이 가장 높다. 세 번째 단계인 Stationary phase는 생육 단계 중 가장 최대 세포 수에 도달하는 시기로, 세포의 분열과 사멸이 평형을 이룬다. 마지막 단계인 Death phase는 영양분 고갈과 독성 노폐물 축적으로 인해 사균 수가 급격히 증가하는 시기이다.
생장곡선의 양상은 미생물의 종류, 배양 조건 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 호기성 미생물과 혐기성 미생물은 각각 다른 생장곡선을 보인다. 또한 온도, pH, 수분 활성도 등의 환경 요인에 따라서도 생장곡선이 달라진다. 이처럼 생장곡선은 미생물의 생리적 특성과 배양 환경을 반영하는 지표로, 미생물의 생장 특성을 이해하고 분석하는데 유용하게 활용된다.
1.4. 미생물 생장 단계
미생물의 생장 단계는 총 4단계로 이루어져 있다. 첫 번째는 유도기(Lag phase), 두 번째는 대수기(Exponential phase), 세 번째는 정지기(Stationary phase), 네 번째는 사멸기(Death phase)이다.
유도기에서는 세포분열이 즉각적으로 일어나지 않지만, 새로운 환경에 적응하고 세포증식을 위한 준비를 하는 시기이다. 세포의 크기가 커지고 호흡활성도가 높으며, RNA량과 효소단백질 합성이 증가한다. 그러나 DNA량은 변화하지 않는다. 영양성분이 풍부하고 증식에 유리한 환경이다.
대수기에는 미생물이 최고의 속도로 성장하고 분열한다. 세포질 합성속도와 세포수 증가가 비례하며, 물리적·화학적 처리에 대한 감수성이 높다. 배양액의 영양성분이 급격히 감소하고 미생물 대사산물이 생성된다.
정지기에는 생균 수가 일정하게 유지되지만, 세포의 분열과 사멸이 평형을 이루는 상태이다. 배양액의 영양분이 고갈되고 pH가 변화하며 용존 산소가 감소하는 등 생육환경이 악화되어 생육이 저해된다. 포자를 형성하는 미생물은 이 시기부터 포자를 형성하기 시작한다.
사멸기에는 영양분 고갈과 독성 노폐물 축적으로 사균 수가 급격히 증가하고 생균 수가 감소한다. 사멸균의 용해까지 오랜 시간이 소요되어 현탁도가 서서히 감소한다.
이와 같이 미생물의 생장 단계는 미생물 종류와 환경 조건에 따라 다양한 양상을 보이며, 각 단계에서 미생물의 특성이 달라진다. 따라서 미생물 실험 시 이러한 생장 단계의 특성을 고려하여 실험을 설계하고 진행해야 한다.
2. 미생물 생장 측정 방법
2.1. 직접 측정법
2.1.1. 현미경 직접계수법
현미경 직접계수법은 미생물 세포의 수를 직접 측정하는 방법으로, 현미경을 사용하...
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