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끓는 온도에서의 세균의 생존력

[ 끓는 온도에서 세균의 생존력 ]과목일반 미생물학 실험소속의약공학과학번20125342이름장은서작성일2013.05.23제출일2013.05.28서론실험목적: 끓는 온도에 노출된 세균 포자의 생존여부를 알아보고, 끓는 온도에 노출되는 포자형성 세균과 비포자형성 세균 사이의 생존성을 비교 관찰하기 위함이다.실험이론미생물의 생장에 영향을 주는 요인 - 온도: 미생물은 내부의 온도를 조절할 수 없기 때문에 외부의 온도에 특히 민감하다. 생장에 미치는 온도 효과의 가장 중요한 요인은 효소 촉매반응의 온도 민감성이다. 각각의 효소는 작용에 적당한 온도가 있다. 적정 온도 이하에서는 촉매 활성이 정지된다. 이 낮은 온도에서 온도가 상승하면 효소 촉매반응의 속도가 적정 온도에서 볼 수 있을 정도까지 증가한다. 온도가 10℃씩 상승할 때마다 효소반응의 속도는 두 배씩 증가한다. 미생물의 모든 효소를 함께 생각할 경우, 각각의 반응속도가 빨라지면 전체적인 대사활동이 활발하게 일어나고 미생물은 빠르게 생장한다. 하지만 특정 온도를 넘어서면 생장이 둔화되고 아주 높은 온도에서는 사멸한다. 고온에서는 효소, 수송단백질 및 다른 단백질 등이 변성되어 미생물이 손상된다. 온도는 미생물의 세포막에도 심각한 영향을 미친다. 매우 낮은 온도에서는 막이 굳어지며, 높은 온도에서는 지질이중층이 녹아서 분해된다. 따라서 생명체는 그들의 최적온도보다 고온 또는 저온에서 세포의 기능과 구조에 영향을 받는다. 이러한 상반된 온도의 영향 때문에 미생물의 생장은 독특한 기본생장온도(cardinal temperature)에 비교적 특징적인 온도 의존성을 가진다. 기본생장온도는 최저, 최적, 최고 생장온도로 나타낸다. 온도 의존성 곡선의 모양은 생물종마다 다르지만 최적온도는 항상 최저온도보다 최고온도에 가깝다. 특정 종의 기본생장온도는 항상 고정된 것이 아니고, pH나 주변의 영양물질 농도 등과 같은 다른 환경요인에 따라 어느 정도 달라진다. 생장에 필요한 온도 범위에 따라 미생물을 정의하기 위하여 다양한 용어정도이다. 호냉성 생물은 남극이나 북극 지방에 잘 분리된다. 바다의 90%가 5℃ 이하이므로 북극과 남극은 호냉성 생물의 좋은 서식지가 된다. 호냉성 생물은 몇 가지 방법을 이용하여 낮은 온도에 적응하고 있다. 이들의 효소, 물질수송체계, 단백질 합성 기전 등은 낮은 온도에서도 잘 작동한다. 호냉성 생물의 세포막에는 불포화지방산이 많이 들어있어 추운 환경에서도 반유동성을 유지한다. 실제로 호냉성 생물 가운데는 20℃만 넘어도 세포막이 녹아서 세포 구성성분이 유출되기 시작하는 것들이 많다. 저온발육생물은 0℃ 또는 그 이상에서 자라고 보통 35℃에서 최적으로 자란다. 호냉성 세균이나 진균은 냉장식품 변질의 주원인이다. 호중온성 생물(mesophile)은 생장 최적온도가 20~45℃인 미생물이다. 이들의 최저온도는 보통 15~20℃ 정도이다. 최고온도는 대략 45℃이하이다. 대부분의 미생물이 여기에 속할 것이다. 인간의 온도가 거의 일정하게 37℃를 유지하므로 인간에게 병을 일으키는 병원균은 거의 모두 호중온성이다. 높은 온도에서 최적으로 생장하는 미생물을 호열성 생물(thermophile) 또는 극호열성 생물(hyperthermophile)이라 부른다. 호열성 생물은 55~85℃에서 자란다. 최저온도는 보통 45℃ 정도이고 최적온도는 55~65℃ 정도인 경우가 많다. 몇몇 광합성 원생생물과 진균이 호열성 생물에 속하기는 하지만 대부분은 세균과 고세균이다. 호열성 생물은 퇴비, 땔감용 건초, 온수관, 온천 등을 포함하는 여러 서식지에서 번성한다. 극호열성 생물은 85~113℃에서 자란다. 이들은 보통 55℃ 이하에서는 잘 생장하지 못한다. 기본생장온도는 미생물에 따라 상당히 다르다. 최적온도는 보통 0℃에서 높게는 75℃에 이른다. 반면 미생물 생장이 가능한 온도는 -20~120℃ 이상이다. 일부 고세균은 고압멸균기의 온도인 121℃에서 자라는 것도 있다. 이러한 생장 범위를 결정하는 주된 요인은 물인 것 같다. 가장 극한 온도에서조차 미생물이 자라려면 액상의 물도 자랄 수 있는 것도 있다. 일부 진균 가운데에는 55~60℃ 정도에서도 자랄 수 있는 것도 있다. 세균과 고세균은 진핵생물보다 훨씬 더 높은 온도에서 자랄 수 있다. 진핵생물은 60℃ 이상에서는 안정적이며 기능을 수행할 수 있는 막을 만들지 못하는 것으로 생각된다. 매우 높은 온도에서는 광합성 생물을 발견할 수 없기 때문에 생물 광합성 기구 역시 온도가 높아지면 상대적으로 불안정해지는 것으로 생각된다.미생물기본 생장 온도 (℃)최저온도최적온도최고온도비 광합성 세균과 고세균Bacillus psychrophilus-1023~2428~30Pseudomonas fluorescens425~3040Enterococcus faecalis03744Escherichia coli103745Neisseria gonorrhoeae3035~3638Thermoplasma acidophilum455962Thermus aquaticus4070~7279Pyrococcus abyssi6796102Pyrodictium occultum82105110Pyrolobus fumarri90106113광합성세균Anabaena variabilisND35NDSynechococcus eximius707984원생생물Chlamydomonas nivalis-3604Ameoba proteus4~62235Skeletonema costatum616~26> 28Trichomonas vaginalis2532~3942Tetrahymena pyriformis6~720~2533Cyclidium citrullus184347진균류Candida scotti04~1515Saccharomyces cerevisiae1~32840Mucor pusillus21~2345~5050~58※ ND: 자료없음미생물의 물리적인 제어 방법 - 멸균화염멸균: 백금이나 백금선 또는 시험관이나 플라스크의 입 언저리와 같이 불꽃에 직접 접촉하여도 안전한 물건에 묻어 있는 미생물을 불꽃으로 태워서 죽 이는 방법을 화염멸균이라 한다. 미생물을 하나의 배지에서 다 반드시 불꽃의 외염에 45°-50° 각도로 밀어 넣어 전체가 붉게 변할 때까지 가열하고, 이어서 금속으로 되 어 있는 백금이대의 약 반 정도까지 천천히 화염에 통과시켜 멸균한다. 백금이나 백금선에 균이나 배지 등이 많이 묻어 있는 것을 바로 외염에 접촉 시키면 균이 튀어 오염될 염려가 있으므로 이럴 때에는 내염에 먼저 접촉 시킨 후 천천히 외염으로 옮겨 멸균한다. 시험관이나 플라스크의 입 주변의 균은 솜마개를 뽑은 직후와 솜마개를 막기 직전에 입 주변을 가볍게 외염에 통과시켜 멸균한다. 이때 입구를 갑자기 강하게 가열하면 유리가 깨어지므로 주의를 요한다.습열멸균: 습열멸균은 멸균하고자 하는 물체를 끓는 물이나 증기로 멸균하는 방법이며 건열멸균에 비하여 낮은 온도와 짧은 시간 내에 멸균이 가능하다. 습열멸균에는 자비소독, 간헐멸균, 고압증기 멸균 등이 있다. 자비소독은 주사기, 주사침 또는 핀셋 등을 끓는 물에 넣어 최소한 20분 이상을 가열하는 방법이다. 이 방법으로는 포자가 죽지 않고 살아남을 수가 있어서 멸균이란 말 대신에 소독이란 말을 사용한다. 1회의 자비 소독으로 사멸되지 않은 포자를 죽이기 위하여 간헐멸균을 실시하기도 한다.즉, 간헐멸균은 자비 소독으로 죽지 않은 포자를 실온에 24시간 방치하여 열에 약한 영양체로 발아시킨 다음 이것을 끓는 물로 20분간 멸균하는 것을 3일간 반복하여 포자까지 완전하게 죽이는 방법이다. 고압증기멸균은 고압증기 멸균기(autoclave)에 멸균할 물체를 넣고 밀폐하여 1kg/cm2(15lb/in2)의 증기압(121°C)에서 15-20분간 처리하여 멸균하는 방법이다. 이때 주의해야 할 사항은 고압증기멸균기 내에 들어 있는 공기를 100% 의 수증기로 교체한 후 배기밸브를 닫아 멸균하는 것이다 왜냐하면 공기가 혼입된 수증기는 같은 압력(15lb/in2)하의 100%수증기보다 온도가 낮아 효과적인 멸균을 기대할 수가 없기 때문이다. 주의하여야 할 또 다른 한 가지는 액체배지와 같은 액상물질을 이 방법으로 멸균한 후 갑자기기구 등의 멸균에 널리 사용되고 있다.건열멸균: 건열멸균은 주로 유리기구 등과 같이 고온에 안전한 물체를 멸균할 때 사용하는 방법이다. 즉, 멸균 대상물체를 건열멸균기에 넣고 160°정도에서 1시간 30분내지 2시간 가열하여 멸균한다. 이 때 멸균기의 문을 열어 유리 기구를 급격히 냉각시키면 파손될 경우가 많으므로 건열멸균기의 전원을 끄고 온도가 100°이하로 떨어질 때까지 방치하였다가 문을 열어 냉각시키는 것이 바람직하다.세포 성분의 산화와 단백질의 변성이 미생물 사멸의 원인이 된다. 건열은 습열에 비해 효과가 적다. 건열멸균을 하면 분말, 기름과 이와 유사한 물질 등을 멸균할 수 있다. 그러나 멸균속도가 느리고, 열에 약한 플라스틱이나 고무제품에는 사용할 수 없다.본론실험재료: LB 액체배지 튜브 12개, Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis의 식염수 현탁액실험방법500 mL 비커에 물을 반 정도 채우고 끓을 때까지 가열한다.한 개의 LB 액체배지 튜브에 Staphylococcus aureus를 접종하고 다른 LB 액체배지 튜브에는 Bacillus subtilis를 접종한다. 이 배양들은 대조구(control)로서 사용된다. 각 튜브에 세균과 끓는 온도에 노출된 시간을 표시한다.일단 물이 끓는 온도에 도달되면 끓는 물에 Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis의 식염수 현탁액을 담근다. 노출되는 시간의 길이를 재기 시작한다.끓는 물에 배양체를 놔둔 상태에서 2분 후 배양으로부터 한 루프의 Staphylococcus aureus를 LB 액체배지 튜브에 접종한다. 튜브의 표면에 접종된 세균과 노출된 시간을 표시한다. Bacillus subtilis 배양에 대해서도 이 방법을 반복한다.5분, 10분, 20분, 30분의 노출시간 간격에서 단계 4의 과정을 반복한다.일련의 튜브를 37℃에서 24~48시간 동안 배양한다.결과실험결과: ( + )-생존, ( - )-생존하지 않았음, 실험을 실제로 진행하- )

자연과학| 2013.12.07| 8페이지| 2,000원| 조회(327)

미생물, 온도, 실험, 배지, bacteria, 사멸, 세균의 생존력

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Buffer의 제조와 pH측정

2. 배지1) 정의: 미생물이나 세포 등을 생장시키기 위해 고안된 액체나 젤 상태의 영양원. 배양할 것의 종류에 따라 각기 다른 종류의 배지를 사용한다.2) 종류(1) 물리적 상태에 따른 분류① 고체 배지: 액체배지에 한천, 젤라틴, 실리카겔 등 젤을 형성하는 물질을 첨가하여 고체의 형태로 만든 것. 젤 형성물질 중 한천(Agar)이 가장 이상적으로 평가되는데, 한천은 해초에서 추출한 다당류로 대부분의 미생물이 이를 분해하지 못하기 때문이다. 일반적으로 한천을 1.5 ~ 2% 정도 넣어서 굳혀서 고체배지를 만든다.② 액체 배지: 배지의 형태가 액체인 것(2) 성분에 따른 분류① 천연배지(natural medium) : 배지 중의 영양분이 모두 천연물인 동·식물체에서 얻어진 것으로, 충분한 영양분은 함유하고 있으나 그 화학조성이 복잡하고 각 성분의 양 및 종류 등을 정확하게 표시할 수 없는 것으로 미생물의 증식 및 분리 배양에 쓰인다.② 합성배지(synthetic medium) : 화학적 성분이 분명한 순수한 물질을 일정량 혼합하여 만든 것으로 구성 성분의 화학적 조성 및 양을 정확하게 알 수 있다. 미생물의 생화학적 성상, 균체 성분, 미생물의 대사 및 유전 연구 등에 쓰이며 최소영양배지라 한다.(3) 사용 목적에 따른 분류① 선택배지(Selective medium): 특정 미생물의 생장을 도모하고 다른 미생물의 생장을 억제시킴으로써 원하는 미생물만 선택적으로 배양하는 데 사용하는 배지ex) MacConkey agar 배지, Salmonella-Shigella 배지② 감별배지(Differential medium): 배지에 특정 지시약 등을 첨가함으로써 세균의 혼합집단에서 특정 미생물을 분리하기 위한 배ex) EMB(Eosin-methylene blue)배지 - 장내 세균 분별③ 증식배지(Enrichment medium): 여러 미생물이 공존하고 있는 경우 원하는 미생물이 보다 잘 자랄 수 있도록 영양분을 첨가하는 배지<이하생략>

자연과학| 2013.12.07| 7페이지| 2,000원| 조회(287)

유기화학, Buffer, 생화학, 실험, 일반화학, 화학, 제조, 버퍼, pH 측정

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생화학 박층 크로마토그래피 실험

[ SUMMARY ]; Thin layer chromatography는 매우 편리하고 간결한 확인/정성시험이다. Chromatography를 할 시에 어떤 전개용매를 사용하느냐에 따라 제각기 다른 물질을 확인할 수 있다. 따라서 우리 조는 전개용매에 따른 Rf값을 비교하고, 어떠한 전개용매를 사용하는 것이 TLC에 효과적인지를 알기위해 시험했다. 최적의 분리능을 자랑하는 Rf값은 0.1~0.3 이다. EA를 단일용매로 실험했을 때 Rf값이 0.26으로 나왔지만, 단 일용매의 경우 분리능이 떨어지기 때문에 ACN과 EA를 적절히 섞어 Rf값을 0.3~0.5에 맞추기 위한 2차 실험을 한 결과, ACN:EA를 1:110 또는 1:120으로 섞는 것이 물질분리에 효과적임을 알 수 있었다.I. 서론1. Thin Layer Chromatography1) 정의: 신속성, 편리성으로 많이 사용하며 정성·확인시험에 주로 사용된다. Column의 길이가 길어질수록 분리능이 증가한다. 유리판 위에 얇게 흡착제의 층을 만들어 이것에 용매를 지나가게 하여 분리한 다. 그러나 흡착제로는 실리카겔ㆍ산화알루미늄ㆍ섬유 소말ㆍ이온 교환 셀룰로오스 등이 쓰인다. 종이 크로마토그래피와 같은 목적으로 사용한다. 이 방법은 종이 크로마토그래피에 비해 전개 시간이 짧고, 강산이나 염기 등 강렬한 시약 등을 발색 시약으로 사용할 수 있는 특징을 지니고 있다. 유기 화합물의 분리ㆍ정제ㆍ정량, 순도 검정, 무기 이온 분석 등 응용 범위가 매우 넓다.2. 전개용매선택1) 극성/비극성 용매로 먼저 전개한 후 Rf값을 구한 후 용매의 유전율을 구하여 조금씩 바꾼다.2) Rf 값은 0.1~0.3이 가장 분리가 잘되나, 실험 시 어려우므로 0.3~0.5가 되는 용매를 전개용매로 한다.0.5이상은 물질이 분리되지 않고 한꺼번에 올라온다.3) 단일용매는 분리능이 떨어지므로 알맞은 용매를 적당한 비율로 섞어 전개용매로 사용한다.4) Column시 분리하고자 하는 물질만 가장 빨리나오거나 가장 느리게 나오는 용매를 전개용매로 사용한다.<이하생략>

자연과학| 2013.12.07| 6페이지| 1,500원| 조회(353)

크로마토그래피, 유기화학, 생화학, 실험, 화학, Thin Layer Chroma..

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