New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Principles of Microbiology- study guide for exam 1

by: Amanda Notetaker

Principles of Microbiology- study guide for exam 1 BIO 2440

Marketplace > Texas State University > Microbiology > BIO 2440 > Principles of Microbiology study guide for exam 1
Amanda Notetaker
Texas State
GPA 3.72

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

This study guide covers chapters 1,3,4,6,7, & 8
principles of microbiology
greg able
Study Guide
50 ?




Popular in principles of microbiology

Popular in Microbiology

This 19 page Study Guide was uploaded by Amanda Notetaker on Saturday October 1, 2016. The Study Guide belongs to BIO 2440 at Texas State University taught by greg able in Fall 2016. Since its upload, it has received 8 views. For similar materials see principles of microbiology in Microbiology at Texas State University.

Similar to BIO 2440 at Texas State

Popular in Microbiology


Reviews for Principles of Microbiology- study guide for exam 1


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 10/01/16
Exam 1 – Study Guide Microbiology 2440 ­ Fall 2016 Learning Objectives Check Your Understanding 1.1 List several ways in which microbes affect our  Describe some of the destructive and beneficial  lives. actions of microbes.   Prevent food spoilage Destructive:  Prevent disease  Pathogenic microbes (disease producing)  Helps us understand causes and  Beneficial: transmission of disease to prevent   Balance in environment epidemics  Fresh water/ soil microbes­ important role in  photosynthesis  Food industry  (vinegar, alcohol drinks, &  cheese  Clothes 1.2 Recognize the system of scientific  Distinguish a genus from a specific epithet.  nomenclature that uses two names: a genus and a  Escherichia coli specific epithet.    ↑                 ↑ Genus­  First name (caps) Genus        Specific epithet Specific epithet­ species name that follows (not in  caps)  Always underlined or italicized 1.3 Differentiate the major characteristics  Which groups of microbes are prokaryotes? Which  of each group of microorganisms. are eukaryotes?   Bacteria Prokaryotic­ Bacteria and Archaea Eukaryotic­ Fungi, Protozoa, Algae, and  ­Prokaryotic ­Unicellular Multicellular Animal Parasites (humans relate to fungi and protozoa) ­Peptidoglycan cell walls ­Divide  via binary fission  Protozoa ­Nutrients from organic and inorganic   chemicals or photosynthesis ­Eukaryotic  Archaea ­ absorb and ingest organic chemicals ­Motile via pseudopods, cilia, or  ­Prokaryotic flagella ­Lack peptidoglycan cell walls ­Free living or parasitic(nutrients from  ­Live in extreme environments host) ­NOT known to cause disease in humans ­Unicellular Methanogens: methane= waste  Algae Halophiles: salt loving ­Eukaryotic Thermophiles: heat loving ­Cellulose cell walls  Fungi ­Found in freshwater, saltwater, and soil ­Eukaryotic ­Photosynthesis for energy ­Chitin cell walls (sugar chains) Produce oxygen and carbohydrates ­Absorb organic chemicals for energy ­Yeast= unicellular  Viruses ­Mold/Mushrooms= multicellular ­Acellular ­Molds consist of mycelia, which are  ­Has DNA or RNA (not both) composed of filaments called hyphae  ­core is surrounded by protein coat (found on fruit and bread) ­core may be enclosed by lipid envelope  Multicellular Animal Parasites ­replicated when living in host cell ­Eukaryotic ­Inert outside living hosts ­Not microorganism ­Medical importance ­parasitic flatworms and roundworms =  helminths 1.4 List the three domains. What are the three domains?   Bacteria (origin of mitochondria)  Created by Carl Woese  Archaea (origin of Chloroplasts­ pre living   They divide all life  bacteria)  6 Kingdoms = Bacteria, Fungi, Archaea,   Eukarya Protists, Animals, & Plants 1.5 Explain the importance of  What is the cell theory?  observations made by Hooke and   All living things are composed of cells van Leeuwenhoek.   Hooke­ living things are composed of little boxes or “cells,” marked the beginning of  cell theory.  Van Leeuwenhoek­ observed first  microbes. “Animalcules” viewed through  magnifying lens. Drew organisms from  rainwater, feces, scrapes off teeth, and  sperm 1.6 Compare spontaneous generation and biogenesis. What evidence supported spontaneous  Spontaneous Generation: Some forms of life  generation?  could arise spontaneously from nonliving matter.  Maggots from decaying corpse  “Vital force” is necessary for life. Flies emerge from manure Biogenesis: Living cells arise from pre­existing  cells 1.7 Identify the contributions to  How was spontaneous generation disproved?  microbiology made by Needham,  By Pasteur, he used S shaped flask to microbes out,  Spallanzani, Virchow, and Pasteur. but let in air. Broth showed no signs of life, the neck  Needham: Microbes develop spontaneously from  of flask trapped the microbes. Proved microbes are  fluids present in air, but air doesn’t create microbes.  Can be  Spallanzani: Microbes from air entered fluids destroyed by heat. Virchow: Theory of Biogenesis, but had no proof ­no mystical force Pasteur: Proved Biogenesis  1.8 Explain how Pasteur’s work  Summarize in your own words the germ theory of  influenced Lister and Koch. disease.  Lister applied Pasteur’s work to show that  By Koch, microorganism might cause disease. microbes in air can spoil food and cause animal  Realization that yeast play a crucial role in  diseases. He used antiseptic (phenol) to prevent  surgical wound infections.  fermentation was the first link of activity of  microorganism of physical and chemical changes in  Koch established experimental steps for directly  organic material. linking a specific microbe to a specific disease. 1.9 Identify the importance of Koch’s  What is the importance of Koch’s postulates?  postulates. He proved proof that certain diseases came from  Demonstrate that a specific microbe causes a  certain microbes, which in the long run will help us  specific disease. (germ theory) see where a certain disease came from and how to  prevent it with medicine.  1.10 Identify the importance of Jenner’s work. What is the significance of Jenner’s discovery?  Discovered immunity. He inoculated a person with He created the first Vaccination (give body heads up) cowpox virus who was then immune to smallpox. Vacca = cow  Protection= immunity 1.11 Identify the contributions to  What was Ehrlich’s “magic bullet”?  microbiology made by Ehrlich and Fleming. Hunt down and destroy pathogen without harming the  Ehrlich: Magic bullet infected host Fleming: First antibiotic­ Penicillin by accident ­chemotherapy ­synthetic drugs (chemotherapeutic agents prepared  from chemicals in lab) // antibiotics  1.12 Define bacteriology, mycology,  Define bacteriology­Heide schulz, mycology­ 10% of  parasitology, immunology, and  hospital infections, parasitology­Asclepius, God of  virology. Medicine, immunology­Rebecca Lancefield, and  Bacteriology: study of bacteria virology­Iwanowski (electron microscope).  Mycology: study of fungi Parasitology: study of parasitic worms and  protozoa Immunology: Study of immunity Virology: study of viruses 1.13 Explain the importance of microbial genetics and  Differentiate microbial genetics from  molecular biology. molecular biology.  Microbial genetics: Study of microbes inherit  Microbial genetics is hoe microbes inherit traits and  traits molecular biology looks at how info is carried in the  molecules of DNA and how it directs protein  Molecular Biology: Study of how DNA directs  protein synthesis synthesis 1.14 List at least four beneficial activities  Name two beneficial uses of bacteria.  of microorganisms. Recycling of environment and synthesis for some  Fermentation, balance in environment, role in  vitamins (B­metabolism and K­blood clotting) photosynthesis, intestine digestion 1.15 Name two examples of biotechnology that use  Differentiate biotechnology from recombinant DNA  recombinant DNA technology and two examples  technology.  that do not. Biotechnology is more practical applications related  Biotechnology used for commercial use of  and Recombinant DNA technology is taking  microorganisms to produce some common foods  something and inserting it into something else to  and chemicals.  create a protein or replace something such as gene  ­clean up pollutants= bioremediation therapy. Recombinant DNA technology is inserting  recombinant DNA into bacteria to make large  quantities of a desired protein.  ­Paul Berg: animal DNA into bacteria to create  animal protein ­gene therapy ­enables bacteria and fungi to produce a variety of  proteins, vaccines, and enzymes 1.16 Define normal microbiota and  Differentiate normal microbiota and infectious  resistance. disease.  Normal Microbiota: “flora” microbes normally  Normal microbiota prevent growth of pathogens,  present in and on human body. Not harmful and  produce growth factors such as vitamins B and K. protect us. Resistance ward of disease, factors include skin,  Resistance: the ability of body to ward off disease stomach acid, and antimicrobial chemicals 1.17 Define biofilm. Why are biofilms important?  Complex aggregation of microbes Protect your mucous membranes from harmful  microbes, and in lakes are important for food in  aquatic animals 1.18 Define emerging infectious disease. What factors contribute to the emergence of  an infectious disease? New diseases and diseases increasing in incidence ­Evolutionary changes in living organisms ­spread of diseases by transportation to new country ­new human exposure to unusual infectious agents in  areas undergoing ecological change (deforest and  construction) Learning Objectives Check Your Understanding 3­1 List the metric units of measurement that  If a microbe measures 10 μm in length, how long is it in are used for microorganisms. nanometers?           Micrometers and nanometers 10,000 nm 3­2 Diagram the path of light through a  Through what lenses does light pass in a compound  compound microscope. microscope?            Bottom to top Condenser  3­3 Define total magnification and resolution. What does it mean when a microscope has a resolution  Total Magnification: objective lens x ocular lens of 0.2 nm?  Resolution: ability of lenses to distinguish two points  It can distinguish between two points at least 0.2 nm  (fine detail and structure) Increases with  apart decreasing wavelength 3­4 Identify a use for darkfield, phase­contrast,  How are brightfield, darkfield,  phase­contrast, and fluorescence  differential interference contrast,  fluorescence, confocal, two­photon, and scanning  microscopy similar?  acoustic microscopy, and compare each with  They all have a solid color back ground and you can see  brightfield illumination.  distinctly the microscopic organism Each show distinct features of the microorganism, see  each on solid background like brightfield. 3­5 Explain how electron microscopy differs from  Why do electron microscopes have greater resolution  light microscopy. than light microscopes?  Electron microscopy uses electrons instead of light Because the shorter wavelength of electrons gives  greater resolution. 3­6 Identify one use for the TEM, SEM, and scanned­ For what is TEM used? SEM?  probe microscopes. Scanned­probe microscopy?  TEM: Examine viruses or internal ultrastructure in thin  TEM and SEM­ use beam of electrons sections of cells ( usually magnified 10,000­ Scanned­probe­ use a thin metal probe that scans  10,000,000x) specimen and produces image that reveals bumps and  SEM: Study surface features of cells and viruses  depressions of the atoms on surface. (usually magnified 1000­500,000x) Scanned­probe: Provides very detailed views of  molecules inside cells. 3­7 Differentiate an acidic dye from a basic dye. Why doesn’t a negative stain color a cell?  Acidic: chromophore = anion Because acidic dyes are not attracted to most types of  bacteria because the dyes negative ions are repelled by  Basic: chromophore= cation negatively charged bacterial surface (stains background  instead) 3­8 Explain the purpose of simple staining. Why is fixing necessary for most staining procedures?          Used to highlight the entire microorganism so that  A mordant is used to hold the stain or coat the specimen  cellular shapes and basic structures are visible to enlarge it 3­9 List the steps in preparing a Gram stain, and  Why is the Gram stain so useful?  describe the appearance of gram­positive and  Provides valuable information for the treatment of  gram­negative cells after each step. disease Gram Stain G­positive= tend to be killed easily by penicillin and  1. Heat fix smear application of crystal violet  cephalosporin (purple dye)­ primary stain G­ negative= more resistant because antibiotics cannot  2. Application of iodine (mordant)  penetrate the lipopolysaccharide layer 3. Alcohol wash (decolorization)  4. Application of safranin (counterstain) Gram Negative: appearance= loose purple color after  decolorization.. until counterstained with red dye Gram Positive: appearance= retain color after alcohol  has attempted to decolorize 3­10 Compare and contrast the Gram stain and the acid­ Which stain would be used to identify  fast stain. microbes in the genera Mycobacterium and Nocardia?           In comparison they both have decolorization, use  Acid Fast Stain of red dye, and alcohol wash, but in contrast the  acid fast stain after decolorization only shows  bacteria that are acid fast or not and in gram  negative it has to be stained with red dye after to  avoid being colorless. 3­11 Explain why each of the following is used:  How do unstained endospores appear? Stained  capsule stain, endospore stain, flagella stain. endospores?  Capsule stain: Used to demonstrate the presence of  Normal under unstained because they are highly  capsules. Because capsules don’t accept most  refractive.   stains, the capsules appear as unstained halos  Stained = Green around bacterial cells and stand out in contrasting  background Endospore stain: Used to detect the presence of  endospores, malachite green stain on endospores Flagella stain: Used to demonstrate presence of flagella  a mordant is used to enlarge flagella until visible Learning Objectives Check Your Understanding 4­1 Compare and contrast the overall cell structure  What is the main feature that distinguishes  of prokaryotes and eukaryotes. prokaryotes from eukaryotes?  Prokaryote  One circular chromosome not in a membrane They both have nucleic acids, proteins, lipids, and  carbohydrates, but differ in that they have different   No histones structure of cell walls and absence of organelles.  No organelles  Bacteria: Peptidoglycan cell walls  Archaea: Psuedomurein cell walls  Divide by binary fission Eukaryotes  Paired/multiple chromosomes in nuclear  membrane  Membrane bound organelles  Histones and non­histones  Polysaccharide cell walls, when present  Divide by Mitosis (growth, repair, & replace) 4­2 Identify the three basic shapes of  How would you be able to identify  bacteria. streptococci through a microscope?  Range from 0.2 to 2.0 micrometers Looks like a chain of circles going in one direction  Coccus­ circular ­single lateral plane Bacillus­ rod shape Spiral­ vibrio, spirillum, and spirochete Star shaped Rectangular Monomorphic­ one shape ( most bacteria) Pleomorphic­ several shapes 4­3 Describe the structure and function of  Why are bacterial capsules medically  the glycocalyx. (sugar coat) important?   Substance that surround cells Because the capsules hide the bacteria and it can go  unnoticed in our immune system because our blood cells  Vicous ( sticky) & gelatinous polymer recognize by feeling and the capsule disguises it  Made of polysaccharide & or /polypeptide or  both  Made inside cell and secreted to cell surface  Two types are capsules: neatly organized and  firmly attached to wall; Slime Layer:  Unorganized and loose to wall  Contributes to virulence (degree to which a  pathogen can cause disease)   Capsules protect phagocytosis  Extracellular polymeric substance helps form  biofilms (allows cells to survive) 4­4 Differentiate flagella, axial filaments, fimbriae,  How do bacteria move?  and pili. Flagella Flagella: long filamentous appendages that propel  bacteria (run/tumble in one direction) Fimbriae: hair like appendages that allow for  attachment Pili: Involved in motility (gliding and twitching) and  Conjugation pili = DNA transfer 4­5 Compare and contrast the cell walls of gram­ Why are drugs that target cell wall synthesis useful?  positive bacteria, gram­negative bacteria, acid­ fast bacteria, archaea, and mycoplasmas. Because they do not harm the host  Gram Positive bacteria: Thick peptidoglycan &  teichoic acid  (alcohol and phosphate), 2 rings in  basal body of flagella, produce exotoxins, high  susceptibility to penicillin, and disrupted by  lysozyme Gram negative bacteria: Thin peptidoglycan, outer  membrane, & periplasmic space (region between  outer membrane and plasma membrane), 4 ring,  endotoxins (LPS)/exotoxins, low susceptibility to  penicillin Acid­fast bacteria: Like gram positive, waxy lipid  (mycolic acid) bound to peptidoglycan (no gram  reaction), Mycobacterium/ Nocardia­ stain with  carbolfouchsin (red) Archaea: Atypical, wall less or walls of peudomurein  (lack NAM and D­ amino acids/ repeating  carbohydrate chains) – mimic Euk. cells Mycoplasmas: Atypical, lack cell walls, & sterols in  plasma membrane 4­6 Compare and contrast archaea and  Why are mycoplasmas resistant to antibiotics that  mycoplasmas. interfere with cell wall synthesis?  Both lack cell walls Because their plasma membranes contain lipids called  sterols which are thought to help protect them from lysis Differ by substances in each and archaea can have  unusual walls composed of polysaccharide and  (rupture) proteins, but not peptidoglycan  4­7 Differentiate protoplast, spheroplast,  How do protoplasts differ from L forms?  and L form. Different shape and different capabilities Protoplast­ wall less gram positive cell, spherical  Protoplast­ carrying on metabolism Spheroplast­ wall less gram negative cell  L form­ live and divide repeatedly or return to  Both are susceptible to osmotic lysis the walled state L form­ wall less cells that swell into irregular shapes 4­8 Describe the structure, chemistry, and functions Which agents can cause injury to the bacterial  of the prokaryotic plasma membrane. plasma membrane?  Structure= fluid mosaic model Alcohols, quaternary ammonium (detergents), and  Function= selective permeability polymyxin antibiotics causes leakage of cell contents Chemistry= breakdown of nutrients and production of  ATP 4­9 Define simple diffusion, facilitated  How are simple diffusion and facilitated  diffusion, osmosis, active transport,  diffusion similar? How are they different?  and group translocation. Both passive, facilitated requires help from protein to  Simple: passive, movement of solute from high to low transport ions and larger molecules Facilitated: passive, combines w/ a transporter protein Osmosis: passive, movement of water high to low Active: requires energy, low to high 4­10 Identify the functions of the nucleoid  Where is the DNA located in a prokaryotic cell?  and ribosomes. Nucleoid Nucleoid: contains bacterial chromosomes ( genetic  info) and plasmids ( extrachromosomal genetic  elements; carry non crucial genes­ antibiotic  resistance and production of toxins) Ribosomes: protein synthesis, made of protein and  rRNA 4­11 Identify the functions of four inclusions. What is the general function of inclusions?  Metachromiatic granules (volutin) –phosphate  Reserve deposits reserves Polysaccharide granules­ energy reserve Lipid inclusions­ energy reserve Sulfur granules­ energy reserve 4­12 Describe the functions of endospores,  Under what conditions do endospores form?  sporulation, and endospore germination. Extreme conditions such as high heat Endospores: resting cells, resistant to desiccation, heat,  chemicals, and radiation Sporulation: endospore formation (within vegetative  cell) Endospore germination: endospore returns to  vegetative state (triggered by high heat) 4­13 Differentiate prokaryotic and eukaryotic  flagella. Prokaryotic: consist of 2 protein building blocks Eukaryotic: complex, consist of multiple microtubules 4­14 Compare and contrast prokaryotic and  eukaryotic cell walls and glycocalyxes. Prokaryotic: Usually present, chemically complex  (peptidoglycan) Identify at least one significant difference  between eukaryotic and prokaryotic flagella and  Eukaryotic: When present, chemically simple (cellulose & chitin) cilia, cell walls, plasma membranes, and cytoplasm.  Movement in Prokaryotic is rotation, Eukaryotic is wave Glycocalyxes: In Eukaryotic cells such as animal cells,  covers plasma membrane­ carbohydrates bounded  like; cilia are numerous  short projections; cell walls are  to proteins and lipids in plasma membrane outer walls surrounding cell made of carbohydrates  (found in plants, algae, and fungi); plasma membranes  4­15 Compare and contrast prokaryotic and  eukaryotic plasma membranes. separates outside from inside; cytoplasm is substance  inside the plasma and outside the nucleus. Prokaryotic: carbohydrates and generally lack sterols Eukaryotic: sterols and carbohydrates that serve as  receptors (endocytosis) 4­16 Compare and contrast prokaryotic and  eukaryotic cytoplasm. Prokaryotic: Cytoskeleton, no cytoplasmic streaming Eukaryotic: Cytoskeleton, cytoplasmic streaming 4­17 Compare the structure and function of  The antibiotic erythromycin binds with the 50S  eukaryotic and prokaryotic ribosomes. portion of a ribosome. What effect  Both used for protein synthesis does this have on a prokaryotic cell? On a eukaryotic cell? It will effect prokaryotes more because they are  Prokaryotic: smaller size 70s smaller Eukaryotic: Larger size 80s; smaller size in organelles­ 70s  4­18 Define organelle. Compare the structure of the nucleus of a  Structures with a specific shape/ function and are  eukaryote and the nucleoid of a prokaryote.   characteristics of eukaryotic cells Prokaryote: Pre nucleus/ no nucleus, bunch of bacterial chromosomes Eukaryote: true nucleus, nuclear membrane and  nucleoi 4­19 Describe the functions of the nucleus,  How do rough and smooth ER compare  endoplasmic reticulum, Golgi complex,  structurally and functionally?  lysosomes, vacuoles, mitochondria, chloroplasts, Both synthesize phospholipids, both are flattened sacs  peroxisomes, and  and extensive networks centrosomes. Nucleus: DNA ER: Rough= site of protein synthesis, smooth= no  ribosomes, synthesizes cell membrane, fats, and  hormones­ detoxify drugs (alcohol, lots of liver  cells) Golgi: Package and transport Lysosomes: digestive enzymes Vacuoles: provide shape and storage, bring food into  cells ( storage= proteins, sugars, inorganic  ion/organic acids) 4­20 Discuss evidence that supports the  Which three organelles are not associated with the  endosymbiotic theory of eukaryotic  Golgi complex? What does this  evolution. suggest about their origin?  It is Larger bacterial cells engulfed smaller bacterial celMitochondria and Chloroplast, origin in prokaryotes. developing the first eukaryotes  Lynn Margulis  Studies comparing pro/eukaryotic cells  Both mitochondria and chloroplasts resemble  bacteria in size and shape  These organelles Contain circular DNA and  reproduce independently like prokaryotes  Their ribosomes resemble prokaryotes and  mechanism found of protein synthesis  Same antibiotics inhibit protein synthesis on  ribosomes in bacteria and these organelles Learning Objectives Check Your Understanding 6­1 Classify microbes into five groups on the basis of Why are hyperthermophiles that grow at  preferred temperature range. temperatures above 100°C seemingly limited to   Psychrophiles oceanic depths? Because it’s way too cold in the  ocean, they love extreme heat  Psychrotrophs  Mesophiles  Thermophiles  Hyperthermophiles 6­2 Identify how and why the pH of culture media is  Other than controlling acidity, what is an  controlled. advantage of using phosphate salts as buffers in  growth media?  Chemical buffers (peptones, amino acids, and phosphate  salts) They have the advantage of exhibiting their buffering  effect in pH growth range of most bacteria, also non­ toxic, provide phosphorus as essential nutrient 6­3 Explain the importance of osmotic  Why might primitive civilizations have used food  pressure to microbial growth. preservation techniques that rely on  It effects the removal or addition of water to the cell, it osmotic pressure?  could, shrink or burst. Water is very important to  Increased osmotic pressure/ addition of salts or other  the cell’s nutrients.  solutes help preserve foods. The OP effects are related  to the number of dissolved molecules and ions in  volume of the solution. 6­4 Name a use for each of the four  If bacterial cells were given a sulfur source  elements (carbon, nitrogen, sulfur, and  containing radioactive sulfur ( S) in their  35 phosphorus) needed in large amounts  culture media, in what molecules would the  S be  for microbial growth. found in the cells?  Carbon: structural backbone of living matter, needed to  Proteins make up living cell Nitrogen: component of proteins, DNA, RNA, and ATP Sulfur: Used in amino acids, thiamine, and biotin Phosphorus: Used in DNA, RNA, and ATP (essential for nucleic acids, and phospholipids) 6­5 Explain how microbes are classified on the basis  How would one determine whether a microbe is a  of oxygen requirements? strict anaerobe?  Growth either requires it, tolerates it, or is fine without Grows via fermentation, without oxygen 6­6 Identify ways in which aerobes avoid damage by  Oxygen is so pervasive in the environment that it  toxic forms of oxygen. would be very difficult for a microbe to  Important to body’s defense against pathogens always avoid physical contact with it. What,  therefore, is the most obvious way for a  Singlet oxygen microbe to avoid damage? Superoxide radicals Avoid oxygen  Peroxide anion Hydroxyl radical 6­7 Describe the formation of biofilms and their  Identify a way in which pathogens find it  potential for causing infection. advantageous to form biofilms.  Bacteria communicate to each other in creating a biofilm­   Shelters them from harmful environmental  cell to cell communication (quorum sensing) hazards   facilitating transfer of  genetic info by  conjugation  Share nutrients 6­8 Distinguish chemically defined and complex  Could humans exist on chemically defined media, at media. least under laboratory conditions?  Defined: exact chemical composition is known Possibly due to organic factors needed Complex: exact chemical composition is unknown 6­9 Justify the use of each of the following:  Could Louis Pasteur, in the 1800s, have grown  anaerobic techniques, living host cells, candle  rabies viruses in cell culture instead of in  jars, selective and differential media, and  living animals?  enrichment medium. Anaerobic techniques: Reducing media used­ deplete  oxygen Living Host cells/candle jars: Special Culture technique Selective/ Differential media: inhibit unwanted  organisms; selective= growth of only desired  microbe, Differential= distinguishes different  organisms Enrichment: encourage growth in mixed culture 6­10 Differentiate biosafety levels 1, 2, 3,  What BSL is your laboratory? and 4. 1 and 2 1. No special precautions­teaching labs 2. Lab coat, gloves, eye protections 3. Biosafety cabinets to prevent airborne  transmission 4. Sealed, negative pressure, “hot zone” 6­11 Define colony. Can you think of any reason why a colony does not  grow to an infinite size, or at least fill the confines of Population of cells arising from a single cell or spore or  from a group of attached cells the Petri plate?   6­12 Describe how pure cultures can be  Could a pure culture of bacteria be obtained by the  isolated by using the streak plate  streak plate method if there were only one desired  method. microbe in a bacterial suspension of  By streaking them in to separate areas of the plate ( 1, 2, billions? 3) 6­13 Explain how microorganisms are  If the Space Station in Earth orbit suddenly  preserved by deep­freezing and  ruptured, the humans on board would die  lyophilization (freeze­drying). instantly from cold and the vacuum of space. Would Water is removed and very low temperatures are used all the bacteria in the capsule also be killed? no 6­14 Define bacterial growth, including  Can a complex organism, such as a beetle,  binary fission. divide by binary fission?  Bacterial Growth: Grow by binary fission No, they are not bacteria they’re sexual Binary Fission: Cell division into 2 daughter cells­  asexual 6­15 Compare the phases of microbial growth, and  describe their relation to generation time. 1. Lag phase­ intense activity preparing for growth, but no increase in population 2. Log phase­ increase in population 3. Stationary Phase­ equilibrium, microbial death  balances production of new cells 4. Death Phase: population is decreasing at  logarithmic rate 6­16 Explain four direct methods of  measuring cell growth. Plate counts Filtration Most probable number method (MPN) Direct Microscopic count 6­17 Differentiate direct and indirect methods of  measuring cell growth. Direct is statistical, indirect is estimation 6­18 Explain three indirect methods of  measuring cell growth. Turbidity Metabolic activity Dry weight Learning Objectives Check Your Understanding 7­1 Define the following key terms related  to microbial control: sterilization,  disinfection, antisepsis, degerming,  sanitization, biocide, germicide,  bacteriostasis, and asepsis. Sterilization: Removing & destroying all microbial life Disinfection: destroying harmful microorganisms Antisepsis: destroying harmful microorganisms from  living tissue Degerming: the mechanical removal of microbes from  a limited area (skin) Sanitization: lowering microbial counts on eating  utensils to safe levels Biocide/Germicide: treatments that kill microbes Bacteriostasis: inhibiting, not killing microbes Asepsis: absence of significant contamination 7­2 Describe the patterns of microbial death  How is it possible that a solution containing a million  caused by treatments with microbial  bacteria would take longer to  control agents. sterilize than one containing a half­million bacteria? Effectiveness of treatment depends on: They could be more resistant ­ Number of microbes ­ ­Environment ­ Time of exposure ­ Microbial characteristics More time that goes by the less death occurs because a  lot died minutes before leaving few survivors Ex:  1 min, 900,000 deaths, 100,000 survivors  6 min, 9 deaths, 1 survivor 7­3 Describe the effects of microbial control agents  Would a chemical microbial control agent that affected on cellular structures. plasma membranes affect  ­Alteration of membrane permeability ( damage to  humans? yes lipids/proteins causes contents to leak into  surrounding medium & interferes with growth ­Damage to proteins (denaturation) ­Damage to nucleic acids (no longer replicate/ or carry  metabolic activity) 7­4 Compare the effectiveness of moist heat  How is microbial growth in canned foods prevented? (boiling, autoclaving, pasteurization) and dry  Heat heat. Thermal Death Point: the lowest temperature at which  They eliminate pathogenic microbes and kill most  all the microorganism in a particular liquid suspension  organisms­ protein denaturing  will be killed in 10 minutes EX:  Thermal Death Time: minimal length to be killed at a  moist heat = boiling given temperature autoclave= high temperatures achieved by steam under  Decimal Reduction Time: time in minutes in which 90%  pressure of population of bacteria will be killed at a given  pasteurization= refrigeration temperature dry heat= flaming and hot air sterilization (oven)  7­5 Describe how filtration, low temperatures, high Why would a can of pork take longer to  pressure, desiccation, and osmotic pressure  sterilize at a given temperature than a can of soup that  suppress microbial growth. also contained pieces of pork? They all inactivate growth of microbes in various ways.. Because cans are sterilized through high temperatures  killing most microbes and pork at a given temperature  Filtration: sterilize heat sensitive materials Low temperatures: reduce rate of microbes (fridge) could take longer depending on the temp. High temperatures: kill most organisms Desiccation: absence of water, microbes cannot grow or reproduce, but can be viable for years Osmotic Pressure: high concentrations of salt and  sugars to preserve food (desiccation) creating  hypertonic environment 7­6 Explain how radiation kills cells. What is the connection between the killing effect of  radiation and hydroxyl radical forms of oxygen?  ­ Ionizing: creates reactive hydroxyl radicals &  damages DNA by causing mutations (gamma,  Ionizing radiation effect ionizes water, which forms high  x­rays, & high energy electron beams) reactive hydroxyl radicals which kill organisms by  ­ Nonionizing: damages DNA by creating  reacting with organic cellular components thymine dimers that inhibit correct replication  (UV) ­ Microwave: kill by heat  7­7 List the factors related to effective  If you wanted to disinfect a surface  disinfection. contaminated by vomit and a surface  contaminated by a sneeze, why would your choice of  ­ Organic matter ­ pH disinfectant make a difference? So you know what will actually be effective ­ Time ­ Concentration of disinfectant 7­8 Interpret the results of use­dilution tests and  Which is more likely to be used in a medical clinic  the disk­diffusion method. laboratory, a use­dilution test or a  Use dilution: testing the effectiveness of antimicrobial  disk­diffusion test? agents against endospores, viruses, fungi, and  Disk Diffusion mycobacteria that cause tuberculosis/ also special  purposes ( dairy utensil disinfection) Disk diffusion: Used in teaching labs to evaluate the  efficacy of a chemical agent (clear zone around  disk representing inhibit of growth)  7­9 Identify the methods of action and  Why is alcohol effective against some  preferred uses of chemical disinfectants. viruses and not others?  Phenol: control surgical infections in operating  Depends if they have a lipid envelope or not room, control odor sewage (now rarely used as  disinfectant because of irritation of skin and bad odor) Concentration above 1%= antibacterial  effect (Cresols­ surface disinfectant)  Bisphenols: derivative of phenol­disrupt  plasma membrane  Biguanides: Best one = chlorhexidine  Halogens: Iodine and chlorine// effective  against antimicrobial agents  Alcohols: effectively kill bacteria and fungi,  but not endospores and non­enveloped viruses  (ethanol and isopropanol) 7­10 Differentiate halogens used as antiseptics from  Is Betadine an antiseptic or a disinfectant when it is  halogens used as disinfectants. used on skin? Disinfectant Iodine= antiseptic Chlorine= disinfectant 7­11 Identify the appropriate uses for  What characteristics make surface­active agents  surface­active agents. attractive to the dairy industry?  Soap­ degerming, emulsification Acid­ anionic sanitizers; very good sanitizing ability   Acid­anionic sanitizers­anions react with  plasma membrane  Quaternary ammonium compounds (quats)­  cations are bactericidal, denature proteins,  disrupt plasma membrane 7­12 List the advantages of glutaraldehyde  What chemical disinfectants can be  over other chemical disinfectants. considered sporicides?  Less irritating glutaraldehyde  More effective  Used to disinfect hospital instruments  Sterilizing agent  Used in embalming along with formaldehyde 7­13 Identify chemical sterilizers. What chemicals are used to sterilize? Ethylene oxide Chlorine dioxide Peracetic acid 7­14 Explain how the type of microbe affects the  The presence or absence of endospores  control of microbial growth. has an obvious effect on microbial control, but why are gram­negative bacteria more  If they are more resistant or not resistant to chemical biocides than  gram­positive bacteria? Because of their  lipopolysaccharide layer Learning Objectives Check Your Understanding 8­1 Define genetics, genome, chromosome, gene, genetic Give a clinical application of genomics.  code, genotype, phenotype, and genomics. West Nile Virus Genetics: study of genes Chromosomes: structures containing DNA that physically  carry genetic information, contain genes Genes: segments of DNA that encode functional products,  usually proteins Genome: All the genetic information in a cell Genetic code: set of rules that determines how a nucleotide  sequence is converted into an amino acid sequence of  protein Genotype: genetic makeup Phenotype: expression of genes Genomics: the sequencing and molecular characterizing of  genomes 8­2 Describe how DNA serves as genetic information. Why is the base pairing in DNA important?  Gives instructions on how to make things and where they go Important for replication A­T G­C 8­3 Describe the process of DNA  Describe DNA replication, including the functions  replication. of DNA gyrase, DNA ligase, and DNA  polymerase.  1. One strand is template for second strand 2. Topoisomerase and gyrase relax strands DNA gyrase: relaxes supercoiling ahead of the  replication fork 3. Helicase separates the strands DNA ligase: makes covalent bonds join DNA strands;  4. Replication fork is created Okazaki fragments, & new segments in excision repair 5. DNA polymerase adds nucleotides to growing DNA DNA polymerase: Synthesizes DNA, proof reads, and  strand ( 5 to 3 direction) repairs DNA 6. Initiated by RNA primer 7. Leading strand is synthesized continuously and  Lagging strand is synthesized discontinuously,  creating okazaki fragments 8. DNA polymerase removes RNA primers, fragments are joined by DNA polymerase & DNA ligase 8­4 Describe protein synthesis, including transcription, What is the role of the promoter, terminator, and  RNA processing, and  mRNA in transcription?  translation. Promoter: where transcription begins when RNA  Protein Synthesis: Synthesizing proteins through  polymerase binds to DNA in this site translation Terminator: RNA polymerase reaches this site and  Transcription: synthesis of complementary mRNA strand  gene ends from DNA template mRNA: messenger, carries coded info to synthesize  Translation:  mRNA translated into “language” of proteins  proteins from DNA to ribosomes (codons) RNA processing: genetic info copied and transcribed into  complementary RNA sequence 8­5 Compare protein synthesis in  How does mRNA production in eukaryotes  prokaryotes and eukaryotes. differ from the process in prokaryotes?  Eukaryotes: happens in nucleus Prokaryotes: Uses rRNA (integral part of ribosomes) 8­6 Define operon. Use the following metabolic pathway to answer the  Set of operator and promoter sites and the structural genes  questions that follow it.  they control enzyme a enzyme b Substrate A  Intermediate B  End­product C a. If enzyme a is inducible and is not being  synthesized at present, a (1) _____ protein must be  bound tightly to the (2) _____ site. When the  inducer is present, it will bind to the (3) _____ so  that (4) _____ can occur. b. If enzyme a is repressible, end­product C, called a (1) _____, causes the (2) _____ to bind to the (3)  _____. What causes derepression? 8­7 Explain pre­transcriptional regulation of gene  What is the role of cAMP in regulating gene  expression in bacteria. expression?  Repression and induction Builds up in a cell when glucose is unavailable Binds to lac promoter, initiating transcription 8­8 Explain post­transcriptional regulation of gene  How does miRNA stop protein synthesis?  expression. Degrades mRNA ­microRNAs base pair with mRNA to make it double  stranded ­ double stranded RNA is enzymatically destroyed,  preventing production f a protein 8­9 Classify mutations by type. How can a mutation be beneficial?  Base (point mutation): change in one base Can be beneficial to antibiotic resistance, helps protect  Missense: substitution results in change in amino acid the bacteria Nonsense: sub results in STOP codon Frameshift: Insertion or deletion of one or more pairs 8­10 Describe two ways mutations can be repaired. How can mutations be repaired?   Photolyases  enzymes that use visible light energy to  separate the dimer back to 2 original thymine  Nucleotide excision repair   cut out incorrect base & fill in the gap  8­11 Describe the effect of mutagens on the mutation  How do mutagens affect the mutation rate?  rate.  Enhance it  Mutagens usually increases the spontaneous rate of  mutation, 10 to 1000 times.  8­12 Outline the methods of direct and  How would you isolate an antibiotic­resistant  indirect selection of mutants. bacterium? An antibiotic­sensitive bacterium?  Positive direct selection: involves the detection of mutant  cells by rejection of the un­mutated parent cells Negative indirect selection: selects a cell that cannot  perform a certain function using a technique called  replica plating 8­13 Identify the purpose of and outline the procedure  What is the principle behind the Ames test?  for the Ames test.          Based on observation that exposure of mutant bacteria  Uses bacteria as carcinogen indicators to mutagenic substances may cause new mutations  that reverse the effect of the original mutation 8­14 Differentiate horizontal and vertical gene transfer. Differentiate horizontal and vertical gene  transfer.  Vertical: genes passed  from an organism to its offspring Horizontal: can pass to offspring, but also to other  microbes of same generation 8­15 Compare the mechanisms of genetic recombination Compare conjugation between the following pairs:  in bacteria. F    F  , Hfr  F  .  Genetic Recombination: exchange of genes between 2  DNA molecules to form new combinations of genes  on a chromosome 8­16 Describe the functions of plasmids and  What types of genes do plasmids carry?  transposons. Genes for sex pili  Plasmids: often code for proteins that enhance the  pathogenicity of a bacterium Transposons: contain insertion sequences that code for  transposase that cut and reseals DNA  8­17 Discuss how genetic mutation and  Natural selection means that the environment  recombination provide material for natural  favors survival of some genotypes. From where does selection to act upon. diversity in genotypes come?  They create cell diversity which is raw for evolution and  natural selections acts upon populations of organisms  to ensure survival


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Janice Dongeun University of Washington

"I used the money I made selling my notes & study guides to pay for spring break in Olympia, Washington...which was Sweet!"

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.