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

Microbiology Study Guide For Exam 2

by: Luke Holden

Microbiology Study Guide For Exam 2 3050

Marketplace > Clemson University > Microbiology > 3050 > Microbiology Study Guide For Exam 2
Luke Holden

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 is a though study guide that was created by filling out the study guide that Dr. Rudolph posted on blackboard. Includes all of the topics for Exam 2 material including the information we have ...
General Microbiology
Dr. Rudolph
Study Guide
50 ?




Popular in General Microbiology

Popular in Microbiology

This 32 page Study Guide was uploaded by Luke Holden on Saturday February 27, 2016. The Study Guide belongs to 3050 at Clemson University taught by Dr. Rudolph in Winter 2016. Since its upload, it has received 129 views. For similar materials see General Microbiology in Microbiology at Clemson University.

Similar to 3050 at Clemson

Popular in Microbiology


Reviews for Microbiology Study Guide For Exam 2


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: 02/27/16
  UNIT 2 STUDY GUIDE for LECTURE TOPICS            MICR 3050 for Majors Spring 2016 OBJECTIVES: Chapter 3.1 – 3.5  1. Compare and contrast the structure, composition, and functions of the cell walls of gram­ positive and gram­negative bacteria.  Be able to label them.  Gram positive i. This cell wall is composed of mainly peptidoglycan 1. Prevents the cell from lysing and helps the cell have turgor  pressure 2. If you could hug a bacterial cell it would feel like a car tire 3. Also contributes to the pathogenicity as well as provides protection form toxins 4. Finally it gives the cell it shape! Remember if the cell does not  have a specific gene for the shape of the cell, it will be round! 5. More on peptidoglycan in a moment ii. Very thin periplasmic space  and then the plasma membrane iii. Most pep is 90% iv. Large amounts of techoic acids­ only found in gram positive cells­ negatively charged too 1. Maintain the structure of the cell envelope 2. Protection form harmful substances  3. May bind to  host cells pathogenic bacteria v. Lipotechoic acids­ attached to the cell membrane 1. Some gram positive cells have proteins on the peptidoglycan. vi.  Gram Negative i. Outer Membrane which has a bunch interaction functions but mainly  focuses on the protection of the cell 1. Lipids 2. Lipoprotiens 3. LPS­ lipo­polysaccaride so much it can be called the LPS layer a. Lipid A b. Core polysaccharide c. O side chain (o Antigen) i. The O antigen is a pretty cool little guy because it is what is recognized by most immune systems.  However, it can mutate like crazy and then once  again, it is a new strain and the immune system  can’t recognize it d. Importance of LPS i. Contributes to the negative charge of the surface. ii. Stabilizes the membrane 4. Braun’s Lipoproteins­ connect the outer membrane to the  peptidoglycan 5. Porins­ only allows hydrophilic substances through a.  Come in threes on the outer membrane 6. ii. Thick periplasmic space­ chopped full of proteins and is similar to a  subway scene iii. Thin layer of peptidoglycan­ not as much which gives it the term gram  negative (10% of the cell envelope) iv. Plasma membrane­ old glory v. vi. 2. Describe the effects of lysozyme and penicillin on a bacterial cell wall.  To answer this question we need to know a thing or two about peptidoglycan i. Structure: 1. Made out of sugars called NAG and NAM a. N­acetylglucosamine NAG b. N­ acetylmuramic acid NAM 2. This is an alternating sugar backbone (NAG –Nam­ Nag­Nam) 3. Now the cool part is that we can have amino acid chains that hang  down ONLY  from NAM  periodically a. This will be a trick on the exam so watch out b. Also, an amino acid chain does not have to bind to  everyone as well. 4. So now we have a mesh like structure kind of like a knight’s armor (the mesh metal looking stuff) 5. So you have  a. NAG ­­­­ β­1,4 glycosotic linkage­­­ NAM  b. Hanging down or up from NAM, an amino acid chain that  is about 4 amino acids long c. 6. Now let’s talk about the bonds between the hanging amino acids: a. Direct­ Peptide Bond b. Indirect­ interbridge­ chain of amino acids spanning the gap c. d. Now all of these factors make pep extremely resistant  Now we can answer the question: i. Lysozymes­ These break down the bonds between the NAG and Nam  sugar molecules β­1,4 Glycositic linkages 1. This will cause the peptidoglycan to degrade and thus decreases its ability to prevent the cell from lysis ii. Penicillin­ penicillin works great for a process called transpeptidation­ the  building of new peptidoglycan 1. Penicillin targets the peptide bonds between the amino acids and  breaks them apart. Thus the amino acids can’t stick together to  form a mesh like structure. 2. When transpeptidation occurs the bacterial cell punches holes in its peptidoglycan and then is quickly replaced by a new piece of  peptidoglycan 3. However, if the peptidoglycan can’t bind because the bonds are  destroyed, then  there will be hole in the cell wall which is really  bad for the cell 4.  Ultimately it ends in lysis Characteristic Gram Positive Gram Negative What color  Purple Pink they stain Pep  90% 10% (peptidoglyca n) (%) Outer most  Pep Outer membrane layer Proteins  Techoic Acids Lipoprotiens involved Lipotechoic Acids LPS  Lipid A  Core polysaccharide  O­side chain (antigen) Cellular structure 3. Explain how bacteria may survive without a cell wall.  Survival in isotonic environments (example) i. Shreoplasts ii. Protoplasts  Mycoplasma i. No cell wall ii. Plasma membrane is more resistant to pressure 4. Describe capsules and slime layers and discuss their functions.  Capsules i. Compose of polysaccharides ii. Well organized and not easily removed iii. Protection for desiccation and phagocytosis iv.  Slime Layers­ similar to capsule except diffuse and easily removed and  may play a part in motility Chapter 3.6 – 3.9 5. Describe the following bacterial structures and their functions:  cytoskeletal proteins, cell  inclusions, fimbriae, pili, flagella, and endospores.  Cytoskeletal Proteins: These are like the supervisors of the bacteria where they  serve a role in division, protein localization, and shape i. FTsZ­ cell division lots of them line up along the center of the molecule  by finding the MerB scaffolding protein ii. MerB­ Line up along the center of the chromosome during cell division. iii. MinD­ prevents polymerization at the poles of the bacteria 6. Describe flagella structure and movement. Gram­negative  Filament­ Flagellin type of protein, the actual whip part  Hook­ the little curve in the flagellum  Basal Body o Includes  P­ring­ Periplasam ring  MS­Ring­ Membrane (plasma) ring  C­ring­ cytoplasm ring  Motor­Sits between the MS and C ring  Motor o L+P ring  do not rotate/ MS+ C ring  o MOT protein surround MS ring and Cring o Fli­protiens­ commander of the flagellum sit in the MS and C­rings o MEMORIZE THIS STRUCTURE BELOW AND KNOW IT VERY VERY  WELL o Gram­Positive  Only 2 Rings o Because of the diffrences in the cellular envelope  Shown below on the right  Flagellum Characteristics­  How they are Built: o So, it looks like a channel that leads from the cytoplasm to the top of the  growing flagellum (Assembly line) o  They are channeling up flagellin molecules  o CAP proteins stand at the top and direct the flagellin to grow in a circular  direction o Imagine you are unscrewing the bolt from the back of your calculator with a screwdriver, as the screw comes out, you notice it looks like it is  growing by spinning. This is what the CAP protein does to grow the  flagellin.  o It just spins in a circle from one point and puts the proteins down in a  circular fashion. o  How they move: o Gram Negative (Similar to gram positive except a minus a few rings)  2 –part motor that produces torque  Rotor­ This is when the C ring and the MS ring spin and  interact with the stator  Stator­Mot A and B proteins  Imagine a revolving door, where at the very center and top of the  door you hook a flagellum. When you push (H ) on the door  (Cring and MS ring) you will rotate the stable column (L and P  ring) that holds the flagellum  The proton motive force (PMF) (i.e you pushing the door) is the  real star of the show. This works by shuttling H  across the  membrane between the MOT A protein and the MS and C rings   Takes 1000 protons to turn 360 degrees  (Monotrichous polar Flagellum (fastest))  How they make the Cell move: o Rotates counter clockwise­ causes run o Rotates clockwise­ tumble o Up to 1100 rev/sec o So the way to think about it, bacteria with flagellum don’t have a steering  mechanism to direct their movement (inefficient) o So, when their flagellum rotate, they can only go in one general direction,  then once they have past their target they have to tumble to change  directions o o Peritrichous motility­ bundled flagella that looks like a spinning pony­tail o Spirochete motility­   Multiple flagellum form an axial fibril and wraps around the cell  So, they remain in the periplasmic space (remember they are gram  negative so the periplasmic space is bigger).  And BOOM they turn into an instant drill bit!!! So their movement is similar to that of a wiggling drill bit: spinning and flexing.   7. Define chemotaxis and describe how bacteria move toward an attractant (or away from a  repellent). i. Movement toward a chemical attractant or a way from chemical repellent ii. Concentrations of chemo attractants and chemo repellents detected by the  chemoreceptors on the cells iii. Complex but very rapid 1. Response= 20miliseconds 2. 2  +60 cell lengths per second iv. Positive and Negative 1. Bacteria are all or nothing type of folks 2. They will go after something 100 % if they detect it and want it.  3. Or they will try not to go near it in the other case 4. Therefore: a. Want it= increase the run= decrease the tumble b. Don’t want it= decrease the run= increase the tumble c.  8. Describe other types of motility (spirochete, twitching, and gliding). i. Twitching­ This goes on with the ends of the cell, involves short jerky  motions ii. You know those sticky hands that you would get at like chucky cheese  that you could throw out and stick to stuff? (Like these) 1. 2. Well, same concept, in twitching, the pili at the ends of the cell,  send out their stick hands (polysaccharide) and stick them to the  surface of another cell or the ground. Then they haul them in  which causes the cell to move (discontinuous = twitching) iii. Gliding­  1. NO PILUS! We think little baby feet move the bacteria. 2. A lot of slime production 3. Gliding motion  9. Understand the structure and functions of bacterial endospores, the basics of sporulation  and germination, and endospore resistance.   Complex dormant structures formed by the bacteria typically due to the lack of  nutrients in the surrounding environment  Can come back to life (germination)  Typically occurs in gram positive cells  Resistant to i. Heat ii. Radiation iii. Chemicals iv. Desiccation (Water loss)  Where the endospore is made: i. Central­ center of the cell ii. Sub terminal­ Kind of close to the end bit not all the way iii. Terminal­Right on the edge of the cell iv. Swollen sporangium­OMG THE CELL IS A LOLLY POP v.  Structure of an Endospore i. ii. Goes Like This: 1. Exosporangium 2. Coat 3. Outer Membrane 4. Cortex­made out of pep and less linked than the cell wall 5. Germ cell wall 6. inner membrane 7. Core 8. E­C­O­C­G­I­C 9. Every Coat On Corn Glows In Cereal  What makes the endospore so rock solid? i. Core­ low water content 1. Calcium dipicolinate (Ca­DPA) 2. SASP ­ssmall, acid soluble , DNA – binding proteins a. They are double­stranded DNA­binding proteins that cause  DNA to change to an A­like conformation. They protect the DNA backbone from chemical and enzymatic cleavage and are thus involved in dormant spore's high resistance to UV  light (radiation). SASP are degraded in the first minutes of  spore germination and provide amino acids for both new  protein synthesis and metabolism  ( 3. Lower the pH as well ii. But the real stars of the show are the Exosporangium and Spore Coat 1. Supreme armor  Ok, cool so it can stand up to some stuff but what makes it so great? i. The fact that it is an escape pod for the cell that is virtually invincible  means that the bacteria can keep on going and doing their thing no matter  what   ii. Germination and Sporulation 1. 3 Steps: a. Activation: i. Prepares spores for germination ii. Often results from treatments like heating b. Germination: i. The nutrients it needs are detected ii. Spore swelling and rupture of the coat iii. Loss of resistance but…Increased metabolic activity c. Outgrowth: i. BOOM vegetative cell shows up from the  germination process Chapters 11.1, 10.1 – 10.4  10. Know the requirements for microbial survival and growth and their sources.  Source of energy i. Cellular work  Source of electrons i. Role in energy production ii. Reduce CO2 to form organic molecules  Nutrients i. Carbon and hydrogen and oxygen ii. Synthesize building blocks for cell  to be maintained and grow  Let’s break down energy and electrons i. Sources 1. Organic and inorganic compounds  2. Energy is obtained through Oxidation of a compound or Sunlight  (energy only) ii. Energy is usually reserved in the cell and is used as a currency: ATP iii. Easy to break easy to make iv. 11. Define and recognize the major nutritional types of microorganisms based on their energy source, electron source, and carbon source.  i. Different places where organisms get there energy: 1. Phototrophs: use the sun 2. Chemotrophs: obtain energy from the oxidation of compounds ii. Different places where organisms get their electrons 1. Lithotrophs­ use reduced inorganic substances 2. Organotrophs­ obtain electrons from organic compounds iii. Different places where organisms get their Carbon 1. Heterotroph­ use of organic molecules as carbon sources (which  often serve as energy and as an electron source) 2. Autotroph­ use carbon dioxide as their sole or principal carbon  source 3. Must obtain and energy and other electrons from other sources 4. Primary producers iv. Why all the names? 1. SAMPLE EXAM QUESTION­ 2. Given these three characteristics, classify this organism 3. Uses the sun as energy, digests a lot of organic compounds and  make frequent use of carbon dioxide 4. Answer: PHOTO­LITHO­AUTOTROPH a. Photo­ energy source b. Litho­ electron source c. Autotroph­ carbon source 12. Define metabolism, catabolism, and anabolism.   Metabolism­ includes all of processes involved with energy exchange  Anabolism­ is the set of metabolic pathways that construct molecules from  smaller units.  Catabolism­ is the set of metabolic pathways that breaks down molecules into  smaller units that are either oxidized to release energy, or used in other anabolic  reactions. Metabolism Catabolism Anabolism Fueling Reactions Synthesis of complex organic molecules (glucose) from simpler ones (ATP) Energy conserving reaction Requires energy and building blocks from fueling reactions Provide reducing power electrons Generates precursors for biosynthesis ON  CONSTANT CYCLE BETWEEN THE TWO 13. Understand the concepts of free energy (G) and standard free energy change   ( G ).  G (Gibbs free energy) ­ the amount of free energy available to do work.  Δ G­ Change of free energy after reaction is ran to completion o How much energy was used or released o Free Energy Change Characteristic Exergonic Endergonic Energy is Released Used/ Consumed o ( G ). Negative Positive Spontaneous? Yes No Simple A+B A+B+Energy Reaction C+D+energy C+D 14. Explain the importance of ATP.  Energy Currency of the cell ATP­ Adenosine Tri­phosphate  The phosphoanhydride bonds that attach the last two triphosphates to the bon are  high in potential energy because they are easy to make and easy to break  If you break 1 bond you will release ­31 kJ/mol  If you break 2 bonds you will release ­46 kJ/mol i. Why the negative? Because this reaction is spontaneous and is releasing  energy ii. Why is it 46 for the next one and not 62? Because as you get closer to the  sugar, the bond becomes more difficult to break and thus causing a net  energy gain of ­46 kJ/mol. iii.  Role of ATP in Metabolism i. The role is to make non spontaneous reactions spontaneous because the  cell has too. ii.  The big picture with ATP i. Like the economy, money is cycled around and around to make the world  run. ii. In cells, the ATP is cycled around and around to make the cell run. iii. SO… to make money, (ADP ATP) you have to have an asset (Aerobic  Respiration, Anaerobic Respiration, Fermentation, Phototrophy, and  Chemolithotrophy) iv. SO… to get stuff you need (chick fila! Or more prevalent chemical or  transport work) you need to spend money (ATP) v. vi. However, the cell must be efficient with its time because it needs a certain  amount of ATP to survive and if it does not make it in time the cell will  die 1. CELLS ONLY USE REACTIONS THAT RELEASE GREATER  THAN  ­30 kJ/mols 2. Such as the ones give below a. 3. Know this chart!!!!  15. Understand redox reactions including the standard reduction potential 0E ) of half  o reactions, the electron tower, and their relationship to  G .  Oxidation Reduction Reactions o Many metabolic processes involve electron transfers o Carriers are used to transfer electrons from electron donors (oxidizing agent)  to electron acceptor (reducing agent) o Often results in things being restored (NAD  NADH) o OIL RIG  Oxidation involves loss   Reduction involves gain  Electron Donating Half Reaction o o Electron accepting half reaction o o Therefore: o o Half Reactions are always written as reduction reactions  H 2reaction is the best electron Donor  O 2is the best electron acceptor  Standard Reduction Potential (E’O) o Equilibrium constant for an oxidation reduction reaction o Measure of the reduction agent to lose electrons  More NEGATIVE E’O= better electron donor  More POSITIVE E’O = better electron acceptor o Electron tower  2 H/ H 2  ½ O /2H 2  The greater the difference in E’O between the donor and the acceptor  the more negative Δ G= more spontaneous   When you receive an electron tower problem, always arrange it from negative to positive (Negative at the top and Positive at  the bottom) Sample Question C4H4O4/C4H6O4 +0.31 V 2H / H 2­0.5 V Between these two reactions what reactant or product will be the electron donator?  (H 2 Between these two reactions, what will be the electron acceptor? (C4H4O4) TO SOLVE THESE PROBLEMS WITH NO SWEAT: 1. Arrange the reactions with the most negative on top of the other 2. The top right product of the two will be electron donor  and the bottom  left product will be the electron acceptor  As you go down the tower you will release energy  As you increase the number of carriers = increase energy released  During photosynthesis light drives the electrons up the tower   The relationship between Δ G ’ and E´0 i. The greater the difference between the E´0 of the molecules  involved (or the further the electrons go down the electron oower), the more energy that will be released (the more negative the Δ G ’ will  be for this redox reaction).   16. Describe the location, organization, and functions of the Electron Transport  Chains in bacteria. ETC  In prokaryotes: plasma membrane  In Eukaryotes: Christa of the mitochondrion  This is a chain of mini electron towers 1. The first tower has a negative E’O 2. The first carrier is reduced and the electrons are transferred  to the next carrier 3. Since the first tower is spontaneous, the energy is used to  phosphorylate ATP 4. The net energy change of the complete reaction is  calculated by the difference of reduction potentials of the  primary and final acceptor 5. Increase nutrition= increase the goodness of the carriers ii. Electron Carriers 1. 2 Classes a. Coenzymes­ freely diffusible; can transfer electrons  from one place to another in a cell (NAD) i. Nannies on the move taking care of the  electrons b. Prosthetic Groups­ fixed to the enzymes in the  plasma membrane that function  in membrane  associated electron transport reactions  (cytochromes) iii. Oxidative phosphorylation 1. Used in respiration a. ATP is made by a proton motive force (ATP  synthase) b. 2. Photophosphorylation a. Used by phototrophic organisms b. Light drives the redox reactions that generate the  proton motive force c. iv. Respiration 1. Involves the use of an ETC 2. As electrons pass through the electron transport chain to the final electron acceptor, a proton motive force (PMF) is  generated and used to synthesize ATP 3. 2 types a. Aerobic respiration i. Final electron acceptor is oxygen b. Anaerobic respiration i. Final electron acceptor is an exogenous  acceptor: ii. NO3­, SO42­, CO2, Fe3+, or SeO42­ 4. Oxidative phosphorylation­ this is the primary producer of  ATP 17. Define the two classes of electron carriers. i. Coenzymes­ freely diffusible; can transfer electrons from one place to another in a cell (NAD) 1. Nannies on the move taking care of the electrons ii. Prosthetic Groups­ fixed to the enzymes in the plasma membrane  that function  in membrane associated electron transport reactions  (cytochromes) + + 18. Describe how NAD /NADH and NADP /NADPH carry electrons and their roles  in metabolism.  i. The star of the electron carriers: NAD 1. NAD ­ nicotinamide adenine dinucleotide + 2. NADP ­ nicotinamide adenine dinucleotide phosphate 3. NADH and NADPH­ good election donors and have a  reduction potential of ­0.32 V NOT A PART OF THE  ETC!!!! ONLY BRINGS ELECTONS!!!! 4. Coenzyme 5. Freely diffusible­ freely moving a. Carries 2 e­ and 1H (the 1 H that is released) 6. NADP / NADPH works the same way except is involved in anabolism a.  Chapter 11.2 – 11.8 19. Compare and contrast aerobic respiration, anaerobic respiration, and fermentation  in bacteria. Characteristic Aerobic Anaerobic Fermentatio n Final Electron Oxygen Any other Pyruvate Acceptor (Exogenous electron (Endogenous ) acceptors ) other than oxygen (Exogenous ) Max yield ATP 32 ATP 2 ATP 2 ATP ETC? Yes Yes No Type of Substrate Substrate Substrate phosphorylati Level and level level on Oxidative  20. Compare and contrast substrate­level phosphorylation and oxidative  phosphorylation.   Substrate level phosphorylation­ synthesis of ATP by reactions in which  ADP is one of several substrates and ATP is one of several products of an  enzyme catalyzed reaction. i. This is like the physical addition of a phosphate by an enzyme. ii. Like ADP ATP by way of an enzyme  Oxidative Phosphorylation­ metabolic pathway in which the mitochondria  in cells use their structure, enzymes, and energy released by the oxidation  of nutrients to reform ATP.   This is using the reactants of other products to phosphorylate ATP  (ETC) 21. Describe aerobic catabolism (overview).  process that completely catabolizes an energy source to CO2 using o Glycotic pathway o TCA cycle (Kreb’s Cycle) ­ o ETC with O  as2the final e acceptor  Produces ATP and recycles electron carriers  Production: o Max total yield of 32 ATP (If all goes well)  4 ATP from the oxidation of glucose (substrate level  phosphorylation)  28 ATP from NADH and FADH being oxidized in the ETC  (Oxidative phosphorylation)  22. Describe the organization and functions of the electron transport chain in aerobic  respiration including its role in ATP production.  As described before, the ETC uses the electron carriers NADH and  FADH2 to operate enzymes that can shuttle protons across the membrane  thus creating a PMF.  This PMF is vital in the use of ATP synthase. This PMF established by the ETC is what turns the motor this phosphorylating ADPATP  The term aerobic respiration is coined because at the end of the ETC there  has to be an electron dump. This is oxygen  This also unique because the Oxygen is the best electron acceptor (most  positive E’0 value).  23. Understand the Chemiosmotic Hypothesis.  The chemiosmotic hypothesis suggests that the action of ATP synthase is  coupled with that of a proton gradient. It is the action of the proton  gradient that causes a proton motive force that allows ATP synthase to  phosphorylate ADP and inorganic phosphate to ATP.  ( 24. Explain the function of ATP synthase.   ATP synthase is the smallest molecular motor known. This motor is driven by the PMF established by the ETC  It phosphorylates ADPATP by changing the conformation of its  subunits. 25. For aerobic respiration, explain where in the pathway ATP is produced  (glycolysis, TCA cycle, and ETC), the methods of ATP production used for each  ATP generated, the electron carriers used, and the number of ATPs produced  (during the process and the final net yield).      26. Summarize the major features of the Entner­Doudoroff pathway.  Used by some soil bacteria  Yield pyruvate and glyceraldehyde 3­P  THE KEY DIFFRENCE IS THE PRODUCT: 2­keto­3­deoxy­6­ phosphogluconate KDPG i. So if you see this product get excited cause you got some points  nd  Product (when coupled with 2  half of Embden­Meyerhof) i. 1 ATP ii. 1NADH iii. 1 NADPH iv. 27. Describe the process of fermentation, its functions, and its products.  Takes the place of the absence of the exogenous electron acceptor i. O not needed  Uses pyruvate­ endogenous (made inside the cell)  Reduces pyruvate  “Electron Dump”  Recycles electron carriers (notice a theme?) (this is why they ferment)  Forms only 2 ATP Via substrate level phosphorylation 28.  Produces fermentation products i. Classes 1. Ethanol­ bread, wine and beer 2. Lactic Acid a. Homolactic­ cheeses, sour cream b. Heterolactic­ pickles, buttermilk and spoilage of  food 3. Mixed Acid­ 2.3 Butanediol 4. Propionic acid  29. Distinguish between mixed acid and butanediol fermentation.    Mixed Acid i. test  detects pH < 5  ii. During fermentation, several products can be produced. iii. A lot of them are acids and thus will drop the pH below 5  Butanediol­ is an acid as well however, it has a key intermediate known as  acetoin 30. Explain the purpose of the MR­VP test and know how it works.   Methyl Red i. Purpose: To test for the acids lactic, acetic, succinic, and formic  acid (mixed acid)  ii. Positive Reaction: You have a red tube , like a little bit of red at the top of the tube  iii. Media/ reagents: MRVP iv. How the media and the reagents work together: (MRVP stands for  the methyl red test and the voges proskauer test.  So when the  methyl red a pH indicator is added to the solution, it turns red  indicting the presence of an acid. v. What you have: You have a mixed­acid fermenter which is a great  way to distinguish some of the bacterium.  Vouges Proskauer i. Purpose: Instead of a mixed acid fermenter you have a Butanediol  fermenter. This is how you tell 1. Positive Reaction: Burnt red tube all the way through ii. Media/ reagents: MRVP and Barritts reagent A and Baritts reagent  B. iii. How the media and the reagents work together: So for the reaction  to work, Butanediol needs to be converted to acetoin and can be  accomplished by shaking the tube with the reagents in it. Then  over the course of 30 min at room temperature the solution  changes to burnt red Chapter 7.1, 7.3 – 7.4, 7.6 – 7.7 35. Describe the growth of bacterial cells (binary fission). a. Growth­ increase the number of cells i. Usually study population growth rather than microbial growth ii. Binary Fission (two cells from one) b. Cell elongation, cellular stuff increases proportionally i. DNA is replicated and it is segregated ii. One cell  two cell= one generation 36. Describe in detail the four phases of bacterial growth observed in a batch culture. a. Growth curve i. Observed in a batch culture 1. One place, One medium, One vessel, No addition of food, 2. Plotted as log of cell versus time ii. 4 Phases 1. Lag­ first starting out, the bacteria freaks out cause it might  be different a. So if you take your bacteria out of one medium and  put it another medium, then the bacteria must first  orient itself before it can grow exponentially b. The more difference the new medium is the longer  the lag phase will be  2. Log­ This is the exponential growth phase a. Exponential b. Maximal c. Constant d. Uniform and the healthiest cells 3. Stationary: when the cell number remains constant  overtime a. Stop reproduction b. Death rate= reproductive rate c. Reasons i. Nutrient limitation ii. Limit oxygen iii. Toxic waste and cell accumulation iv. Critical population density d. Starvation responses: i. Morphological changes 1. Endospore formation 2. Decrease in size ii. Special starvation proteins 1. Increases crosslinks in the cell wall  2. DPS protein protects DNA 3. Chaperon protein prevents protein  damage e. Increases the length of this phase f. Persister cells i. Harder to kill ii. Increase the virulence of the bacteria 4. Death Phase a. Lysis b. Cant reproduce iii. Can be useful for absorbance and quantification b. 37. Be able to label a growth curve. a. 38. Define generation time, and be able to calculate it.  a. Generation time­ time needed to double in size (Doubling time) b. Varies depends on the species and environment c. Exponential growth­ cell number doubles with in a fixed time period  (slope of the line) d. Number of bacteria = 2  n = number of generations e. Calculating number of generation between two populations: N 0 i. log N −log¿ t n=3.3¿ f. N =specificnumber of bacteriaduringthelog phase t g. N 0intial populaiton i. You don’t have to know how to derive it. ii. Just memorize this 39. Calculating generation time: a. Example: i. Nt=1.0 x 10 8 7 ii. No= 5.0 x10 N 0 b. log Nt−log¿ n=3.3¿ c. Therefore: 7 5.0x10 log1.0x10 −log¿ n=3.3¿ n=1−→only1generation Generation time =t/n2/1=2 hours/ generation=0.5 generations/ hour  Growth constant: k= 0.5 generations/ hour 40. Explain the methods of measuring the growth (number) of microbes (microscopic  count, plating methods, and turbidity measurements). a. Direct i. Total cell counts – physical counting ii. Counting chamber iii. Electron counter­ problem is that you may count dead cells b. Viable Cell counts­ counts the number of CFU’s i. Plating technique­Gives underestimate ii. Membrane filter c. Indirect i. Dry weight ii. Turbidity­ Turbidity is the cloudiness or haziness of a fluid caused  by large numbers of individual particles that are generally invisible to the naked eye, similar to smoke in air. d. Spectrophotometer i. 540­600 nm­ optimum absorbance for bacteria ii. Gives an over estimate because it counts the dead cells too. 41. Describe how water activity, pH, temperature, and oxygen affect microbial  growth. a. Water activity­ amount of water in the environment that is available to the  organism i. 01 = pure water = 1 ii. Any type of solutes is unavailable to micro iii. Increase the solute concentration= lower the water availability iv. Adaptation 1. In Hypotonic solutions, bacteria use mechanosensetive  channels in membrane to allow solutes out which changes  the osmotic surroundings which will cause water to go out  of the cell by osmosis 2. SOLUTES LEAVE FIRST THAT PULL WATER OUT 3. Hypertonic solutions­ a. Increase interval solute concentration with  competitive solutes b. More water comes into the cell c. This explains why salt water is good for wounds,  because the bacteria in the wound unless they are  halophiles or Extreme halophile, they will undergo  plasmolysis b. pH­ This is always a factor as that every organism has an optimal pH  range at which the organism can remain. c. Oxygen is the key component in respiration which creates the most ATP.  If this component is taken away, then the ATP yield would drop  significantly and thus cause the rate of growth of bacteria to drop. 42. Be able to name, recognize, and define the types of microorganisms that grow in  various environments, and know the adaptations they have made to live there. i. Nonhalophile=  can survive in little to no salt ii. Halophile­ can survive in little to a lot of salt iii. Extreme halophile­ can survive in a lot to a crap ton of salt. iv. Obligate aerobes­ Can only grow in oxygen and nothing else v. Microaerophiles­ only want 2­10 % oxygen, lower oxygen is  necessary for their metabolism vi. Facultative aerobes (anaerobes)­ flexible and able to grow in either vii. areotolerant anaerobes­ only fermentation with these guys­  obligate fermenters viii. Obligate anaerobes­ NO OXYGEN! ix. Neutrophile­ bacteria grow in neutral environments x. Acidophile­ bacteria grow in acidic environments xi. Alkaliphile­ bacteria grow in basic environments 43. Explain how microorganisms protect themselves from the toxic products of  oxygen reduction. a. The enzyme, catalase, is produced by bacteria that respire using oxygen,  and protects them from the toxic by­products of oxygen metabolism 44. Describe biofilms including their characteristics, growth (formation), advantages  (for bacteria), and disadvantages (for humans). a. Growth i. Free­swimming bacterial cells land on a surface, arrange  themselves in clusters, and attach. ii. The cells begin producing a gooey matrix. iii. The cells signal one another to multiply and form a micro colony. iv. The micro colony promotes the coexistence of diverse bacterial  species and metabolic states. v. Some cells return to their free­living form and escape, perhaps to  form new biofilms. vi.­ education/articles/what­is­biofilm b. Characteristics i. The plaque that forms on your teeth and causes tooth decay and  periodontal disease is a type of biofilm. Clogged drains also are  caused by biofilm, and you may have encountered biofilm­coated  rocks when walking into a river or stream. c. Advantages for bacteria: i. They have the ability to grow in unfavorable conditions which  means that they have several adaptations for nutrient scavenging. ii. When they grow as a colony they are much harder to eradicate iii. Faulty cleaning techniques as well as bad cleaning chemicals  induce this change. d. Disadvantages for humans: i. They are hard to get rid of a can grow anywhere. This means that  they are potentially dangerous for humans DISEASES* Strep Throat (Streptococcal pharyngitis) a. group A beta­hemolytic streptococcus  b. Gram Positive, cocci beta­ hemolytic c. Transmitted via saliva or shared liquids d. SORE THROAT. The back of the throat will be swollen and red and  the tonsils enlarged, and there may be swelling and tenderness in other parts of the neck and throat. Other symptoms include fever, chills,  malaise, muscle pain and headache. ndex.aspx#sthash.H36PgJnS.dpuf Cholera e. Vibrio cholerea. f. Gram negative, comma shaped g. Spread mostly by water and food that has been contaminated with  human feces containing the bacteria. Insufficiently cooked seafood is a common source. Humans are the only animal affected. h. Classic symptom is large amounts of watery diarrhea that lasts a few  days. Vomiting and muscle cramps may also occur... Bacterial Meningitis (Meningococcal)  i. N. meningitides j. Gram negative, diplococcus because of its tendency to form pairs k. respiratory and throat secretions l. Nausea, m. Vomiting, n. Increased sensitivity to light (photophobia), and o. Altered mental status (confusion). Lyme Disease p. Borrelia burgdorferi q. Spirochete class of the genus Borrelia. Can be either gram positive or  gram negative r. Spread through the bite of infected ticks.  s. Fever, chills, headache, fatigue, muscle and joint aches, and swollen  lymph nodes t. Severe headaches and neck stiffness Infectious Mononucleosis u. Epstein­Barr virus (EBV v. Virus w. Saliva transmission x. Pain circumstances: can occur while swallowing y. Whole body: fatigue, fever, chills, malaise, or body ache z. Also common: sore throat, swollen lymph nodes, swollen tonsils,  headache, or nausea Gas Gangrene (Clostridial Myonecrosis)  a. C. perfringens  aa. Gram­positive, rod­shaped, anaerobic, spore­forming pathogenic  bacterium of the genus Clostridium ab. Site of trauma or a recent surgical wound. In some cases, it occurs  without an irritating event. Persons most at risk of gas gangrene  usually have blood vessel disease (atherosclerosis, or hardening of the  arteries), diabetes, or colon cancer. ac. Symptoms i. Air under the skin (subcutaneous emphysema) ii. Blisters filled with brown­red fluid iii. Drainage from the tissues, foul­smelling brown­red or bloody  fluid (serosanguineous discharge) iv. Increased heart rate (tachycardia) v. Moderate to high fever vi. Moderate to severe pain around a skin injury vii. Pale skin color, later becoming dusky and changing to dark red  or purple viii. Swelling that worsens around a skin injury ix. Sweating x. Vesicle formation, combining into large blisters xi. Yellow color to the skin (jaundice)  


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!"

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."


"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.