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GVSU - BIOL 212 - Exam 2 Study Guide - Study Guide

Created by: Alyssa Schutzenhofer Elite Notetaker

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GVSU - BIOL 212 - Exam 2 Study Guide - Study Guide

School: Grand Valley State University
Department: Biology
Course: Introduction to Microbiology
Term: Summer 2015
Tags:
Name: Exam 2 Study Guide
Description: This is a study guide that I created by blending together my in class notes and the notes I took from the required readings. It covers everything for Unit 2 up through this past Friday (2/17/17). So, i
Uploaded: 02/20/2017
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background image Unit 2   2/19/17 7:00 PM   Microbial Nutrition  Nutrition:  the process of acquiring chemical substances or nutrients from the  environment and using them in cellular activities  •  Essential Nutrients  Macronutrients:  elements that make up the majority of the  cell, CHONPS   §   Carbon  §   Hydrogen  §   Oxygen  §   Phosphorus  §   Sulfur  Micronutrients:  elements that are required in small amounts  and involved in cell function. Ex: Mg used in chlorophyll.   •  Nutrients can be:  Organic:  carbon, carbohydrates, proteins  Inorganic:  CO2, water, gases like oxygen  •  Microbial cytoplasm made up of   o  70% water 
o  Proteins  
o  96% of cell made up of 6 elements (CHONPS) – this is in a 
Dry Weight Perspective  •  Chemical Composition of E. Coli  o  Dry Weight  §   Proteins: 50%  §   RNA: 20%  §   DNA: 3%  §   Carbohydrates: 10%  §   Lipids: 10%  o  Wet Weight  §   Proteins: 15%  §   RNA: 6%  §   DNA: 1%  §   Carbohydrates: 3%  §   Lipids: 3%  •  Sources of Essential Nutrients  o  Carbon Sources 
background image §   Heterotroph:  must obtain Carbon from organic sources  (proteins, carbohydrates, lipids, nucleic acids)   ú   Chemoheterotrophs:  Microorganisms that use  organic compounds for both energy and carbon 
(
Chemotroph  get energy from chemical sources)   §   Autotroph:  organism that gets carbon through inorganic  sources, make organic compounds from CO2 – 
(photosynthetic organisms = photoautotroph)  
ú   Chemoautotroph:  microorganism that uses CO2  as a source and catabolizes organic molecule for 
energy  
o  Nitrogen Sources  §   Reservoirs  §   It is a component of air and chitin  §   Some organisms can use it as Nitrate and other can  make nitrogen through the nitrogen cycle   o  Oxygen Sources  §   It is a component of the air, carbohydrates, lipids,  nucleic acids, proteins, salts  §   It can be directly used  ú   Anaerobes don’t get oxygen in the same form  (gas) but still use it.   o  Hydrogen Sources  §   Can get it from water, gases and salts   §   Roles of Hydrogen are to maintain pH and is an  acceptor of oxygen during cellular respiration  o  Phosphorus/Phosphate Sources  §   Component of nucleic acids (essential to genetics)  §   Used in energy transfers (ATP)   o  Sulfur Sources  §   Found in amino acids and vitamins   §   It is widely distributed in the environment  §   Used in protein stability  o  *Other Nutrients that are Important in Microbial Metabolism  §   Potassium  §   Sodium 
background image §   Calcium  §   Magnesium  §   Iron  §   Zinc, copper, nickel, manganese, etc.   •  Classification of Nutritional Types  o  Carbon Source  §   Autotroph:  organisms that use inorganic sources of  carbon as their only source of carbon and make organic 
compounds from CO2 
§   Heterotroph:  catabolize organic molecules they get from  other organisms.  o  Energy Source   §   Chemotroph:  organisms that get energy from inorganic  and organic chemicals through redox reactions   ú   Chemoautotroph:  microorganism that use CO2 as  their carbon source but chemical compounds as 
their energy source  
ú   Chemoheterotroph:  Microorganisms that use  organic compounds for the carbon source and 
chemical compounds as their energy source  
§   Phototroph:  organisms that use light as a source of  energy  ú   Photoautotroph:  use CO2 as source of carbon and  light as source of energy  ú   Photoheterotroph:  use organic compounds as  source of carbon and light as source of energy   •  Transport Mechanisms  Passive Processes  – no energy used   §   Simple Diffusion:  net movement of chemical down its  concentration gradient, requires no spending of energy   §   Facilitated Diffusion/Transport:  proteins act as channels  or carriers to transport down the concentration 
gradient, into or out of the cell, no energy spent,  
ú   Non-specific  channel proteins don’t have a  preference for what they transport 
background image ú   Permeases:  channels that carry only specific  chemicals   §   Osmosis:  diffusion of water across semipermeable  membrane, down concentration gradient   Active Processes  – uses energy, can move against or with the  concentration gradient  §   Active Transport:  use transmembrane permease  proteins to move molecules across the membrane, has 
to use energy to do so, use gated channels or ports 
ú   Uniport:  one thing moving in one direction  ú   Antiport:  move two things at the same time but in  opposite directions  ú   Symport:  move two things at the same time in  the same direction   §   Group Translocation:  The substance transported across  the membrane is also chemically changed during the 
transport  
ú   Ex: when take glucose into the cell and it is  phosphorylated at the same time  •  Solution Types  Isotonic:  when solutions on both sides of the semipermeable  membrane have the same concentration of solutes  Hypertonic:  concentration of solutions unequal, the solution  with higher concentration of solutes is called this  Hypotonic:  when concentration of solutions unequal, the  solution with the lower concentration of solutes is called this   Microbial Growth  
*Prokaryotes do not perform phagocytosis, only Eukaryotes do, Prok. send 
enzymes out to break down things and then import them via active transport 
and facilitated diffusion  
•  Population Growth  Generation Time:  the time required for a cell to double   §   Cells divide by  binary fission  (form of exponential  growth, to calculate the number of cells that one cell 
can produce = 2^n, n being the number of generations, 
background image to calculate the total number of cells = multiply number 
of original cells by 2^n ) 
ú   Exponential Growth:  regular spaced division, very  rapid increase in growth  §   Bacteria Cells synthesize a new cell wall while  weakening the outside cell wall to form two new cells 
from the original.  
Growth Curves:  graph that plots # of organisms in a growing  population over time   §   Lag Phase:  time period where the cells are adapting to  the new environment, do not reproduce right away, 
synthesize enzymes to use nutrients in the medium 
§   Log Phase:  phase when cell population increases  logarithmically  §   Stationary Phase:  nutrients become depleted and the  number of dying cells equal the number of cells being 
produced, population remains constant  
§   Death Phase:  the number of cell deaths rises about the  number of cells produced  Diauxic Shift:  Discovered by Jacques Monod 1941. different  sugars produce different growth curves, the growth curves 
are typically based off of how the bacteria would be grown in 
a laboratory setting, with a single carbon source. The true 
growth curves would be different than these standard ones 
because the organism would have many different carbon 
sources in real life.  
o  Methods for Analyzing Growth:   §   Hemocytometer:  sample under a glass slide with an  etched grid on the bottom, the grid is 25 squares and 
designed to suspend the microbes in 0.02mm of liquid, 
volume of suspension of microbes is 1mm x 1mm x 
0.02mm = 0.02mm^3 
ú   Not good for motile things   §   Coulter Counter:  as cells pass through triggers an  electronic sensor that tallies their numbers 

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