El documento describe el efecto del pH y la temperatura sobre el crecimiento microbiano. Explica que el pH afecta procesos como la solubilidad de gases y nutrientes, y que los microorganismos tienen un pH óptimo, mínimo y máximo para su crecimiento. Asimismo, detalla cómo la temperatura influye en las reacciones bioquímicas y cómo los microorganismos se clasifican como psicrófilos, mesofílicos y termófilos/hipertermófilos dependiendo de su temperatura óptima. Finalmente, presenta los

1. Instituto Politécnico Nacional
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
Laboratorio de Microbiología General
Influencia del pH y la temperatura sobre el crecimiento microbiano.
Equipo: 2

2. pH en el medio
• El grado de acidez y alcalinidad en los medios de cultivo se expresa en términos
de concentración de Hidrogeniones. En medios acuosos las bases y los ácidos
se disocian en iones H+ y OH-

3. • El pH en un medio afecta directamente a un microorganismo y a enzimas e influye
en la solubilidad de muchas moléculas que de alguna manera indirecta ejercen
alguna influencia sobre el microorganismo.
• Solubilidad CO2
• Velocidad de fotosíntesis
• Disponibilidad de nutrientes (NH4, PO4)
• Movilidad de metales pesados
• Velocidad de replicación

4. • Todos los microrganismo
tienen un pH mínimo, máximo
y optimo de crecimiento.
• La mayoria de los ambientes
naturales tien un valor de pH
entre 5 y 9 y los
microorganismos con pH
obtimo de esten orden son los
mas comunes.

6. Acidofilos
• Los organismos que crecen mejor a bajo pH constituyen un tipo de extremofilos
llamados acidófilos. El grupo de los hongos son mas acidófilos que las bacterias,
muchos hongos crecen en forma optima a pH 5 o inferior e incluso algunos
crecen bien a pH 2.
• algunas bacterias son acidófilas estrictas incapaces de crecer a pH neutro.
Algunas producen su ambiente ácido por ejemplo Sulfolobus que produce ácido
sulfúrico.

7. Alcalófilicos
• Unos cuantos extremofilos presentan un pH optimo de crecimiento muy elevado a
veces tan alto como pH 10 se denominan alcalófilos. Los microorganismos
alcalófilos se encuentran por lo general en hábitat muy básicos como lagos sódicos y
suelos muy carbonatados.
• Algunos alcalóficos tienen aplicación industrial porque producen enzimas hidroliticas
como proteasas y lipasas que funcionan bien a pH alcalino y se usan como aditivos
de los detergentes domésticos.

9. pH intracelular
• Una característica de los microorganismos que viven en pH extremo es que su
pH intercelular es próximo a la neutralidad para poder llevar a cabo la síntesis
quimiosmótica de ATP.
Regulación del pH
intracelular
Largo plazo
Mecanismo de acción
inmediata ante las
alteraciones agudas del
pH
Mecanismos de acción
más lenta que corrigen
las alteraciones crónicas
Corto plazoBombas de H+

10. Acción inmediata ante las
alteraciones agudas del pH
• Mediado por la propia capacidad tamponadora de la célula, gracias a
proteínas, esto se logra debido a la alta cantidad de proteínas que posee y
es muy eficaz ya que su pK es muy cercano al pH intracelular
• Tampón Carbónico/Bicarbonato: H+ + HCO–
3 Æ H 2CO3 Æ CO2 + H2O
• Tampón Fosfato : H+ + HPO2-4 Æ H2 PO4–
• Tampón Proteinato: H+ + Protein2– Æ HProtein (n–1)–

11. Intercambiador Na+/H+
• extrae H+ del citoplasma a cambio de Na+ extracelular, actuando como un
basificador celular; y una familia de proteínas que son capaces de transportar
bicarbonato a ambos lados de la membrana celular, los intercambiadores C I - / C 0
3 H
• De esta familia de intercambiadores se han descrito, hasta la fecha, tres formas:

12. 1º
• Un intercambiador Cl-/CO3H- independiente de Na+, que actúa extrayendo
CO3H- intracelular en intercambio por Cl- extracelular, por lo que acidifica el
citoplasma y promueve la recuperación del pHi tras una sobrecarga alcalina
intracelular

13. 2º
• Un intercambiador Cl-/CO3H- dependiente de Na+, que saca Cl- y H+ de la
célula en intercambio por CO3H- y Na+ extracelulares, cuyo efecto es la
alcalinización celular.

14. 3º
• El balance en las concentraciones de ácidos y bases dentro de la célula
tiende a desequilibrarse porque existe una tendencia a la acumulación de
ácidos en el citoplasma, que acaece como consecuencia de los siguientes
procesos:
• 1) la entrada pasiva de protones;
• 2) la entrada de ácidos débiles;
• 3) la salida de bases débiles;
• 4) la salida del ión CO3H-, y 5) los productos generados en las reacciones
del metabolismo celular.

15. Transporte activo
• Movimiento de moléculas en contra del gradiente de
concentración.
• Activo primario: por bombas de ATP
• Activo secundario: cotransporte

16. Primario
• Está representado por una hidrogenion-potasioadenosina-trifosfatasa (H+, K+
ATP-asa), una enzima magnesio-dependiente que está conformada por dos sub-
unidades polipéptidas, una mayor o alfa que reacciona con el ATP citosólico para
obtener energía, y una menor o beta cuya función no ha sido establecida.
• Este primer componente intercambia el H+ citoplasmático derivado del agua por
un K+ del fluido canalicular utilizando la energía extraída del ATP.

17. Co transporte
Simporte
• Dos moléculas son transportados por
una misma proteína en la misma
dirección una a favor del gradiente y la
otra en contra (Na+/glucosa o
Na+/aminoácidos)
Antiporte
• Dos moléculas son transportadas por
la misma proteína pero en direcciones
diferentes. Una a favor del gradiente
y la otra en contra (Na+/Ca2+ o
Na+/H+)

19. EFECTO DE LA TEMPERATURA
 Es un factor ambiental físico que afecta todas las reacciones bioquímicas y
por lo tanto el crecimiento de los microorganismos.
 A temperaturas bajas es que el agua se congela, y deja de ser el medio
para reacciones metabólicas, además los cristales rompen la membrana.
 Las temperaturas altas afectan a los tres tipos fundamentales de
moléculas biológicas: lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, produciendo
cambios estructurales que desembocan en su desnaturalización.

20.  Afecta la solubilidad de los gases en el agua, de manera que a altas
temperaturas puede haber requerimiento de O2 y/o de CO2.
 Cerca de los 100 °C la membrana se hace fluida y puede ser letal.
 Antes de los 75 °C, la clorofila se degrada perdiéndose la capacidad
fotosintética.

21. TEMPERATURAS
CARDINALES
Limite de temperatura de crecimiento:
Los límites de temperatura dentro de los cuales pueden encontrarse organismos vivos son amplios
y van desde -18 oC hasta 113 oC.
ÓPTIMA
MÍNIMA
MÁXIMA

22. : µ máxima
TEMPERATURAS
CARDINALES
Mínima, óptima y
máxima de
crecimiento de los
microorganismos.

23. Habitats de los microorganismos estenotérmicos: temperaturas
constantes a lo largo del año

24. Habitats de los microorganismos euritérmicos: temperaturas
extremas a lo largo del año
Desierto de Utha
Desierto de Israel Desierto de Sonora

25. LÍMITES DE TEMPERATURA DE CRECIMIENTO
Estenotérmicos: crecimiento de temperatura
muy estrecha. Ejemplo: Neisseria gonorrhoeae (30
y 38)
Euritérmicos: crecimiento en temperatura muy
amplia. Ejemplo: Enterococcus faecalis (0 a 44ºC)

26. Clasificación de los microorganismos con base a la
temperatura óptima de crecimiento
• Termofílicos/extremos Mesofílicos Psicrofílicos/Facultativos

27. PSICROFÍLICOS
• Tienen una temperatura óptima de crecimiento menor 15C.
• Sus enzimas trabajan eficientemente a estas temperaturas bajas.
• Regiones congeladas la mayor parte del año: Ártico y del Antártico.

28. Adaptaciones para crecer óptimamente a
temperaturas bajas
Mantener una fluidez de la membrana para funcionar adecuadamente.
-Alto contenido de ácidos grasos insaturados en la membrana.
-Procesos de transporte activos y eficientes en la membrana.
-Enzimas eficientes con actividad óptima a bajas temperaturas.
• Membranas con altas proporción de ácidos grasos
insaturados que la hacen más fluida en un ambiente frío o
congelado

29. PSICROFÍLICOS FACULTATIVOS
-Pueden crecer a temperaturas menores de 15 C.
-Su temperatura óptima: 25 a 30 C.
-Ejemplos: -Micrococcus
- Corynebacterium
- Streptococcus
- Flavobacterium
- Arthrobacter

30. MESOFÍLICOS
• Crecen a una temperatura óptima de: 20 - 42 C.
• Están ampliamente distribuidos en la naturaleza.
• Ejemplos: La mayoría de las bacterias, hongos,
protozoarios y algas.
• Pueden ser patógenas o saprofitas

31. TERMOFÍLICOS
o Temperatura óptima de crecimiento: 45 a 70 oC.
o Aislamiento: suelos (50 oC), pastura, compostas, basureros, silos
(60-65oC), fenómenos volcánicos, aguas termales.

32. Bacillus stearothermophillus Bacillus infernus
Termus aquaticus Chloroflexus aurantiacus

33. Adaptaciones para crecer óptimamente
a altas temperaturas
o Alto contenido ácidos grasos saturados en su
membrana citoplasmática.
o Estabilidad de las proteínas con enzimas eficientes.
o Solutos termoprotectores.
o Alto contenido G - C.
o DNA estabilizado.
o Sintetizan proteínas de choque térmico (hsp).

34. • Su membrana es una bicapa de fosfolípidos con una mayor
cantidad ácidos grasos saturados unidos por un enlace éster.
• Los ácidos grasos saturados la hacen más rígida en un ambiente
caliente que la solubilizaría.

35. Proteínas termoestables
 Tienen mayor cantidad de residuos hidrofóbicos,
 Más aminoácidos con carga y menos aminoácidos sin carga ó polares, que
en las proteínas mesófilas.

36. Proteínas de choque térmico
(hsp).
• No todas las proteínas de choque térmico
son chaperoninas ni todas las chaperoninas
son proteínas de estrés térmico.
• Tienen un papel protector y evitan que las
proteínas alcancen un estado de agregación
irreversible.

37. TERMOFÍLICOS EXTREMOS E
HIPERTERMOFÍLICOS
Termofílicos extremos:
Temperatura óptima de crecimiento de 70 a 80 oC.
Hipertemofílicos:
Temperatura óptima de crecimiento > 90 oC.
Se pueden aislar de: manantiales calientes o géiseres (93 – 100 o C), de chorros
de vapor, suelos volcánicos ó fumarolas y volcanes marinos (350 C).
Ejemplos: bacterias y arqueas

38. Adaptaciones para crecer a
temperaturas extremas
o Arqueas:
o La membrana citoplasmática:
 Presencia lípidos isopreno unidos con enlace éter.
 Su membrana es una bicapa con enlace diéter.
 Son más rígidas, estables y resistentes al calor.
Bicapa de glicerol diéter
glicerol difitanil-glicerol-diéter

39. Adaptaciones del DNA celular para estabilidad en
temperaturas extremas
• Presentan una DNA girasa reversa:
• La enzima funciona para volver a
enrollar el DNA y no existe en
ningún otro tipo de organismo

40. Objetivos
• Observar el efecto que ejerce el pH de un medio de cultivo
sobre el crecimiento microbiano.
• Observar el efecto de la temperatura de incubación sobre el
crecimiento microbiano y determinar las temperaturas
cardinales de los microorganismos.

41. Resultados obtenidos pH
0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11
Crecimiento
aproximado(+/-)
Escherichia coli Lab 3
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 3
Equipo 4
0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11
Crecimientoaproximado(+/-)
Escherichia coli Lab 4
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 3
Equipo 4

42. 0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11
Crecimientoaproximado(+/-) Saccharomyces cerevisiae Lab 3
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 3
Equipo 4
0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11Crecimietoaproximado(+/-)
Saccharomyces cerevisiae Lab 4
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 3
Equipo 4

43. 0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH:7 pH: 9 pH: 11
Crecimientoaproximado
(+/-)
Pseudomonas aeruginosa Lab 3
Equipo 5
Equipo 6
Equipo 7
Equipo 8
0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH:7 pH: 9 pH: 11
Crecimientoaproximado(+/-)
Pseudomonas aeruginosa Lab 4
Equipo 5
Equipo 6
Equipo 7
Equipo 8

44. 0
0.5
1
1.5
2
2.5
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11
Crecimiento
aproximado(+/-)
Bacillus CFW Lab 3
Equipo 5
Equipo 6
Equipo 7
Equipo 8
0
1
2
3
4
pH: 3 pH: 5 pH: 7 pH: 9 pH: 11Crecimientoaproximado(+/-)
Bacillus CFW Lab 4
Equipo 5
Equipo 6
Equipo 7
Equipo 8

45. Equipo 4 Lab 3 Equipo 8 Lab 3

46. Resultados temperatura
0
1
2
3
4
5
4 28 37 45 55
Crecimiento(+/-)
Temperatura (ºC)
Saccharomyces cerevisiae
Equipo 1 Lab 3
Equipo 5 Lab 3
Equipo 1 Lab 4
Equipo 3 Lab 4

47. 0
1
2
3
4
4 28 37 45 55
Crecimiento(+/-)
Temperatura (ºC)
Klebsiella pneumoniae
Equipo 2 Lab 3
Equipo 6 Lab 3
Equipo 8 Lab 4
Equipo 2 Lab 4

48. 0
1
2
3
4
4 28 37 45 55
Crecimiento(+/-)
Temperatura (ºC)
Micrococcus luteus
Equipo 3 Lab 3
Equipo 7 Lab 3
Equipo 6 Lab 4
Equipo 7 Lab 4

49. 0
1
2
3
4
4 28 37 45 55
Crecimiento(+/-)
Temperatura (ºC)
Bacillus CFW
Equipo 4 Lab 3
Equipo 8 Lab 3
Equipo 4 Lab 4
Equipo 5 Lab 4

50. Equipo 4 Lab 3
Equipo 4 Lab 3

51. Bibliografia
• Prescott, L. M., Harley, J. P., y Klein, D. A. Microbiología. 4ª edición.
McGraw-Hill Interamericana, 1999. Madigan, M. T., Martinko, J. M., y Parker,
J. Brock Biología de los Microorganismos.
• http://www.revistanefrologia.com/es-publicacion-nefrologia-articulo-biologia-
molecular-los-mecanismos-transporte-reguladores-del-ph-intracelular-
X0211699594006828.