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Zellteilung Rechner

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Wie berechnet man die Generationszeit?Wie berechne ich die Generationszeit mit diesem Rechner?FAQs

Mit unserem Zellteilung-Rechner kannst du die Generationszeit (auch Verdopplungszeit genannt) einer Zellkultur anhand der Konzentration, der Konfluenz oder eines anderen geeigneten Parameters bestimmen. Lies weiter, um zu erfahren, wie du die Verdopplungszeit von Zellen berechnen kannst, und lerne die Zellteilung-Formel kennen.

Die Generationszeit ist die Zeit, die eine Zelle braucht, um ihre Population zu verdoppeln. Jeder Zelltyp hat seine eigene Verdopplungszeit, die von den Zellkulturbedingungen abhängt. Die Zugänglichkeit von Sauerstoff und Nährstoffen, die Temperatur und der Druck sind nur einige Faktoren, die die Wachstumsrate der Zellen beeinflussen.

Zum Beispiel kann sich das Bakterium E. coli im Labor alle 20 Minuten teilen (mehr dazu in unserem Generationszeit Rechner 🇺🇸), während es in unserem Darm, wo es natürlich vorkommt, mehrere Stunden braucht. Unter bestimmten Bedingungen vermehrt sich ein Zelltyp mit einer (mehr oder weniger) konstanten Geschwindigkeit. Diese Vermehrung bewirkt ein exponentielles Wachstum 🇺🇸 der Zellzahl.

Die Bestimmung der Generationszeit von Zellen hat viele praktische Anwendungen, z. B. bei der Reinigung von Wasser in einer Abwasser 🇺🇸anlage.

Exponentielles Wachstum der Zellen. Jede Zelle teilt sich in zwei.

Wie berechnet man die Generationszeit?

Um die Generationszeit zu berechnen, verwende die folgende Formel:

Generationszeit=Dauerln(2)ln(EndkonzentrationAnfangskonzentration)\footnotesize \text{Generationszeit} \!= \!\frac{ \text{Dauer}\cdot ln(2)}{ln(\frac{\text{Endkonzentration}}{\text{Anfangskonzentration}})}

Um diese Formel für die Generationszeit zu verwenden:

  1. Wähle einen Referenzparameter aus. Das kann die Anzahl der Zellen, die Konzentration oder der Konfluenzgrad sein. Miss diesen Parameter zu Beginn eines Experiments.
  2. Warte einen bestimmten Zeitraum ab. Je nach Zelltyp und Kulturbedingungen können das ein paar Minuten, Stunden oder Tage sein.
  3. Miss die gewählten Parameter nach diesem Zeitraum erneut.
  4. Berechne die Zellteilung.

💡 Die Konzentration ist die Anzahl der Zellen pro Volumeneinheit (d. h. Zellen/ml). Du kannst sie z. B. mit einem Hämozytometer wie der Bürker-Zählkammer ermitteln. Die Konfluenz ist die prozentuale Bedeckung der Oberfläche eines Kulturgefäßes mit adhärenten (anheftenden) Zellen.

Wie berechne ich die Generationszeit mit diesem Rechner?

Angenommen, du hast eine Zellkultur von Bauchspeicheldrüsenkrebszellen und musst die Verdopplungszeit unter bestimmten Bedingungen ermitteln. Du hast die Bürker-Zählkammer benutzt und festgestellt, dass du 10 400 Zellen pro Milliliter hast. Nach 72 Stunden Inkubationszeit stellst du fest, dass sich die Konzentration auf 27 600 Zellen pro Milliliter gestiegen ist.

Um die Verdopplungszeit zu ermitteln, musst du nur die Zellteilung-Formel anwenden:

Generationszeit=Dauerln(2)ln(EndkonzentrationAnfangskonzentration)\footnotesize \text{Generationszeit} \!= \!\frac{ \text{Dauer}\cdot ln(2)}{ln(\frac{\text{Endkonzentration}}{\text{Anfangskonzentration}})}

Für unser Beispiel setzen wir also ein:

  • Die Dauer beträgt 72 Stunden;
  • Die Anfangskonzentration beträgt 10 400 Zellen/Milliliter; und
  • Die Endkonzentration beträgt 27 600 Zellen/Milliliter.

💡 ln ist der natürliche Logarithmus 🇺🇸 – ein Logarithmus zur Basis der mathematischen Konstante e.

Generationszeit=72ln(2)ln(2760010400)=720,6931ln(2,653846)=49,90320,976=51,1Stunden\footnotesize \begin{aligned} \text{Generationszeit} \!&= \!\frac{72\cdot ln(2)}{ln(\frac{27\hspace{0.5mm}600}{10\hspace{0.5mm}400})} \! =\! \frac{72\cdot 0,\!6931}{ln(2,\!653846)} \\ &= \frac{49,\!9032}{0,\!976} = 51,\!1 \text{Stunden} \end{aligned}

Diese Verdopplungszeit entspricht etwa 51 Stunden. Wenn du auch die Wachstumsrate ermitteln möchtest, benutze diese Formel:

Wachstumsrate=ln(EndkonzentrationAnfangskonzentration)Dauer=0,97672=0,01356ZellenStunde\footnotesize \begin{aligned} \text{Wachstumsrate} &= \frac{ln(\frac{\text{Endkonzentration}}{\text{Anfangskonzentration}}) }{\text{Dauer}} \\ &= \frac{0,\!976}{72} = 0,\!01356 \frac{\text{Zellen}}{\text{Stunde}} \end{aligned}

Die Wachstumsrate beträgt 0,01356 Zellen pro Stunde.

Du arbeitest in einem Labor mit Zellen? Probiere unbedingt unseren
Log-Stufen Rechner 🇺🇸, um die logarithmische und prozentuale Reduktion der Mikroorganismen nach einer Behandlung zu berechnen.

FAQs

Wie berechnet man die Zellteilung?

Jede Bakterienpopulation hat vier charakteristische Wachstumsphasen: Anlaufphase (Lag), exponentielles Wachstum, stationäres Wachstum und Tod. Um die Generationszeit (auch bekannt als Verdopplungszeit) von Bakterien zu bestimmen, musst du die Konzentration (durch Messung der optischen Dichte) zu Beginn und am Ende der exponentiellen Wachstumsphase ermitteln. Überprüfe dann, wie lang diese exponentielle Wachstumsphase war, und verwende die Formel für die Verdopplungszeit der Zellkultur:

Generationszeit = Dauer × ln(2) / ln(Endkonzentration / Anfangskonzentration)

Wie lange dauert es, bis sich die Bakterien verdoppeln?

Bakterien können sich alle 10 Minuten, alle 5 Stunden, alle 60 Stunden oder sogar alle tausend Jahre verdoppeln. Die Verdopplungszeit von Bakterien hängt von ihrer Art, ihrer Lebensumgebung und dem Zugang zu Nährstoffen ab. Zum Beispiel kann sich das Bakterium E. coli im Labor alle 20 Minuten verdoppeln, während es in unserem Darm, wo es natürlich vorkommt, mehrere Stunden braucht.

Was ist exponentielles Wachstum in der Biologie?

Exponentielles Wachstum ist in der Biologie mit dem Wachstum der Population eines Organismus verbunden. Wenn ein Organismus einer bestimmten Art immer ungefähr die gleiche Anzahl an Nachkommen zeugt (und es ist mehr als einer) und dies in ungefähr der gleichen Zeit geschieht, wird seine Population exponentiell wachsen (wenn es reichlich Ressourcen, Platz und keine Raubtiere gibt).

Ein perfektes Beispiel für exponentielles Wachstum ist die Zellteilung. Jede Zelle erzeugt zwei neue Zellen. Am Anfang ist es eine Zelle, dann zwei, vier, acht, sechzehn und so weiter.

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