BIOLOGIA LEZIONE N.5 slide N. 74 ORIGINE della VITA ORIGINE della VITA B ATTERIOLOGIA B ATTERIOLOGIA...
-
Upload
pierina-corradini -
Category
Documents
-
view
220 -
download
5
Transcript of BIOLOGIA LEZIONE N.5 slide N. 74 ORIGINE della VITA ORIGINE della VITA B ATTERIOLOGIA B ATTERIOLOGIA...
BIOLOGIABIOLOGIA
LEZIONE N.LEZIONE N.55slide N. slide N. 7474
ORIGINE della VITAORIGINE della VITA
BBATTERIOLOGIAATTERIOLOGIA
Prof. Fabrizio CarmignaniProf. Fabrizio [email protected]@hotmail.it
IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)
classe II ITIclasse II ITI
INDICE:INDICE:
1.1. ORIGINE della VITAORIGINE della VITA
A.A. La Terra primordialeLa Terra primordialeB.B. Evoluzione chimicaEvoluzione chimicaC.C. Evoluzione biologicaEvoluzione biologica
2.2. BATTERIOLOGIABATTERIOLOGIA
A.A. Classificazione e morfologia battericaClassificazione e morfologia battericaB.B. Struttura cellula battericaStruttura cellula battericaC.C. La riproduzione battericaLa riproduzione battericaD.D. Modalità nutritive dei batteriModalità nutritive dei batteriE.E. Batteriologia sistematicaBatteriologia sistematicaF.F. Ruolo ecologico dei batteriRuolo ecologico dei batteri
1.1.
ORIGINE della VITAORIGINE della VITA
A. A.
La TERRA PRIMORDIALELa TERRA PRIMORDIALE
La storia biologica e quella geologica La storia biologica e quella geologica
della Terra (età di della Terra (età di 4,64,6 miliardi di anni miliardi di anni circa)circa) sono interconnesse sono interconnesse
Circa Circa 33 miliardi di anni fa miliardi di anni fa la Terra era la Terra era ricca di vulcani che eruttavano polveri e ricca di vulcani che eruttavano polveri e gas nell’atmosfera e rocce fuse sul suologas nell’atmosfera e rocce fuse sul suolo
Le coste erano dominate da formazioni Le coste erano dominate da formazioni rocciose di colore rocciose di colore verde chiaro verde chiaro che in che in
realtà erano spessi agglomerati di realtà erano spessi agglomerati di
batteri: le cosiddette batteri: le cosiddette STROMATOLITISTROMATOLITI
La VITA ebbe inizio su una TERRA La VITA ebbe inizio su una TERRA primordialeprimordiale
L’atmosfera primordiale probabilmente L’atmosfera primordiale probabilmente conteneva Hconteneva H22O, CO O, CO (monossido di carbonio)(monossido di carbonio), CO, CO2 2 , ,
NN2 2 (azoto)(azoto) ,, e forse anche CH e forse anche CH4 4 (metano) (metano) e NHe NH3 3
(ammoniaca) (ammoniaca) mentre l’ossigeno era scarso o mentre l’ossigeno era scarso o assenteassente
L’attività vulcanica e le radiazioni ultraviolette L’attività vulcanica e le radiazioni ultraviolette dovevano essere molto intense dovevano essere molto intense
STROMATOLITISTROMATOLITI
Formazioni stratificate Formazioni stratificate (STROMATOLITI) (STROMATOLITI) fossili fossili risalenti a risalenti a 2,5 miliardi di anni fa 2,5 miliardi di anni fa segnano il segnano il
momento in cui i momento in cui i batteri fotosintetici batteri fotosintetici cominciarono a produrre l’cominciarono a produrre l’OSSIGENOOSSIGENO che rese che rese
aerobica l’atmosferaaerobica l’atmosfera
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Quale è l’età della terra?Quale è l’età della terra?2.2. Che cosa si intende per terra primordiale?Che cosa si intende per terra primordiale?3.3. Che cosa sono le stromatoliti?Che cosa sono le stromatoliti?
B. B.
EVOLUZIONE CHIMICAEVOLUZIONE CHIMICA
I più antichi procarioti (BATTERI) fossili I più antichi procarioti (BATTERI) fossili sono datati sono datati 3,5 miliardi di anni3,5 miliardi di anni, ma la , ma la
vita potrebbe essersi originata a partire vita potrebbe essersi originata a partire da materia non vivente anche da materia non vivente anche 3,9 3,9
miliardi di anni familiardi di anni fa
La La I tappa I tappa è stata quella di ottenere piccole è stata quella di ottenere piccole molecole organiche, probabilmente grazie molecole organiche, probabilmente grazie
a reazioni innescate dall’energia dei a reazioni innescate dall’energia dei fulmini o delle radiazioni ultraviolette fulmini o delle radiazioni ultraviolette
nell’atmosfera primordiale (vedi nell’atmosfera primordiale (vedi esperimento di esperimento di MILLERMILLER))MATERIA NON MATERIA NON
VIVENTEVIVENTEMATERIA VIVENTEMATERIA VIVENTE
EVOLUZIONE EVOLUZIONE CHIMICACHIMICA
EVOLUZIONE CHIMICA: EVOLUZIONE CHIMICA: prima tappaprima tappa
MATERIA NON MATERIA NON VIVENTEVIVENTE
MATERIA VIVENTE MATERIA VIVENTE (ORGANICA)(ORGANICA)
EVOLUZIONE EVOLUZIONE CHIMICACHIMICA
PRIME CELLULE PRIME CELLULE PROCARIOTICHEPROCARIOTICHE
EVOLUZIONEEVOLUZIONE BIOLOGICABIOLOGICA
PRIME CELLULEPRIME CELLULE EUCARIOTICHEEUCARIOTICHE
Un’atmosfera iniziale priva di Un’atmosfera iniziale priva di OSSIGENOOSSIGENO
Nel 1953, Nel 1953, Stanley MILLER Stanley MILLER mise a punto una mise a punto una serie di esperimenti per riprodurre l’atmosfera serie di esperimenti per riprodurre l’atmosfera primordiale della Terra. Miller partì dall’ipotesi primordiale della Terra. Miller partì dall’ipotesi degli scienziati degli scienziati OPARINOPARIN e e HALDANEHALDANE, secondo la , secondo la
quale l’atmosfera primordiale era priva di quale l’atmosfera primordiale era priva di ossigeno e quindi riducenteossigeno e quindi riducente
Stanley MILLERStanley MILLER
Gli esperimenti per ricreare il Gli esperimenti per ricreare il «BRODO PRIMORDIALE» «BRODO PRIMORDIALE»
““BRODO PRIMORDIALE” BRODO PRIMORDIALE”
Insieme di sostanze chimiche disciolte Insieme di sostanze chimiche disciolte nelle acque dei mari (tranquille nelle acque dei mari (tranquille
lagune) presenti sulla TERRA lagune) presenti sulla TERRA primordialeprimordiale
Secondo l’ipotesi di Secondo l’ipotesi di OPARINOPARIN, l’atmosfera , l’atmosfera primitiva conteneva:primitiva conteneva:
METANO, AMMONIACA, METANO, AMMONIACA, IDROGENO , IDROGENO , VAPORE ACQUEOVAPORE ACQUEO
Le reazioni chimiche tra queste sostanze Le reazioni chimiche tra queste sostanze avrebbero originato le prime molecole avrebbero originato le prime molecole
organiche, che sono le molecole basilari degli organiche, che sono le molecole basilari degli esseri viventiesseri viventi
L’atmosfera riducente (senza ossigeno) L’atmosfera riducente (senza ossigeno) avrebbe favorito la formazione di molecole avrebbe favorito la formazione di molecole
complesse a partire da molecole più semplicicomplesse a partire da molecole più semplici
Il «brodo primordiale» di OPARINIl «brodo primordiale» di OPARIN
Acqua raffreddata Acqua raffreddata contenente contenente
COMPOSTI ORGANICICOMPOSTI ORGANICI
Flusso d’acqua freddaFlusso d’acqua fredda
CONDENSATORECONDENSATORE
CAMPIONE PER L’ANALISI CHIMICACAMPIONE PER L’ANALISI CHIMICAHH22OO
««MAREMARE»»
VAPORE ACQUEOVAPORE ACQUEO««ATMOSFERAATMOSFERA»»
ELETTRODOELETTRODOCHCH44
NHNH33 HH 22
Esperimento Esperimento di MILLER di MILLER
(1953)(1953)
Simulazioni delle condizioni primordiali in laboratorio Simulazioni delle condizioni primordiali in laboratorio hanno prodotto hanno prodotto amminoacidi, zuccheri, lipidi, basi amminoacidi, zuccheri, lipidi, basi azotateazotate presenti nei presenti nei nucleotidi nucleotidi (mattoni) del DNA e (mattoni) del DNA e
dell’RNA e perfino dell’RNA e perfino ATP ATP (adenosintrifosfato), molecola (adenosintrifosfato), molecola contenente energia. contenente energia. Tutte queste sostanze Tutte queste sostanze
sono tipiche degli esseri viventi sono tipiche degli esseri viventi
ESPERIMENTO di Stanley MILLERESPERIMENTO di Stanley MILLER
Oggi, la maggior parte degli scienziati ritiene Oggi, la maggior parte degli scienziati ritiene che la composizione dell’atmosfera che la composizione dell’atmosfera primordiale doveva primordiale doveva essere diversa essere diversa da quella da quella presunta da Miller.presunta da Miller.
Viene ritenuto più probabile che i gas Viene ritenuto più probabile che i gas presenti nell’atmosfera fossero soprattutto presenti nell’atmosfera fossero soprattutto CO, COCO, CO22, N, N22 (prodotti da vulcani in eruzione), (prodotti da vulcani in eruzione), piuttosto che Hpiuttosto che H22, CH, CH44 e NH e NH33..
Alcuni studiosi ritengono inoltre più Alcuni studiosi ritengono inoltre più probabile che la vita si sia originata a livello probabile che la vita si sia originata a livello di di vulcani sommersi vulcani sommersi o o sorgenti sottomarine sorgenti sottomarine idrotermaliidrotermali DNA – acido DNA – acido
desossiribonucleicodesossiribonucleicoRNA – acido ribonucleicoRNA – acido ribonucleico
ACIDI NUCLEICIACIDI NUCLEICImolecole basilari per la molecole basilari per la
vitavita
LE IPOTESI SUCCESSIVELE IPOTESI SUCCESSIVE
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Quando si sono avute le prime forma di vita sulla Quando si sono avute le prime forma di vita sulla terra?terra?
2.2. Che cosa si intende per evoluzione chimica?Che cosa si intende per evoluzione chimica?3.3. Descrivi l’esperimento di Stanley MillerDescrivi l’esperimento di Stanley Miller4.4. Che cosa ottenne?Che cosa ottenne?5.5. Quali ipotesi successive sono state fatte?Quali ipotesi successive sono state fatte?
La La II tappa II tappa più importante a livello chimico più importante a livello chimico deve essere stata la polimerizzazione, cioè deve essere stata la polimerizzazione, cioè
la formazione di grandi molecole come gli la formazione di grandi molecole come gli ACIDI NUCLEICI ACIDI NUCLEICI e le e le PROTEINEPROTEINE, a , a partire dai rispettivi monomeri, piccole partire dai rispettivi monomeri, piccole
molecole (mattoni):molecole (mattoni):
NUCLEOTIDI:NUCLEOTIDI: “mattoni” degli “mattoni” degli ACIDI ACIDI NUCLEICINUCLEICI
AMMINOACIDI:AMMINOACIDI: “mattoni” delle “mattoni” delle PROTEINEPROTEINE
Le piccole molecole organiche formarono Le piccole molecole organiche formarono grandi molecole (polimeri) su rocce calde grandi molecole (polimeri) su rocce calde (es. argille) dando origine a (es. argille) dando origine a PROTEINE PROTEINE e e ACIDI NUCLEICIACIDI NUCLEICI, sostanze fondamentali , sostanze fondamentali
degli esseri viventi degli esseri viventi
EVOLUZIONE CHIMICA: EVOLUZIONE CHIMICA: seconda tappaseconda tappa
I I POLIMERIPOLIMERI sono composti naturali o sintetici sono composti naturali o sintetici a elevato peso molecolare (P.M.) costituiti da a elevato peso molecolare (P.M.) costituiti da molecole di grandi dimensioni e per questo molecole di grandi dimensioni e per questo
definite definite MACROMOLECOLEMACROMOLECOLE
I polimeri derivano dalla unione, chiamata I polimeri derivano dalla unione, chiamata polimerizzazione , di molecole di piccole polimerizzazione , di molecole di piccole
dimensioni e a basso peso molecolare , cioè i dimensioni e a basso peso molecolare , cioè i MONOMERI, MONOMERI, che si concatenano tra di loro che si concatenano tra di loro
secondo lunghe sequenze e rappresentano le secondo lunghe sequenze e rappresentano le unità strutturali dei polimeriunità strutturali dei polimeri
POLIMERI e MONOMERIPOLIMERI e MONOMERI
UNIONE di TANTI MONOMERI
UN POLIMERO
I POLIMERI si dividono in:I POLIMERI si dividono in:
1.1.OMOPOLIMERIOMOPOLIMERI: : formati da un solo tipo di formati da un solo tipo di monomero Es. il monomero Es. il POLIETILENEPOLIETILENE che che
risulta dall'unione di numerose molecole di etilenerisulta dall'unione di numerose molecole di etilene
2.2.COPOLIMERICOPOLIMERI:: formati dall’unione di 2 o più tipi di formati dall’unione di 2 o più tipi di monomero monomero Es. il Es. il NAILONNAILON formato formato
dall'unione di molecole di acido adipico e di dall'unione di molecole di acido adipico e di esametilendiamminaesametilendiammina
Sono POLIMERI importanti sostanze naturali Sono POLIMERI importanti sostanze naturali come la come la cellulosacellulosa, le , le proteineproteine, gli , gli acidi acidi nucleicinucleici, la , la gomma naturalegomma naturale, come pure , come pure
materiali sintetici (artificiali) di fondamentale materiali sintetici (artificiali) di fondamentale interesse tecnologico, come le interesse tecnologico, come le
materie plastichematerie plastiche (polietilene, PVC…) (polietilene, PVC…)
Detto anche Detto anche TWARONTWARON è una fibra sintetica è una fibra sintetica polimerica che a parità di peso è polimerica che a parità di peso è 5 volte più 5 volte più
resistente dell'acciaioresistente dell'acciaio Il Kevlar ha un grande resistenza al calore e si decompone Il Kevlar ha un grande resistenza al calore e si decompone
a circa 500 °C senza fondere. a circa 500 °C senza fondere.
Esempio di POLIMERO sintetico: Esempio di POLIMERO sintetico: KEVLARKEVLAR
MONOMERMONOMEROO
Per le sue caratteristiche di Per le sue caratteristiche di resistenza, il resistenza, il kevlar kevlar viene viene
utilizzato per la costruzione utilizzato per la costruzione di giubbotti antiproiettile di di giubbotti antiproiettile di
attrezzature per gli sport attrezzature per gli sport estremi, di componenti per estremi, di componenti per
gli aeromobili. gli aeromobili. Il Il kevlarkevlar è stato inventato è stato inventato nel 1965, ed è attualmente nel 1965, ed è attualmente un marchio di fabbrica della un marchio di fabbrica della
DuPontDuPont
A questo punto, dopo aver ottenuto le grandi A questo punto, dopo aver ottenuto le grandi molecole fondamentali degli esseri viventi, la molecole fondamentali degli esseri viventi, la
III TAPPA III TAPPA dovrebbe essere stata quella che dovrebbe essere stata quella che all’interno di queste molecole, alcune all’interno di queste molecole, alcune
contenenti informazioni (ACIDI NUCLEICI), contenenti informazioni (ACIDI NUCLEICI), diventarono capaci di duplicarsi e trasmettere diventarono capaci di duplicarsi e trasmettere
le informazioni alle cellule figlie. le informazioni alle cellule figlie. Le prime molecole in grado di DUPLICARSI Le prime molecole in grado di DUPLICARSI
potrebbero esser state molecole di potrebbero esser state molecole di RNA: acido RIBONUCLEICO RNA: acido RIBONUCLEICO
che quindi ha che quindi ha rappresentato il primo materiale genetico. rappresentato il primo materiale genetico.
Un’informazione completa, scritta in un certo Un’informazione completa, scritta in un certo modo sulla molecola di RNA, prende il nome modo sulla molecola di RNA, prende il nome
di di GENEGENE
EVOLUZIONE CHIMICA: EVOLUZIONE CHIMICA: terza tappaterza tappa
Il primo materiale genetico potrebbe essere Il primo materiale genetico potrebbe essere stato costituito da RNA stato costituito da RNA
Un’ipotesi condivisa è che i primi Un’ipotesi condivisa è che i primi GENIGENI (sostanze (sostanze che portano “informazioni”) fossero brevi che portano “informazioni”) fossero brevi
filamenti di filamenti di RNA RNA in grado di duplicarsi, forse su in grado di duplicarsi, forse su superfici argillosesuperfici argillose
GG
AA GG GGCC
GG
GG
GG
CC
CC
CC
AAAA
AA
AA
UU
UU UUUU
GG CC UU AA
UU GG CC AA UU
UUCCGGGG UU UU
UU GG CC AA UU
AA UUGGCC
AA
11
22
Formazione di semplici Formazione di semplici ««GENIGENI»», costituiti da brevi , costituiti da brevi
polimeri di RNApolimeri di RNA
Assemblaggio di una Assemblaggio di una catena di RNA complementare catena di RNA complementare
( primo passo della ( primo passo della duplicazione duplicazione
del gene originale) del gene originale) MONOMERIMONOMERI
(“mattoni” dell’RNA)(“mattoni” dell’RNA)
GENI PRIMITIVI: GENI PRIMITIVI: molecole di RNA che portavano molecole di RNA che portavano informazioniinformazioni
Filamento Filamento ORIGINALORIGINAL
EE
Filamento Filamento COMPLEMENTARECOMPLEMENTARE
La La IV tappa IV tappa probabilmente ha riguardato la probabilmente ha riguardato la formazione di membrane in grado di racchiudere formazione di membrane in grado di racchiudere questi aggregati di molecole in modo da ottenere questi aggregati di molecole in modo da ottenere
così le prime così le prime CELLULECELLULEAUTODUPLICAZIONE DELL’RNAAUTODUPLICAZIONE DELL’RNA
IL DUPLICATO SERVE DA STAMPO IL DUPLICATO SERVE DA STAMPO PER FORMARE UNA PROTEINAPER FORMARE UNA PROTEINA
RNARNA
PROTEINAPROTEINA
La più antica forma La più antica forma di cooperazione di cooperazione molecolare può molecolare può
aver coinvolto un aver coinvolto un modello primitivo modello primitivo
di traduzione, in cui di traduzione, in cui semplici geni a semplici geni a RNA RNA venivano tradotti in venivano tradotti in
PROTEINE PROTEINE senza senza l’intervento di altre l’intervento di altre
strutture strutture La PROTEINA agisce come un La PROTEINA agisce come un
primitivo enzima che favorisce primitivo enzima che favorisce la duplicazione dell’RNAla duplicazione dell’RNA
EVOLUZIONE CHIMICA: EVOLUZIONE CHIMICA: quarta tappaquarta tappa
Semplici membrane potrebbero aver protetto Semplici membrane potrebbero aver protetto questi aggregati molecolari formati da questi aggregati molecolari formati da RNARNA e e
PROTEINEPROTEINE, su cui la selezione naturale avrebbe , su cui la selezione naturale avrebbe agito favorendo un grado via via maggiore di agito favorendo un grado via via maggiore di
cooperazione molecolare che avrebbe poi dato cooperazione molecolare che avrebbe poi dato origine alle origine alle
PRIME CELLULE PROCARIOTICHEPRIME CELLULE PROCARIOTICHE
LM
65
0LM
65
0
RNAMEMBRANAMEMBRANA
PROTEINAPROTEINA
PRIME CELLULE PROCARIOTICHEPRIME CELLULE PROCARIOTICHE EVOLUZIONE BIOLOGICAEVOLUZIONE BIOLOGICA
Con la formazione delle prime cellule Con la formazione delle prime cellule primitive procariotiche, circa primitive procariotiche, circa 3,53,5 miliardi di miliardi di anni fa, inizia un’altra forma di evoluzione anni fa, inizia un’altra forma di evoluzione
che porterà allo sviluppo, sul nostro pianeta, che porterà allo sviluppo, sul nostro pianeta, di un numero enorme di specie viventi, sino di un numero enorme di specie viventi, sino
alla comparsa della specie umanaalla comparsa della specie umana
Si tratta dell’Si tratta dell’
EVOLUZIONE BIOLOGICAEVOLUZIONE BIOLOGICA
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Che cosa è l’evoluzione biologica?Che cosa è l’evoluzione biologica?2.2. Indica la differenza tra polimero e monomeroIndica la differenza tra polimero e monomero3.3. In che modo potrebbero essersi formate le prime In che modo potrebbero essersi formate le prime
cellule procariotiche?cellule procariotiche?
2. 2.
BATTERIOLOGIABATTERIOLOGIA
A. A.
CLASSIFICAZIONE e CLASSIFICAZIONE e MORFOLOGIA BATTERICAMORFOLOGIA BATTERICA
I BATTERI sono organismi unicellulari I BATTERI sono organismi unicellulari procarioti, appartenenti al procarioti, appartenenti al regnoregno delle delle
MONEREMONEREQuesti PROCARIOTI sono Questi PROCARIOTI sono
presenti sulla Terra da alcuni presenti sulla Terra da alcuni miliardi di anni miliardi di anni
Probabilmente le prime forme Probabilmente le prime forme di vita risalgono a circa di vita risalgono a circa 3,2 3,2
MLD MLD di anni fadi anni fa
PROCARIOTIPROCARIOTI (UNICELLULARI) (UNICELLULARI)
rappresentano le più antiche rappresentano le più antiche forme di vita e anche oggi forme di vita e anche oggi restano gli organismi più restano gli organismi più
numerosi e maggiormente numerosi e maggiormente diffusi sulla Terra: diffusi sulla Terra:
sono sono UBIQUITARIUBIQUITARI
Colo
niz
zata
Colo
niz
zata
SE
M 6
50
SE
M 6
50
BATTERI presenti BATTERI presenti sulla punta di uno spillosulla punta di uno spillo
ARCHEBATTERI ed EUBATTERI rappresentano ARCHEBATTERI ed EUBATTERI rappresentano le 2 principali ramificazioni le 2 principali ramificazioni (DOMINI) (DOMINI)
nell’evoluzione dei PROCARIOTInell’evoluzione dei PROCARIOTI
Costituiti da cellule prive di nucleo e di organuli, Costituiti da cellule prive di nucleo e di organuli, al loro interno, i procarioti presentano differenze al loro interno, i procarioti presentano differenze strutturali così importanti da essere classificati strutturali così importanti da essere classificati
in 2 diversi domini:in 2 diversi domini:
1.1. EUBACTERIAEUBACTERIA (EUBATTERI o semplicemente BATTERI) (EUBATTERI o semplicemente BATTERI)
2.2. ARCHAEBACTERIAARCHAEBACTERIA (ARCHEBATTERI o ARCHEI)(ARCHEBATTERI o ARCHEI)
Colo
niz
zata
SEM
12
00
0
Colo
niz
zata
SEM
90
00
Colo
niz
zata
SEM
3
00
0
I BATTERI presentano una grande varietà di forme e I BATTERI presentano una grande varietà di forme e quindi di morfologia:quindi di morfologia:
SFERICASFERICA (cocchi)(cocchi)
CILINDRICACILINDRICA(bacilli)(bacilli)
CILINDRICA RICURVA CILINDRICA RICURVA (vibrioni) (vibrioni)
SPIRALATASPIRALATA(spirochete e spirilli)(spirochete e spirilli)
COCCHICOCCHI BACILLIBACILLI SPIROCHETESPIROCHETE
MORFOLOGIA cellula BATTERICAMORFOLOGIA cellula BATTERICA
Caratteristiche strutturali specifiche Caratteristiche strutturali specifiche permettono ai procarioti di vivere quasi permettono ai procarioti di vivere quasi
ovunque ovunque
Infatti si dice che sono Infatti si dice che sono UBIQUITARIUBIQUITARI
Tutti i Tutti i PROCARIOTIPROCARIOTI (EUBATTERI e ARCHEI) (EUBATTERI e ARCHEI) presentano alcune caratteristiche strutturali presentano alcune caratteristiche strutturali
che consentono loro di occupare una che consentono loro di occupare una vastissima gamma di ambienti, anche i più vastissima gamma di ambienti, anche i più estremi e da qui il termine: estremi e da qui il termine: ESTREMOFILIESTREMOFILI
cioè batteri che vivono nelle profondità cioè batteri che vivono nelle profondità marine (abissi), in ambienti molto freddi, in marine (abissi), in ambienti molto freddi, in laghi salati, in sorgenti termali calde…ecc., laghi salati, in sorgenti termali calde…ecc., dove organismi più complessi non possono dove organismi più complessi non possono
viverevivere
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Che cosa è la batteriologia?Che cosa è la batteriologia?2.2. Indica le varie forme (morfologia) della cellula Indica le varie forme (morfologia) della cellula
battericabatterica3.3. Che cosa si in tende per estremofili?Che cosa si in tende per estremofili?
B. B.
STRUTTURA CELLULA STRUTTURA CELLULA BATTERICABATTERICA
Cellula PROCARIOTICACellula PROCARIOTICA (Batteri) (Batteri)
dimensioni di POCHI MICRONdimensioni di POCHI MICRON
12
31 - 2 - 3 1 - 2 - 3
RIVESTIMENTI RIVESTIMENTI ESTERNIESTERNI
Staphylococcus Staphylococcus aureus aureus (forma a (forma a
cocco)cocco)
Escherichia coli Escherichia coli (forma a (forma a bacillo)bacillo)
LE STRUTTURE ESTERNELE STRUTTURE ESTERNE
Una delle strutture più importanti che caratterizzano Una delle strutture più importanti che caratterizzano la cellula procariotica è rappresentata dalla la cellula procariotica è rappresentata dalla PARETEPARETE CELLULARE CELLULARE rigida, che da la forma al batterio ed è rigida, che da la forma al batterio ed è
costituita da una sostanza particolare: costituita da una sostanza particolare: il il PEPTIDOGLICANOPEPTIDOGLICANO o o MUREINAMUREINA
Colo
niz
zata
TEM
70
00
0
Colo
niz
zata
TEM
70
00
0
CAPSULACAPSULA
PARETEPARETE
RIVESTIMENTI RIVESTIMENTI ESTERNI:ESTERNI:
1.1.CAPSULACAPSULA2.2.PARETEPARETE
3.3.MEMBRANA MEMBRANA CELLULARECELLULARE
MEMBRANAMEMBRANACELLULARECELLULARE
1
23
Colo
niz
zata
TEM
16 0
00
Colo
niz
zata
TEM
16 0
00
PILI (FIMBRIE)PILI (FIMBRIE)funzione di ancoraggiofunzione di ancoraggio
I I PILIPILI o o FIMBRIEFIMBRIE sono appendici corte e sottili che sono appendici corte e sottili che permettono ai procarioti di attaccarsi gli uni agli permettono ai procarioti di attaccarsi gli uni agli
altri, oppure alle rocce presenti nelle acque altri, oppure alle rocce presenti nelle acque correnti, o ancora alle pareti interne correnti, o ancora alle pareti interne
dell’intestino umano dell’intestino umano (STRUTTURE di ANCORAGGIO) (STRUTTURE di ANCORAGGIO)
FLAGELLOFLAGELLO
MEMBRANA MEMBRANA PLASMATICAPLASMATICA
PARETEPARETE CELLULARECELLULARE
Movimento rotatorio del Movimento rotatorio del flagelloflagello
Colo
niz
zata
TEM
14 0
00
LA MOBILITÀLA MOBILITÀ Numerose specie di Numerose specie di
EUBATTERI e ARCHEBATTERI EUBATTERI e ARCHEBATTERI sono provvisti di sono provvisti di FLAGELLIFLAGELLI
che consentono loro il che consentono loro il movimento. movimento.
Da questo punto di vista Da questo punto di vista possiamo avere batteri: possiamo avere batteri:
MONOTRICHI: MONOTRICHI: 1 flagello1 flagelloPERITRICHI:PERITRICHI: tanti flagelli tanti flagelliLOFOTRICHI:LOFOTRICHI: 2 ciuffi di 2 ciuffi di
flagelli flagelli
Comunque ci sono batteri Comunque ci sono batteri che non li hanno, come i che non li hanno, come i COCCHI , e per questo COCCHI , e per questo
sono detti sono detti ATRICHIATRICHI
TE
M 3
4 00
0
TE
M 3
4 00
0
ENDOSPORAENDOSPORA
Alcuni Alcuni EUBATTERI EUBATTERI possono formare possono formare ENDOSPOREENDOSPORE, , cioè cioè organi di resistenzaorgani di resistenza, che permettono loro di , che permettono loro di sopravvivere a lungo in condizioni difficili, in uno sopravvivere a lungo in condizioni difficili, in uno
stato di quiescenza. I BATTERIstato di quiescenza. I BATTERI che producono che producono SPORE sono detti SPORE sono detti BATTERI SPORIGENIBATTERI SPORIGENI
1.1. Batteri AEROBI Batteri AEROBI sporigeni:sporigeni:
Gen. BACILLUSGen. BACILLUSEs. Es. Bacillus anthracisBacillus anthracis
2. 2. Batteri ANAEROBI Batteri ANAEROBI sporigeni:sporigeni:
Gen. CLOSTRIDIUMGen. CLOSTRIDIUMEs. Clostridium tetaniEs. Clostridium tetani Clostridium Clostridium
botulinumbotulinum
ORGANIZZAZIONE INTERNAORGANIZZAZIONE INTERNA
Molti BATTERI sono provvisti di membrane Molti BATTERI sono provvisti di membrane specializzate per svolgere funzioni metabolichespecializzate per svolgere funzioni metaboliche.
MEMBRANA MEMBRANA RESPIRATORIARESPIRATORIA
MEMBRANA MEMBRANA FOTOSINTETICAFOTOSINTETICA
TEM
45 0
00
TEM
45 0
00
TEM
6000
TEM
6000
MEMBRANE INTERNEMEMBRANE INTERNE
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Disegna una cellula batterica ed indica tutte le Disegna una cellula batterica ed indica tutte le sue strutturesue strutture
2.2. Che cosa sono le spore batteriche?Che cosa sono le spore batteriche?3.3. Quali sono i principali batteri che producono Quali sono i principali batteri che producono
spore?spore?
C. C.
La RIPRODUZIONE La RIPRODUZIONE BATTERICABATTERICA
Uno dei motivi del grande successo dei Uno dei motivi del grande successo dei BATTERI è la loro capacità di riprodursi BATTERI è la loro capacità di riprodursi rapidamente quando si trovano in un rapidamente quando si trovano in un
ambiente favorevole. ambiente favorevole.
La maggior parte dei BATTERI produce una La maggior parte dei BATTERI produce una nuova generazione nell’arco di nuova generazione nell’arco di 1-3 ore1-3 ore, ,
ma esistono specie che, in ma esistono specie che, in condizioni ottimali, possono riprodursi condizioni ottimali, possono riprodursi
ogni ogni 20 minuti20 minuti
La riproduzione è La riproduzione è ASESSUATAASESSUATA
(senza l’intervento di 2 organismi, (senza l’intervento di 2 organismi, maschio e femmina) ed avviene per maschio e femmina) ed avviene per
SCISSIONE BINARIASCISSIONE BINARIA, cioè da una cellula , cioè da una cellula se ne formano 2se ne formano 2
RIPRODUZIONE ASESSUATA RIPRODUZIONE ASESSUATA dei BATTERI dei BATTERI
SCISSIONE BINARIASCISSIONE BINARIA
DNADNA
BATTERIBATTERICRESCITA CRESCITA
LOGARITMICALOGARITMICA
ARITHMETICARITHMETIC
LOGARITHMICLOGARITHMIC
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Che tipo di riproduzione hanno i batteri?Che tipo di riproduzione hanno i batteri?2.2. In condizioni ottimali quanto tempo impiegano In condizioni ottimali quanto tempo impiegano
per riprodursi?per riprodursi?
D. D.
MODALITÀ NUTRITIVEMODALITÀ NUTRITIVEdei BATTERIdei BATTERI
Nel loro complesso, i Nel loro complesso, i PROCARIOTI PROCARIOTI (Batteri) (Batteri) mostrano una varietà di modalità nutritive mostrano una varietà di modalità nutritive molto diversificate e maggiore di tutti gli molto diversificate e maggiore di tutti gli
EUCARIOTI EUCARIOTI messi insiememessi insieme
Si possono dividere in 2 grandi gruppi:Si possono dividere in 2 grandi gruppi:
1.1.AUTOTROFIAUTOTROFI
2.2.ETEROTROFI ETEROTROFI (la maggior parte)(la maggior parte)
Sono quelli in grado di sintetizzare Sono quelli in grado di sintetizzare (produrre) le proprie sostanze organiche (produrre) le proprie sostanze organiche
(complesse) a partire da sostanze (complesse) a partire da sostanze semplici inorganichesemplici inorganiche
Gli Gli AUTOTROFIAUTOTROFI possono essere di 2 tipi: possono essere di 2 tipi:
FOTOAUTOTROFIFOTOAUTOTROFI: : ricavano energia dalla ricavano energia dalla luce del sole e utilizzano la COluce del sole e utilizzano la CO2 2 come come
fonte di carbonio: fanno la fonte di carbonio: fanno la FOTOSINTESIFOTOSINTESI
CHEMIOAUTOTROFICHEMIOAUTOTROFI:: ricavano energia dai ricavano energia dai prodotti chimici inorganici invece che prodotti chimici inorganici invece che
dalla luce solare e utilizzano la COdalla luce solare e utilizzano la CO2 2 come come fonte di carboniofonte di carbonio
1.1. AUTOTROFIAUTOTROFI
Non sono in grado di sintetizzare (produrre) Non sono in grado di sintetizzare (produrre) le proprie sostanze organiche (complesse) a le proprie sostanze organiche (complesse) a partire da sostanze semplici inorganiche e partire da sostanze semplici inorganiche e
quindi le devono assumere dall’ambiente già quindi le devono assumere dall’ambiente già formateformate
Gli Gli ETEROTROFIETEROTROFI possono essere di 2 tipi: possono essere di 2 tipi:
FOTOETEROTROFIFOTOETEROTROFI: : ricavano energia ricavano energia dalla luce solare ed il carbonio dalle dalla luce solare ed il carbonio dalle
sostanze organichesostanze organiche
CHEMIOETEROTROFICHEMIOETEROTROFI:: ricavano sia il ricavano sia il carbonio sia l’energia dai composti carbonio sia l’energia dai composti
organici organici (sono talmente eterogenei che qualsiasi molecola (sono talmente eterogenei che qualsiasi molecola
organica può rappresentare un alimento)organica può rappresentare un alimento)
2. ETEROTROFI2. ETEROTROFI
CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI IN BASE ALLE MODALITÀ NUTRITIVEIN BASE ALLE MODALITÀ NUTRITIVE
1) FONTE di ENERGIA1) FONTE di ENERGIA
1a) LUCE 1a) LUCE SOLARESOLARE
1b) SOSTANZE 1b) SOSTANZE CHIMICHECHIMICHE
2a)CARBONI2a)CARBONIO O
INORGANICOINORGANICOCOCO22
PIANTEPIANTEALGHEALGHEalcuni alcuni
BATTERIBATTERI
Alcuni BATTERIAlcuni BATTERI(CHEMIOLITOTROFI)(CHEMIOLITOTROFI)
del suolodel suolo AUTOTROFIAUTOTROFI
2b)CARBONI2b)CARBONIO ORGANICOO ORGANICO
alcuni alcuni BATTERIBATTERI
ANIMALIANIMALIPROTOZOIPROTOZOI
Alcuni BATTERIAlcuni BATTERI
ETEROTROFETEROTROFII
FOTOTROFIFOTOTROFI (FOTOSINTECI(FOTOSINTECI
))
CHEMIOTROFICHEMIOTROFI (CHEMIOSINTETICI)(CHEMIOSINTETICI)
FONTE di FONTE di ENERGIAENERGIA e di e di MATERIAMATERIA (carbonio) (carbonio)degli esseri viventidegli esseri viventi
2)2)FONTE di FONTE di
CARBONIOCARBONIO
Colo
rnzza
ta S
EM
13 0
00
Colo
rnzza
ta S
EM
13 0
00
La cooperazione metabolicaLa cooperazione metabolica
In alcuni procarioti la cooperazione ha luogo in In alcuni procarioti la cooperazione ha luogo in colonie chiamate colonie chiamate BIOFILMBIOFILM che rivestono le che rivestono le superfici. Quando la colonia è superfici. Quando la colonia è
abbastanza grande si attiva la produzione di abbastanza grande si attiva la produzione di proteine che determinano l’adesione delle cellule proteine che determinano l’adesione delle cellule
tra di loro e al substrato tra di loro e al substrato (“oggetto” dove si trovano)(“oggetto” dove si trovano)
Terreno da batteriologia Terreno da batteriologia concon
crescita di coloniecrescita di colonie
Capsula PETRI Capsula PETRI
BIOFILMBIOFILM
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Indica la differenza tra organismo eterotrofo e Indica la differenza tra organismo eterotrofo e autotrofoautotrofo
2.2. Quali fonti di energia possono usare i batteri?Quali fonti di energia possono usare i batteri?3.3. Quali fonti di carbonio possono usare i batteri?Quali fonti di carbonio possono usare i batteri?4.4. Disegna una tabella che indica le 4 combinazioni Disegna una tabella che indica le 4 combinazioni
possibili come fonti di energia e di carboniopossibili come fonti di energia e di carbonio
E.E.
BATTERIOLOGIA BATTERIOLOGIA SISTEMATICASISTEMATICA
La BATTERIOLOGIA SISTEMATICA è quella La BATTERIOLOGIA SISTEMATICA è quella parte della batteriologia che classifica i parte della batteriologia che classifica i
batteri dividendoli inizialmente nei 2 DOMINI batteri dividendoli inizialmente nei 2 DOMINI degli:degli:
1.1.ARCHAEBACTERIAARCHAEBACTERIA2.2.EUBACTERIAEUBACTERIA
2. EUBACTERIA2. EUBACTERIA (EUBATTERI o (EUBATTERI o semplicemente BATTERI) semplicemente BATTERI)
1. ARCHAEBACTERIA1. ARCHAEBACTERIA (ARCHEBATTERI o ARCHEI)(ARCHEBATTERI o ARCHEI)
Gli Gli ARCHEIARCHEI o o ARCHEBATTERIARCHEBATTERI sono comuni negli sono comuni negli ambienti estremi, come fanghi non ossigenati, ambienti estremi, come fanghi non ossigenati,
laghi salati, sorgenti calde, sorgenti marine laghi salati, sorgenti calde, sorgenti marine idrotermali e il sistema digerente di certi animali. idrotermali e il sistema digerente di certi animali. Sono numerosi e abbondanti anche nelle acque Sono numerosi e abbondanti anche nelle acque
oceaniche.oceaniche.
1) 1) Gli ARCHEBATTERI vivono in condizioni ambientali Gli ARCHEBATTERI vivono in condizioni ambientali
estreme e per questo sono detti anche estreme e per questo sono detti anche “ESTREMOFILI”“ESTREMOFILI”
SORGENTE SORGENTE CALDACALDA
2) 2) Gli EUBATTERI comprendono diversi gruppi Gli EUBATTERI comprendono diversi gruppi di procariotidi procarioti
Il dominio Il dominio EUBACTERIAEUBACTERIA si suddivide attualmente si suddivide attualmente in in 99 gruppi gruppi (5 dei quali sono considerati in realtà sotto-(5 dei quali sono considerati in realtà sotto-gruppi di un unico clado di batteri Gram-negativi chiamati gruppi di un unico clado di batteri Gram-negativi chiamati
PROTEOBATTERI) PROTEOBATTERI)
A) Dal A) Dal PRIMO al QUINTO gruppo:PRIMO al QUINTO gruppo: PROTEOBATTERIPROTEOBATTERI
Helicobacter pylori Helicobacter pylori Salmonella typhiSalmonella typhi
PROTEOBACTERIAPROTEOBACTERIA (proteobatteri) (proteobatteri) sono un gruppo importante e vasto di sono un gruppo importante e vasto di
batteri batteri
Includono un'ampia gamma di agenti patogeni Includono un'ampia gamma di agenti patogeni parassiti che causano malattie come:parassiti che causano malattie come:
Escherichia coli Escherichia coli (diarrea) (diarrea) Salmonella typhi Salmonella typhi (tifo) (tifo) Vibrio cholerae Vibrio cholerae (colera) (colera)
Helicobacter pylori Helicobacter pylori (tumori stomaco)(tumori stomaco)
Altri sono liberi nell'ambiente e sono Altri sono liberi nell'ambiente e sono AZOTOFISSATORIAZOTOFISSATORI
Il gruppo è stato definito confrontando alcune Il gruppo è stato definito confrontando alcune molecole della loro cellula (RNA) ed è così chiamato molecole della loro cellula (RNA) ed è così chiamato
per il dio greco per il dio greco ProteoProteo (che è anche il nome di un (che è anche il nome di un genere di proteobatteri) in grado di cambiare forma genere di proteobatteri) in grado di cambiare forma
a seconda delle varie situazioni ambientalia seconda delle varie situazioni ambientali
La colorazione di Gram è un esame di laboratorio La colorazione di Gram è un esame di laboratorio microbiologico che permette di classificazione i microbiologico che permette di classificazione i
batteri in batteri in gram-positivigram-positivi (blù) e (blù) e gram-negativigram-negativi (rossi): quindi abbiamo batteri (rossi): quindi abbiamo batteri
gram+ e gram-gram+ e gram-Fu messo a punto nel 1884 dal medico danese Fu messo a punto nel 1884 dal medico danese Hans Hans Joachim Christian GramJoachim Christian Gram, e mette in evidenza alcune , e mette in evidenza alcune
proprietà fondamentali della parete cellulare dei proprietà fondamentali della parete cellulare dei batteribatteri
E’ la più importante colorazione batteriologicaE’ la più importante colorazione batteriologica
COLORAZIONE di GRAMCOLORAZIONE di GRAM
Bacillus cereusBacillus cereus (Gram +) Colore (Gram +) Colore
BLU’BLU’
Escherichia coliEscherichia coli (Gram -) Colore (Gram -) Colore
ROSSOROSSO
B) B) SECONDO gruppo:SECONDO gruppo: (6°) è costituito dalle (6°) è costituito dalle CLAMIDIECLAMIDIE
C)C)TERZO gruppo:TERZO gruppo: (7°) è quello delle (7°) è quello delle SPIROCHETESPIROCHETE
Inclusioni di Clamidya trachomatisInclusioni di Clamidya trachomatis PAP TEST : infezione da CLAMIDIA PAP TEST : infezione da CLAMIDIA
Treponema pallidumTreponema pallidum
Agente eziologico della Agente eziologico della malattia venerea o a malattia venerea o a
trasmissione sessuale trasmissione sessuale denominata denominata
SIFILIDESIFILIDE
D) D) QUARTO gruppo:QUARTO gruppo: (8°) batteri (8°) batteri GRAM-POSITIVIGRAM-POSITIVI
E) E) QUINTO gruppo:QUINTO gruppo: (9°) batteri fotosintetici che (9°) batteri fotosintetici che vivono solitari o formano colonie: vivono solitari o formano colonie:
CIANOBATTERICIANOBATTERI
Col
oriz
ed S
EM
2,8
00
LM
650
CELLULE CELLULE FOTOSINTETICHE FOTOSINTETICHE
CELLULE CELLULE AZOTOFISSATRICIAZOTOFISSATRICI
Colo
niz
zata
SEM
28 0
00
Colo
niz
zata
SEM
28 0
00
Staphylococcus aureus
BATTERI PATOGENIBATTERI PATOGENI
Alcuni batteri provocano delle malattie, cioè Alcuni batteri provocano delle malattie, cioè sono definiti PATOGENIsono definiti PATOGENI
I batteri patogeni provocano malattie a I batteri patogeni provocano malattie a causa delle causa delle esotossineesotossine ed ed endotossineendotossine che che
produconoproduconoTOSSINE = veleni dei batteri
TULAREMIATULAREMIAFrancisella tularensisFrancisella tularensis
ANTRACE o CARBONCHIOANTRACE o CARBONCHIOBacillus anthracisBacillus anthracis
MALATTIE BATTERICHEMALATTIE BATTERICHE
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Che cosa è la batteriologia sistematica?Che cosa è la batteriologia sistematica?2.2. Quali sono i 2 domini in cui si possono Quali sono i 2 domini in cui si possono
classificare i batteri?classificare i batteri?3.3. Che cosa sono i proteobatteri?Che cosa sono i proteobatteri?4.4. Che cosa è la colorazione di Gram?Che cosa è la colorazione di Gram?5.5. Che cosa sono le clamidie? e le spirochete’Che cosa sono le clamidie? e le spirochete’6.6. Che cosa sono i cianobatteri?Che cosa sono i cianobatteri?7.7. Cosa si intende per batteri patogeni e che cosa Cosa si intende per batteri patogeni e che cosa
produconoproducono8.8. Indica 5 malattie umane causate da batteriIndica 5 malattie umane causate da batteri
F. F.
RUOLO ECOLOGICO dei RUOLO ECOLOGICO dei BATTERIBATTERI
Il ruolo ecologico svolto dai batteri nei vari Il ruolo ecologico svolto dai batteri nei vari ecosistemi ambientali è fondamentale. Importante è ecosistemi ambientali è fondamentale. Importante è
anche la loro utilità nel risanamento ambientaleanche la loro utilità nel risanamento ambientale
AZOTOFISSATORI e DECOMPOSITORIAZOTOFISSATORI e DECOMPOSITORI
CIANOBATTERI:CIANOBATTERI: sono azotofissatori, sono azotofissatori, convertono cioè l’azoto gassoso (Nconvertono cioè l’azoto gassoso (N22) ) dell’atmosfera in composti azotatidell’atmosfera in composti azotati
La La DECOMPOSIZIONE DECOMPOSIZIONE è un’altra funzione è un’altra funzione fondamentale di alcuni procarioti, che fondamentale di alcuni procarioti, che sono in grado di demolire materiali sono in grado di demolire materiali
organici per renderli utilizzabili, sotto organici per renderli utilizzabili, sotto forma di sostanze inorganiche, da altri forma di sostanze inorganiche, da altri
organismi.organismi.
DEPURATORE BIOLOGICO: a fanghi attiviDEPURATORE BIOLOGICO: a fanghi attivi
LIQUAMILIQUAMI DEFLUSSODEFLUSSO
Braccio rotanteBraccio rotanteche spruzza che spruzza
il liquameil liquame
Letto roccioso Letto roccioso coperto di batteri coperto di batteri
e funghi aerobie funghi aerobi
LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE BIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIA
Procarioti decompositori possono essere usati Procarioti decompositori possono essere usati nella depurazione delle acque e dei liquami e nei nella depurazione delle acque e dei liquami e nei
disastri petroliferi o nella decontaminazione disastri petroliferi o nella decontaminazione delle miniere di metallo in disuso delle miniere di metallo in disuso
IL BIORISANAMENTOIL BIORISANAMENTO
Il biorisanamento è un campo di Il biorisanamento è un campo di applicazione che prevede l’uso di applicazione che prevede l’uso di
organismi per risolvere alcuni problemi organismi per risolvere alcuni problemi ambientaliambientali
I batteri possono essere utilizzati per I batteri possono essere utilizzati per ripulire spiagge inquinate dal petrolio, ripulire spiagge inquinate dal petrolio,
oppure l’acqua drenata dai siti minerari.oppure l’acqua drenata dai siti minerari.
Tutte queste applicazioni rientrano nel Tutte queste applicazioni rientrano nel vasto settore vasto settore delle delle
BIOTECNOLOGIBIOTECNOLOGIEE
Principali eventi della storia della VITA sulla Principali eventi della storia della VITA sulla TERRATERRA
SCALA SCALA CRONOLOGICA CRONOLOGICA in cui collocare in cui collocare gli antichissimi gli antichissimi
fossilifossili
Se la storia della Se la storia della TERRA si riduce TERRA si riduce
ad un giro di ad un giro di orologio di 24 h, orologio di 24 h, la specie umana la specie umana è “comparsa” 4 è “comparsa” 4 secondi prima secondi prima
della mezzanottedella mezzanotte
PALEOZOICO
PALEOZOICO
MESOZOICO
MESOZOICOCENOZOICOCENOZOICO
SPECIE UMANASPECIE UMANA
PIANTE PIANTE TERRESTRITERRESTRI
ANIMALIANIMALI
EUCARIOTI EUCARIOTI UNICELLULARIUNICELLULARI
Origine del Origine del sistema solare e sistema solare e
della Terradella Terra4,6 MLD/anni fa4,6 MLD/anni fa
11
22
44
33
Miliardi di anni fa
ACCUMULO di OSSIGENO ACCUMULO di OSSIGENO nell’ATMOSFERAnell’ATMOSFERA
PROCARIOTIPROCARIOTI
EUCARIOTI EUCARIOTI PLURICELLULAPLURICELLULA
RIRI
ESERCIZIESERCIZI
1.1. Spiega perché i batteri svolgono anche un ruolo Spiega perché i batteri svolgono anche un ruolo ecologico molto importanteecologico molto importante
FINE della lezione N. 4FINE della lezione N. 4BATTERIOLOGIABATTERIOLOGIA
Grazie per l’attenzione! Grazie per l’attenzione! E ricordatevi…!E ricordatevi…!
……Considerate la vostra semenzaConsiderate la vostra semenzafatti non foste a viver come brutifatti non foste a viver come bruti
ma per seguir virtute e canoscenzama per seguir virtute e canoscenzaDANTE ALIGHIERIDANTE ALIGHIERI
(Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120)(Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120)
Prof. CARMIGNANI Prof. CARMIGNANI FABRIZIOFABRIZIO
[email protected]@hotmail.it