Domino Archaea e Bacterya

DOMINIO
BACTERYA
PROCARIOTI
prof. Filippo Quitadamo
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prof. Filippo Quitadamo
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BACTERYA - PROCARIOTI”:
Classificazione: archibatteri ed eubatteri
Caratteristiche degli eubatteri
Phylum Cianofite
Phylum di batteri
Proprietà, forma, dimensioni, composizione e struttura
cellulare
Condizioni di sviluppo, metabolismo, riproduzione,
Malattie, strutture difensive
Importanza dei batteri
Allegato: prova di verifica sommativa
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OBIETTIVI di apprendimento dell’UD
Descrivere la struttura e le proprietà della cellula
procariota.
Classificare le Monere.
Descrivere le caratteristiche di Archibatteri ed Eubatteri
Spiegare le caratteristiche principali del phylum dei
batteri.
Distinguere i batteri in base al metabolismo.
Nominare i principali gruppi di batteri e descriverne le
proprietà salienti.
Riassumere i criteri di classificazione delle monere e dei
batteri.
Nominare le principali malattie batteriche.
Descrivere le forme di riproduzione e l’importanza dei
batteri.
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ex Regno delle Monere
Tutti gli organismi procarioti appartengono al regno delle
monere, termine che significa “singolo, semplice”. Esso, infatti
comprende esclusivamente organismi unicellulari, autotrofi
e/o eterotrofi, oltre che, appunto, procarioti.
E’ il gruppo più antico che sia comparso sulla Terra. I primi
resti fossili risalgono a 3,2 miliardi di anni fa.
Si tratta di organismi di grande importanza:
Dal punto di vista evolutivo perché discendono dalle prime
forme di vita
Dal punto di vista ecologico perché svolgono un ruolo
essenziale per il funzionamento degli ecosistemi:
riciclaggio di sostanze
fissazione azoto atmosferico
produzione di ossigeno
formano il plancton.
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Schematicamente la loro cellula (procariota o
protocellula) presenta:
Una parete cellulare: involucro protettivo formato da
peptidoglicani o mureine (catene parallele di
polisaccaridi tenuti insieme da brevi catene di proteine);
lascia passare solo molecole di piccole dimensioni.
Una membrana cellulare omogenea, dello spessore di
60-100 angstrom; costituita da proteine e lipidi e con il
ruolo fondamentale di regolare gli scambi con l’ambiente
esterno.
Un citoplasma ricco di proteine e ribosomi
La molecola del DNA: un singolo filamento a forma di
anello, contenente tutte le informazioni di cui la cellula
ha bisogno per svolgere tutte le sue funzioni. Non esiste
la membrana nucleare e, quindi, al posto del nucleo c’è
un nucleoide.
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CARATTERISTICHE SALIENTI DELLA
PROTOCELLULA
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2.
3.
4.
5.
Mancanza di membrana nucleare
Mancanza di organelli cellulari
DNA a filamento unico e circolare
Assenza di citoscheletro nel citoplasma
Citoplasma senza compartimentazione per l’assenza del R.E.
e degli organelli
6. Presenza di peptidoglicani nella parete cellulare
7. Presenza di una capsula esterna a base di lipopolisaccaridi e
proteine
8. Incredibile vitalità riproduttiva;
9. Il ciclo vitale non prevede la morte, perché la cellula si divide
continuamente. Il concetto di morte compare con la cellula
eucariote, quando il piano organizzativo si complica.
10. Produrre, in condizioni ambientali difficili, forme di resistenza
dette SPORE, capaci di sopravvivere in condizioni estreme.
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Il regno può essere diviso in due gruppi o sottoregni:
Sottoregno degli Archibatteri: sono le forme più
primitive, con parete cellulare senza mureina,
metabolismo anaerobico, contengono RNA, invece del
DNA. Esempi: batteri metanogeni, alofili, termoacidofili.
Sottoregno degli Eubatteri: più evoluti, con parete
cellulare a base di mureina, alcuni contengono all’esterno
una capsula di lipopolisaccaridi + proteine (Gram
negativi); metabolismo aerobico o anaerobico;
contengono DNA; si nutrono per assorbimento,
fotosintesi, chemiosintesi. Comprendono il Phylum dei
batteri o Schizomiceti e il Phylum Alghe azzurre o
cianofite.
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EUBATTERI o schizomiceti
Il termine batteri deriva dal greco “ bacterion “
= piccolo bastone.
I batteri faceva parte del regno delle MONERE
che dal greco “ moneres “ significa “semplice”.
Sono
organismi
procarioti
unicellulari,
piccolissimi: 0,2 – 2 micron.
Hanno una parete cellulare costituita da un
polisaccaride a base di azoto: mureina. Le
Mureine (Murus = parete) o PEPTIDOGLICANI
sono catene parallele di polisaccaridi tenuti
insieme da brevi catene proteiche.
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FORMA
Secondo la forma sono classificati in:
BACILLI = a bastoncino singolo; - coccobacillo;
diplobacillo; streptobacillo
VIBRIONI o SPIRILLI = a spirale;
FILAMENTOSI;
SFERICI
cocchi se singolo
tetrade e sarcina
diplococchi se in coppia
streptococchi se in catena
stafilococchi se aggregati.
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Cocchi e a bastoncello
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Struttura e organizzazione
Schematicamente la cellula batterica presenta:
una parete cellulare: involucro protettivo formato da
peptidoglicani. Essa costituisce una struttura rigida,
responsabile della forma della cellula; lascia passare
molecole di piccole dimensioni.
una membrana cellulare: costituita da proteine e
fosfolipidi in base ad un modello detto a mosaico fluido.
Il ruolo fondamentale è quello di regolare gli scambi con
l’esterno.
un citoplasma ricco di proteine e ribosomi;
una molecola del DNA: un singolo filamento a forma di
anello.
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Struttura e organizzazione
Oltre alla parete, molti batteri sono avvolti da una
“capsula protettiva” contro le condizioni ambientali
sfavorevoli, aumentando la virulenza batterica.
Internamente alla parete cellulare vi è il citoplasma
avvolto dalla membrana plasmatica.
Il citoplasma non presenta organuli di riserva né
numerosi ribosomi.
Verso il centro vi è il nucleoide senza membrana e
contiene il DNA in molecola unica (GENOFORO) e
piccole unità di DNA circolari (PLASMIDI).
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CARATTERISTICHE SALIENTI:
Incredibile vitalità riproduttiva;
Il ciclo vitale non prevede la morte, perché
la cellula si divide continuamente. Il
concetto di morte compare con la cellula
eucariote, quando il piano organizzativo si
complica.
Produrre, in condizioni ambientali difficili,
forme di resistenza dette SPORE, capaci
di sopravvivere in condizioni estreme.
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Classificazione
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4.
5.
Ci sono circa 3000 specie di batteri che secondo la
sistematica moderna cono suddivise in base a 5 criteri:
secondo il metabolismo (autotrofi ed eterotrofi:
saprofiti,
parassiti,
simbionti,
fotosintetici,
chemiosintetici)
secondo l’utilizzazione dell’ossigeno (aerobi e
anaerobi)
secondo le linee evolutive (archibatteri ed eubatteri)
secondo la colorazione o meno: GRAM+ e GRAMsecondo la forma.
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Dominio Archaea: Archeobatteri
vivono in ambienti estremi simili a quelli
primordiali, proibitivi per gli altri esseri
viventi per cui sono considerati come la
traccia più antica di vita, cioè sono batteri
arcaici.
Comprendono
i
batteri
metanogeni, alofili, termoacidofili.
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Batteri termoacidofili
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Dominio Bacterya: Eubatteri
= veri batteri: più numerosi (circa 2000
specie) e diffusi come cianobatteri,
fotosintetici, i Gram + e negativi…….e si
distinguono per la forma (sferica, a
bastoncello, a virgola, a filamento…).
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Condizioni di sviluppo
Adeguata temperatura: 25÷40 °C;
Umidità;
Luce, inibisce la loro attività; i raggi UV li
uccidono;
Disponibilità di cibo.
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Metabolismo
I batteri si trovano dappertutto e come conseguenza del
loro adattamento ad ambienti diversi, i batteri sono gli
organismi con la più alta gamma di soluzioni
metaboliche. Infatti, in base alla modalità con cui si
procurano il cibo, si possono distinguere in 2 categorie:
Fotoautotrofi, batterioclorofilla
AUTOTROFI:
Chemioautotrofi
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Metabolismo
ETEROTROFI :
1. SAPROFITI (sapròs = putrefazione) o
DECOMPOSITORI = attingono nutrimento da
organismi morti. Depurazione acque.
Riciclano gli organismi morti.
2. SIMBIONTI = vivono in unione con altri organismi:
Parassiti (parà = vicino; sitos = cibo)= recano danno
all’ospite
Mutualisti = recano beneficio all’ospite
Commensali = non producono alcun effetto.
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Malattie
polmonite,
meningite,
ascessi,
foruncoli,
peritonite,
peste,
tifo,
tetano,
colera,
sifilide,
carie.
difterite,
tubercolosi,
lebbra,
scarlattina,
pertosse.
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Riproduzione
La riproduzione dei batteri avviene per:
scissione binaria;
endospore = spore che si originano
all’interno
della
cellula
madre
e
rappresentano forme di resistenza per
superare condizioni sfavorevoli;
coniugazione.
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Ragioni del successo
capacità di sfruttare ogni risorsa per
vivere;
grande capacità moltiplicativa;
variabilità
genetica,
evoluzione,
adattamento;
presenza
di
metabolismi
diversi
(versatilità);
possono esistere sotto forma di cellula
attiva o come spora.
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Strutture difensive
Prima linea difensiva:
Pelle non lesionata
Muco e lacrime (lisozima)
Secrezione acida dello stomaco
Fagociti (seconda linea difensiva)
Anticorpi (terza linea difensiva).
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Importanza
Sono agenti mineralizzanti e trasformatori
(demolizione dei rifiuti)
Sono pionieri
Alcuni sono azotofissatori
Alcuni sono molto utili: flora intestinale,
digestione
cellulosa
nei
ruminanti,
nell’alimentazione (fermentazioni), nell’industria
farmaceutica, batteri mangia-petrolio, per
riciclare la plastica, nell’ingegneria genetica.
altri sono dannosi per le malattie.
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Phylum Cianofite o alghe azzurre
Sono monere autotrofe, perché contengono nel
citoplasma clorofilla libera, cioè senza cloroplasti, per
svolgere la fotosintesi.
Inoltre, possiedono un particolare pigmento, la
ficocianina, che conferisce ad essi il caratteristico
colore.
DIFFERENZE rispetto ai batteri:
Sono sprovvisti di ciglia e flagelli
Presenza di clorofilla a e pigmenti accessori.
Come i batteri, si riproducono per scissione semplice o
per spore.
Dal punto di vista evolutivo sono considerati i primi
organismi fotosintetici. Sono pionieri.
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Phylum Cianofite o cianobatteri
IMPORTANZA ECOLOGICA DEI CIANOBATTERI
Rivestono notevole importanza ecologica e il loro
successo biologico è dovuto a diversi fattori:
la loro natura autotrofa, produttori di ossigeno
sono capaci di fissare l’azoto atmosferico per mezzo di
cellule chiamate “eterocisti”. Tale capacità le rende utili
nelle risaie, poiché favorisce la produzione senza
fertilizzante artificiale
molte fanno parte del plancton
sono pionieri
Concimano le risaie.
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Stromatoliti: cianobatteri
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