ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Copyright © Editore Mannarino Franco Contrada S. Chiara, 4 25122 Brescia http://www.editoremannarino.it [email protected] Prima edizione novembre 2013 Ristampe: 2014 2015 2016 2017 2018 1 2 3 4 5 È stata curata da: Michele Capurso - Icona logo editore di Fabio Coscarella - Progetto grafico: Michele Capurso e Franco Mannarino - Rilettura del testo: prof. Francesco Digregorio , dott.ssa Imma Bianco - Illustrazioni : Michele Capurso - Videoimpaginazione: Fabrizio Caruso - Stampa e Legatura: tipografia Grafiche Calabria, Via Marciello - zona P.I.P. Amantea (CS) Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Collaborazioni e ringraziamenti: voglio ringraziare tutti i colleghi, che mi hanno sempre incoraggiato ad andare avanti nella realizzazione di questo lavoro, quanti mi hanno aiutato nella stesura di schede didattiche e nella realizzazione di esperienze di laboratorio ed in particolare il dott. Loperfido (Direttore del Laboratorio EuroQuality), la dott.ssa Bianco e la dott.ssa Contento. Considerato che la realizzazione di un testo richiede particolare attenzione nei controlli ed è molto difficile evitare completamente errori e imprecisioni, l’editore ringrazia sin da ora chi vorrà segnalarli. Per la segnalazione o suggerimenti scrivere a: Sito Web http://www.editoremannarinonew.it [email protected] L ‘editore è a disposizione degli aventi diritto con i quali non è stato possibile comunicare per eventuali omissioni o inesattezze nella citazione della fonte dei brani o delle illustrazioni riprodotte nel presente volume I diritti di traduzione e riproduzione, totali o parziali anche ad uso interno o didattico con qualsiasi mezzo sono riservati per tutti i paesi è vietata la riproduzione e la diffusione dei contenuti digitali. Il file a risoluzione standard non è stampabile e non si possono copiare parti dei contenuti può essere utilizzato solo a titolo personale fino alla data della scadenza. Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino L'opera, Laboratoria....mo dalla cellula ai microrganismi EDIZIONE DIGITALE ISBN 9788896708187 ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino LABORATORIA.....MO DALLA CELLULA AI MICRORGANISMI LABORATORIO DI MICROBIOLOGIA Aspetti teorici e pratici Il mio auspicio è quello di aver realizzato un supporto didattico valido, efficace e di facile consultazione, soprattutto per i nostri studenti, che rappresentano il fulcro della nostra azione. L'autore MICHELE CAPURSO EDITORE MANNARINO I Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino VOLUME II Nell’ambito delle diverse strategie metodologiche, l’attività laboratoriale, rappresenta il modo attivo per insegnare la Biologia e le Scienze in genere. La fase sperimentale, consente di sviluppare negli studenti, l’iniziativa, la partecipazione, l’autonomia, le capacità di riflessione, di analisi, di padronanza di semplici tecniche e superare, così, la distinzione fra teoria e pratica. La teoria è spesso presentata come una serie di certezze e le esperienze fatte in laboratorio, evidenziando quanto studiato, consentono un approccio più realistico alla teoria. In questa ottica, il lavoro che si propone vuole essere un valido supporto teoricopratico nello studio della Biologia e della Microbiologia, disciplina questa che sta assumendo sempre più un ruolo di estrema importanza nella vita di ogni giorno, per le implicazioni che i microrganismi hanno a diversi livelli: nel controllo della salubrità di prodotti alimentari, nell’azione condotta in particolari processi di trasformazione, nella produzione di prodotti biocompatibili, nello studio e nelle conoscenze assunte in campo biotecnologico. Il percorso tracciato nei tre volumi, di cui si compone l’opera, anche se si rivolge prevalentemente a studenti del corso di studi di operatore tecnico di laboratorio Chimico-Biologico, tecnico ad indirizzo Chimico-Biologico, Agrario e Liceo delle Scienze Applicate, sviluppa concetti di Biologia di base con chiavi di lettura di diversi fenomeni biologici integrati da schede applicative, tale da potersi adattare a diverse esigenze curricolari. Il disagio didattico vissuto in più di vent’anni di insegnamento, legato a quello degli studenti, per la difficoltà di non aver trovato un libro di testo che potesse riassumere i contenuti disciplinari propri delle materie oggetto di studio del corso Professionale per Chimico-Biologico, che spaziano dalla Biologia, alla Batteriologia, alla Biochimica, alla Microbiologia, è stato l’input che mi ha spinto ad intraprendere questo lavoro a mio avviso arduo, perché non è per niente facile trasferire un’esperienza didattica in un testo scritto. Il risultato finale del lavoro, non poteva non tener conto dell’esperienza maturata in campo didattico e metodologico, del confronto sistematico e continuo con altri colleghi, delle difficoltà incontrate dagli alunni nell’acquisizione dei concetti teorici e procedurali in laboratorio e non per ultimo delle ore di lezione a disposizione. Il mio auspicio è quello di aver realizzato un supporto didattico valido, efficace e di facile consultazione, soprattutto per i nostri studenti, che rappresentano il fulcro della nostra azione. Visto che l’imprecisione è dell’uomo, ringrazio fin d’ora quanti vorranno segnalare imprecisioni o inesattezze sfuggite nella trattazione degli argomenti proposti. Per concludere, ma non per ultimo, voglio ringraziare tutti i colleghi, che mi hanno sempre incoraggiato ad andare avanti nella realizzazione di questo lavoro, quanti mi hanno aiutato nella stesura di schede didattiche e nella realizzazione di esperienze di laboratorio ed in particolare il dott. Loperfido (Direttore del Laboratorio EuroQuality), la dott.ssa Bianco e la dott.ssa Contento. II Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php L’idea che ha accompagnato il presente lavoro è stata quella di sviluppare attraverso attività laboratoriali, un percorso didattico che spazia dalla Biologia generale, alla Batteriologia, alla Microbiologia ambientale e agro-alimentare, discipline oggetto di studio negli Istituti Professionali, Tecnici ad indirizzo Chimico-Biologico, Agrario e Licei delle Scienze Applicate, per consentire un approccio non “virtuale” ma di più semplice comprensione dei contenuti previsti dai programmi ministeriali. I punti di forza del lavoro sono: - la scansione razionale degli argomenti; - la varietà delle esercitazioni descritte; - la semplicità del linguaggio; Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino - l’uso costante delle immagini nella descrizione delle fasi operative e dei risultati attesi. Quanto alla struttura, il lavoro inizia dai concetti introduttivi di base, dove fondamentale risulta essere la parte relativa alla sicurezza, che attraverso la conoscenza dei simboli, delle frasi di rischio e i consigli relativi, vuole mettere in guardia quanti operano in un laboratorio didattico di Biologia per riconoscere i punti critici di pericolo e saperli neutralizzare. Le singole esercitazioni che vengono proposte, seguono un percorso che non lascia nulla al caso e contengono informazioni puntuali e dettagliate circa: - i materiali occorrenti; - i punti di criticità e pericolo; - la metodica; - spunti per la riflessione e l’area di raccolta e organizzazione dei dati. Accompagna il lavoro un quaderno per il docente che contiene schede strutturate predisposte per la valutazione e la verifica dei saperi appresi, inerenti gli aspetti trattati, complete di risposte ai quesiti posti. III Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Il lavoro si compone di diversi percorsi didattici a cui sono associate numerose esperienze di laboratorio, e si propone quale strumento formativo sui diversi aspetti che interessano le problematiche legate allo studio della cellula e dell’organizzazione cellulare, alla ricerca e identificazione di microganismi, alle interazioni microrganismiuomo-ambiente-alimenti. ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Il presente lavoro si caratterizza per l’organizzazione di un percorso formativo strutturato in moduli che tiene conto delle indicazioni ministeriali e delle reali necessità didattiche sperimentate in campo, adeguate al monte ore a disposizione. Infatti, lo studente ha a disposizione un gran numero di schede di esercitazioni che consentono di contestualizzare gli argomenti teorici presentati, con organicità di impostazione e sequenzialità in merito all’acquisizione dei concetti fondanti la Biologia e Microbiologia. Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Ogni scheda prevede a completamento dell’esperienza svolta, l’area della raccolta e organizzazione dei dati e domande di riflessione che lo studente può utilizzare per meglio inquadrare i risultati ottenuti e per sollecitare ulteriormente la propria curiosità, così da ricavare altri elementi per la discussione e il confronto rispetto alle informazioni teoriche che hanno preceduto l’esperienza o che saranno motivo di approfondimento successivo. Bibliografia G. Chieffi, S. Dolfini, M. Malcovati, R. Pierantoni, M.L. Tenchini “Biologia e Genetica” 1996, EdiSES, s.r.l. – Napoli M. Pusceddu Nardella, G. Testoni “BIOLOGICA”, Trevisini Editore – Milano Cristina Maggi, Claudia Zeccara “Biologia in laboratorio”, Casa Editrice G. Principato S.p.a – Milano Sergio Campari, “Guida al laboratorio di Microbiologia”, Zanichelli Editore S.p.a – Bologna M.J. Pelczar, R.D. Reid, E.C.S. Chan “Microbiologia”, Zanichelli S.p.A – Bologna Fulvio Longo “Norme per la prevenzione degli infortuni e l’igiene del lavoro” Azienda Unità Sanitaria Locale BA/5 – Putignano Gianfranco Tiecco “Igiene e Tecnologia alimentare” , Edagricole-Edizioni Agricole della Calderini s.r.l. – Bologna Johannes Kramer, Carlo Cantoni “Alimenti microbiologia e igiene” Organizzazione Editoriale Medico Farmaceutica S.p.a - Milano Appunti universitari di “Microbiologia degli alimenti” Franco Ottaviani “Tecniche per l’analisi microbiologica degli alimenti” Corso teorico-pratico, Segreteria Simposi della International pbi – Milano Roberto Ligugnana “Le Buone Norme di Campionamento (BNC)” pubblicato da International pbi S.p.a – Milano Antonietta Galli Volonterio “Microbiologia degli alimenti” G.B. Paravia S.p.a – Torino Antonietta Galli, Alberto Bertoldi “Igiene degli alimenti e HACCP” Modelli applicativi, EPC LIBRI s.r.l. – Roma Giuseppe Cerutti “Il rischio alimentare (tossici, contaminanti, residui, additivi)”, Tecniche nuove – Milano H. Beerens, F.M. Luquet “Guida pratica d’analisi microbiologica del latte e dei suoi derivati”, Tecniche nuove – Milano F. Ottaviani “L’analisi microbiologica dei prodotti lattiero-caseari”, Tecniche nuove – Milano Carlo Zambonelli “Microbiologia Biotecnologia dei vini”, Edagricole Edizioni Agricole – Bologna Franco Ottaviani “Microbiologia dei prodotti di origine vegetale”, Chiriotti Editori – Pinerolo Raccolta di scritti tecnici e scientifici coordinata da Franco Ottaviani “Microbiologia ed igiene delle produzioni industriali e dei beni di consumo”, Edizioni CONSAL – Sermide (MN) Saverio Simeone “Laboratorio di Microbiologia Corso pratico di tecnica ed analisi microbiologica”, Editrice San Marco S.r.l. – Bergamo Ponteranica Alessandro Pavone, Roberta Paolucci “Conoscenze e Applicazioni di Microbiologia Speciale”, Zanichelli Editore S.p.a – Bologna Norme UNI ISO4831, UNI ISO 4832, UNI ISO 4833, UNI EN ISO 7932, UNI ISO 8261, UNI ISO 8914, UNI 10592, UNI 10625, UNI EN ISO 11290/1 IV Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Le difficoltà spesso manifestate dagli studenti nel prendere rigorosamente appunti durante le fasi di descrizione delle esercitazioni, il problema di saper strutturare le informazioni date, per avere riferimenti chiari e adeguati per uno studio successivo, la necessità di operare in regime di sicurezza, sono aspetti particolarmente curati. ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Percorso 2 La cellula procariotica Un po’ di storia 1 Distribuzione in natura dei microrganismi 3 Azione dei microrganismi 5 Funghi o Miceti 7 Protozoi 16 Alghe 18 Principali differenze tra cellula procariotica ed eucariotica 22 Morfologia batterica 23 Anatomia funzionale dei batteri: - Struttura interna 26 Anatomia funzionale dei batteri: - Strutture di rivestimento 33 Anatomia funzionale dei batteri: - Appendici cellulari 41 La spora 45 Organizzazione del laboratorio 51 Strumenti ed attrezzature 52 Strumenti per la protezione: - Cappe per la sicurezza biologica di classe I, II e III 57 Norme di comportamento e Rischio biologico 61 Percorso 3 Il laboratorio di Microbiologia V Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino PREMESSA Per l’insegnante Per lo studente Percorso 1 Microrganismi e ambiente ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Percorso 4 La sterilizzazione Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Percorso 6 Tecniche di semina 64 Lavorare asetticamente 65 Disinfezione 66 Principi generali per l’utilizzo dei disinfettanti 69 Caratteristiche di un buon disinfettante 70 Aspetti critici del processo di disinfezione 71 La sterilizzazione 72 Mezzi fisici: - calore 74 Indicatori di sterilizzazione 81 Sterilizzazione mediante radiazioni 84 Mezzi meccanici di sterilizzazione 86 Mezzi chimici 90 I microrganismi ad occhio nudo 94 Coltivazione dei microrganismi 96 Esame colturale 97 Terreni di coltura: caratteristiche e contenuto 98 Terreni di coltura: classificazione 99 Terreni di coltura:fasi per la preparazione 100 Terreni colturali granulati 105 Principali terreni di coltura usati in Microbiologia 105 Scelta dei terreni di primo isolamento 108 Terreni cromogeni 110 Tecniche di semina 113 Inoculo in brodo 115 Semina di terreno solido 115 Coltivazione degli anaerobi 117 VI Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Percorso 5 Terreni di coltura Controllo della crescita microbica ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Percorso 7 Valutazione della crescita 120 Determinazione spettrofotometrica 121 Metodi di conta diretta e indiretta 122 Metodo rapido per la conta in piastra 128 Preparazione delle diluizioni decimali seriali 129 Note per la procedura di calcolo in piastra 131 Conta in substrato liquido 133 Conta su membrana filtrante 135 Introduzione 141 Metodi di isolamento 142 Identificazione dei batteri 145 Fasi dell’identificazione tradizionale 146 Test secondari di identificazione 148 Chiavi dicotomiche e tavole diagnostiche 151 Nuove metodologie di laboratorio 153 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Percorso 8 Isolamento e identificazione Percorso 9 ESERCITAZIONI DI LABORATORIO INDAGINE MICROSCOPICA Colorazione semplice con blu di metilene 162 Colorazione negativa con Nigrosina 166 Colorazione strutturale delle spore 169 Colorazione strutturale della capsula 172 Colorazione differenziale di GRAM 175 VII Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Metodi per la misurazione della biomassa ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Percorso 10 ESERCITAZIONI DI LABORATORIO COLTIVAZIONE DEI MICRORGANISMI 179 187 190 Percorso 11 ESERCITAZIONI DI LABORATORIO CONTROLLO DELLA CRESCITA Conta microbica in piastra 195 Conta su terreno liquido 200 Conta per filtrazione su membrana 205 Analisi microbiologica dell’acqua potabile 210 Valutazione dell’azione inibente di alcuni antibiotici 215 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Percorso 12 ESERCITAZIONI DI LABORATORIO CARATTERISTICHE METABOLICHE DEI MICRORGANISMI Utilizzazione dell’amido 220 Utilizzazione dei carboidrati 223 Ossidazione e fermentazione 225 Utilizzazione di aminoacidi 227 Enterotube 229 Parte digitale multimediale e risorse online (http://www.editoremannarino.it/page2.html) - DVD ALLEGATO FILMATI 1-Indagine quantitativa; preparazione delle diluizioni decimali seriali Si possono commentare e approfondire le fasi dell'esperienza proposta a pag 129 del II Vol. 2 - Analisi microbiologica delle acque. Si possono commentare e approfondire le fasi dell'esperienza proposta a pag 210 del II Vol. 3- Attrezzature per biologia molecolare. Si possono commentare e approfondire le pagine del II Vol da pag 52 a pag 60 4- indagine microbiologica quantitativa. Questa versione consente di evidenziare i dettagli 5- Membrane filtranti. Lo studente può approfondire l'argomento in modo autonomo per poi realizzare una prova pag 87 e pag 135 del II Vol RISORSE ONLINE FILE - Alimenti sotto esame (test da proporre agli studenti delle prime classi). - Conteggio dei globuli rossi; - Conteggio dei reticolociti - Determinazione Htc - Elettroforesi Si consiglia di controllare spesso il sito internet per gli aggiornamenti VIII Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Allestimento di colture batteriche con diverse tecniche di semina Isolamento in coltura pura dei fermenti lattici nello yogurt Effetto di diversi fattori ambientali sulla crescita ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Un tempo gli "Esseri Viventi" venivano distinti in due Regni: il Regno "Vegetale" e il Regno "Animale". I primi erano rappresentati da organismi fissi sul terreno, in grado di compiere la fotosintesi e da altri organismi unicellulari come batteri, alghe e funghi. Degli animali facevano parte organismi capaci di movimento ed a questi venivano associati anche i Protozoi. Nel 1735 Carlo Linneo con la pubblicazione di “Systema naturae", manteneva la struttura a due Regni e proponeva una suddivisione in categorie (Regno, Classe, Ordine, Famiglia, Genere e Specie). Con lo sviluppo delle conoscenze biologiche diventava sempre più evidente la necessità di una più articolata suddivisione. Nel 1866 Haeckel, proponeva un terzo Regno di organismi monocellulari rappresentato dai Protisti. I Regni diventavano quattro nel 1938 con Copeland che aggiungeva il Regno dei Bacteria, mentre nello stesso anno Chatton riteneva si potessero raggruppare gli organismi viventi in due macrodivisioni: i Procarioti e gli Eucarioti. Whittaker nel 1969 proponeva una suddivisione in 5 Regni. Questo sistema, anche se non privo di difetti, ha incontrato una larga diffusione sia tra gli specialisti che nei testi scolastici. I criteri principali su cui si basa la classificazione di Whittaker sono: a)tipo di cellula (cellula procariotica o eucariotica); b)tipo di organizzazione cellulare (isolata, unicellulare a colonia o pluricellulare); c)tipo di nutrizione (autotrofa, eterotrofa per assorbimento, eterotrofa per ingestione). In base a questi criteri (ma non solo), le specie viventi sono suddivise in 5 Regni: 1.Monera, comprendente i procarioti, ossia archeobatteri, batteri e cianobatteri (alghe azzurre). 2.Protisti, comprendente organismi eucarioti unicellulari. 3.Piante, comprendente organismi eucarioti pluricellulari autotrofi che si nutrono per mezzo della fotosintesi. 4.Animali, comprendente organismi eucarioti pluricellulari eterotrofi che si nutrono introducendo sostanze alimentari in un tubo digerente in cui avviene la loro demolizione e digestione (ingestione). 5.Funghi, comprendente organismi eucarioti pluricellulari eterotrofi che si nutrono per assorbimento (ossia mediante il passaggio diretto delle sostanze attraverso la membrana cellulare). Attualmente le specie viventi sono assegnate a sei regni: Animalia - Plantae - Eumycota - Chromista - Protozoa - Bacteria. I cromisti sono un gruppo tassonomico di esseri viventi eucarioti unicellulari o pluricellulari, per la maggior parte fotosintetici. 11 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Un po’ di storia ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php ESSERI VIVENTI secondo la teoria dei 5 Regni Regni Monera PROCARIOTI Protista Plantae EUCARIOTI Animalia Fungi Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Definizione di microrganismo Nella letteratura biologica, il termine "microrganismo", non indica un preciso gruppo biologico, bensì un insieme eterogeneo di organismi accomunati: - da piccole dimensioni; ma - dotati di proprie caratteristiche strutturali; - di precise attività fisiologiche; - di particolari cicli vitali. Al mondo microbico vengono assegnati cinque tipi di organismi: A L G H E P R O T O Z O I F U N G H I B A T T E R I V I R U S 2 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Organizzazione cellulare ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php L'enorme diffusione dei microrganismi in un numero praticamente illimitato di ambienti e substrati è conseguenza della loro capacità di adattamento a situazioni ambientali anche notevolmente diversificate. I microrganismi sono infatti presenti: urbani, fondali marini, ecc.); in ambienti comuni (corsi d'acqua, terreno, ecc.); in microambienti (pozzanghere, granelli di terra); Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino in simbiosi con altri organismi viventi (superficie delle foglie, cavità intestinale dell'uomo, ecc.). Perché un qualsiasi ambiente possa diventare un habitat idoneo allo sviluppo dei microrganismi, occorre che questi, siano in grado di : a) soddisfare le proprie esigenze energetiche e nutritive b) trovare condizioni comprese entro i limiti in cui si svolge la vita. Rispetto alla flessibilità di adattamento esistono forme microbiche: altamente specializzate (capaci di vivere solo in determinati habitat) poco specializzate (in grado di tollerare notevoli differenze ambientali). 3 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino in situazioni particolarmente inospitali (acque stagnanti, sorgenti solforose calde, impianti di trattamento scarichi ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php La capacità dei microrganismi di adattarsi ad habitat differenti è strettamente correlata: ad alcune peculiarità strutturali all'ampia varietà e variabilità metabolica (la presenza di particolari sistemi enzimatici consente l'utilizzo e la trasformazione, secondo sequenze operative diversificate, di una vasta gamma di composti chimici). Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino SUOLO PROTOZOI ALGHE FUNGHI BATTERI LIEVITI ACQUA PROTOZOI ALGHE FUNGHI BATTERI ARIA SPORE FUNGINE IFE 4 BATTERI VIRUS Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino alla notevole velocità riproduttiva (una rapida moltiplicazione favorisce la conservazione delle specie microbiche) ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php I microrganismi nonostante le ridottissime dimensioni, sono caratterizzati da un'elevata capacità interattiva con l'uomo ed il suo ambiente. I principali rapporti (interazioni) che intervengono tra i microrganismi e l'ambiente e che influiscono positivamente sull'habitat, sono di diversa tipologia: BIODEGRADAZIONI BIODETERIORAMENTO PATOGENICITA' BIOTRASFORMAZIONE O BIOCONVERSIONE Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino 1. Trasformazioni fermentative causate da batteri e lieviti. 2. Capacità di alcune cellule microbiche di produrre composti ad attività stabilizzante. 3. Produzione di nuovi ormoni e di nuovi antibiotici tramite un processo di bioconversione operato prevalentemente da muffe a carico di molecole progenitrici. L’evoluzione della tecnica ha portato, a sostituire le tradizionali associazioni microbiche naturalmente presenti nel materiale di partenza con colture pure di batteri significativi isolati, purificati e concentrati in laboratorio (ceppi selezionati), con conseguente migliore controllo da parte dell’uomo delle attività fermentative, e una più elevata affidabilità commerciale dei processi produttivi. BIODEGRADAZIONI Con il termine di “biodegrazioni” si indica l’insieme dei fenomeni di decomposizione delle sostanze organiche. Utile applicazione hanno trovato recentemente nei proessi di depurazione e conversione dei rifiuti e delle acque. In linea generale, i processi di biodegradazione avvengono secondo due distinti meccanismi, spesso combinati: di tipo aerobio di tipo anaerobio. 5 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino BIOTRASFORMAZIONE o BIOCONVERSIONE ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php BIODETERIORAMENTO modificazione di uno o più caratteristiche del prodotto in questione; (rammollimento della frutta e della verdura); accumulo di metaboliti microbici che conferiscono caratteristiche insolite al prodotto invaso dalle cellule microbiche. Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino PATOGENICITA’ Condizione determinata dalla presenza in alimenti o prodotti di fattori patogeni che possono essere di natura chimica o biologica, in grado di provocare uno stato di malattia. Per malattia deve intendersi ogni turba nello svolgimento dei processi vitali che porta alla perdita dello stato di benessere dell'individuo. 6 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Descrive ogni diminuzione delle caratteristiche estetiche, nutrizionali o più generalmente della qualità di materiali che vengono utilizzati dall'uomo per le sue attività. Il deterioramento si rende visibile quando i componenti del materiale (substrato) subiscono demolizioni alterative ad opera di enzimi prodotti da una biomassa sufficientemente grande. Per i diversi tipi di prodotti esistono associazioni microbiche in grado di stabilire fenomeni di interazione/interdipendenza. Lo scadimento qualitativo dei prodotti attaccati dagli enzimi microbici, può interessare l'aspetto, l'odore o il sapore, più spesso l'insieme di queste caratteristiche. Esso è imputabile a: ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino I funghi sono organismi eucarioti – il cui materiale genetico è racchiuso da una membrana all'interno di un nucleo – immobili e non fotosintetici. Rappresentano uno dei cinque Regni in cui sono stati suddivisi tutti gli esseri viventi: il Regno dei Fungi o Miceti. Comprendono: lieviti, muffe e funghi eduli. Sono organismi fondamentalmente semplici privi di tessuti differenziati e specializzati. Non essendo dotati di clorofilla e non potendo quindi effettuare fotosintesi e ricavare energia dal sole come le piante, si devono necessariamente nutrire dei composti organici sintetizzati da altri esseri viventi; appartengono di conseguenza al novero degli organismi eterotrofi: le sostanze nutritizie che necessitano per vivere vengono assorbite direttamente dall'ambiente esterno. Cosa fanno Il loro "ruolo", in natura, è fondamentalmente quello di decomporre il materiale organico e renderlo così disponibile, in forma di concime, alle piante verdi; per farlo, crescono e proliferano in quasi tutti gli ambienti, alla luce del sole o al buio. Dove vivono I funghi vivono, per esempio, nel suolo, nella vegetazione marcescente e all'interno o sulla superficie di molti alimenti; alcune specie colonizzano abitualmente anche il nostro apparato digerente. 7 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Cosa sono i funghi ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Come sono fatti In quanto eucarioti, i funghi sono provvisti di organelli cellulari dotati di membrane e di un nucleo contenente un nucleolo e un numero specifico di cromosomi legati alla membrana nucleare. Al Regno dei Funghi appartengono sia organismi estremamente semplici, che comprendono una sola cellula, sia organismi pluricellulari e relativamente complessi, strutturati in filamenti a loro volta unicellulari o pluricellulari, chiamati ife. È il fitto intreccio delle ife che costituisce il micelio, ossia l'apparato vegetativo (il "corpo") dei funghi. Le ife pluricellulari sono generalmente settate: le cellule che le compongono sono infatti separate da pareti cellulari che consentono, in alcuni casi, il passaggio di materiale e persino di organelli tra una cellula e l'altra. Questa forma di comunicazione cellulare all'interno dei singoli filamenti è resa possibile dalla presenza, nelle pareti che separano cellule adiacenti, di uno o più pori. Le ife non settate sono invece costituite da un'unica cellula plurinucleata. Come nelle piante, quindi, anche nei funghi si osserva in genere la presenza, intorno alla membrana, di una rigida parete cellulare; a differenza della parete delle cellule vegetali, costituita in prevalenza da cellulosa, quella dei funghi è però composta soprattutto da chitina, un differente polisaccaride che si ritrova anche nell'esoscheletro rigido e impermeabile degli insetti e degli artropodi in generale. 8 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Come si nutrono Nei funghi non si possono rinvenire pigmenti capaci di catturare la luce e questo fa si che possano espletare unicamente una nutrizione di tipo eterotrofo. In genere si nutrono dei tessuti di organismi morti, ma alcune specie sono in grado di attaccare anche esseri viventi, nel qual caso possono essere causa di numerose malattie infettive, anche per l'uomo. Le modalità di nutrimento dei funghi sono essenzialmente tre: a) funghi saprofiti: si nutrono di materiale organico appartenente a organismi vegetali o animali morti; b) funghi parassiti: per nutrirsi aggrediscono piante e animali ancora viventi, causandone a volte anche la morte; rappresentano gli agenti patogeni all'origine delle micosi; c) funghi simbionti: vivono a stretto contatto con altri esseri viventi, ma in questo caso il vantaggio – a differenza che nel parassitismo – è di entrambe le specie coinvolte in questo scambio di tipo mutualistico; esempi di relazioni simbiotiche sono i licheni (tra un fungo e un alga) o le micorrize (tra un fungo e una pianta verde, a livello delle radici). ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/esp.-online-lab-microbiol-editore-mannarino.php Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Ife superficiali epicute 9 Libro digitale Laboratoria...mo IIV © Editore Mannarino Strutture ife del micelio basale