referat microbiologie

download referat microbiologie

of 15

  • date post

    08-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.126
  • download

    11

Embed Size (px)

Transcript of referat microbiologie

USAMVB Timisoara Facultatea de Agricultura Specializarea: Ingineria Mediului An de studiu: II Disciplina: Microbiologie

MICROBIOLOGIE

NEIDONI SERGIU IOAN

Caractere generale ale microorganizamelor procariote si eucariote si activitatea acestora in solurile agricole

Microorganismele, cu excepia celor cu structur acelular (virusurile) au ca unitate elementar de baz celula. Celula la microorganisme, asemntoare n general cu celula vegetal i animal, prezint unele particulariti n funcie de grupul de microorganisme considerat. Aceste particulariti structurale i funcionale au determinat mprirea microorganismelor n dou grupe (Eduard Chatton, 1932 i Stanier, 1970). ntre microorganismele procariote i eucariote exist diferene eseniale structurale, funcionale i de compoziie.

Diferenele dintre celula procariot i celula ecucariot

Caracterul

Procariote Bacterii Cyanobacterii

Nucleul fr membran Compoziia chimic a fr steroli membranei citoplasmatice excepia micoplasmelor) Sistemul respirator n membrana citoplasmatic Ribozomii 70 S Curenii citoplasmatici abseni Reticulul endoplasmatic absent Tipul de diviziune direct (sciziparitatea)

Eucariote Alge, Fungi, Protozoare, Plante, Animale cu membran (cu conine steroli mitocondrii 80 S prezeni prezent Mitoz

CELULA PROCARIOTA

Perete celular Capsula Cromozom Membrana plasmatica Mezozom

Ribozomi

Citoplasma Flagel bacterian

Structura celulei bacteriene Celula bacterian este o entitate morfologic i funcional echivalent cu celulele organismelor superioare, cu o structur complex format din urmtoarele componente, de la exterior ctre interior, lund ca reper peretele celular: Structur extraparietal format din: capsul; cilii sau flagelii; aparatul fimbrial i pilii de sex. Peretele celular. Structura intraparietal compus din: membrana citoplasmatic, mezozomii, citoplasm, aparatul nuclear, incluziunile, ribozomii, vacuolele, sporul bacterian.

1.Capsula este o secreie care apare la unele bacterii, ce se fixeaz la exteriorul celulei i constituie un nveli n jurul acesteia. In funcie de raportul fa de celula bacterian capsula este de mai multe feluri: microcapsula, cu grosimea fin de 0,2 m, ce se pune n eviden prin metode imunologice; capsula propriu-zis, cu grosimea cuprins ntre 0,2-2 m; stratul mucos caracterizat prin prezena unei mase amorfe neorganizate n jurul celulei; zooglea ce se prezint ca un strat mucos neorganizat care nglobeaz mai multe celule microbiene. Compoziia chimic a capsulei difer n funcie de specia bacterian la care apare i de condiiile de mediu, fiind format din 98 % ap, ali constituieni ca polizaharidele i polipeptide. Funciile biologice ale capsulei sunt urmtoarele: - funcia de protecie mpotriva fagocitelor la bacteriile patogene; - funcia de virulen; - funcia de protecie mpotriva desicaiei. 2.Cilii sau flagelii Cilii sau flagelii sunt formaiuni filamentoase, cilindrice, lungi, subiri, situate la suprafaa celulei bacteriene i reprezint organite de micare ale acesteia. Prezena cililor este caracteristic numai anumitor specii de bacterii, mobile. Numrul cililor este variabil, funcie de specie, de la unu pn la o sut. n funcie de inseria pe corpul bacteriei cilii pot avea urmtoarele poziii: - monotrih, un cil la un singur pol; - amfitrich, cu cte un cil la ambii poli ai celulei; - peritrich, cu cili dispui n jurul bacteriei; - lophotrich, cu cili dispui la un pol sub form de mnunchi. Cilii sunt organite lungi de 16-18 m i subiri, cu diametrul de 0,010,02 m pe toat lungimea, de obicei ondulai. Implantarea lor se face n citoplasm printr-un corp bazal situat ntre peretele celular i membrana citoplasmatic. La bacteriile Gram-pozitive corpusculul bazal este format din dou discuri (inele), angrenate mpreun sub forma butonilor de manet. Lungimea cililor depete pe cea a celulei, n mod excepional pn la de 10 ori. Cu ajutorul cililor, bacteriile se pot deplasa linear sau se pot rostogoli. Viteza de naintare este mare, parcurgnd ntr-o secund o

distan de la 10 pn la 40 ori mai mare decat diametrul longitudinal al bacteriei. 3.Aparatul fimbrial. Fimbriile sunt formaiuni filamentoase prezente pe suprafaa bacteriilor imobile sau mobile, n numr mare, de ordinul sutelor (100-400). Ele au o poziie radial i sunt mai scurte ca cilii; nu servesc la micare ci au rol de fixare pe diferite substrate solide sau pe hematii, pe care le aglutineaz. Fimbriile sunt de natur intracelular deoarece dup ndeprtarea peretelui celular, rmn fixate pe protoplati. 4.Pilii sunt, dup Ottow, apendice filamentoase care au un canal prin care se face transferul cromozomului bacterian de la celula mascul (F+) la celula femel (F-), fiind denumite i "pili de sex". 5.Peretele celular Este invizibil sau foarte greu vizibil la microscopul fotonic i reprezint aproximativ 20 % din greutatea uscat a celulei i 25 % din volumul ei. Peretele celular are rol: - de susinere mecanic; - asigur individualitatea morfologic; - ofer protecie fa de ocul osmotic; - particip la procesul de diviziune celular; - conine receptori de virus; - mediaz schimbul de substane cu mediu. Peretele celular este absent la micoplasmatale. Coloraia Gram permite clasificarea bacteriilor dup peretele celular n dou mari categorii: Gram+ (violet) i Gram- (rou). ntre cele dou categorii exist diferene mari de compoziie chimic i anume: a. Peptidoglicanul (mureina) este prezent la majoritatea bacteriilor, fiind de mai multe tipuri moleculare: 80-90 % laG+; 10-20 % la G-. b. Acizii teichonici sunt foarte abundeni la bacteriile Gram+. c. Acizii lipoteichonici sunt ntlnii la bacteriile Gram+ asociai la membrana citoplasmatic dar se gsesc i n peretele celular. d. Acizii teichuronici sunt caracteristici bacteriilor Gram+. e. Lipopoliozidele caracterizeaz bacteriile Gram- i sunt responsabile de primul control al permeabilitii celulare. Bacteriile Gram- sunt n general mai rezistente la inhibitori (peniciline, colorani) dect cele Gram+. f. Acizii grai se gsesc sub forma unor lanuri lungi la nivelul peretelui celular la actinomicete i la bacteriile coryneforme.

6.Membrana citoplasmatic, acoper citoplasma bacteriilor i o separ de faa intern a peretelui celular. Are o grosime de 7,5 nm i este constituit din dou straturi fosfolipidice. Analiza chimic a membranei evideniaz trei tipuri de molecule: lipide, proteine i glucide. Proteinele reprezint peste 50 % din total. Membrana citoplasmatic este o barier osmotic de permeabilitate care regleaz ptrunderea n celul i eliminarea selectiv a diferitelor substane. Ea menine n celul o concentraie ridicat de macromolecule, molecule mici i chiar ioni mpedicndu-le difuzarea n mediu dei concentraia extracelular este mai mic. Conine permeazele care asigur transportul activ n interiorul celulei a unor substane organice polare din mediu. Membrana citoplasmatic are rol n creterea i diviziunea celular; la nivelul su ia natere semnalul care declaneaz iniierea replicrii cromozomului bacterian. n sfrit, membrana citoplasmatic este suportul enzimelor care particip la sinteza ATP (la eucariote aceste enzime se afl n mitocondrii). 7.Mezozomii sunt formaiuni care deriv din membrana citoplasmatic sub forma unor invaginri, legate de ADN celular. Aceste organite celulare joac un rol important n diviziunea nucleului i n formarea septului care separ cele dou celule fiice. La bacteriile purpurii mezozomii conin pigmeni clorofilieni. La bacteriile fixatoare de N2, nitrogenaza care este inhibat de O2, este protejat de mezozomi. La bacteriile nitrificatoare numeroasele invaginri ale membranei citoplasmatice mresc suprafaa de schimb enzimatic. 8.Citoplasma, este un sistem coloidal constituit din sruri minerale, compui solubili de natur lipoproteic, nucleoproteine, lipide i ap. Are un pH cuprins ntre 7-7,2. Citoplasma poate fi caracterizat ca un complex de stri fizice ntr-o continu transformare, n funcie de starea fiziologic i vrsta celulei. 9.Ribozomii sunt formaiuni citoplasmatice, sferice. O celul bacterian conine n medie 18.000 ribozomi de tip 70 S, cu un diametru de 10-30 nm. Fiecare ribozom se disociaz n dou subuniti, 30 S i 50 S. Fiecare subunitate 50 S este legat de o subunitate 30 S prin intermediul legturilor ARN - protein i protein-protein. Ribozomii 70 S joac un rol precis n cursul traducerii lanurilor de ARN n proteine.

10.Materialul nuclear ("nucleul") este constituit dintr-un cromozom format de o bucl de ADN aflat n suspensie, n citoplasm. Lungimea acestuia este mare, ajungnd la Escherichia coli la 1 mm, ceea ce implic o rsucire foarte accentuat. 11.Plasmidele sunt considerate material genetic extracromozomial, fiind independente de nucleu. Plasmidele nu sunt indispensabile pentru viaa celular dar pot aduce un avantaj selectiv. Ele poart informaia pentru degradarea unor substraturi i pentru rezistena la antibiotice. Replicarea plasmidelor se produce n dou momente diferite: atunci cnd celula se divide i atunci cnd se produce procesul de conjugare. Bacteriile pot conine mai multe plasmide. Escherichia coli, de exemplu, posed pe cromozom 1 sau 2 plasmide conjugate i 10-15 plasmide neconjugate. 12.Vacuolele sunt formaiuni sferice care apar n citoplasm n faza de cretere activ a celulelor bacteriene. n interiorul lor se gsete ap sau gaz. Cele cu ap au rol n meninerea presiunii osmotice n raport cu mediul extern, iar cele cu gaz au rol de flotaie. 13.Incluziunile sunt formaiuni inerte care apar n citoplasm la sfritul periodei exponeniale de cretere a celulei. Ele pot fi formate din glicogen, amidon, carbonat de calciu i fosfat anorganic. 14.Sporul bacterian este o formaiune care deriv din celula vegetativ a bacteriilor, n anumite condiii de via. Sporul este o form de conservare a speciei la condiiile nefavorabile de mediu i concentreaz ntrun volum redus toate componentele eseniale ale celulei din care provine. Form sporului poate fi sferic sau oval. Dispunere sporului n celula vegetativ poate fi central, subterminal, terminal sau lateral. Dup modul de formare, structur i rezisten la factorii de mediu, sporul bacterian poate fi de mai multe tipuri: a. Endosporul (sporul propriu-zis) apare n interiorul unei celule vegetative numit "sporangiu" i prezint o mare rezisten la condiiile nefavorabile de mediu, n special la variaiile temperaturii. O celul vegetativ poate forma un singur endospor. Bacteriile susceptibile de a produce endospori aparin genurilor: Bacillus, Clostridium, Desulfatomaculum, Sporosarcina, Sporolactobacillus, Thermoactinomyces. b. Artrosporii se formeaz prin fragmentarea unor celule vegetative. Au o form neregulat i o rezisten intermediar ntre cea a endosporului i celula vegetativ. Artrosporii sunt caracteristici bacteriilor actinomicete.

c. Chitii sunt stadii de repaus sau supravieuire, formate ca rspuns la modificrile de mediu i provin din transformarea unei celule vegetative, prin ngroarea pereilor i acumularea de material de rezerv. Au o rezisten mai mic dect endosporul i nu sunt termorezisteni. d. Gonidia apare endocelular prin condensarea i fragmentarea protoplasmei unei celule vegetative numit gonidangiu. n interiorul unei celule apar de regul mai multe gonidii care sunt eliberate n mediu prin ruperea peretelui gonidangiului. Principala lor funcie privete capacitatea de reproducere, neavnd rezistena caracteristic sporului.

CELULA EUCARIOTA Structura fungilor unicelulari

Reticul endoplasmatic rugos

Aparat Golgi

Nucleu

Mitocondrie

Reticul endoplasmatic neted

Structura fungilor pluricelulariPerete celular Nucleu Perete celular

Pori Septum Nucleu

a) Hifa Septata

b) Hifa Continua

Hifa fungica

Perete celular

Celula vegetala Membrana vegetala Haustori c) Haustoria

HIFA

Structuri de reproducere

Hife

Structuri producatoar e de spori

BURETEMiceliu

Eucariote. Peretele celular are o compoziti chimica specifica fungilor (contine chitina, absenta la celelalte eucariote si la procariote); membrana citoplasmatica contine steroli; au reticul endoplasmatic ce inconjoara nucleul si pe care se ataseaza ribozomii; citoplasma poate trece de la starea de sol la cea de gel si e strabatuta de curenti endoplasmatici; au organite celulare plasate in citoplasma: mitocondrii, cloroplaste si aparat Golgi; nucleul are unu-doi nucleoli si este protejat de membrana nucleara dubla.

PROTOZOARELE Sunt organisme unicelulare la care se cunoate un anumit ciclu evolutiv i care reprezint vieuitoare complete i independente, fiind cuprinse n ncrengtura Protozoa, regn. Protista.. Celula unui protozor se compune din protoplasm, n care se gsesc incluziunile granulare, condriozomii, precum i diferite substane de rezerv. De asemenea, se gsesc unul sau mai muli nuclei cu forme i structuri diferite. Ca substane de rezerv n celulele de protozoare s-au descoperit; amidonul, glicogenul, leucozina, grsimi i substane proteice de rezerv cum este volutina. 1.nmulirea protozoarelor Se face pe cale asexuat prin mprirea celulei n dou pri aproape egale, n urma crui proces apar dou celule fiice. nmulirea sexuat are loc dup mai multe diviziuni simple, prin conjugare ntre gamei. n urma contopirii gameilor iau natere zigoii care n condiii neprielnice se transform n zigochiti sau chiti de repaus care au o mare rezisten la temperaturi nefavorabile, concentraii mari de sruri solubile, uscciune sau acumulare n mediul ambiant a unor factori nocivi. La revenirea condiiilor favorabile, din zigochiti apar indivizi obinuii. n sol sunt rspndite protozoare din urmtoarele clase: Rhizopoda, Sarcodina, Mastigophora (Flagelata) i Infusoria (Cilliata). Din clasa Sarcodina cele mai rspndite genuri sunt: Negleria, Amoeba. Clasa Mastigophora (Flagelata) are n sol forme autotrofe ct i heterotrofe. Cele autotrofe posed n celule cromatofori. Ca reprezentani avem genurile Bodo, Euglena. Clasa Infusoria (Ciliata) cuprinde protozoare care se mic cu ajutorul a numeroi cili care sunt excrescene protoplasmatice. Din acest grup ca reprezentani citm: Paramoecium, Balantiophorus i Colpoda. 2.Rolul protozoarelor Rolul protozoarelor n sol este secundar fa de cel al bacteriilor i ciupercilor. Ele sunt n majoritate prdtori ce se hrnesc cu bacterii i se

gsesc n sol ntre 10.000 pn la cteva sute de exemplare la grmul de sol. Ca microprdtori protozoarele contribuie la diminuarea numrului de bacterii n sol. n acelai timp s-a constatat c prin moartea lor protozoarele pun la dispoziia microorganismelor surse nutritive care stimuleaz creterea numrului acestora n sol. n unele experiene cu Azotobacter n culturile la care s-au adugat protozoare (Colpidium colpoda), s-a fixat mai mult azot dect la culturile martor. Se trage de aici concluzia c protozoarele fagocitnd bacteriile, formeaz colonia s produc mai multe celule tinere care sunt mai active n fixarea azotului molecular. Pe de alt parte se presupune c protozoarele ar elimina n mediu de cultur unele substane stimulatoare pentru dezvoltarea bacteriilor. Dup ali autori n afar de aciunea indirect asupra biologiei solului, protozoarele ar contribui i la formarea humusului. CIUPERCILE Ciupercile reprezint un grup numeros la care se cunosc cca. 100.000 de specii, fiind cuprinse n regnul Fungi. De asemeni, ele constituie o component important a microflorei solului la care s-au identificat peste 170 de genuri i peste 800 de specii. Frecvena lor n sol variaz ntre 8.000 i 1.000.000 de indivizi pe gramul de sol. Ciupercile au un rol important n natur participnd n descompunerea substanelor organice; formeaz asociaii sub form de micoriz cu rdcinile plantelor; produc substane antibiotice participnd n acest fel la antagonismul microbian i la reglarea echilibrului biologic n sol. Morfologia ciupercilor Aparatul vegetativ este un tal cu o constituie variat iar, complexitatea acestuia crete pe msura evoluiei filogenetice. Astfel, la ciupercile din subncrengtura Mastigomycotina aparatul vegetativ este o celul nud - gimnoplast sau o asociere de gimnoplati ce formeaz un plasmodiu. La ciupercile din Zigomycotina aparatul vegetativ cu aspect filiform este un sifonoplast, neseptat, format din hife simple sau ramificate.

La ciupercile din subncrengtura Ascomycotina, Basidiomycotina i Deuteromycotina, aparatul vegetativ poate fi unicelular, sub form de dermatoplast ca la Saccharomycetaceae, iar la majoritatea este un tal filamentos pluricelular, format din hife septate. Talul ciupercilor poate fi filamentos la ciupercile microscopice, sau masiv la unele ciuperci din subncrengtura Basidiomycotina, formnd corpuri de fructificare de dimensiuni vizibile cu ochiul liber (carpofori). Morfologia bacteriilor Din punct de vedere al formei exterioare se disting cinci tipuri de baz, dup cum urmeaz: - bacterii sferice denumite coci, cu genul principal Coccus; - bacterii cilindrice sub form de bastona drept sau uor curbat din care face parte genul Bacillus; - bacterii spiralate sau elicoidale, n care se cuprind trei categorii de germeni i anume: vibrionii, spirilii i spirocheta; - bacterii filamentoase, cu celule alungite n care se cuprind actinomicetele; - bacterii ptrate, sunt foarte rare, ntlnite n apele saline. Dup forma celulelor i modul de grupare n urma procesului de diviziune, bacteriile se mpart n urmtoarele tipuri i subtipuri morfologice: 1.Bacteriile sferice sau cocii, au form sferic, ovoidal, sau elipsoidal, cu cele dou diametre aproximativ egale. n funcie de poziia celulelor fiice dup diviziune, cocii prezint urmtoarele moduri de grupare: Cocul simplu, izolat, la care celulele rmn independente dup diviziune (ex. Micrococcus ureae). Diplococul, la care diviziunea se face dup planuri succesive paralele, celulele rezultate rmnnd grupate cte dou (ex. Diplococcus pneumoniae). Streptococul, la care diviziunea se face dup planuri succesive paralele, iar celulele rezultate formeaz lanuri de lungimi variabile (ex. Streptococcus lactis). Tetracocul, la care planurile de diviziune sunt perpendiculare unele fa de altele, iar celulele rezultate sunt dispuse cte 4 la un loc (ex. genul Gafkia). Sarcina, la care planurile de diviziune sunt orientate dup cele trei direcii ale spaiului i reciproc perpendiculare unul pe altul, rezultnd o grupare de celule sub form de cub (ex. Sporosarcina ureae).

Stafilococul, la care planurile succesive de diviziune sunt dispuse n mai multe direcii, iar celulele rezultate se grupeaz ca un ciorchine (ex. Staphyllococcus aureus). 2.Bacteriile cilindrice, cunoscute sub denumirea de bacili au form de bastonae, cu raportul ntre cele dou axe foarte diferit, de la forme cu aspect filamentoase, pn la unele cu aspect aproape sferic. Unele dintre bacteriile cilindrice au proprietatea de a forma spori. 3.Bacteriile spiralate, sunt elicoidale cuprind trei subtipuri morfologice: Vibrionul, n form curbat, cu un singur tur de spir. Spirilul, n form de spiral cu mai multe ture de spir, rigide ca un baston. Spirocheta, sub form de spiral cu mai multe ture de spir dar flexibile, care se poate strnge i relaxa. 4.Bacteriile filamentoase, au ca prototip actinomicetele, microorganisme cu asemnri morfologice cu fungii, cu particularitatea de a forma hife, cu tendin de ramificare, de unde i aspectul lor de miceliu. n unele cazuri, spre exemplu la Sphaerotilus nutans aspectul filamentos este determinat de aezarea celulelor individuale n lanuri de celule reunite printr-o teac delicat, cu perete neted. 5.Bacteriile ptrate, evideniate n apa hipersalin din peninsula Sinai, au forma unor ptrate cu latura de 1,5-11 m i o grosime de 0,1 m. Formeaz placarde de 8-16 celule ptrate rezultate n urma diviziunii. Sensibilitatea la anumite substante Celulele procariotelor sunt sensibile la o serie de antibiotice: la grupul de antibiotice penicilina bacitracina cicloserina care opresc sinteza unor compusi specifici bacteriilor: peptidoglicani, la grupul cloramfenicol streptomicina tetraciclina (care actioneaza asupra ribozomilor). Celulele eucariote sunt sensibile la vinplastina si colchicina, la cicloheximida(actidiona), care este toxica pentru ribizomi de tip 80S, la micostatine si poliene, substante care inhiba sinteza unor substante (steroli) din compozitia membranei celulare a eucariotelor(celulele procariotelor nu contin steroli, numai exceptional acestia sunt prezenti la genul Mycoplasma)

Bibliografie1. Hatman M., Ulea E. - Microbiologie - Curs, Universitatea Agronomic Iai Centrulde multiplicare, Iai, 1993. 2. Papacostea P. - Biologia solului. Ed. tiinific i Enciclopedic, Bucureti, 1976. 3. Zarnea Gh. - Tratat de microbiologie general, Ed. Academiei Romne, Bucureti, Vol. I - 1983, Vol. II - 1984, Vol. III - 1986, Vol. IV - 1990,Vol.V 1994. 4. www.regielive.ro