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DOMINIO BACTERYA

PROCARIOTI

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BACTERYA - PROCARIOTI”:

� Classificazione: archibatteri ed eubatteri

� Caratteristiche degli eubatteri

� Phylum Cianofite

� Phylum di batteri

� Proprietà, forma, dimensioni, composizione e strutturacellulare

� 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 cellulaprocariota.

� Classificare le Monere.

� Descrivere le caratteristiche di Archibatteri ed Eubatteri

� Spiegare le caratteristiche principali del phylum deibatteri.

� Distinguere i batteri in base al metabolismo.

� Nominare i principali gruppi di batteri e descriverne leproprietà salienti.

� Riassumere i criteri di classificazione delle monere e deibatteri.

� Nominare le principali malattie batteriche.

� Descrivere le forme di riproduzione e l’importanza deibatteri.

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ex Regno delle Monere� Tutti gli organismi procarioti appartengono al regno delle

monere, termine che significa “singolo, semplice”. Esso, infatticomprende esclusivamente organismi unicellulari, autotrofie/o eterotrofi, oltre che, appunto, procarioti.

� E’ il gruppo più antico che sia comparso sulla Terra. I primiresti 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 oprotocellula) presenta:

� Una parete cellulare: involucro protettivo formato dapeptidoglicani o mureine (catene parallele dipolisaccaridi tenuti insieme da brevi catene di proteine);lascia passare solo molecole di piccole dimensioni.

� Una membrana cellulare omogenea, dello spessore di60-100 angstrom; costituita da proteine e lipidi e con ilruolo fondamentale di regolare gli scambi con l’ambienteesterno.

� Un citoplasma ricco di proteine e ribosomi

� La molecola del DNA: un singolo filamento a forma dianello, contenente tutte le informazioni di cui la cellulaha bisogno per svolgere tutte le sue funzioni. Non esistela membrana nucleare e, quindi, al posto del nucleo c’èun nucleoide.

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CARATTERISTICHE SALIENTI DELLA

PROTOCELLULA

1. Mancanza di membrana nucleare2. Mancanza di organelli cellulari3. DNA a filamento unico e circolare4. Assenza di citoscheletro nel citoplasma5. Citoplasma senza compartimentazione per l’assenza del R.E.

e degli organelli6. Presenza di peptidoglicani nella parete cellulare7. Presenza di una capsula esterna a base di lipopolisaccaridi e

proteine8. Incredibile vitalità riproduttiva;9. Il ciclo vitale non prevede la morte, perché la cellula si divide

continuamente. Il concetto di morte compare con la cellulaeucariote, 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 piùprimitive, con parete cellulare senza mureina,metabolismo anaerobico, contengono RNA, invece delDNA. Esempi: batteri metanogeni, alofili, termoacidofili.

� Sottoregno degli Eubatteri: più evoluti, con paretecellulare a base di mureina, alcuni contengono all’esternouna capsula di lipopolisaccaridi + proteine (Gramnegativi); metabolismo aerobico o anaerobico;contengono DNA; si nutrono per assorbimento,fotosintesi, chemiosintesi. Comprendono il Phylum deibatteri o Schizomiceti e il Phylum Alghe azzurre ocianofite.

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EUBATTERI o schizomiceti

� Il termine batteri deriva dal greco “ bacterion “= piccolo bastone.

� I batteri faceva parte del regno delle MONEREche dal greco “ moneres “ significa “semplice”.

� Sono organismi procarioti unicellulari,piccolissimi: 0,2 – 2 micron.

� Hanno una parete cellulare costituita da unpolisaccaride a base di azoto: mureina. LeMureine (Murus = parete) o PEPTIDOGLICANIsono catene parallele di polisaccaridi tenutiinsieme 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;

cocchi se singolotetrade e sarcinadiplococchi se in coppiastreptococchi se in catenastafilococchi se aggregati.

SFERICI

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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 dapeptidoglicani. Essa costituisce una struttura rigida,responsabile della forma della cellula; lascia passaremolecole di piccole dimensioni.

� una membrana cellulare: costituita da proteine efosfolipidi in base ad un modello detto a mosaico fluido.Il ruolo fondamentale è quello di regolare gli scambi conl’esterno.

� un citoplasma ricco di proteine e ribosomi;

� una molecola del DNA: un singolo filamento a forma dianello.

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Struttura e organizzazione

� Oltre alla parete, molti batteri sono avvolti da una“capsula protettiva” contro le condizioni ambientalisfavorevoli, aumentando la virulenza batterica.

� Internamente alla parete cellulare vi è il citoplasmaavvolto dalla membrana plasmatica.

� Il citoplasma non presenta organuli di riserva nénumerosi ribosomi.

� Verso il centro vi è il nucleoide senza membrana econtiene il DNA in molecola unica (GENOFORO) epiccole unità di DNA circolari (PLASMIDI).

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CARATTERISTICHE SALIENTI:

� Incredibile vitalità riproduttiva;

� Il ciclo vitale non prevede la morte, perchéla cellula si divide continuamente. Ilconcetto di morte compare con la cellulaeucariote, quando il piano organizzativo sicomplica.

� Produrre, in condizioni ambientali difficili,forme di resistenza dette SPORE, capacidi sopravvivere in condizioni estreme.

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Classificazione

� Ci sono circa 3000 specie di batteri che secondo lasistematica moderna cono suddivise in base a 5 criteri:

1. secondo il metabolismo (autotrofi ed eterotrofi:saprofiti, parassiti, simbionti, fotosintetici,chemiosintetici)

2. secondo l’utilizzazione dell’ossigeno (aerobi eanaerobi)

3. secondo le linee evolutive (archibatteri ed eubatteri)

4. secondo la colorazione o meno: GRAM+ e GRAM-

5. secondo la forma.

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Dominio Archaea: Archeobatteri

� vivono in ambienti estremi simili a quelliprimordiali, proibitivi per gli altri esseriviventi per cui sono considerati come latraccia più antica di vita, cioè sono batteriarcaici. Comprendono i batterimetanogeni, alofili, termoacidofili.

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Batteri termoacidofili

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Dominio Bacterya: Eubatteri

� = veri batteri: più numerosi (circa 2000specie) e diffusi come cianobatteri,fotosintetici, i Gram + e negativi…….e sidistinguono per la forma (sferica, abastoncello, 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 liuccidono;

� Disponibilità di cibo.

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Metabolismo

� I batteri si trovano dappertutto e come conseguenza delloro adattamento ad ambienti diversi, i batteri sono gliorganismi con la più alta gamma di soluzionimetaboliche. Infatti, in base alla modalità con cui siprocurano 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 originanoall’interno della cellula madre erappresentano forme di resistenza persuperare condizioni sfavorevoli;

� coniugazione.

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Ragioni del successo

� capacità di sfruttare ogni risorsa pervivere;

� grande capacità moltiplicativa;

� variabilità genetica, evoluzione,adattamento;

� presenza di metabolismi diversi(versatilità);

� possono esistere sotto forma di cellulaattiva 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’industriafarmaceutica, batteri mangia-petrolio, perriciclare 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 nelcitoplasma clorofilla libera, cioè senza cloroplasti, persvolgere la fotosintesi.

� Inoltre, possiedono un particolare pigmento, laficocianina, che conferisce ad essi il caratteristicocolore.

� 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 oper spore.

� Dal punto di vista evolutivo sono considerati i primiorganismi fotosintetici. Sono pionieri.

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Phylum Cianofite o cianobatteri

� IMPORTANZA ECOLOGICA DEI CIANOBATTERI

� Rivestono notevole importanza ecologica e il lorosuccesso biologico è dovuto a diversi fattori:

� la loro natura autotrofa, produttori di ossigeno

� sono capaci di fissare l’azoto atmosferico per mezzo dicellule chiamate “eterocisti”. Tale capacità le rende utilinelle risaie, poiché favorisce la produzione senzafertilizzante artificiale

� molte fanno parte del plancton

� sono pionieri

� Concimano le risaie.

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Stromatoliti: cianobatteri