Microorganismes, optativa de tercer. unitat 1

ELS MICROORGANISMES OPTATIVA DE 3er. D’ESO.

Institut FX Lluch i Rafecas

Professora: Diana Romero

Nom i cognoms:

Grup:

Curs:

Data:

OPTATIVA 3r ESO. ELS MICROORGANISMES

- 1 -

Unitat 1: Els microorganismes i el seu estudi.

“ D’entre totes les meravelles que he descobert a la natura, aquesta ha estat per a mi la més meravellosa de totes i, per part meva, he de dir que fins ara els meus ulls mai no havien vist res de tan agradable com aquests milers de criatures vives, totes en una gota d’aigua, movent-se d’un lloc a l’altre, cadascuna amb el seu moviment propi”

Aquest text es va escriure fa més de 300 anys i mostra la gran impressió que va causar a Antoine van Leeuwenhoek la comprovació que en una minúscula gota d’aigua es podia observar el miracle de la vida en tota la seva magnificència.

1.1. DEFINICIÓ DE MICROORGANISME Es pot definir un microorganisme com tot ésser viu amb una grandària que el fa invisible a ull nu, o bé que té unes mides inferiors a 1 mm. La seva estructura pot ser eucariota o procariota.

Fixa’t en la taula següent on es comparen les mides d’alguns dels principals grups d’éssers vius:

Nom Protozous Fongs Cèl·lules humanes

Bacteris Virus

Llargada real (µm)

3 a 300 10 5 a 30 1 a 3 0,02-0,3

Exemples

Amebes i paramecis

Candida Cèl·lula hepàtica

Estafilococ Virus del papil·loma humà

1.2. CLASSIFICACIÓ DELS MICROORGANISMES Els microorganismes pertanyen a 3 regnes diferents: Protoctists, Fongs i Moneres.

Cal tenir en compte que tots els bacteris (regne Moneres) són microorganismes però no tots els protoctists i fongs són microorganismes, és a dir, hi ha fongs i protoctists que es poden veure a simple vista. Entre els microorganismes que són fongs destaquen els llevats.

Un comentari apart mereixen els virus: aquests organismes són acel·lulars és a dir no estan fets de cèl·lules, encara que depenen totalment d’altres organismes que sí estiguin fets de cèl·lules, perquè els seu funcionament consisteix precisament en parasitar tot tipus de cèl·lules.


- 2 -

CLASSIFICACIÓ DELS MICROOGANISMES

Virus Éssers acel·lulars

Organismes que no es poden considerar cèl·lules ja que no poden desenvolupar totes les funcions de la cèl·lula de manera autònoma.

Bacteris Regne Moneres

Organismes unicel·lulars formats per cèl·lules sense nucli (procariotes). Tenen, a més, una coberta externa (la paret bacteriana) constituïda per una substància anomenada mureïna.

Microalgues Regne Protoctists

Organismes unicel·lulars o pluricel·lulars formats per cèl·lules amb nucli (eucariotes) i sense paret. Protozous

Fongs Regne Fongs Organismes unicel·lulars o pluricel·lulars formats per cèl·lules amb nucli (eucariotes) amb paret formada per una substància anomenada quitina

La ciència que estudia els microorganismes es diu Microbiologia i el primer científic que va veure els microorganismes amb un microscopi molt rudimentari va ser l’holandès Antonie van Leeuwenhoek (1632 -1723). Tot i això Leeuwenhoek va mantenir en secret l’art de construir les seves lents i va ser per això que no es van realitzar noves observacions de bacteris fins el desenvolupament del microscopi compost en el segle XIX. Després d’aquest descobriment, la pregunta que es van plantejar els científics de l’època era: d’on venen els microorganismes?

La persona que va evidenciar la no vigència de la generació espontània de microorganismes va ser Lazzaro Spallanzani, que va demostrar la impossibilitat d’aquesta teoria. Aquí teniu la imatge de l’experiment que va realitzar per demostrar-ho.

És considerat com a pare de la microbiologia el francès Louis Pasteur. Al segle XIX Pasteur va fer moltíssims descobriments, dels quals, un dels més importants va ser l’elaboració de la primera vacuna contra la ràbia.

1.3. HÀBITS I FORMES DE VIDA DELS MICROORGANISMES Els microorganismes es poden trobar a tots els medis: l’aigua, la terra, l’aire o dins d’altres organismes vius amb diversitat de possibles relacions amb els éssers vius del seu entorn.

Segons quina sigui aquesta relació es poden considerar sapròfags, simbiòtics, paràsits o comensals.

1. Sapròfag: organisme que s’alimenta de matèria orgànica en descomposició. Exemple: microorganismes descomponedors.


- 3 -

2. Simbiòtic: s’uneix a un altre ésser viu amb benefici mutu. Exemple: liquen.

3. Paràsit: Un ésser s’alimenta i viu a costa d’un altre, que anomenarem hoste, i el perjudica. Podem considerar paràsits per a l’ésser humà als microorganismes que produeixen malalties infeccioses.

4. Comensal: Un organisme s’alimenta de les restes del menjar que deixa un altre organisme o bé dels paràsits externs d’aquest, que sol ser més gran, sense perjudicar-lo. Exemple: als animals superiors, les aus rapinyaires.

1.4. IMPORTÀNCIA DELS MICROORGANISMES Els microorganismes són molt importants per diverses raons:

• Alguns microorganismes tenen un paper molt important a la Natura, ja que es dediquen a descompondre la matèria orgànica morta (microorganismes descomponedors).

• Alguns són beneficiosos per l’home: és el cas, per exemple, dels llevats que participen en la fabricació del pa i la cervesa (microorganismes fermentadors) o d’altres microorganismes que fabriquen medicaments per diverses malalties humanes.

• Per últim altres causen malalties, com la grip o la malària: són els microorganismes patògens.

� Els microorganismes i la descomposició de matèria orgànica

Las matèria orgànica generada al planeta Terra a partir de la fotosíntesi va passant d’uns éssers vius als altres a través de les cadenes alimentàries i les xarxes tròfiques.

Quan un ésser viu mor, es produeix un procés de descomposició anomenat putrefacció. Aquest procés tanca el cercle de la vida, els productes de la putrefacció serveixen d’aliment a les plantes que generaran nova matèria orgànica mitjançant la fotosíntesi.

El procés de descomposició té importants implicacions ambientals:

- Els microorganismes descomponedors es poden fer servir a les plantes potabilitzadores i depuradores d’aigua per la descomposició de la matèria orgànica que contamina. Aquesta matèria orgànica es transforma en inorgànica, que es pot eliminar fàcilment de l’aigua i fins i tot alguns dels productes inorgànics obtinguts (com el metà) es poden fer servir com a font d’energia a la mateixa planta potabilitzadora.

- Cada vegada és més freqüent la utilització de plàstics, metalls i fibres biodegradables, és a dir, que poden ser descompostos per microorganismes descomponedors. D’aquesta manera evitem els problemes derivats de


- 4 -

l’acumulació de deixalles que no es descomponen i perduren inalterables al llarg del temps contaminant el medi ambient.

Aquest procés de descomposició el realitzen microorganismes descomponedors: principalment bacteris i fongs i també alguns protozous.

En aquest procés es produeixen reaccions químiques que fan que moltes vegades es desprenguin vapors que són els responsables de la mala olor que acompanya aquests processos.

� Els microorganismes i les fermentacions

El formatge, el vi o el pa són coneguts i elaborats pels éssers humans des de l’antiguitat. Aquests productes són el resultat d’una reacció química anomenada fermentació. Les fermentacions són reaccions químiques d’oxidació parcial produïdes per microorganismes, que consisteixen en la transformació de glúcids en altres substàncies més senzilles.

Hi ha diferents tipus de fermentacions, determinades per la substància que se n’obté. En la següent taula es presenten els casos de la fermentació làctica (a partir de llet s’obté formatge o iogurt) i la fermentació alcohòlica (a partir de suc de raïm s’obté vi).

Louis Pasteur, un important químic francès, va estudiar per primera vegada els diferents tipus de fermentacions i va aconseguir demostrar que eren causades per microorganismes. Va concloure que per cada tipus de fermentació era necessari un tipus de microorganisme diferent.

El mètode d’investigació que va fer servir queda explicat a la taula següent:

Hipòtesi Acció Observacions experimentals

Responsables de la fermentació: els microorganismes, no el medi.

Aïllar microorganismes trobats a un procés fermentatiu i transferir-los a un altre medi que pugui fermentar.

Si el medi era el mateix el procés fermentatiu es portava a terme, si el medi era diferent en general no es produïa.

Microorganismes de dos fermentacions diferents son iguals

Detectar i estudiar les característiques dels microorganismes que són presents a dos tipus de fermentacions diferents.

Els microorganismes de dos processos fermentatius diferents són de naturalesa absolutament diferent.

Tipus de fermentació

Substància inicial

Substància final

Microorganisme responsable

“Transformació”

Làctica Glúcids continguts a la llet

Àcid làctic Bacteris com el Lactobacillus casei

Llet � Formatge

Alcohòlica

Glúcids continguts al suc de raïm (most)

Alcohol etílic

Llevats (fongs com el Saccharomyces cerevisiae)

Suc de raïm � Vi


- 5 -

Pasteur va repetir aquesta experiència amb altres fermentacions i va arribar a les conclusions següents:

- Totes les fermentacions són el resultat de l’activitat de microorganismes.

- Cada fermentació és produïda per un tipus diferent de microorganisme.

� Els microorganismes i les malalties infeccioses

Louis Pasteur va ser qui va suposar que els microorganismes eren els responsables de les malalties contagioses i que el contagi era degut al fet que els microorganismes causants de la malaltia es podien propagar d’un individu a un altre.

Va ser el metge alemany Robert Koch (s. XIX), qui va demostrar per primera vegada que un microorganisme, en concret un bacteri (el Bacillus anthracis), era el causant de la malaltia de l’àntrax o carboncle.

Aquesta malaltia afecta sobretot el bestiar boví i l’oví. Es caracteritza per una inflamació molt dolorosa de les articulacions de les extremitats, com a conseqüència de la qual l’animal no es pot sostenir i cau. Es pot transmetre als humans per consum de carn poc cuita provinent d’un animal contagiat.

En el següent esquema es pot veure una aplicació del mètode científic a l’estudi d’aquesta malaltia:

Acció Finalitat Resultat

Buscar el Bacillus anthracis en tots els animals malalts, i al mateix temps mirar si es podien trobar aquests bacteris en els animals sans.

Demostrar la relació que hi ha entre la presència d’aquest bacteri i la malaltia.

Tots els animals malalts presentaven en el seu organisme un gran nombre de Bacillus anthracis, que no eren presents en els animals sans.

Aïllar dels animals malalts alguns d’aquests bacteris i inocular-los en ratolins sans.

Observar si els animals contrauen o no la malaltia i, per tant, comprovar si el bacteri n’és el responsable.

Els ratolins van presentar els símptomes característics de la malaltia.

Observar si els Bacillus anthracis eren presents en els ratolins malalts.

Comprovar que realment la malaltia està relacionada amb el desenvolupament d’aquest bacteri.

En l’organisme de ratolins malalts hi havia un gran nombre de Bacillus anthracis.

A partir d’aleshores, aquest mètode es fa servir per identificar els microorganismes causants de les malalties; es coneix com postulats de Koch:

1. L‘agent patogen ha d’aïllar-se sempre d’animals malalts i mai dels sans.

2. Quan un animal està malalt el bacteri ha d’aïllar-se en cultiu pur.

3. Si el bacteri és inoculat a un altre individu ha de reproduir-se la malaltia.

4. El bacteri ha d’aïllar-se novament en cultiu pur.


- 6 -

Mitjançant aquest procediment, Koch va descobrir altres bacteris causants d’algunes greus malalties humanes, com la tuberculosi o el còlera.

Els microorganismes patògens són aquells que accedeixen al medi intern i provoquen alteracions en la seva fisiologia o en els òrgans de l’hoste. La infecció és la proliferació d’aquests microorganismes patògens (=agent patogen).

El terme patogenicitat indica el grau en que un paràsit pot produir una malaltia.

Les diverses soques d’una espècie poden variar àmpliament en quant a la seva capacitat per danyar a l’hoste, fet que es denomina virulència. En general, la virulència d’una soca d’una espècie patògena està determinada per dos factors:

1. El poder invasor: capacitat de proliferar al cos de l’hoste.

2. La seva toxigenicitat: capacitat de produir substàncies químiques, toxines, que danyen els teixits de l’hoste.

Segons la teoria microbiana de les malalties infeccioses, no és la malaltia la que es transmet sinó l’agent, anomenant-se el procés contagi.

Els microorganismes infecciosos poden arribar als seus hostes per diferents camins o vies d’infecció:

a. Directa (d’un a l’altre a través del cos, microgotetes, contaminació fecal).

b. Indirecta (per mitjà d’un vehicle o vector)

b.1. Passiva (Roba, utensilis, etc.).

b.2. Activa (Altres organismes, p.e. Anopheles amb Trypanosoma).

Per fer front a aquestes malalties hi ha dues possibilitats: Mètodes preventius i els mètodes curatius (antibiòtics).

Dins els mètodes preventius destacaríem la higiene corporal, així com el consum d’aliments i begudes en bon estat.

Les vacunes també són un mètode preventiu. Consisteix en l’administració de fragments d’un agent infecciós a la persona sana, que provoquen la resposta específica contra aquell germen. La persona vacunada haurà adquirit immunitat contra aquesta infecció.


- 7 -

1.5. LABORATORI DE MICROBIOLOGIA. � Microscopi

Per estudiar els microorganismes farem servir com a eina de treball el microscopi òptic, que és un instrument que serveix per observar de prop objectes extremadament petits i que no són visibles a ull nu. Aquesta observació es porta a terme mitjançant un sistema de lents òptiques.

Un altre tipus de microscopi és el anomenat microscopi electrònic. En aquest, els raigs lluminosos que el microscopi òptic convencional necessita per a l’observació, són substituïts per un flux d’electrons, de manera que permet l’observació de mostres a grans augments.

� Les tincions

Les parts cel·lulars tenen pocs contrastos entre elles; per això, per veure-les, s’utilitzen els colorants a la tècnica de la tinció. Quan es fa servir només un colorant es diu que la tinció és simple, i quan es fan servir més d’un la tinció és combinada.

Els cultius

Haurem de utilitzar tècniques de cultiu per tal de conservar i multiplicar la presència de microorganismes, així com per mirar de separar diferents espècies.

El procediment de cultiu de microorganismes passa per dues fases: la preparació del medi de cultiu i la sembra del microorganisme.

El medi de cultiu és el substrat sobre el qual creixen els microorganismes al laboratori. Els hi hem de subministrar els nutrients adequats i les condicions ambientals que els hi permetin créixer.

El conjunt de microorganismes que creix sobre un medi concret i en un recipient determinat també rep el nom de cultiu.

Una colònia és un grup de milers de microorganismes que procedeixen de la divisió cel·lular d’un de sol.

La sembra és el procés mitjançant el qual es transfereix un microorganisme d’un medi a un altre.


- 8 -

� Instruments al laboratori de microbiologia

- Material de vidre: Matràs, vas de precipitats, matràs Erlenmeyer, provetes, pipetes, tubs d’assaig, etc.

- Balança, espàtula.

- Microscopi i material de microscopia.

- Bec Bunsen (fogonet), reixeta d’amiant, pinces de fusta, trípode.

- Estris específics: placa de Petri, anella de sembra, estufa d’incubació, autoclau.


- 9 -

ACTIVITATS. Unitat 1. Els microorganismes i el seu estudi.

1. Qui va ser el primer que va observar els microor ganismes en una gota d’aigua a l’any 1674? Gràcies a quin instrumen t els va poder observar?

2. Què tenen en comú tots els microorganismes?

3. Qui va ser Pasteur ? Busca informació i escriu una breu biografia indicant els seus descobriments més importants.

4. En el text següent Leewenhoek explica com va fer el seu descobriment dels microorganismes. Observa el dibui x i identifica-hi els microorganismes que hem subratllat en la descri pció de Leeuwenhoek.

“Vaig agafar una mica d’aigua del llac en un flascó de vidre i quan, l’endemà, vaig examinar-la vaig trobar que hi suraven partícules de terra i unes bandes verdes enrotllades en espiral com a serps [...]. Entre elles nedaven una gran quantitat de petits animalículs, alguns dels quals eren arrodonits, mentre que d’altres, una mica més gruixuts, eren ovalats. Vaig veure que aquests darrers tenien dues petites potes prop del cap i dues aletes a l’extrem del cos) Uns altres eren una mica més allargats que ovalats [...]; n’hi havia de verds en la meitat del cos i blancs en els extrems. Els desplaçaments en l’aigua de la majoria dels animàlculs eren ràpids, tan variats, cap amunt, cap avall i sobre ells mateixos, que confesso que vaig quedar sorprès de veure’ls. Calculo que aquestes criatures eren mil vegades més petites que les més petites que havia vist mai [...]”

5. Digues quina justificació té la recomanació segü ent, que pots trobar en els envasos d’alguns aliments en conserva : “Un cop obert l’envàs, consumiu-ho en el menor temps possible”

6. Descriu un experiment que demostri que els micro organismes no es formen de manera espontània.


- 10 -

7. Llegeix els textos següents.

a) A l’Àfrica i l’Índia viu un tipus d’ocell que s’anomena ocell de la mel perquè s’alimenta d’aquest producte. Per ell mateix no pot digerir la mel però en el seu intestí viu un bacteri anomenat Micrococcus cerolyticus i el fong Candida albicans, que si poden fer-ho. D’aquesta manera l’ocell pot aprofitar els productes de la digestió de la mel que realitzen els microorganismes. D’altra banda, el bacteri i el fong troben en l’intestí de l’ocell la protecció i els nutrients necessaris per viure.

b) El bacteri Mycobacterium tuberculosis penetra per les vies respiratòries i arriba fins els pulmons de les persones. Allà troba l’ambient ideal per viure i es reprodueix de manera que va ocupant el pulmó i destrueix els teixits que el formen. Això provoca a les persones una malaltia anomenada tuberculosi que pot tenir conseqüències greus per a la salut.

c) Els mol·luscs respiren per mitjà de brànquies. L’Ellobiophrya donacis és un protozou que viu en les brànquies d’alguns mol·luscs i que s’alimenta de les partícules que queden retingudes a les brànquies, sense causar cap trastorn al mol·lusc i sense aportar-li tampoc cap benefici.

- A partir de la informació que acabes de llegir, c ompleta el quadre següent:

Éssers vius associats

Éssers vius beneficiats

Éssers vius perjudicats

Tipus d’associació

Simbiosi

Parasitisme

Comensalisme

- En el món de la relació entre estudiants, quin se ria l’equivalent d’una relació simbiòtica entre dos alumnes? I el d’ una relació comensalista? I el d’una relació parasitària?

8. Dibuixa els diferents instruments del laboratori de microbiologia i explica per a què s’utilitzen:

placa de Petri, anella de sembra, estufa d’incubaci ó, autoclau.

9. Ordena les etapes que s’han de seguir per identi ficar el microorganisme causant d’una malaltia.

a) Aïllar microorganismes d’un individu malalt.

b) Observar la presència del microorganisme causant de la malaltia en els animals d’experimentació inoculats.

c) Observar que el microorganisme, possible causant de la malaltia, és present en tots els individus malalts i no en el s sans.

d) Inocular el microorganisme, possible causant de la malaltia, en animals d’experimentació sans i observar si aquests manifesten els símptomes.

10. Il·lustra el mètode que va fer servir Koch per id entificar l’agent causant del carboncle en ratolins.


- 11 -

11. A continuació tens representats diversos microo rganismes:

a) Indica en mm la mida de cada microorganisme represe ntat.

b) Classifica en eucariotes i procariotes els organism es representats.

c) Quin dels tres no és considera un ésser viu? Per qu è?

virus de la sida 0,11 µm

Bacteri intestinal 1 µm

Parameci 20 µm


- 12 -

PRÀCTICA 2: Com és un microscopi?

El microscopi és un aparell que augmenta la imatge dels objectes i ens permet d'observar aquells que, en un principi, són invisibles per a l'ull humà. Va ser utilitzat per primera vegada, com a tal, per l'holandès Anton van Leeuwenhoek l'any 1675.

Té dues parts: una òptica, per observar, i una altra mecànica, que sosté la primera.

La part òptica consta de :

• Ocular, lent situada prop de l’ull de l'observador.

• Objectiu, lent situada prop de l'objecte que volem observar.

• Diafragma, dispositiu per graduar l'entrada de llum.

• Condensador, dispositiu per concentrar la llum sobre l'objecte.

• Focus de llum o mirall, per il·luminar l'objecte.

La part mecànica del microscopi consta de:

• Columna , part que sosté el tub òptic.

• Tub òptic , on es troba ubicat l'ocular.

• Revòlver , part mòbil que sosté els objectius.

• Platina, que suporta el portaobjectes.

• Peu , sosté tot el microscopi.

• Cargol macromètric , que permet desplaçaments ràpids de les lents.

• Cargol micromètric , que permet desplaçaments suaus de les lents.

?? Localitza cadascuna d'aquestes parts en el microscopi del teu laboratori. Indica el nom que correspon a cada lletra.


- 13 -

PRÀCTICA 3: Com es fa servir un microscopi?

L' augment que ens ofereix un microscopi, s'obté amb la combinació de l'objectiu i de l'ocular. Per exemple, si tenim un ocular de 15x i un objectiu de 40, l'augment obtingut és de: 40 x 15 = 600 augments.

L' enfocament de l'objecte es realitza mitjançant el cargol macromètric, i després, s'afina amb el cargol micromètric, fins aconseguir una visió perfecta per a un cop enfocat l'objecte, passar a l'objectiu immediatament superior, fins obtenir l'augment desitjat. Cada vegada que canviïs d'objectiu vigila no toqui la preparació, el vidre es pot trencar.

La lluminositat de la mostra la pots regular movent el diafragma fins aconseguir la més adient per a cada cas.

Com unitat de mesura, en microscopia es fa servir la micra (µm). La seva equivalència és:

1µm = 1/1000 mm ; per tant, 1 mm = ............ µ

a) Observa un full de paper mil·limetrat amb el microscopi òptic i mesura’n el camp visual. Per orientar-te fes coincidir una intersecció del paper mil·limetrat amb l’extrem del camp visual. Dibuixa la imatge que has vist i indica els augments utilitzats. Repeteix l’operació amb els diferents augments del teu microscopi. Anota-hi les conclusions de l’activitat.

b) Observa pel microscopi diferents mostres ja preparades i dibuixa una d'elles vista amb diferents augments. Escriu en cada cas el nombre d'augments utilitzats per fer l'observació.

..............augments ..............augments

Microorganismes, optativa de tercer. unitat 1

Education

Transcript of Microorganismes, optativa de tercer. unitat 1