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-Fase di latenza (o lag) in cui le cellule non crescono e quindi non c’è aumento di numero, in

quanto stanno adattando il loro metabolismo al terreno di coltura. Questa fase varia in base

alla temperatura in cui le cellule sono poste rispetto alla loro temperatura fisiologica.

-Fase di crescita esponenziale, in cui vie è un aumento del numero delle cellule alla massima

velocità possibile ad una determinata temperatura, mantenendosi costante e regolare per

tutta la durata della fase.

-Fase stazionaria, in cui il numero delle cellule rimane costante in quanto smettono di crescere,

hanno raggiunto l’equilibrio tra crescita e morte e per altri fattori (quali l’esaurimento di

nutriente nel terreno di coltura, poco ossigeno, accumulo di sostanze di rifiuto e elevata

densità cellulare. In questa fase inoltre le cellule cambiano sia morfologicamente che in modo

funzionale.

-Fase di morte, in cui si osserva diminuzione delle cellule vive. Spesso le cellule alla morte

lisano, aumentando la torbidità dell’acqua. Talvolta altre rimangono integre. Questa fase può

essere velocissima oppure più complessa (dopo un inizio di fase di morte veloce è seguita da

un rallentamento).

9. Perche il fosforo è fondamentale nei terreni di coltura?

In quanto il fosforo si trova nelle cellule come costituente principale dei nucleotidi, acidi

nucleici e fosfolipidi; in natura si trova in fosfati, che ha lo stesso livello di ossidazione di quello

presente nelle molecole organiche, viene assunto senza alcuna riduzione.

10. Batteri acetici: chi tra acetobacter e gluconobacter ossida completamente l’etanolo?

È l’acetobacter. Entrambi sono batteri Gram – che compiono fermentazione acetica.

I gluconobacter degradano l’etanolo a acido acetico attraverso ossidazione con NAD o NADP e

sono definiti sub ossidanti; essi non possiedono il ciclo degli acidi tricarbossilici completo,

quindi non sono in grado di ottenere ulteriore degradazione dell’acido acetico.

Cosa che invece è possibile negli acetobacter, in cui appunto è presente il ciclo di Krebs

completo, e dall’acido acetico si riesce a ottenere CO e H O e sono definiti superossidanti.

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11. Descrivere gli ascomiceti.

Gli ascomiceti sono un gruppo di organismi che appartiene agli eumiceti (organismi

chemioorganotrofi che appartengono al regno dei funghi. Negli ascomiceti la riproduzione

sessuata avviene attraverso la formazione di un sacchetto (asco) contenente le spore (asco

spore). Appartengono a questo gruppo numerose specie tra cui i tartufi, lieviti (Saccharomyces

Cerevisiae), peniciniluim, e funghi che si associano ad alghe o cianobbateri per formare licheni

e la maggior parte di funghi patogeni per le piante .

12. Descrivere la trascrizione negativa.

Consiste nel blocco della trascrizione di geni a causa della presenza di un repressore presente

sul DNA situato prima del promotore. Esempio di regolazione negativa avviene con il lattosio.

Infatti in assenza di lattosio il repressore si lega all’operone e blocca la trascrizione; quando

invece è presente il lattosio, che va a legarsi al repressore, modificando la sua conformazione e

inibendolo, il repressore non è più in grado di legarsi al promotore, permettendo di fatto la

trascrizione. L’esempio simile è quello del triptofano. Qui avviene l’opposto, infatti in assenza

di triptofano il repressore non riesce a legarsi al promotore e ad inibire la trascrizione; cosa che

riesce invece a fare in sua presenza. 6 7

13. Descrivere la parete del Bacillus.

Il Bacillus è un batterio di tipo Gram +. È privo di membrana esterna a differenza dei Gram -.

La parete dei Gram + è composta per lo più da uno spesso strato di peptidoglicano che talvolta

costituisce circa il 40% del peso secco della cellula. Nella loro parete vi sono gli acidi teicoici,

lipotecoici. Gli acidi teicoici sono polimeri costituiti da unità ripetute di 1-3glicerol-fosfato o di

1,5 D ribitol-fosfato legate da legami fosfodiesterici, essi sono essenziali per il nomale

funzionamento della cellula in quanto garantiscono rigidità, elasticità e in quanto ricchi di

fosfato garantiscono una carica negativa sulla superficie della cellula.

14. Quali sono i componenti della membrana?

La struttura della membrana sia nei procarioti che negli eucarioti è simile. È composta da un

doppio foglietto fosfolipidico contenente vari tipi di proteine. Ha il compito di dividere la parte

interna della cellula dall’esterno. La parte idrofobica è all’interno della membrana, composta

da code di acidi grassi, mentre la parte idrofilica è alle estremità, composta da una testa polare

e fosfato. Possono essere presenti proteine di membrana (che hanno diverse funzioni) e steroli

(contribuiscono a dare rigidità).

15. Descrivere la colorazione di Gram.

La colorazione di Gram è il metodo utilizzato per distinguere i batteri di tipo Gram – da quelli di

tipo Gram + (differiscono per una diversa membrana).

La colorazione di Gram avviene tramite 4 passaggi: 1. Fissazione delle cellule al calore. 2.

Colorazione con cristal-violetto. 3. Ioduro. 4. Decolorazione con alcool. 5. Colorazione con

safranina. La differenza tra i due sta nel fatto che i Gram – una volta “risciacquati” con alcol

perdono il colore violetto che avevano assunto e successivamente con la safranina diventano

rosso-rosa. I Gram + invece mantengono il loro colore violetto anche dopo la decolorazione

con alcol. Ciò accade perche i Gram + hanno uno strato periplasmatico più spesso e quindi più

difficile da sciogliere, mentre i Gram – la membrana viene distrutta dall’etanolo e il sottile

strato di peptidoglicano non è in grado di mantenere la colorazione.

16. Quali sono i fattori che influenzano la crescita batterica?

I fattori che influenzano la crescita batterica sono numerosi quali: la temperatura, il pH, la

disponibilità d’acqua e ossigeno.

La temperatura è uno dei fattori più importanti. Un suo aumento generalmente determina un

aumento della velocità delle reazioni enzimatiche e una crescita maggiore finche non si

raggiungeranno temperature troppo elevate. Ogni organismo ha una temperatura ottimale in

cui la velocità di crescita è massima.

Anche il pH è importante in quanto in condizioni opportune determina aumento o

diminuzione della velocità. I batteri in grado di vivere a pH molto elevati o molto sono detti

estremo fili, che si distinguono in acidofoli (pH bassi) e basofili (pH alti).

La disponibilità di acqua (aw) è importante in quanto l’acqua rappresenta circa l’ 80-90% del

peso di una cellula.

Anche l’ossigeno è un fattore importante, proprio perche alcuni senza di esso non potrebbero

sopravvivere (aerobi obbligati), mentre altri non riescono a tollerarlo (anaerobi obbligati) e

quindi costretti a vivere senza. Esistono aerobi o anaerobi facoltativi che possono crescere

bene sia in sua presenza che in sua assenza. 7 8

 D 2

0 M :

O

M A

N

D

E D

A I N

U

T

I

1. Elencare e descrivere i meccanismi di scambio genico orizzontale.

Per trasferimento genico orizzontale si intende quando c’è un trasferimento di materiale

genetico da una cellula donatore a una ricevente, mentre per scambio genico verticale si

intende quando nella riproduzione cellulare ciò avviene dalla cellula parentale alle due figlie. I

meccanismi di scambio genico orizzontale sono la coniugazione, la trasformazione e la

trasduzione.

-La coniugazione è un processo che avviene quando una molecola di DNA, o parte di essa,

viene trasferita da un donatore a un ricevente attraverso un complesso multi-proteico

presente nel donatore. Questa capacità è conferita solo dalla presenza nel donatore di

elementi genici, detti plasmidi o Fattore F, di tipo autotrasferibile. Il trasferimento avviene solo

se avviene uno stretto contatto tra le due cellule e se nella cellula ricevente è mancante il

plasmide F (quindi sarà F-). Il collegamento è stabilito dalla formazione di un “ponte

coniugativo” tra le due. Infatti un pilo presente nel donatore attiva un recettore nel ricevente e

avviene il collegamento. Ora nel donatore un filo del plasmide F (che è in partenza a doppio

filamento) viene tagliato e si muove verso il ponte coniugativo. Successivamente il DNA

complementare viene sintetizzato in entrambe i batteri e il trasferimento nel ponte

coniugativo è terminato. Il DNA viene reso circolare e i batteri si dividono. La coniugazione è

terminata.

-La trasformazione è il processo mediante il quale del DNA presente nell’ambiente esterno di

un batterio, viene catturato da una cellula e trasferito al suo interno e acquistato nel

patrimonio genetico della stessa attraverso una ricombinazione (tra il DNA ricevente e

donatore). Il batterio ricevente deve essere però competente, altrimenti il meccanismo non

avviene.

-La trasduzione è un processo mediante il quale materiale genetico è trasferito tra due batteri

grazie all’opera di un batteriofago. Essa può essere generalizzata o specializzata.

È traduzione generalizzata quando il batteriofago posatosi sulla parete di una cellula ricevente

inietta al suo interno il DNA fagico. Qui replica e il DNA del batterio invece si frammenta e

incorpora al suo interno quello fagico. La cellula sintetizzerà nuovi fagi (che quindi ora

contengono sia DNA fagico che del batterio ricevente). La cellula ospite andrà in contro a lisi

(processo litico) e libererà quindi nuovi batteriofagi all’esterno. Questi batteriofagi detti, fagi

trasducesti, possono “infettare” un’altra cellula ospite, in cui il DNA del donatore sarà

incorporato in nel cromosoma del ricevente mediante ricombinazione. La cellula è trasdotta.

Nella trasduzione specializzata invece questo processo è limitato ad una specifica zona del

cromosoma e quindi introduce solo un particolare gruppo di geni nell’ospite.

2. Elencare e descrivere i metodi di conta microbica.

I metodi di conta microbica sono numerosi e usati in situazioni differenti.

Un metodo consiste nella determinazione del peso secco, in cui le cellule vengono prima

separate dal terreno di coltura per centrifugazione, poi lavate e essiccate in un forno, in cui

l’acqua evapora e quindi pesate. Questo metodo però non permette di distinguere le cellule

morte da quelle vive.

Un altro metodo consiste nella misurazione della torbidità di una coltura. Infatti una

sospensione è torbida in quanto le cellule al suo interno riflettono e disperdono la luce entro

certi limiti. È possibile misura ciò grazie al nefelometro (misura la luce dispersa) oppure grazie

al colorimetro (misura la luce che invece non viene dispersa).

Un metodo diretto è invece la conta vitale delle cellule al microscopio. Può essere effettuata

grazie a particolari camere di conta costituite da un vetrino su cui è inciso un reticolo formante

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diversi quadrati. Contando la concentrazione in un quadrato si può risalire alla concentrazione

del campione.

Altro metodo è la conta vitale, che consente di determinare il numero di cellule vive in una

sospensione batterica. Prelevando un determinato quantitativo da questa sospensione iniziale

e inserendolo poi in una soluzione fisiologica in provetta, si andrà poi a diluirlo sempre più

ottenendo nell’ultima provetta una concentrazione esigua di cellule, che attraverso diversi

calcoli permetteranno d risalire al numero iniziali di cellule vive.

3. Descrivere la spora batterica e fare esempi di batteri sporigeni aerobi e anaerobi.

La spora nei batteri è un sistema di resistenza attuato per far fronte a condizioni molto

avverse.

Le spore di resistenza o endospore sono capsule protettive interne all'individuo che le ha

prodotte (si tratta normalmente di esseri unicellulari e, più precisamente, di eubatteri). Si

formano in risposta a condizioni ambientali squilibrate come ad esempio temperature non

ottimali o scarsa presenza di nutrienti e di acqua. Durante lo sviluppo di un'endospora

l'accrescimento vegetativo o la divisione cellulare si arrestano. Si forma cosi un prespora,

ovvero una cellula vegetativa contenente un’endospora in formazione. Poi completata

formazione di quest’ultima di ottiene uno sporangio, che lisando la sua parete libera

l’endospora. In questa forma la spora è in uno stato di dormienza ovvero il suo metabolismo è

quasi impercettibile; rimane in queste condizioni fino a che le condizioni esterne non ritornano

favorevoli. La spora è composta da quattro strati distinti: core, corteccia, parete del core e

esosporio. Poi con variazioni positive nell'ambiente si ha una attivazione della spora, una

successiva idratazione e una fase di crescita e sviluppo, detta germinazione. Il tempo

rivegetativo di una spora è di circa un'ora. Si ottiene quindi nuovamente una cellula vegetativa.

Le spore batteriche sono tipiche di alcuni Gram + quali i Bacillus, gli Streptomyces e i Clostridi.

I bacillus, batteri aerobi, che produco spore in assenza di O2. Esempio e Bacillus antracis,

patogeno per i mammiferi, anche in spore

I clostridum invece sono anaerobi, e quindi scorificano in presenza di O2. Esempio Clostridum

Butulinum, patogeno se ingerito in quantità elevate, si trova nelle conserve mal conservate.

4. Descrivere il ciclo vitale di Saccaromyces Cerevisiae.

Questo lievito, come la maggior parte, non si riproduce come avviene per i batteri attraverso

scissione binaria ma bensì attraverso gemmazione. Attraverso la mitosi il lievito segue tre fasi:

fase G1 in cui inizia a sintetizzare i metaboliti, fase S in cui viene replicato il materiale genetico,

fase G2 termine della replicazione e fase M della mitosi (quindi divisione cellulare).

La gemmazione prevede nei lieviti la formazione di due cellule non identiche, infatti si ha la

formazione di una protuberanza sulla cellula madre che man mano crescerà per poi staccarsi.

Rimane una cicatrice sulla cellula madre dove è avvenuta la gemmazione.

Se c’e carenza di nutrienti o per condizioni avverse il Saccaromyces Cerevisiae può creare

spore. Queste hanno il corredo genetico dimezzato e sono sessuate. Se l’ambiente tornerà di

nuovo favorevole queste germineranno e danno origine a cellule aploidi di lievito che si

riprodurrà per gemmazione.

5. Differenze tra metabolismo respirativo e fermentativo.

Nella respirazione, sia aerobia che anaerobia, i composti introdotti vengono totalmente

ossidati e gli elettroni sono indirizzati alla catena di trasporto degli elettroni situata nella

membrana citoplasmatica. Questo processo permette di produrre ATP. Esempio del

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tecali

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie alimentari
SSD:
Docente: Mora Diego
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher tecali di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia dei microrganismi e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Mora Diego.

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