Atividade de Microbiologia Ambiental 1- Qual o objetivo principal do metabolismo bacteriano? O objetivo principal do metabolismo bacteriano é a sua própria sobrevivência. No metabolismo inclui a ideia de preservação do indivíduo e a garantia de geração de descendentes. Para tanto, é exigida do ser vivo a capacidade de interagir com o ambiente de forma a obter os elementos necessários para sua manutenção e sua replicação. 2- Defina crescimento microbiano. O crescimento microbiano é normalmente associado ao crescimento de uma população de células de um dado microrganismo, ou seja, com o aumento do número de células da população. 3- Explique e classifique os meios de culturas. Meios de cultura são composições de substâncias que fornecem nutrientes necessários para o desenvolvimento de microrganismos. Sendo favorecido o crescimento, é possível a identificação desses organismos através das suas atividades bioquímica e metabólica. Os meios de cultura são classificados de acordo com seu estado físico, podendo ser sólido, quando possui agentes solidificantes como o ágar; semissólido, quando a consistência de ágar e/ou gelatina é intermediária, ou líquido, quando não possui solidificantes, caracterizando-se como caldo. 4- Descreva sobre a classificação dos organismos vivos. Em 1990, Robert Woese, propôs uma classificação dos seres vivos em três Domínios, fundamentado na análise de RNA ribossômico: Archaeabacteria (bactérias metanogênicas, termófilas, halófilas e acidófillas), Eubacterias (bactérias comuns) e Eucaria (organismos eucariontes). Podemos classificar os organismos em função do número de células em unicelulares ou pluricelulares. Podemos classificar em procariontes ou eucariontes em função da presença ou não de membrana que delimita o núcleo. Os organismos podem ser classificados também quanto a forma de obtenção de alimentos, quanto à forma de produção de matéria orgânica, quanto ao hábito alimentar e ainda em função das relações ecológicas: Quanto à forma de obtenção de alimentos os organismos podem ser autótrofos (seres vivos capazes de sintetizar o próprio alimento através de processos anabólicos) ou heterotróficos (seres vivos que não são capazes de sintetizar o próprio alimento, devendo obter a matéria orgânica necessária para seus processos metabólicos através do consumo de outros seres vivos ou da matéria orgânica produzida pelos indivíduos autótrofos). Quanto à forma de produção de matéria orgânica, os indivíduos autótrofos podem ser classificados em fotossintetizantes (seres que utilizam a energia luminosa para a produção de matéria orgânica através do processo de fotossíntese) ou quimiossintetizante (seres vivos que utilizam de compostos químicos inorgânicos para a produção de matéria orgânica através do processo de quimiossíntese). Quanto ao hábito alimentar, isto é, o tipo de alimento consumido para seus processos metabólicos, os seres vivos heterótrofos podem ser subdivididos em herbívoros (seres que se alimentam de plantas e vegetais) ou carnívoros (seres vivos que se alimentam de outros seres). Dentro de um ecossistema, os seres vivos estabelecem relações ecológicas de predação e/ou herbívora entre eles, de forma que estabelecem uma cadeia alimentar. Os seres vivos dentro de uma cadeia alimentar podem ser ainda classificados quanto ao seu nível trófico dentro dessa cadeia, podendo ser produtores (na base da cadeia, são os organismos que autótrofos que produzem o seu próprio alimento), consumidores primários (indivíduos herbívoros que se alimentam dos produtores), consumidores secundários (indivíduos carnívoros que se alimentam dos produtores primários), consumidores terciários (indivíduos carnívoros que se alimentam dos produtores secundários) e ainda decompositores (seres que contribuem para a ciclagem de nutrientes dentro do ecossistema, se alimentando de restos e carcaças de outros indivíduos (produtores ou consumidores). Por exemplo, os fungos e bactérias). 5- Quais os fatores de crescimento microbiano? Explique cada um. 5.1 Fatores Físicos (ex: temperatura, pH e pressão osmótica) 5.1.1 Temperatura - A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os seres humanos. No entanto, certas bactérias são capazes de crescer em temperaturas extremas, onde a maioria dos organismos eucarióticos não sobreviveria. Os microrganismos são classificados em três grupos primários considerando as variações na temperatura de crescimento: psicrófilos (crescem em baixas temperaturas), mesófilos (crescem em temperaturas moderadas) e termófilos (crescem em altas temperaturas). A maioria dos microrganismos cresce dentro de variações limitadas de temperatura, sendo que a temperatura máxima e mínima de crescimento pode-se distanciar somente em 30ºC. 5.1.2 pH - O pH foi definido como a acidez ou a alcalinidade de uma solução. A maioria das bactérias cresce melhor dentro das variações pequenas de pH sempre perto da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5. Poucas bactérias são capazes de crescer em pH ácido como pH 4,0. Um tipo de bactéria quimioautotrófica encontrada em águas de drenagem de minas de carvão, oxidando enxofre para formar ácido sulfúrico, pode sobreviver em valores de pH 1,0. Os fungos filamentosos e as leveduras podem crescer em variações de pH maiores que as bactérias, sendo, no entanto, os valores ótimos de pH para fungos geralmente inferior, entre pH 5 e 6. 5.1.3 Pressão Osmótica - Os microrganismos retiram da água, presente no seu meio ambiente, a maioria dos seus nutrientes solúveis. A água presente dentro da célula pode ser removida por elevações na pressão osmótica. Quando uma célula microbiana se encontrar em uma solução contendo uma concentração de sais superior àquela do interior da célula ocorrerá a passagem da água de dentro da célula, através da membrana plasmática, para o meio extracelular. A perda de água por osmose causa a plasmólise ou diminuição da membrana plasmática da célula. A importância deste fenômeno está na inibição do crescimento no momento em que a membrana plasmática se separa da parede celular. Assim, a adição de sais em uma solução, com consequente aumento da pressão osmótica, pode ser utilizada na preservação dos alimentos, pois a alta concentração de sal ou de açúcar remove a água do interior da célula microbiana impedindo seu crescimento. 5.2 Fatores Químicos (ex: água, fontes de carbono e nitrogênio, minerais, oxigênio e fatores orgânicos de crescimento) 5.2.1 Carbono - O carbono, junto com a água, é um dos elementos mais importantes para o crescimento microbiano. O carbono é essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos necessários para a viabilidade celular sendo considerado o elemento estrutural básico para os seres vivos. 5.2.2 Nitrogênio, Enxofre e Fósforo - Os organismos utilizam nitrogênio inicialmente para sintetizar os grupos amino que estão presentes nos aminoácidos fazendo parte das proteínas. Muitas bactérias obtêm estes compostos nitrogenados sintetizados pela célula. Outras bactérias utilizam nitrogênio a partir de íons. O enxofre é utilizado a síntese dos aminoácidos contendo enxofre e de vitaminas como a tiamina e biotina. As fontes naturais de enxofre importantes incluem o íon sulfato, sulfito de hidrogênio e aminoácidos que contêm enxofre na sua estrutura. O fósforo é essencial para a síntese dos ácidos nucléicos e para os fosfolipídios componentes da membrana celular. O potássio, o magnésio e o cálcio também são elementos necessários para os microrganismos frequentemente como cofatores para reações enzimáticas. 5. 2.3 Oxigênio - Grande dos organismos vivos, devido ao seu metabolismo, atualmente necessita de oxigênio para sua respiração aeróbica. Os microrganismos capazes de utilizar oxigênio molecular são capazes de produzir mais energia a partir do uso de nutrientes que organismos que não usam o oxigênio (anaeróbicos). Os aeróbicos obrigatórios possuem uma desvantagem em relação aos outros organismos, pois o oxigênio não é capaz de dissolver-se eficientemente na água do seu meio ambiente apresentando, portanto, baixos níveis de oxigênio dissolvido. Em função disso muitas bactérias aeróbicas desenvolveram a capacidade de continuar seu crescimento na ausência de oxigênio. 5.2.4 Água - Essencial a qualquer microrganismo, embora as necessidades sejam variadas. É o solvente universal, mas sua disponibilidade é variável (soluções com açúcares ou sais têm menos água disponível). Aw: pressão do vapor em equilíbrio com a solução/ pv da água, variando de 0 a 1. Os organismos que vivem em ambientes onde a disponibilidade de água é baixa desenvolvem mecanismos para extrair água do ambiente, pelo aumento da concentração de solutos internos, seja bombeando íons para o interior ou sintetizando ou concentrando solutos orgânicos (solutos compatíveis), que podem ser açucares, álcoois ou aminoácidos (prolina, betaine, glicerol). 5. 2 Fatores Orgânicos de Crescimento - São aqueles compostos orgânicos essenciais que o organismo não é capaz de sintetizar necessitando retirá-los do meio ambiente. As vitaminas são os fatores orgânicos de crescimento para os homens. Muitas vitaminas têm a função de coenzimas necessárias para suas atividades enzimáticas sendo independentes de fontes extracelulares. No entanto, em algumas bactérias certas vitaminas são consideradas como fatores orgânicos de crescimento devido à ausência de enzimas que participam das rotas metabólicas de sua síntese. Outros fatores orgânicos de crescimento necessários para algumas bactérias podem ser aminoácidos purinas e pirimidinas. 6- Qual a função do ágar nos meios de cultura bacteriológicos? O Agar Bacteriológico é um tipo de ágar no qual as impurezas, pigmentos e sais foram reduzidos ao mínimo. Trata-se, portanto, de um meio de cultura purificado, que pode ser utilizado como agente solidificante em meio de cultura bacteriológico ou para determinar a motilidade e crescimento de microrganismos específicos. 7- Quais as vantagens da utilização do ágar em meio de cultura? Em geral, o ágar é usado para a determinação de meios seletivos e diferenciais. Quando utilizado no primeiro caso, ele pode ser aplicado em alguns grupos de microrganismos, impossibilitando o desenvolvimento de outros no mesmo ambiente e selecionando um campo para estudo. Quando utilizado no meio diferencial de cultura, o ágar possibilita o estabelecimento de diferenças entre microrganismos parecidos. Ainda há a possibilidade de o ágar bacteriológico ser utilizado como ingrediente de meios de cultura desidratados. Nesse caso, ele precisa ser diluído em água destilada ou deionizada e esterilizado por meio da autoclavação. 8- Agar e ágar nutriente são a mesma coisa? Descreva. Agar (também conhecido como ágar-ágar) é um meio de cultura obtido a partir de algas marinhas vermelhas e formado por uma combinação de agarose e agaropectina. Ágar nutriente - é um meio relativamente simples, de fácil preparação e barato, muito usado nos procedimentos do laboratório de Microbiologia. Sendo composto geralmente por extratos de carne e levedura, o ágar nutriente é utilizado para cultivo de microrganismos pouco exigentes nutricionalmente, como por exemplo: Escherichia coli e Streptococcus pneumoniae. 9- Conceitue: psicrófilo; psicrotrófico; mesófilo; termófilo; hipertemófilo. Com relação ao crescimento ótimo, os microrganismos são classificados em três grupos, conforme a faixa de temperatura: - Psicrófilos são microrganismos que crescem em baixas temperaturas. - Mesófilos são microrganismos que crescem em temperatura ambiente. - Termófilos são microrganismos que crescem em altas temperaturas. - Psicrófilos crescem em temperaturas de 10 a 15ºC, mas há muitos microrganismos que se desenvolvem em temperaturas mais baixas. Fazem parte deste grupo bactérias, fungos, algas e protozoários. Esses agentes são encontrados em águas frias, em solos oceânicos e em regiões polares. - Hipertróficos tem temperatura ótima variando de 80º a 110º. Apresentando com morfologia peculiar, em geral esféricas e irregulares, ou mesmo organismos com ausência de parede celular (Thermoplasma acidophilum). 10Cite os componentes do meio de cultivo chamado Ágar Nutriente. E classifique este meio quanto ao estado químico (se complexo, simples, anaeróbio, seletivo, diferencial, definido, etc.) Meio complexos - quando usa ingredientes com composição química não definida, tais como extratos de vegetais (malte, tomate, amido de tubérculos, peptona de soja, etc.) de animais (carne, cérebro, fígado, caseína, etc.) e de microrganismos (levedura) e artificiais, sintéticos. Simples (meios básicos) - ainda quimicamente definidos quando a composição química é conhecida (usados para trabalhos de pesquisa) e seus componentes servem para suprir as exigências nutritivas dos microrganismos, em fontes de carbono, nitrogênio, vitaminas, energia, sais minerais, dentre outros, quando então são conhecidas as necessidades nutricionais específicas. Diferenciais - quando contém substâncias que permitem estabelecer diferenças entre microrganismos muito parecidos, tais como meio de Teague ou Eosina Azul de Metileno (diferencial para coliformes), Ágar MacConkey para a diferenciação de enterobactérias, Ágar sangue, agar Baird-Parker para isolamento e diferenciação de cocos Gram positivos (sólidos). Seletivos - os que contém substâncias que inibem o desenvolvimento de determinados grupos de microrganismos, permitindo o crescimento de outros. Exemplo: meios com telurito de potássio (para isolamento de Corynebacterium diphtheriae), ágar Salmonella-Shigella (SS) e ágar MacConkey, meios com sais biliares e verde brilhante para isolamento seletivo de Salmonella, meios com 7,5% de cloreto de sódio, meio Baird-Parker, para isolamento de Staphylococcus aureus, meios com antibióticos para isolamento de diversos microrganismos (TSC, SFP, , meio de Blaser, meio de Skirrow, etc.). A maioria deles é também diferencial, permitindo diferenciar as colônias (sólidos) dos microrganismos. Anaeróbios - são meios de cultura para identificação de microrganismos anaeróbios.
