FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGÍA
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Curso:
Licenciado en Ciencias Ambientales Fundamentos de Microbiología 67023
2º
2º Cuatrimestre Troncal
6 (4.5 teóricos, 1,5 prácticos) Microbiología y Parasitología Microbiología
2010-2011
FUNDAMENTACIÓN DEL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
El papel de los microorganismos en el medio ambiente es de una gran importancia. El conocimiento de la estructura y función microbiana, así como de su metabolismo, es fundamental para comprender su distribución en el medio ambiente. Asimismo, el conocimiento de los distintos grupos de bacterias y otros microorganismos, como los virus, es muy importante para entender las diversas aplicaciones de los mismos en el medio ambiente.
OBJETIVOS DOCENTES
Los objetivos docentes son que el alumno conozca:
- La estructura y función de la célula microbiana.
- El crecimiento y metabolismo microbiano.
- Distintos grupos de microorganismos y su distribución en el medio ambiente.
PROGRAMA DE TEORÍA
Tema 1.- La Microbiología como Ciencia
Concepto de Microbiología y microorganismo. Descubrimiento del mundo microbiano.
Importancia del papel de los microorganismos en las transformaciones de la materia, en la producción de enfermedades y en los ciclos biogeoquímicos. La Microbiología como ciencia básica y aplicada y su relación con otras ciencias.
Tema 2.- El mundo microbiano
Microorganismos con estructura celular. Procariotas: bacterias y arqueas. Eucariotas:
hongos, algas y protozoos. Entidades acelulares: virus, viroides, RNAs satélites y priones.
Posición de los microorganismos en la escala biológica: distintas propuestas de clasificación.
Tema 3.- Observación de los microorganismos
Tamaño, forma y agrupamientos microbianos. Microscopio óptico: fundamento y tipos.
Técnicas de tinción de microorganismos para su observación al microscopio óptico.
Microscopio electrónico: fundamento y tipos. Preparación de las muestras para microscopía electrónica.
Tema 4.- Cultivo de los microorganismos
Requerimientos nutricionales de los microorganismos. Medios de cultivo: composición y tipos. Esterilización del material de trabajo y los medios de cultivo. Cultivo puro: concepto, métodos de obtención, mantenimiento y conservación. Cultivos tipo y colecciones de cultivo.
Tema 5.- La célula procariota I: estructuras externas a la membrana citoplasmática Organización estructural y función de los componentes celulares. La membrana citoplasmática. La pared celular. Glucocálix: cápsula y capa mucosa. Flagelos, fimbrias y pelos.
Tema 6.- La célula procariota II: estructuras internas a la membrana citoplasmática y endospora bacteriana
Mesosomas y otros sistemas membranosos. Matriz citoplasmática: nucleoide, ribosomas e inclusiones. Endospora y otras formas de resistencia. Comparación de las células procariota y eucariota.
Tema 7.- Crecimiento de los microorganismos
Definición de crecimiento. Métodos de estimación del crecimiento microbiano. Curva de crecimiento de una población microbiana. Factores físico-químicos que influyen en el crecimiento: temperatura, actividad de agua, pH y oxígeno.
Tema 8.- Control de los microorganismos
Fundamento y conceptos claves. Métodos y agentes físicos de control: calor, filtración y radiaciones. Agentes químicos de control: esterilizantes, desinfectantes, antisépticos y antibióticos.
Tema 9.- Metabolismo energético I: fotoautótrofos y quimioautótrofos
Categorías nutricionales según la fuente de energía, la fuente de carbono y la fuente donadora de electrones. Fotoautótrofos: fotosíntesis oxigénica y anoxigénica. Fijación de CO2: ciclo de Calvin-Benson. Quimioautótrofos: obtención de energía de compuestos inorgánicos reducidos.
Tema 10.- Metabolismo energético II: quimioheterótrofos
Obtención de energía en microorganismos heterótrofos. Respiración aerobia y anaerobia Fermentación. Principales tipos: alcohólica, homoláctica, heteroláctica, ácido-mixta, butanodiólica, butírica y propiónica.
Tema 11. - Fundamentos de genética bacteriana
El genoma bacteriano: cromosoma y plásmidos. Mutación: obtención y aislamiento de mutantes. Recombinación genética en bacterias: transformación, transducción y conjugación.
Tema 12.- Principios de taxonomía bacteriana
Concepto de especie. Clasificación de las bacterias: taxonomía y filogenia. Características utilizadas en la clasificación de bacterias. Base actual de la clasificación bacteriana: Manual de Bergey.
Tema 13.- Bacterias fotoautótrofas
Características generales y clasificación. Bacterias fotosintéticas anoxigénicas. Rojas del azufre: Thiocapsa y Ectothiorhodospira. Rojas no del azufre: Rhodomicrobium y Rhodospirillum. Verdes del azufre: Chlorobium. Verdes no del azufre: Chloroflexus.
Heliobacterias: Heliobacterium. Bacterias fotosintéticas oxigénicas. Cianobacterias:
Chroococcus, Prochloron, Oscillatoria, Nostoc y Anabaena. Importancia ambiental y distribución ecológica.
Tema 14.- Bacterias quimiolitótrofas
Características generales y clasificación. Bacterias nitrosificantes (Nitrosomonas) y nitrificantes (Nitrobacter). Bacterias oxidadoras del azufre y bacterias del hierro: Thiothrix, Beggiatoa y Thiobacillus. Bacterias del hidrógeno: Hidrogenobacter. Carboxidobacterias.
Importancia ambiental y distribución ecológica.
Tema 15.- Bacterias metanotrofas y metilotrofas
Características generales y clasificación. Bacterias metanotrofas: Methylococcus, Methylobacter y Methylomonas. Bioquímica de la oxidación de metano. Bacterias metilotrofas: Methylophylus. Importancia ambiental y distribución ecológica.
Tema 16.- Bacterias gramnegativas aerobias
Bacterias fijadoras de nitrógeno.Características generales y clasificación. Proceso de fijación de nitrógeno en simbiosis: Rhizobium y Bradyrhizobium. Proceso de fijación de nitrógeno en forma libre: Azotobacter y Azomonas. Importancia agrícola y distribución ecológica. Género Agrobacterium: importancia agrícola y biotecnológica. Pseudomonas y géneros relacionados. Características generales y clasificación. Actividades metabólicas. Géneros:
Pseudomonas, Burkholderia, Comamonas, Ralstonia y Zooglea.
Importancia sanitaria y medioambiental. Familia Legionellaceae. Género Legionella.
Importancia sanitaria y medioambiental.
Tema 17.- Bacterias gramnegativas aerobias facultativas
Características generales y clasificación. Familia Enterobacteriaceae: Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella, Shigella y Yersinia. Familia Vibrionaceae: Vibrio y Photobacterium. Importancia ambiental y sanitaria.
Tema 18.- Bacterias reductoras del sulfato
Características generales y clasificación. Géneros Desulfovibrio, Desulfococcus y Desulfotomaculum. Importancia ambiental y distribución ecológica.
Tema 19.- Bacterias grampositivas con bajo contenido en G+C
Características generales y clasificación. Bacterias esporógenas. Familia Clostridiaceae:
Clostridium. Familia Bacillaceae: Bacillus. Familia Paenibacillaceae: Paenibacillus.
Bacterias del ácido láctico: Enterococcus. Familia Staphylococcaceae: Staphylococcus.
Importancia sanitaria y medioambiental.
Tema 20.- Bacterias grampositivas con alto contenido en G+C
Actinobacterias: características generales y clasificación. Familia Cellulomonaceae:
Cellulomonas. Familia Mycobacteriaceae: Mycobacterium. Familia Nocardiaceae:
Rhodococcus y Nocardia. Familia Frankiaceae: Frankia. Familia Streptomycetaceae:
Streptomyces. Importancia sanitaria, medioambiental y biotecnológica.
Tema 21. Arqueas y “Deeply Branched Bacteria”
Archaea: características generales y clasificación. Phylum Euryarchaeota. Arqueas metanogénicas. Proceso de metanogénesis. Géneros Methanobacterium, Methanosarcina y Methanococcus. Arqueas halófilas extremas. Géneros Halobacterium y Halococcus.
Arqueas termófilas extremas. Géneros Thermoplasma y Thermococcus. Phylum Crenarchaeota. Géneros Sulfolobus, Thermoproteus y Pyrodictium. Phylum Korarchaeota.
“Deeply Branched Bacteria”. Géneros Aquifex, Deinococcus, Thermotoga y Thermus.
Importancia ambiental de este grupo.
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Práctica 1.- El microscopio óptico, manejo y cuidado. Observación de preparaciones en fresco. Morfología de diversos tipos de microorganismos.
Práctica 2.- Tinciones. Tipos y fundamento.
Práctica 3.- Aislamiento y cultivo de microorganismos. Preparación de diversos tipos de medios de cultivo. Obtención de cultivos puros.
Práctica 4.- Aislamiento de microorganismos a partir de una mezcla. Pruebas morfológicas de identificación. Pruebas bioquímicas de identificación.
Práctica 5.- Identificación de microorganismos eucarióticos. Caracteres morfológicos de hongos filamentosos.
Práctica 6.- Aislamiento de microorganismos del suelo. Aislamiento de microorganismos fijadores de nitrógeno.
CRITERIO DE EVALUACIÓN
Examen de preguntas cortas.
BIBLIOGRAFÍA
-ATLAS, R.M (1997). Principles of Microbiology. WM C. Brawn Publishers.
- GAMAZO, C., LÓPEZ-GOÑI, I. y DÍAZ, R. (2005). Manual práctico de Microbiología (3era edición). Masson S.A. Barcelona. España.
- JOHNSON, T.R. y CASE, C.L. (2004). Laboratory experiments in Microbiology (7ª edición). Pearson Education.
- MADIGAN, M.T., MARTINKO, J.M. y PARKER, J. (2003). Brock: Biología de los microorganismos (10ª edición). Prentice-Hall International, Inc., New Jersey.
- PRESCOTT, L.M., HARLEY, J.P. y KLEIN, D.A. (2004). Microbiología (5ª edición).
McGraw-Hill Companies, New York.
- STANIER, R.Y., INGRAHAM, J.L., WHEELIS, M.L. y PAINTER, P.R. (1991) Microbiología (2ª edición). Editorial Reverté. Barcelona.
- TORTORA, G.J., FUNKE, B.R. y CASE, C.L. (2000) Introducción a la Microbiología (9ª edición). Editorial Panamericana, Buenos Aires.
