ALUMNOERICK ECHEVERRÍA

RODRÍGUEZ

TEMA• FISIOLOGIA Y METABOLISMO

MICROBIANO

MATERIAMICROBIOLOGIA

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. ALTAMIRANO

FACILITADORQ.F. ERIKA OROPEZA BRUNO

Ill Semestre Ing. Agronomía

09 Diciembre Del 2013

FISIOLOGÍA MICROBIANA

La fisiología bacteriana comprende el estudio de las funciones realizadas por estas.

Las bacterias son muy eficientes fisiológicamente, sintetizan en forma muy rápida sus componentes celulares, siendo la mayoría autosuficientes, a pesar de su simpleza estructural.

En la bacteria se desencadenan una serie de procesos químicos, que en conjunto constituyen

METABOLISMO BACTERIANO

METABOLISMO MICROBIANOEs un conjunto de procesos por los cuales un microorganismo obtiene:

La energía

Los nutrientes (por ejemplo: el carbono)

Que los necesita para vivir y reproducirse.

4.1 ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR

4.1.1 GLUCOLISIS

Glucólisis quiere decir “quiebre” o rompimiento (lisis) de la glucosa.

Es la VIA METABOLICA principal para la descomposición de la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo.

Se verifica en todas las células (procariotas y eucariotas).

La glucólisis , es la etapa inicial en la degradación de glucosa Es la conversión de 1 glucosa a dos piruvatos Es similar prácticamente en todas las células Ocurre en ausencia de oxígeno . Un conjunto de 10 enzimas cataliza las reacciones. s e efectúa en el citosol, parte acuosa del CITOPLASMA de las células.

4.1.2 CICLO DE KREBS

El ciclo de Krebs ( ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas.

En células eucariotas se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, específicamente en el citosol.

Ruta central común y final de la degradación de glúcidos, lípidos y aminoácidos.

LOCALIZACIÓN CELULAR MATRIZ MITOCONDRIAL

ALIMENTADOR ACETIL-COA

PRODUCTO FINAL CO2 + H2 + ATP

4.1.3 CADENA TRANSPORTADORA DE

ELECTRONESEs un sistema de transferencia de hidrógenos y electrones catalizada por proteínas enzimáticas ordenadas en forma secuencial en la membrana mitocondrial interna. Donde la energía libre necesaria para generar ATP se extrae de la oxidación del NADH y del NADH2 mediante una sucesión de cuatro complejos proteicos a través de los cuales pasan los electrones.

Componentes de la cadena de transporte de electrones

Desde los sustratos orgánicos al oxigeno molecular, participan cuatro tipos de enzimas de oxido-reducción o de proteínas de transferencia electrónica. Son los siguientes:• Las deshidrogenasas piridín-dependientes que

necesitan NAD o NADP como coenzima. • Las deshidrogenasas flavín-dependientes, que

contienen flavínadeníndinucleotido (FAD) o flavínmononucleotido (FMN) como grupo prostético.

4.1.4 FOSFORILACION OXIDATIVA

Es una vía metabólica que utiliza la energía liberada por el catabolismo oxidativo de nutrientes para producir energía química en la forma de ATP(adenosin trifosfato).

Durante la fosforilación oxidativa, los electrones son transferidos en una serie de donadores y receptores de electrones, organizados de acuerdo a su potencial de oxido-reducción.

Estas reacciones liberan energía, la cual es utilizada para producir ATP.

INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

4.1.5 METABOLITOS PRIMARIOS

Son moléculas de bajo peso molecular, que intervienen, bien como productos finales o intermediarios, se producen en el curso de las reacciones anabólicas o catabólicas que tiene lugar durante las fases de crecimiento.

CARACTERISTICAS:

Son necesarios para el crecimiento del m.o que los produce.

Se producen como productos únicos.Estos son producidos por todos los

m.o

Productos de interés industrial:

Alcoholes: etanol a.a: acido Glutamico, lisina, ornitina Ácidos orgánicos: acético, cítrico, gluconico Vitaminas: cianocobalamina (B12), riboflavina

(B2) Polioles: glicerol Nucleótidos: 5´guanilico, 5´inosínico

Son aquellos compuestos orgánicos sintetizados por el organismo que no tienen un rol directo en el crecimiento o reproducción del mismo. A diferencia de lo que sucede con los metabolitos primarios, la ausencia de algún metabolito secundario no le impide la supervivencia.

4.1.6 METABOLITOS SECUNDARIOS

Características:

• Específicos de un grupo de organismos

• No esenciales para el crecimiento• Dependiente de las condiciones de

crecimiento• Específicos para cada especie

Pertenecen a este grupo:

Los antibióticosLas toxinasLos alcaloidesLas giberelinas

4.2 METABOLISMO CENTRAL

El metabolismo central se encarga de procesar azúcares y convertirlas en compuestos que luego son redirigidos al resto del metabolismo y, en última instancia, a todas las funciones celulares. 

El metabolismo central se compone de la glucólisis, el ciclo de Krebs (o ciclo de ácidos tricarboxílicos, TCA) y proceso terminal respiratorio.

La nutrición es el proceso por el que los microorganismos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer.

•Dichas sustancias se denominan Nutrientes

•Los nutrientes se requieren para:energía biosíntesis

4.3 NUTRICION MICROBIANA

Las células están compuestas de:

1. Macromoléculas: polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas.

2. Agua: Es el solvente ideal para los organismos vivos debido a su polaridad y a su cohesión.

4.3.1 MACRO Y MICRONUTRIENTES

Se conocen como ‘micronutrientes a las’ a las sustancias que el organismo de los seres vivos necesitan en pequeñas dosis.

Desempeñan importantes funciones catalizadoras en el metabolismo como cofactores enzimáticos, al formar parte de la estructura de numerosas enzimas (grupos prostéticos) o al acompañarlas (coenzimas).

Macronutrientes: En nutrición, los macronutrientes son aquellos nutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica del organismo. Los principales son glúcidos, proteínas, y lípidos. Otros incluyen alcohol y ácidos orgánicos. Se diferencian de los micronutrientes ya que estos son necesarios en pequeñas cantidades para mantener la salud pero no para producir energía.

En la agricultura nos interesa saber cómo está compuesto ese suelo o ese sustrato en el que vamos a cultivar nuestras plantas.

Macronutrientes• Nitrógeno (N)• Fósforo (P)• Potasio (K)• Calcio (Ca)• Magnesio (Mg)• Azufre (S)

Micronutrientes• Hierro (Fe)• Zinc (Zn)• Manganeso (Mn)• Boro (B)• Cobre (Cu)• Molibdeno (Mo)• Cloro (Cl)

4.3.2 TEMPERATURA

El termómetro es el instrumento empleado para medir la temperatura

La Temperatura es la medida del calor

A mayor cantidad de calor, mayor es la temperatura y a menor cantidad de calor, es menor la temperatura (frío)

Existen diferentes tipos de termómetros, sin embargo todos funcionan de la misma manera.

TERMOMETROORAL

TERMOMETRODIGITAL

TERMOMETROAMBIENTAL

Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala Kelvin . 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala Kelvin está a - 273 ºC.

4.3.3 HUMEDAD El aire contiene una cierta cantidad de vapor de agua y es a

ese vapor y no a las gotitas, a la niebla o a la lluvia, a la que nos referimos cuando hablamos de humedad. Existen diversas maneras de expresar matemáticamente la humedad del aire y estas son:

La humedad absoluta es el peso en gramos del vapor de agua contenido en un metro cúbico de aire.

La relación de mezcla es el número de gramos de vapor de agua por cada gramo de aire seco

La humedad específica mide el número de gramos de vapor de agua por cada gramo de aire húmedo.

Se utiliza el psicrómetro para medir la humedad instrumento que consta de dos termómetros: el seco que mide la temperatura real, y el húmedo o mojado, llamado así porque su depósito está rodeado por una muselina humedecida.

El agua para evaporarse toma calor del termómetro mojado y esto hace que descienda su temperatura.

Otro instrumento es el higrógrafo, cuyo elemento sensible es un haz de cabellos desengrasados, de mujer joven, rubia, la longitud de los cuales varía sensiblemente con el grado de humedad.

4.3.4 REQUERIMIENTO DE

OXIGENOEn los organismos superiores, el oxígeno es un componente universal de las células y gran parte de este elemento lo proporciona el agua. Los organismos superiores y muchos microorganismos necesitan además oxígeno molecular, ya que dependen de la respiración aerobia como mecanismo generador de energía, donde el oxígeno actúa como oxidante terminal. A estos organismos que requieren oxígeno molecular se les denomina aerobios obligados.

Otros microorganismos, obtienen energía por la vía fermentativa o por respiración anaerobia, que no implica la necesidad de oxígeno como oxidante terminal. En muchos casos el oxígeno puede actuar como una sustancia tóxica o bien inhibir el crecimiento. A estos microorganismos se les denomina anaerobios obligados.

Otros microorganismos pueden crecer tanto en ausencia como en presencia de oxígeno molecular, alternando la respiración con la fermentación, a estos se les denomina anaerobios facultativos. Un caso particular son las bacterias del ácido láctico, que no son sensibles al oxígeno molecular y en presencia de éste, continúan la fermentación.

4.3.5 EL pH

El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.

Existen varios métodos diferentes para medir el pH. Uno de estos es usando un trozo de papel indicador del pH. Cuando se introduce el papel en una solución, cambiará de color. Cada color diferente indica un valor de pH diferente. Este método no es muy preciso y no es apropiado para determinar valores de pH exactos.

El método más preciso para determinar el pH es midiendo un cambio de color en un experimento químico de laboratorio.

Escala de pH

4.3.6 PRESION OSMOTICA

La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable. 

La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza).

Para medir la presión osmótica se utiliza una herramienta que también data de mediados del año 1800 y que se denomina osmómetro. Cabe mencionar que este fenómeno juega un papel primordial en los organismos vivos y se puede observar directamente a nivel celular, en procesos de absorción y retención de las distintas sustancias.

4.3.7 LUZ

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.

La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).

Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

Algunas propiedades de la luz dependen del tipo de fuente luminosa que las emita, como el color, la intensidad.

Sin embargo, existen otras propiedades como la reflexión y la refracción, que son comunes a todos los tipos de la luz.