tema 19. los microorganismos en la biosfera - Biología El Valle

Colegio El Valle Departamento de Biología2º BachilleratoLOS AGENTES PATÓGENOS Son los virus, viroides, priones, bacterias, hongos y protozoos. Las vías de transmisión pueden ser el contacto directo, el aire, el agua, alimentos contaminados, contacto sexual o vectores animales. Robert Koch encontró la relación entre enfermedad infecciosa y microorganismo al estudiar Bacillus anthracis, el responsable del ántrax o carbunco. Los postulados de Koch son los siguientes: • El microorganismo está presente en los organismos que presentan la enfermedad y no en los sanos. • El microorganismo debe ser aislado del hospedador y cultivado fuera de él. • La enfermedad debe reproducirse al inocularse en un individuo sano. • El microorganismo debe ser aislado de nuevo del hospedador infectado, debe ser cultivado y debe ser idéntico al original. TERMINOLOGÍA DE EPIDEMIOLOGÍA - Epidemia. Manifestación de un nº de casos de alguna enfermedad que excede claramente a la incidencia prevista en un periodo de tiempo determinado, en una colectividad o región. - Pandemia. Epidemia que alcanza grandes extensiones geográficas simultáneamente o con un desplazamiento rápido o lento de un continente a otro. - Zoonosis. Infección transmisible, en condiciones naturales, de los animales a los seres humanos. - Endemia. Presencia continua de una enfermedad en un área geográfica determinada. Puede expresar la prevalencia usual de una enfermedad en un área geográfica. MICROORGANISMOS Y BIOTECNOLOGÍAINDUSTRIA ALIMENTARIA Las fermentaciones a escala industrial se realizan en un fermentador, y su producto final es un compuesto orgánico. Pueden ser de dos tipos: • Fermentación anoxidativa. No necesita aireación, es una auténtica fermentación. • Fermentación oxidativa. Hay que inyectar aire. Es una oxidación incompleta. -­‐ El vinagre se forma por fermentación ácido acética por acción de bacterias del ácido acético, como Gluconobacter y Acetobacter sobre le vino y la cerveza. Transforman, mediante oxidación incompleta, el alcohol en ácido acético. -­‐ El vino se forma por fermentación alcohólica por la acción de Saccharomyces cerevisiae sobre los azúcares de las uvas. EL mosto, independientemente del color de las uvas, es blanco y origina vino blanco. El vino tinto se produce por la fermentación de los pellejos de las uvas negras. -­‐ El cava se origina gracias a una segunda fermentación, causada por levaduras tras la adición de azúcares. El CO 2 carbonata el vino y produce las burbujas. -­‐ La cerveza se obtiene a partir de cebada (Europa), arroz (Asia) o maíz (Suramérica). Todos ellos contienen almidón. Los granos son malteados, es decir, se humedecen y se dejan germinar, con lo que producen amilasas que convierten el almidón en glucosa. -­‐ La masa del pan es una mezcla de agua, harina, sal y levaduras-­‐ La harina contiene enzimas que degradan el almidón. El CO 2 resultante de la fermentación alcohólica queda atrapado en la masa, produciendo la miga del pan. El alcohol etílico producido se volatiliza durante la cocción. -­‐ En la fabricación de productos lácteos, la lactosa sufre fermentación láctica y se transforma en ácido láctico. Las bacterias son de los géneros Streptococcus, Leuconostoc y Lactobacillus. Esto desciende el pH, lo cual coagula las proteínas que se van a separar del suelo. • El queso se fabrica a partir de la cuajada, que fermenta por acción de bacterias y hongos (Penicillium). Consiste en la hidrólisis de las proteínas hasta dar aminoácidos, los cuales se convierten fácilmente en aminas, ácidos grasos y amoníaco. • La mantequilla se elabora mediante Streptococcus, que agrian la leche formando nata. • El yogur se produce por fermentación láctica de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophilus. 3

Colegio El Valle Departamento de Biología2º BachilleratoTRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales contienen materia orgánica e inosgánica (pesticidas, restos de alimentos, etc.) procedentes de la industria o de uso doméstico. -­‐ En una planta depuradora primero se separa el agua de los materiales inorgánicos, como lodos y arcillas. -­‐ Posteriormente se emplean microorganismos que fermentan la materia orgánica de dos formas: Tanques cerrados. Las macromoléculas se someten a digestión enzimática por fermentación, obteniéndose acetato, CO 2 e hidrógeno. Estas sustancias son sustrato de bacterias que finalmete producen metano. Tanque abiertos. Los microorganismos oxidan la materia orgánica en procesos aerobios en los que se obtiene CO 2, amoníaco e iones nitrato, sulfato y fosfato. - Una vez eliminada la materia orgánica del agua se somete a tratamientos que eliminan los tóxixos inorgánicos y posteriormente a procesos de potabilización. Si se devuelven a los ríos es importante que se hayan eliminado las sustancias inorgánicas, ya que constituyen una fuente de alimento para las algas, que podrían proliferar masivamente causando la eutrofización del agua. - Una manera de medir la cantidad de materia orgánica presente en el agua es por el índice DBO (demanda biológica de oxígeno). MICROORGANISMOS Y MINERÍA Muchas veces, los yacimientos minerales no son importantes o se encuentran agotados. en estos casos, algunos microorganismos sirven para extraer ciertos metales, uranio o petróleo. - Thiobacillus ferroxidans es una bacteria que solubiliza el cobre o el hierro. Así se pueden obtener estos metales tras su precipitación. -­‐ El petróleo se extrae primero por presión y luego por inyección de agua o gases en el yacimiento. Tras la explotación, el petróleo no extraído se obtiene inyectando a presión agua con polisacáridos de origen bacteriano, como las xantomonas. BIOCARBURANTES Se emplean en automoción y tienen su origen en la degradación de la materia orgánica. • Biodiésel. Se obtiene por un proceso de esterificación de triglicéridos con alcoholes de bajo peso molecular, generándose ésteres y glicerina. La fuente de triglicéridos son los aceites de girasol, colza o soja y los catalizadores que se emplean son lipasas producidas por Candida o Pseudomonas. La esterificación tiene lugar en un reactor. Posteriormente se separan, purifican y estabilizan los ésteres de glicerina. Estos ésteres vegetales son equivalentes al gasóleo y al mezclarlos con él se emplean en motores. A diferencia del gasóleo, el biodiésel es biodegradable, no es tóxico y reduce las emisiones de CO, CO 2 e hidrocarburos. • Bioetanol. Es alcohol etílico obtenido por la fermentación de azúcares procedentes de cereales (maíz, trigo, cebada), remolacha, caña de azúcar o biomasa (residuos forestales o sólidos urbanos). Se parte de azúcares como sacarosa, almidón, celulosa y hemicelulosa, que no son fermentables y deben someterse a una hidrólisis, la cual genera glucosa o fructosa. La fermentación es por levaduras o bacterias y se produce un mezcla de etanoly agua que se separan por evaporación. EL alcohol se recupera puro por condensación. Los biocarburantes se utilizaron con los primeros automóviles, pero fueron sustituídos rápidamente por el petróleo. El uso de biocarburantes ha crecido mucho en los últimos años. El problemas es que para poder cultivarlo se están talando las grandes selvas del planeta y muchas de las plantaciones que estaban destinadas a consumo humano en países en desarrollo ahora se utilizan para biodiésel, aumentando la hambruna en estas regiones. 5