Microbiologia Agrícola

Prof. Dr. Everlon Cid Rigobelo

1Fonte: www.fcav.unesp.br

Objetivos

• Introdução à Microbiologia

– Microbiologia

– Microorganismos como células

– Microorganismos e seus ambientes naturais

– A antiguidade e a extensão da vida microbiana

– O impacto dos microorganismos nos humanos

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Introdução à Microbiologia

• Microbiologia

– Estudo dos microorganismos

• Microorganismos

– Organismos unicelulares microscópicos

– Organismos acelular – vírus

– Organismos pluricelular - fungos

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Microbiologia

• O entendimento dos processos básicos da

vida

• A aplicação do entendimento de

microbiologia

– Para o benefício da humanidade

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Fonte: biomedicina.blotspot.com

Estudos dos Microrganismos

• Possibilitou o conhecimento sofisticado

sobre:

– A base química e física da vida

• Microrganismos

– Compartilham várias características com as

células de organismos pluricelulares

5

Fonte: biomedicina.blotspot.com

A importância da Microbiologia

• Os microrganismos

– Constituem a maior MASSA de matéria viva da Terra.

– Realizam processos químicos necessários para

outros organismos.

– Na AUSÊNCIA dos microrganismos outras formas de

vida não teriam surgido e ou não se manteriam.

6Fonte: Portal São Francisco

A importância da Microbiologia

• Resultado das atividades dos

microrganismos

– Oxigênio que respiramos

– Reciclagem de nutrientes

– Desconstrução da matéria orgânica

7Bactéria Fotossintetizante Fonte: www1.folha.uol.com.br

A importância da Microbiologia

• Resultado das atividades dos

microrganismos

– Os microrganismos surgiram a 4 bilhões de anos

atrás.

– Proporcionaram a diversidade das plantas e dos

animais.

8Diversidade – Fonte: www.infoescola.com

Microrganismos como Células

– Unidade fundamental da vida

– Separada por uma membrana plasmática

– Algumas por membrana celular

– Compostos químicos em grande quantidade

– Estruturas subcelulares

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Célula – Fonte: profjabiorritmo.blogspot.com.br

Química Celular e Estruturas

Essenciais

• Macromoléculas

– Proteínas, Ácidos Nucleicos, Lipídios e

Polissacarídeos.

– Correspondem 95% do peso da célula.

– Outros 5% precursores de macromoléculas e íons

inorgânicos.

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Célula – Fonte: www.infoescola.blogspot.com.br

Química Celular e Estruturas

Essenciais

• Cada célula é quimicamente ÚNICA

– A química e o arranjo preciso de cada

macromolécula tornam a célula única.

– Membrana Citoplasmática

– Citoplasma – Maquinaria Celular

– DNA, RNA, Ribossomos

– Ausência de organelas

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Célula – Fonte: Saude.hsm.uol.com.br

Evolução em 1 cm

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Características dos Sistemas Vivos

• Metabolismo

– Captação de nutrientes e transformação química.

– Conservação de energia e eliminação de produtos.

• Permite à célula

– Regeneração e reprodução.

– Substituir componentes conforme necessidade.

– Acumular cópias de cada componente.

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Características dos Sistemas Vivos

• Diferenciação

– Substâncias e estruturas modificam a célula.

– Estruturas especiais: esporos.

• Esporos

– Estão envolvidos na reprodução, dispersão ou

sobrevivência.

• Sinais químicos

– Respondem a sinais químicos, processam esses

sinais e executam uma função.

– Sinais provenientes do ambiente e de outras

células14

Usinas e Dispositivos Codificadores

• Usinas vivas

– Realizam transformação químicas.

• Catalizadores

– Enzimas que aceleram as reações químicas no

interior das células.

• Dispositivos Codificadores

– Armazenam e processam informações genéticas.

– Transmitem aos descendentes.15

Usinas e Dispositivos Codificadores

• Crescimento Celular

– Conexão entre Usina e Dispositivos Codificadores

• Em condições apropriadas

– A célula irá crescer e dividir-se.

– Este evento requer energia que será fornecida

pela maquinaria celular.

– O DNA precisa ser replicado antes da divisão

celular. 16

Usinas e Dispositivos Codificadores

• Funções Usina e Dispositivo Codificadores

– Precisam ser coordenadas.

– Processos regulatórios.

– Garantem a síntese de substâncias na ordem e

nas concentrações apropriadas.

– Mantém a célula ajustada a seus meio ambiente.

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Microrganismos e Ambientes Naturais

• Células microbianas na natureza

– Vivem associadas a outras células.

– Formam populações.

– Hábitat – ambiente onde vive uma população.

– Interações entre populações - Comunidade

18

Comunidade Microbiana

• Reguladas

– Disponibilidade de Nutrientes.

– Temperatura, pH, Oxigênio, osmolaridade

• Ecologia microbiana

– Estudo dos microrganismos em seus ambientes

naturais.

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Interações Microbianas

• Benéficas e Prejudiciais

– Produto de excreção da atividade microbiana de

uma população é nutriente para outra.

– Produto de uma população pode ser tóxico para

outra.

– Sinergismo e Antagonismo.

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Ecossistema Microbiano

• Seres vivos junto com os constituintes físico

e químico

• Ambientes Aquáticos

– Oceanos, lagoas, lagos, riachos, gelo e fontes

termais.

• Ambientes Terrestres

– Solo, ambiente de subsuperfície profunda, plantas

e animais.21

Ecossistema Microbiano

• Ecossistema

– Influenciado e controlado pelas atividades

microbianas.

– Removem nutrientes para construir novas

células.

• Expande-se e contrai

– Dependendo da disponibilidade de nutrientes.

– As modificações dos ambiente para favorecer

determinados microrganismos e prejudicar outros

22

Antiguidade e a Extensão da Vida

Microbiana

23

Geological time, condensed in a diagram displaying the relative

lengths of the eons of Earth's history

Resumo da vida na terra através do

tempo

• Origem da Terra – 4,6 bilhões de anos

• Bactérias – 3,8 bilhões de anos

• Cianobactérias – 2,5 bilhões de anos

• Terra foi lentamente oxigenada

• Origem dos Eucariotos

• Diversidade das algas

• Invertebrados com concha

• Plantas vasculares

• Mamíferos

• Humanos

24Geological time, condensed in a diagram displaying the relative

lengths of the eons of Earth's history

Microrganismos e seus ambientes

naturais

• Populações microbianas derivadas de uma

única célula parental.

• Habitat

– É o ambiente onde uma população microbiana

vive.

• Interações entre as populações microbianas

– Comunidades microbianas

25

www.chadecomposto.com

Diversidade e abundância de

Microrganismos

• Controlada pelos recursos e pelas condições

ambientais.

• Recursos

– Nutrientes, N,P,K,Mo,Cu,Zn e S

– Condições ambientais: T, pH, Teor de O2

• Ecologia Microbiana

– Estudo dos microorganismos em seus ambientes

naturais26

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Interações Microbianas

• Interações de Cooperação

– Relações benéficas e prejudiciais

• Produtos de secreção de atividades

metabólicas de alguns microrganismos

podem ser nutrientes para outros.

• Habitat

– Pode ser favorável ao crescimento de

determinados microrganismos e prejudiciais para

outros.

27

www.picstopin.com

Interações Microbianas

• Ecossistema

– Os seres vivos, juntamente com os outros

constituintes físicos e químicos de seu meio

ambiente.

• Principais ecossistemas microbianos

– Ambientes aquáticos – oceanos, lagos e lagoas,

riachos, gelo e fontes termais.

– Ambientes terrestres – solos e ambiente de sub-

superfície profunda.

– Plantas e animais.28

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Atividades Microbianas

• Influenciam e controlam um ecossistema

• Microrganismos

– Removem nutrientes do ecossistema –

metabolismos crescimento

– Devolvem os produtos de secreção ao ambiente

• Ecossistemas Microbianos

– Expandem-se e Contraem-se

– Recursos e Condições Ambientais29

Atividades Microbianas

• Encontravam-se amplamente distribuídas na

Terra.

• Bilhões de anos antes do surgimento dos

organismos superiores.

• Atualmente a biomassa microbiana

cumulativa na Terra excede àquela dos

organismos superiores.30

Atividades Microbianas

• As Cianobactérias, em particular, foram

importantes pois oxigenaram a Terra.

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A Extensão da Vida Microbiana

• Os microrganismos estão ao nosso redor.

• Também em locais inóspitos.

– Fontes termais ferventes e gelo glacial

• Número total de células microbianas

– Estimativa de 5 x 10 elevado a 30

• A quantidade de carbono nestas células

– Equivale ao Carbono dos Vegetais

– Superior ao Carbono dos animais32

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1900

33

Óbitos por 100.000 Indivíduos

0 50 100 150 200 250

Gripe e pneumonia

Tuberculose

Gastrointerite

Doenças cardíacas

AVC

Doença Renal

Acidentes

Câncer

Doenças da Infância

Difteria

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2008

34

0 50 100 150 200 250 300

Doença cardíaca

Câncer

AVC

Doença Pulmonar

Acidentes

Gripe Pneumonia

Diabetes

AIDS

Suicídio

Cirrose Hepática

Homicídio

Óbitos por 100.000 Indivíduos

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O impacto dos microrganismos nos

Seres Humanos

• Doenças Microbianas

– Malária, Tuberculose, Cólera, Chagas.

– Sarampo, pneumonia e doenças respiratórias.

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O impacto dos microrganismos na

Agricultura

• Rhizobium nas leguminosas

– Nodulação nitrificação de obtenção do Nitrogênio

• Ciclos

– Carbono, Nitrogênio e Enxofre

• Enzimas

– Celulase, amilases e pectinases

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Microrganismos e Alimentos

• Deterioração dos alimentos

– Desconstrução das moléculas constituintes dos

alimentos.

– Mudanças da fisiologia, cor e aspectos

nutricionais.

– Microorganismos Patogênicos.

• Fermentações

– Pães, produtos lácteos e embutidos.

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Fim

• Obrigado

38