Per le prime quattro domande, potete far riferimento a qualsiasi testo di biochimica. Per le altre, possimo dire quanto segue:
5. i precursori li trovate sul vostro testo di microbiologia al Cap. 11.
6. Per la fissazione biologica dell’azoto, la reazione a cui far riferimento, in generale, è la seguente: N2 + 3H2 à 2NH3; questa reazione avviene a pressione atmosferica (persino a pressioni inferiori) con l’idrolisi di 16 legami ad alta energia provenienti dall’ATP; complessivamente, possiamo quindi scrivere: N2 + 10H+ + 8e- + 16ATP à 2NH4+ + 16ADP + 16 Pi + H2; questa reazione è mediata dal complesso enzimatico della nitrogenasi (o dinitrogenasi), che deve trovarsi allo stato ridotto per poter operare; 6 degli elettroni servono per ridurre l’N2, e due per produrre (obbligatoriamente) una molecola di H2; per ridurre questo complesso enzimatico occorre una fonte di elettroni, spesso costituita dalla ferredossina ridotta.
7. Il ciclo di Calvin è quello che conosciamo anche per le piante verdi: vedi ad esempio il cap. 10 del libro di microbiologia. Ricorda che l’enzima centrale di questa via e la RuBisCo.
8. La fotosintesi nei solfobatteri verdi si può illustrare come segue: il fotosistema di questi batteri, che si chiama P840, ha un potenziale di riduzione sufficientemente alto da poter ridurre direttamente il NADP+; si crede che il primo recettore elettronico, “a valle” di P840*, sia un proteina FeS; da qui gli elettroni vengono “scaricati” a una ferredossina-NADP reduttasi, da cui si ottiene NADPH; gli elettroni per questa via sono forniti in continuazione da solfuri, tiosolfati o da idrogeno molecolare; da tali substrati sono trasferiti alla batterioclorofilla dei centri di reazione attraverso un citocromo-c (c551 o c553) e una cit-c-reduttasi specifica. Questa fotochimica la trovi schematizzata nella figura 9.4 del tuo libro, e somiglia al fotosistema I dei cianobatteri e delle piante verdi. Per inciso: gli elettroni della proteina FeS, possono anche “scaricarsi” al cit-c, attraverso un chinone (menachinone); durante questa “caduta”, si genera ATP.
9. Per i clorosomi dobbiamo ricordare che sono vescicole dei solfobatteri verdi coinvolte nella fotosintesi, poiché contengono, tra l’altro, i pigmenti antenna. Sono disposti sul lato interno della membrana citoplasmatica (puoi osservarne una idealizzazione sul tuo libro, fig. 9.5) e contengono fasci di bastoncelli; questi, fondamentalmente, sono strutture ricche di lipidi che contengono anche la batterioclorodilla-c; nella parte di aderenza alla membrana plasmatica, i clorosomi hanno la piastra base, che contiene, tra l’altro, la clorofilla-a.
10. La temperatura a cui un microrganismo cresce con la massima velocità è quella ottimale; poiché la temperature ottimale di crescita è una delle tre temperature cardinali (min, opt, max), anche ‘cardinale’ è accettabile.
11. e 12. Sappiamo che la separazione delle cariche ai due lati di una membrana biologica costituisce una forma di energia potenziale; con essa si genera ATP.
13. Ecco la correlazione richiesta: DG°’ = (-nF)( DEh) dove l’ultimo termine è la variazione di energia libera in condizioni standard, n è il numero di elettroni della reazione redox ed F è la costante di Faraday (-96,48 kJ/V).
14. Il processo di spostamento degli elettroni verso un atomo più elettronegativo libera energia, naturalmente.
15. La puoi calcolare applicando la reazione in 13 e ricordando che gli elettroni in gioco sono 2.
16. Fai riferimento al capitolo 8 (es., fig. 8.3) del tuo testo, oppure a un qualsiasi testo di biochimica.
17. E’ una differenza importante. Nella prima, la sintesi dell’ATP avviene per trasferimento diretto di un fosfato ad alto contenuto energetico da un composto organico all’ADP (es., nella glicolisi, il 2-fosfoenolpiruvato forforila l’ADP, e diventa piruvato; nella reazione di Stickland l’acetilfosfato dona il proprio gruppo fosforico, e diventa acetato). Nella seconda, si ossidano composti ridotti (organici o inorganici), e si accoppiano queste reazioni alla riduzione di composti ossidati (es., il NAD+ di riduce a NADH); gli elettroni di questi ultimi composti sono “scaricati” a un accettore finale (per esempio ossigeno) attraverso una catena di respirazione; durante questa “scarica” si generano una o più molecole di ATP.
18. Questi due microbiologi, vissuti a cavallo tra i secoli XIX e XX, hanno dimostrato che i microrganismi sono importanti nell’economia della natura, oltre che per quanto evidenziato da Pasteur e da Kohk. Fai riferimento al libro di Microbiologia per approfondire di più. Puoi anche consultare Wikipedia.
19. Ancora, il riferimento è il libro di Microbiologia. Ricorda che i licheni sono alleanze tra un fungo e un cianobatterio (o anche un’alga), e C. aggregatum non è una specie, ma un aggregato presente nella acque anaerobiche; è costituito da due bacteria, uno coccico e uno bastoncellare, che si aggregano in una simbiosi mutualistica. I dettagli nel capitolo 25 del tuo libro.
20. Da sottolineare che i microrganismi hanno una biodiversità straordinaria, anche se noi la percepiamo poco soprattutto perché i microbi sono principalmente creature invisibili, sia perché è l’ultimo gruppo di viventi cui la scienza ha prestato attenzione. Parla poi della biodiversità sia in senso tassonomico che in senso biochimico-metabolico; ricorda, tra l’altro, che il mondo dei microrganismi è formato anche dai chemioautotrofi e dai fotoeterotrofi, oltre naturalmente ai fotoautotrofi e ai chemioeterotrofi.
21. Puoi far riferimento al cap. 5 del tuo libro di Microbiologia.
22. Fai riferimento al cap. 4 del libro di Microbiologia.
23. Si parte generalmente da una base minerale e azotata, alla quale si aggiungono fonti carboniose diverse. Per isolare batteri azotofissatori, alla base si sottrae l’azoto. Tutti i dettagli sui libri di microbiologia.
24. Diretti sono gli isolamenti che si fanno piastrando la fonte naturale dei microrganismi (es., mosto) su una piastra di terreno colturale, e aspettando la crescita delle colonie. Con questa procedura si cerca di eliminare o diminuire la competizione tra cellule. Con la procedure di arricchimento, invece, si favorisce la competizione fra ceppi e specie, e si inocula la fonte di microrganismi in una beuta col terreno selettivo. Dettagli sui testi di microbiologia.
25. La colonna di Winogradski è un singolare sistema per l’arricchimento di certi batteri. Ben descritta sul vostro libro di testo (pag. 114), ma anche, ad esempio, su wikipedia.
26. Descritte in tutti i testi di microbiologia.
27. Anche la sterilizzazione in autoclave è descritta in tutti i testi microbiologici. Ricorda che il calore umido denatura i componenti macromolecolari della cellula, e che spesso in laboratorio si utilizzano 121° C per 15-20 minuti.
28. L’ecosfera è un acquario sferoidale (qui se ne possono acquistare di diversi diametri, da
29. Un virus in grado di riprodursi sia con cicli litici che con cicli lisogeni è denominato fago temperato.
30. Un operone è un’unità genomica piuttosto frequente negli eubacteria, rara in altri organismi. In essa, due o più regioni codificanti, sono controllate da un unico promotore.
2 commenti:
ciao microbios; è da molto tempo che non frequento il blog ma devo dire che questa sia stata l'unica nota positiva della nostra facoltà per questo anno accademico (o forse nella sua storia) tanto che ho voluto ritornare a calcare con la mia tastiera queste pagine. in primis chiedo scusa se il mio commento esula dall'argomenti che hanno affollato il blog in questo periodo; ho seguito il corso di microbiologia del suolo lo scorso ottobre/novembre e sono sempre più convinto che le tematiche affrontate siano state davvero molto interessanti e "diverse" dai classici argomenti. alla luce di quanto abbiamo detto durante il corso cosa pensi della crisi alimentare che sta affliggendo la popolazione mondiale? è forse l'estrema conseguenza di quella "violazione apparente" che stiamo esercitando nei confronti delle risorse che il nostro amato pianeta ci mette a disposizione?
Ciao Ayrton, e grazie per questo tuo commento. La crisi alimentare è un problema 'vecchio': se ne parlava anche negli anni '70 e '80. Noi abbiamo il privilegio di non accorgercene, in quanto facciamo parte del mondo 'fortunto'. Certo oggi la popolazione mondiale è cresciuta, e con essa anche quella africana, la più sofferente del mondo. Inoltre emerge per la prima volta il problema dello sfruttamento di aree estese per la coltivazione di colture "energetiche", che come abbiamo visto sottraggono superficie coltivabile alle colture alimentari. Il preblema, credi, è uno: noi mangiamo troppo, comprese cose ridicole (fragole e zucchine a Natale, ad esempio) e utilizziamo troppa energia per questa agricoltura super industrializzata. In generale, noi 'mondo occidentale' utilizziamo troppe risorse energetiche, per condurre una vita piuttosto insensata. Ecco cosa ha scritto Luca Mercalli: "E’ un’ossessione il ritenere che un luogo sia prospero
solo se la sua popolazione aumenta o almeno non decresce, se le merci continuano ad affluire e a
ripartire in sempre maggiori quantità, se l’edilizia continua incessantemente a costruire, se il valore
degli scambi finanziari continua ad aumentare. A fronte di tali indicatori sappiamo bene che vi è
anche l’aumento di rifiuti di qualsivoglia natura – solidi, liquidi e gassosi - e l’irreversibile
diminuzione di naturalità del paesaggio, con conseguenze sia sul piano estetico, sia su quello dei
cicli biogeochimici[...] non riconosce il limite, ormai raggiunto e oltrepassato da
tempo, del nostro territorio di sostenere ulteriori interventi di artificializzazione. In queste
infrastrutture è facile vedere l’appoggio a progetti faraonici e non prioritari quali l’alta velocità
ferroviaria, la quarta corsia della tangenziale torinese, una ulteriore espansione urbana e industriale
capillare. Sono tutti interventi ormai non più difendibili, inseriti nel mito della crescita continua, che – per quanto mitigata, per quanto addolcita - non può essere sostenibile per via dei meri vincoli fisici del sistema nel quale è concepita" e ancora "sviluppo non deve essere confuso con crescita: esiste uno sviluppo culturale, scientifico, spirituale, perseguibile anche al di fuori di uno sviluppo dei consumi materiali o, peggio ancora, di beni superflui ed energivori. E’ proprio lo sviluppo dei primi beni elencati a compensare della riduzione dei secondi. In un momento storico nel quale i livelli di benessere fisico sono ampiamente consolidati questa transizione è possibile ed è la sola a garantirne peraltro il mantenimento a lungo termine. Detto in altre parole, con la pancia piena e la casa calda possiamo anche pensare allo sviluppo spirituale/intellettuale/culturale che a sua volta sarà la chiave per continuare ad avere pancia piena e casa calda. Altrimenti si fa indigestione e si vomita. Poi però bisogna ricominciare dall’età della pietra". Continua Luca: "il consumo di suoli agrari e di «paesaggio» deve essere arrestato immediatamente: in un mondo fisico dalle dimensioni finite non è pensabile espandersi all’infinito. Ovviamente la coerenza è una dote
fondamentale del politico di razza: non si possono difendere i preziosi beni agrari dell’Ordine Mauriziano da una parte e contemporaneamente avallare progetti devastanti quali l’alta velocità ferroviaria: entrambi produrrebbero i medesimi risultati finali".
Se ti interessano questi argomenti, mi permetto di consigliarti i corsi tenuti da Petrocchi.
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