microbiologÍa agrÍcola y ambiental 2008-2009

MICROBIOLOGMICROBIOLOGÍÍA AGRA AGRÍÍCOLA Y AMBIENTALCOLA Y AMBIENTAL

DEPARTAMENTO DEMICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA

UNIVERSIDAD DE ALCALÁ

Profesores responsables: Dra. Mª Isabel Pérez LeblicDr. Juan Soliveri de Carranza

20082008--20092009

Microbiología Agrícola y Ambiental

MICROBIOLOGÍA AGRÍCOLA Y AMBIENTAL

2007-2008

Créditos teóricos: 4,5Créditos prácticos: 1,5Carácter: OptativaCódigo asignatura: 67109


CLASESHorario: 1er cuatrimestre: lunes, martes y jueves de 13 a 14 h.

Lugar: Aula 5.

Prácticas: A celebrar en el Modulo Microbiología III, del 12 al 16 de Enero, de 09-13h (grupo B) y de 16-20h (grupo A)

Evaluación: Examen teórico al final del semestre.Prácticas obligatorias, hay que entregar una memoria de las mismas. Se tendrá en cuenta la visita guiada a diferentes instalaciones relacionadas con la asignatura.

Exámenes: 21 de Enero y 4 de Septiembre.


Profesor: Dra. Maria Isabel Pérez LeblicProfesora Titular de MicrobiologíaDpto. Microbiología y ParasitologíaFacultad de Farmacia, módulo Microbiología III (3ª planta)

Extensión: 5145 (91 885 46 34)

Email: [email protected] (asunto: tutorías)

Tutorías: Lunes, miércoles y jueves de 10 a 12 h.

mailto:[email protected]


Profesor: Dr. Juan Soliveri de CarranzaProfesor Titular de MicrobiologíaDpto. Microbiología y ParasitologíaFacultad de Farmacia, módulo Microbiología III (3ª planta)

Extensión: 4634 (91 885 46 34)

Email: [email protected] (asunto: tutorías)

Tutorías: Lunes, miércoles y jueves de 10 a 12 h.

Fichas: Obligatorias, a entregar con su correspondiente foto antes del 1/12/2007.

mailto:[email protected]


Breve visión de la asignatura

Objetivo

Dar una visión general de la presencia y la capacidad biológica de los microorganismos en el medio ambiente


RESEÑA HISTÓRICA SOBRE LA MICROBIOLOGÍA

Cultivos iniciales eran cultivos puros

Centrado en la actividad patógena

Metodología específica



¡ Llega la Biotecnología !



Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental


¿ EN QUÉ SE BASA EL ÉXITO DE LOS MICROORGANISMOS ?


¿Experiencia?

¿Tamaño?

¿Diversidad?



Estromatolitos

Fósiles de cianobacterias

¿Experiencia?



¿Experiencia?Desde que la vida se inició en la Tierra han ocurrido siete

extinciones masivas:

Hace 488 millones de años ocurrieron una serie de extinciones masivas del Cámbrico-Ordovícico llamadas así por haber ocurrido entre el final del períodoCámbrico y el principio del Ordovícico. Durante ese evento desaparecieron muchos braquiópodos y conodontes, también se redujo significativamente el número de especies de trilobites.

Hace 444 millones de años, en la transición entre los períodos Ordovícico y Silúrico, ocurrieron dos extinciones masivas llamadas extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico. Su causa probable fue el período glaciar. El primer evento ocurrió cuando los hábitats marinos cambiaron drásticamente al descender el nivel del mar. El segundo ocurrió entre quinientos mil y un millón de años más tarde, al crecer el nivel del mar rápidamente.

Hace 360 millones de años se produjo la extinción masiva del Devónico, en la transición entre los períodos Devónico y Carbonífero, en el cual el 70% de las especies desaparecieron. Este fue un evento que probablemente duró unos tres millones de años.

Hace 251 millones de años, durante la extinción masiva del Pérmico-Triásico, cerca de 95% de las especies marinas se extinguieron. Esta fue la catástrofe más grande que ha conocido la vida en la Tierra. Desapareció el 53% de las familias biológicas marinas, el 84% de los géneros marinos y aproximadamente el 70% de las especies terrestres (incluyendo plantas, insectos y vertebrados).

Hace 200 millones de años, la extinción masiva del Triásico-Jurásico eliminó cerca del 20% de las familias biológicas marinas, los arcosaurios no dinosaurios, la mayoría de los terápsidos y los últimos grandes anfibios.

Hace 65 millones de años en la extinción masiva del Cretácico-Terciariodesaparecieron cerca del 50% de todas las especies, incluyendo los dinosaurios.

Hace 10000 años, al comenzar el período holoceno (el fin de la ultima glaciación) hubo una extinción masiva de la llamada megafauna. Sin embargo esta extinción se extiende hasta nuestros días (sobre todo en los últimos 50 años)


¿Tamaño?

Atendiendo a la fuente de carbono

Heterótrofos Utilizan compuestos orgánicos

Autótrofos Utilizan el CO2

Atendiendo a la fuente de energía (electrones)

Organotrofos Utilizan compuestos orgánicos

Litotrofos Utilizan compuestos inorgánicosreducidos

Atendiendo a si es necesaria la presencia de luz

Fotótrofos Necesitan la luz para determinadasreacciones químicas

Quimiótrofos No necesitan la luz para realizar lasreacciones químicas


¿Diversidad?

DIVERSIDAD MICROBIANA

Mutación Transferencia de genes

Conjugación

Transformación Transducción

Solo se conoce el 1% de los microorganismos

Fuente de Biodiversidad


AMBIENTES MICROBIANOS NATURALES

Ambientes naturales

Aéreo Terrestre Acuático

Extremo


Las características expuestas anteriormente permiten a los microorganismos colonizar el medio ambiente


AMBIENTES MICROBIANOS NATURALES EXTREMOS


¡Sin embargo, pueden colonizar otros tipos de ambientes naturales!Los microorganismos se relacionan con otros seres vivos


Microbiología Industrial

El hombre sabe sacar provecho de los microorganismos


Eutrofización

Ejemplos de uso biotecnológico de los microorganismos

Depuración de aguas residuales



Compostaje de residuos sólidos urbanos




Restauración de la piedra



PROGRAMA TEÓRICO DE LA ASIGNATURA


Tema 1.- Introducción y fundamentos de Microbiología ambiental.Concepto de microbiología ambiental. Significado de los microorganismos en el medio ambiente. Estructura física de los ambientes naturales. Estado fisiológico de los microorganismos en el medio ambiente. Interacción de los microorganismos con otras células. Poblaciones microbianas y dinámica de las comunidades microbianas.

Tema 2.- Microorganismos en su ambiente natural: el aire (atmo-ecosfera).La atmósfera: estructura. Características físicas del ambiente aéreo. La atmósfera como hábitat y medio de dispersión. El ambiente aéreo y el hombre.

Tema 3.- Microorganismos en su ambiente natural: el agua (hidro-ecosfera).Propiedades físicas y químicas del entorno acuático. El medio acuático como ambiente microbiano: sustratos para el crecimiento microbiano; flujo de energía: crecimiento en las interfases y gradientes. Comunidades microbianas en ambientes oceánicos y aguas continentales: microorganismos importantes; abundancia, distribución y supervivencia de microorganismos: ambiente oceánico (oligotrofia, barofilia, bioluminiscencia) y ambiente de aguas continentales (lagos, ríos).

PROGRAMA TEÓRICO


Tema 4.- Microorganismos en su ambiente natural: el suelo (lito-ecosfera).El suelo, aspectos físicos y químicos de su estructura. Sustratos para el crecimiento microbiano. abundancia, distribución y composición de la microflora del suelo. Relación de la microflora del suelo con respecto a la atmosférica. Microbiología de las grandes profundidades.

Tema 5.- Microorganismos en ambientes extremos.Introducción. La temperatura como ambiente extremo. El pH como ambiente extremo. Otros ambientes extremos.

Tema 6.- El papel de los microorganismos en los ciclos de los nutrientes.El ciclo del carbono. El ciclo de nitrógeno. El ciclo del azufre. El ciclo del fósforo. El ciclo del hierro. El ciclo de otros elementos: calcio, mercurio, etc...

Tema 7.- Interacciones entre microorganismos.Introducción. Neutralismo, comensalismo, sinergismo (protocooperación), mutualismo, competencia, amensalismo (antagonismo), parasitismo y depredación. Poblaciones de biopelículas..

Tema 8.- Interacciones entre microorganismos y plantas.Flora microbiana normal en plantas. Mutualismo-comensalismo: rizosfera. Mutualismo: micorrizas, sistemas de nódulos radiculares fijadores del nitrógeno y líquenes. Interacciones de los microorganismos con las estructuras aéreas de las plantas. Enfermedades microbianas de plantas: fitopatógenos.


Tema 9.- Interacciones entre microorganismos y animales.Flora microbiana normal en animales. Asociaciones mutualistas con invertebrados: microorganismos fotosintéticos, metanotrofos y quimiolitotrofos. Asociaciones mutualistas con vertebrados: el rumen. Simbiontes intestinales mutualistas y comensales. Asociaciones simbióticas con insectos y otros invertebrados. Producción simbiótica de la luz. Enfermedades de los animales producidas por microorganismos.

Tema 10.- Microbiología agrícola I.Gestión de suelos agrícolas. Producción de biofertilizantes: Rhizobium.

Tema 11.- Microbiología agrícola II.Introducción al biocontrol. Amensalismo y parasitismo microbianos para controlar patógenos microbianos: antifúngicos y antibacterianos. Patógenos microbianos para controlar plagas de plantas y animales: control de insectos, otras plagas (nematodos, moluscos, conejos, malas hierbas ....). Protección por microorganismos frente a la congelación.

Tema 12.- Técnicas para el enriquecimiento, aislamiento y recuento de microorganismos en la naturaleza.Recogida y procesado de muestras. La columna de Winogradsky. Cultivos de enriquecimiento. Aislamiento de cultivos puros. Identificación de microorganismos: detección fenotípica, anticuerpos fluorescentes, detección molecular (análisis de lípidos y estudios de ácidos nucleicos). Microorganismos no cultivables, bioprospección. Recuento de microorganismos.


Tema 13.- Medida de la biomasa y actividad microbiana en la naturaleza.Ensayos bioquímicos: medida de ATP, CO2, lípidos y clorofilas. Medida de la actividad microbiana: empleo de marcadores radioactivos, microelectrodos, ensayos enzimáticos. Isótopos estables y su utilización en biogeoquímica microbiana.

Tema 14.- Tratamiento de residuos sólidos.Compostaje y ensilado.


PROGRAMA PRÁCTICO DE LA ASIGNATURA


Microbiología del suelo1.- Análisis de la flora microbiana de muestras del suelo: recuento y observación de los principales tipos.2.- Aislamiento de microorganismos extremófilos.3.- Ciclo del nitrógeno: microorganismos fijadores del nitrógeno.

Microbiología del aire4.- Análisis de la flora microbiana mediante técnicas de borboteo y filtración.

Microbiología del agua5.- Aislamiento de microorganismos utilizando la columna de Winogradsky6.- Aguas residuales de distinto origen: recuento de gérmenes y detección de diversos grupos de interés. Calculo de la DQO y DBO.7.- Aislamiento y caracterización de microorganismos oxidadores de fenoles y otros compuestos xenobióticos a partir de muestras procedentes de depuradoras de aguas residuales.

Tratamiento de residuos líquidos y sólidos por microorganismos8.- Tratamiento de resíduos agrícolas por actinomicetos.9.- Tratamiento y decoloración de efluentes de industrias papeleras por actinomicetos

PROGRAMA DE PRÁCTICAS


-“Ecología microbiana y Microbiología ambiental” 4ª edición (2001)R.M. Atlas y R. BarthaAddison Wesley-“Microbial ecology: organisms, habitats, activities” (1988)H StolpCambridge University Press- “Micro-organisms in action: concepts and applications in Microbial ecology” (1988)JM Lynch and JE HobbieBlackwell Scientific Publications- “Microbiología ambiental” (1989)WD Grant and PE LongEdt Acribia- “Environmental Microbiology” (1993)R MitchellWiley-Liss- “Biotechnology and the future of world agriculture” (1989)H HobbelinkZed Books Ltd.- “Trends in Microbial Ecology” (1993)R Guerrero y C Pedrós-AlióSociedad Española de Microbiología

Bibliografía

microbiologÍa agrÍcola y ambiental 2008-2009

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