1.7.1 Classificazione Struttura e funzioni Riproduzione e approvvigionamento di energia I protisti 22

Transcript

1 Sommario CAPITOLO 1 I MICRORGANISMI 1.1 Principi di classificazione I microrganismi all interno del mondo dei viventi L organizzazione cellulare: cellule procariotiche ed eucariotiche I virus Come si nutrono e si riproducono i microrganismi Le diverse suddivisioni dei microrganismi I procarioti Classificazione Struttura e funzioni Riproduzione e approvvigionamento di energia I protisti I protozoi Protisti algali Eterotrofi plurinucleati e pluricellulari I funghi 28 ESERCIZI 32 CAPITOLO 2 COLTIVAZIONE E CRESCITA DEI MICRORGANISMI 2.1 Terreni di coltura Fonti di carbonio, azoto e ioni inorganici Fattori di crescita 39

2 VI SOMMARIO 2.2 Crescita dei microrganismi Temperatura ph, pressione osmotica, aerazione Antimicrobici Curva di crescita Modello cinetico di crescita Crescita in discontinuo e coltura in batch Crescita in continuo Confronto fra i modelli di crescita 50 ESERCIZI 52 CAPITOLO 3 METABOLISMO MICROBICO 3.1 Respirazione e fermentazione Principali vie metaboliche microbiche Reazioni di rifornimento Reazioni di biosintesi: Vie anaboliche Reazioni di polimerizzazione Reazioni di assemblaggio 73 ESERCIZI 74 CAPITOLO 4 REGOLAZIONE DEL METABOLISMO MICROBICO 4.1 Meccanismi di regolazione Regolazione della sintesi delle proteine Controllo attraverso la variazione del fattore σ della RNA polimerasi Controllo attraverso induzione-repressione Regolazione dell attività delle proteine enzimatiche Controllo mediante modifiche covalenti delle proteine enzimatiche Controllo mediante associazioni agli enzimi 82 ESERCIZI 86

3 SOMMARIO VII CAPITOLO 5 TECNICHE DI MIGLIORAMENTO GENETICO 5.1 Modifiche genetiche dei microrganismi Mutazioni Mutazioni genotipiche Mutazioni fenotipiche Mutageni Selezione dei mutanti Trasferimenti genici e ricombinazione genetica Tecnica del DNA ricombinante Ottenimento del gene o del frammento di DNA da clonare Trasferimento del gene nel DNA di un vettore Introduzione di DNA ricombinante in una cellula ospite Clonazione del DNA ricombinante Amplificazione del DNA mediante PCR I vegetali e gli OGM 111 ESERCIZI 114 CAPITOLO 6 ENZIMI E CELLULE IMMOBILIZZATI 6.1 Classificazione degli enzimi Enzimi in soluzione Enzimi immobilizzati Enzimi immobilizzati per adsorbimento fisico Enzimi immobilizzati con legami chimici Enzimi immobilizzati per reticolazione e intrappolamento Proprietà degli enzimi immobilizzati Impiego degli enzimi nell industria Idrolasi Isomerasi Cellule immobilizzate 130 ESERCIZI 134

4 VIII SOMMARIO CAPITOLO 7 MICRORGANISMI E PRODUZIONI INDUSTRIALI 7.1 Aspetti microbiologici e industriali delle biotecnologie Produzioni industriali da lieviti Produzione di lieviti a uso alimentare Produzione di alcol per fermentazione Produzioni industriali da muffe Produzione di acido citrico Produzione di antibiotici Produzioni industriali da batteri Produzione di acido acetico Produzione di acido lattico Produzione di amminoacidi Produzione di vitamina C Produzione di ormoni Produzione di massa microbica 160 ESERCIZI 162 CAPITOLO 8 DEPURAZIONE BIOLOGICA DELLE ACQUE 8.1 Problematiche della biodepurazione Criteri di scelta del processo depurativo Processo aerobico a fanghi attivi Popolazione dei fanghi attivi Aspetti biologici, chimici e fisici della formazione del fiocco Processo anaerobico e produzione di biogas La degradazione anaerobica I trattamenti anaerobici Smaltimento dei fanghi Disinfezione di fanghi e acque 180 ESERCIZI 182

5 SOMMARIO IX CAPITOLO 9 IL LABORATORIO DI MICROBIOLOGIA 9.1 Attrezzature e avvertenze generali Microscopia Ingrandimento e potere risolvente Microscopio ottico Microscopi elettronici Uso del microscopio ottico 197 ESPERIENZA N 1 Osservazione a fresco in goccia schiacciata 199 ESPERIENZA N 2 Osservazione a fresco in goccia pendente 200 ESPERIENZA N 3A Osservazione in goccia schiacciata con colorazione positiva vitale 201 ESPERIENZA N 3B Osservazione in goccia schiacciata con colorazione negativa vitale 202 ESPERIENZA N 4 Colorazione dopo fissazione 202 ESPERIENZA N 5 Colorazioni Gram+/Gram Sterilizzazione e disinfezione Tecniche di base Sterilizzazione di attrezzature Terreni di coltura I principali tipi di terreni Tecniche d allestimento e di sterilizzazione Controlli di sterilità 213 ESPERIENZA N 6 Verifica della sterilità di un acqua Semina, isolamento e trapianto di colture Semina in superficie 216 ESPERIENZA N 7A Semina su piastra Petri per spatolamento 216 ESPERIENZA N 7B Semina su piastra Petri per strisciamento 217 ESPERIENZA N 8 Semina su slant per strisciamento Semina in massa 220 ESPERIENZA N 9 Semina in terreno liquido 220 ESPERIENZA N 10 Semina in piastra per inclusione (o tecnica della diffusione in piastra) 222 ESPERIENZA N 11 Semina in provetta per infissione Conta dei microrganismi Conta totale Conta vitale Riconoscimento di microrganismi Semina in terreni diversi 227 ESPERIENZA N 12 Confronto dell aspetto di colonie di microrganismi diversi Uso di sistemi miniaturizzati: Enterotube e Mycotube Applicazioni Allestimento di una curva di crescita Scale-up per una fermentazione alcolica produzione di biomassa 234