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Microbiologia GeralDarlene Ana de Paula Vieira
Nayara Cludia de Assuno Queiroz Fernandes
2012Inhumas - GO
INSTITUTO FEDERAL DEEDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA
CampusInhumasGOIS
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O GRANDEO SUL
NSTITUTO
EDERAL
Presidncia da Repblica Federativa do Brasil
Ministrio da Educao
Secretaria de Educao Profissional e Tecnolgica
Equipe de Elaborao Instituto Federal de
Educao, Cincia e Tecnologia de Gois/
IFG - Inhumas
Reitor
Paulo Csar Pereira/IFG-Inhumas
Diretor Geral
Cleiton Jos da Silva/IFG-Inhumas
Coordenao Institucional
Daniel Aldo Soares/IFG-Inhumas
Professor-autor
Darlene Ana de Paula Vieira/IFG - Inhumas
Nayara Cludia de A. Queiroz Fernandes/IFG-Inhumas
Equipe Tcnica
Renata Luiza da Costa/IFG-Inhumas
Rodrigo Cndido Borges/IFG - Inhumas
Shirley Carmem da Silva/IFG-Inhumas
Viviane Margarida Gomes/ IFG - Inhumas
Comisso de Acompanhamento e Validao
Colgio Tcnico Industrial de Santa Maria/CTISM
Coordenador Institucional
Paulo Roberto Colusso/CTISM
Coordenao Tcnica
Iza Neuza Teixeira Bohrer/CTISM
Coordenao de Design
Erika Goellner/CTISM
Reviso Pedaggica
Andressa Rosemrie de Menezes Costa/CTISM
Francine Netto Martins Tadielo/CTISM
Marcia Migliore Freo/CTISM
Reviso Textual
Daiane Siveris/CTISM
Lourdes Maria Grotto de Moura/CTISM
Vera Maria Oliveira/CTISM
Reviso Tcnica
Josiane Pacheco Menezes/CTISM
Diego Pascoal Golle/CTISM
Ilustrao
Rafael Cavalli Viapiana/CTISM
Diagramao
Gustavo Schwendler/CTISM
Leandro Felipe Aguilar Freitas/CTISM
Mara Rodrigues/CTISM
Muren Fernandes Massia/CTISM
Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Gois
Este Caderno foi elaborado em parceria entre o Instituto Federal de Educao,Cincia e Tecnologia de Gois/IFG-Inhumas e a Universidade Federal de Santa
Maria para o Sistema Escola Tcnica Aberta do Brasil Rede e-Tec Brasil.
Vieira, Darlene Ana de Paula
V658m Microbiologia Geral / Darlene Ana de Paula Veira, NayaraCludia de Assuno Queiroz. Inhumas: IFG; Santa Maria:Universidade Federal de Santa Maria, 2012.
100 p. : il.Bibliografia.
Caderno elaborado em parceria entre o Instituto Federal deEducao, Cincia e Tecnologia de Gois/IFG-Inhumas e aUniversidade Federal de Santa Maria para o Sistema EscolaTcnica Aberta do Brasil e-Tec Brasil.
1. Microbiologia Geral. 2. Microrganismos. 3. Fernandes,Nayara Cludia de Assuno Queiroz. I. Ttulo.
CDD 579
Ficha catalogrfica elaborada por Maria Aparecida Rodrigues de SouzaCRB 1/1497 bibliotecria do IFG Campus Inhumas
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e-Tec Brasil33
Apresentao e-Tec Brasil
Prezado estudante,
Bem-vindo ao e-Tec Brasil!
Voc faz parte de uma rede nacional pblica de ensino, a Escola Tcnica
Aberta do Brasil, instituda pelo Decreto n 6.301, de 12 de dezembro de
2007, com o objetivo de democratizar o acesso ao ensino tcnico pblico, na
modalidade a distncia. O programa resultado de uma parceria do Minis-
trio da Educao, por meio das Secretarias de Educao a Distncia (SEED)
e de Educao Profissional e Tecnolgica (SETEC), as universidades e escolas
tcnicas estaduais e federais.
A educao a distncia no nosso pas, de dimenses continentais e grande
diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao
garantir acesso educao de qualidade e ao promover o fortalecimento
da formao de jovens moradores de regies distantes dos grandes centros
geogrfica e ou economicamente.
O e-Tec Brasil leva os cursos tcnicos a locais distantes das instituies de
ensino e para a periferia das grandes cidades, incentivando os jovens a concluir
o ensino mdio. Os cursos so ofertados pelas instituies pblicas de ensino,
e o atendimento ao estudante realizado em escolas-polo integrantes das
redes pblicas municipais e estaduais.
O Ministrio da Educao, as instituies pblicas de ensino tcnico, seus
servidores tcnicos e professores acreditam que uma educao profissional
qualificada integradora do ensino mdio e da educao tcnica, capaz
de promover o cidado com capacidades para produzir, mas tambm com
autonomia diante das diferentes dimenses da realidade: cultural, social,
familiar, esportiva, poltica e tica.
Ns acreditamos em voc!
Desejamos sucesso na sua formao profissional!
Ministrio da Educao
Janeiro de 2010
Nosso contato
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e-Tec Brasil5
Indicao de cones
Os cones so elementos grficos utilizados para ampliar as formas de
linguagem e facilitar a organizao e a leitura hipertextual.
Ateno:indica pontos de maior relevncia no texto.
Saiba mais: oferece novas informaes que enriquecem o
assunto ou curiosidades e notcias recentes relacionadas ao
tema estudado.
Glossrio:indica a definio de um termo, palavra ou expresso
utilizada no texto.
Mdias integradas: sempre que se desejar que os estudantes
desenvolvam atividades empregando diferentes mdias: vdeos,
filmes, jornais, ambiente AVEA e outras.
Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em diferentes
nveis de aprendizagem para que o estudante possa realiz-las e
conferir o seu domnio do tema estudado.
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Tecnologia da Informticae-Tec Brasil 6
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Sumrio
Palavra do professor-autor 9
Apresentao da disciplina 11
Projeto instrucional 13
Aula 1 Principais reas da microbiologia e microscopia 151.1 Apresentao 15
1.2 Microbiologia bsica 15
1.3 Microbiologia aplicada 16
1.4 Caractersticas dos principais grupos de microrganismos 16
1.5 Microscopia 17
Aula 2 A clula 232.1 Apresentao 23
2.2 A clula: unidade fundamental da vida que se ligam ao DNA.23
2.3 Diferenas entre organismos procariontes e eucariontes 26
2.4 Citoplasma 27
2.5 Organelas citoplasmticas 27
Aula 3 Bactrias: morfologia e estruturas 373.1 Apresentao 37
3.2 Bactrias 37
3.3 Morfologia: tamanho, forma e arranjos bacterianos 37
3.4 Estruturas externas da clula bacteriana 41
3.5 Membrana plasmtica modelo mosaico fluido 47
3.6 Estruturas internas da clula bacteriana 48
Aula 4 Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento 514.1 Apresentao 51
4.2 Reproduo bacteriana 51
4.3 Nutrio das bactrias 55
4.4 Crescimento das bactrias 56
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e-Tec Brasil 8
Aula 5 Fungos (leveduras): morfologia e estruturas 615.1 Apresentao 61
5.2 Fungos 61
5.3 Leveduras 62
5.4 Estruturas da clula da levedura 64
Aula 6 Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento 676.1 Apresentao 67
6.2 Reproduo das leveduras 67
6.3 Nutrio das leveduras 69
6.4 Crescimento das leveduras 70
Aula 7 Metabolismo e cintica dos microrganismos 737.1 Apresentao 73
7.2 Metabolismo 73
7.3 Microrganismos para aplicao em processos industriais 78
7.4 Cintica dos processos fermentativos 79
7.5 Mtodos para quantificao do crescimento 84
Aula 8 Provas bioqumicas e cultura de microrganismos 878.1 Apresentao 87
8.2 Provas bioqumicas 87
8.3 Prova da motilidade 90
8.4 Meios de cultivo 91
8.5 Tcnicas de semeadura 92
8.6 Mtodo do Nmero Mais Provvel (NMP) 96
Referncias 99
Currculo do professor-autor 100
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e-Tec Brasil9
Palavra do professor-autor
A disciplina de microbiologia, juntamente com a matemtica, a qumica e a
fsica, constitui um dos ramos fundamentais das cincias bsicas. O conheci-
mento e o estudo detalhado dos microrganismos e de suas funes permitem
estabelecer seu uso em aplicaes muito variadas, desde o campo mdico,
alimentar e ambiental, agrcola e industrial. Desse modo, a microbiologia
consolida-se como um dos pilares da biotecnologia.
Neste caderno apresentaremos a microbiologia geral, que voltada para o
estudo da morfologia, seus arranjos e reaes aos processos de colorao,
fisiologia, metabolismo, caracterizao e identificao dos microorganismos.
Ao adentrar o universo microbiolgico, voc ter condies de multiplicar seu
conhecimento, mas como em toda disciplina, no sero esgotados os assuntos
aqui iniciados, proporcionando a retomada e a complementao dos assuntos
abordados atravs de atividades e sugestes de estudo no ambiente virtual de
ensino-aprendizagem do curso. Uma fonte importante de consulta sero os
stios eletrnicos sobre microbiologia. Tambm, para que se possa aproveitar
melhor o presente material, sugerimos caro estudante, que voc faa uma
leitura cuidadosa do texto, explorando tambm as figuras que acompanham
e ilustram as explicaes.
Como em todo curso, ou em qualquer situao nova, existiro momentos
desafiadores, que nos levaro a mudanas, as quais so imprescindveis para
a nossa formao.
Bons estudos.
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Apresentao da disciplina
A microbiologia[do grego: mikros(pequeno), bios(vida) e logos (cin-
cia)] o estudo dos organismos microscpicos e de suas atividades. Preo-
cupa-se com a forma, a estrutura, a reproduo, a fisiologia, o metabolismo e
a identificao dos microrganismos. Assim a microbiologia envolve o estudo de
organismos procariotos(bactrias, archaeas), eucariotosinferiores(algas,
protozorios, fungos) Figura A.
A microbiologia teve incio com o polimento de lentes, feitas a partir de
peas de vidro, combinadas at produzir aumentos suficientemente grandes
que possibilitassem a visualizao dos microrganismos. Os relatos de Robert
Hooke e Antony van Leeuwenhoek possibilitaram as primeiras observaes
de bactrias e outros microrganismos. Embora no tenha sido, provavel-
mente, o primeiro a ver as bactrias e os protozorios, o holands Antony
van Leeuwenhoek (1632-1723) foi o primeiro a relatar suas observaes, com
descries precisas e desenhos. Embora van Leeuwenhoek seja considerado
o pai da microbiologia, os relatos de Hooke, descrevendo a estrutura de
um bolor, foram publicados anteriormente aos de Leeuwenhoek. Assim, esses
dois pesquisadores so considerados os pioneiros nessa cincia.
No se pode ensinar tudo a algum,
pode-se apenas ajud-lo a encontrar por si mesmo.
Galileu Galilei
Para saber mais sobre a formade algumas bactrias e a histriada microbiologia, acesse:http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/microbiologia/microbiologia-3.php
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Figura A: Exemplos de microorganismos: (a)Archeae; (b) Bactria; (c ) Fungo Penicilium;(d) Alga; (e) Protozorio Tripanossoma cruzie (f) Vrus HIVFonte: (a) www.microbiologybytes.com
(b) http://www.sciencemusings.com/blog/uploaded_images/Bacteria-772833.jpg(c ) http://faculty.clintoncc.suny.edu(d) http://lectoracorrent.blogspot.com(e) http://cbme.usp.br(f) http://pathmicro.med.sc.edu/lecture/hiv9.htm
e-Tec Brasil 12
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Palavra do professor-autor
e-Tec Brasil13
Disciplina: Microbiologia Geral (carga horria: 60h).
Ementa: Morfologia, estrutura celular e reproduo de bactrias e leveduras.
Bioqumica das fermentaes. Velocidade de reaes fermentativas e fatores que
as influenciam. Fatores que influenciam no desenvolvimento de microorganis-
mos. Procedimentos bsicos de anlises microbiolgicas. Unidades de medidas,
sistemas de unidades e fatores de converso para expressar os resultados das
anlises efetuadas.
AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA
HORRIA(horas)
1. Principais reas
da microbiologia emicroscopia
Reconhecer a importncia da
microbiologia nas diferentes reas
biolgicas.Compreender as principais caractersticas
dos microrganismos.Compreender a importncia da
microscopia no estudo da microbiologia,
reconhecendo as principais partes e ostipos de microscpio.
Entender como as imagens so ampliadas.
Apostila didtica, composta
de introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,
equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bemcomo fruns para discusso.
04
2. A clula
Compreender que as clulas so
unidades fundamentais da vida.Diferenciar clulas procariontes de
clulas eucariontes.
Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,
equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bem
como fruns para discusso.
05
3. Bactrias: morfo-
logia e estrutura
Conhecer as bactrias: seu tamanho e
sua morfologia.Compreender as estruturas das clulas
bacterianas.
Entender e diferenciar bactrias Grampositivas de Gram negativas.
Identificar estruturas da membrana e docitoplasma bacteriano.
Apostila didtica, composta
de introduo, objetivos e umroteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,
equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambiente
virtual sero disponibilizadasatividades complementares, bem
como fruns para discusso.
07
Projeto instrucional
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AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA
HORRIA(horas)
4. Bactrias: repro-duo, nutrio e
crescimento
Compreender os tipos de reproduo
bacteriana.Conhecer as formas de obteno de
energia das bactrias.
Entender e diferenciar macro demicronutrientes.
Compreender as fases da curva de
crescimento das bactrias.Compreender os fatores que limitam o
crescimento das bactrias.
Apostila didtica, composta
de introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, composto
por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-das, questionamentos, reflexes,
lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bem
como fruns para discusso.
07
5. Fungos (levedu-
ras): morfologia e
estruturas
Conhecer os fungos: suas principais
caractersticas.Conhecer a importncia das leveduras
nos processos industriais.
Identificar as formas e os arranjosmorfolgicos das leveduras.
Compreender as estruturas das clulasdas leveduras.
Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,
equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,
lembretes, atividades de apren-dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bem
como fruns para discusso.
08
6. Fungos (levedu-
ras): reproduo,
nutrio e cresci-mento
Compreender os tipos reprodutivos das
leveduras.Conhecer as formas de obteno de
energia das leveduras.
Entender a nutrio das leveduras.Compreender a curva de crescimento e
os fatores que limitam o crescimento das
leveduras.
Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,
equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambiente
virtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bemcomo fruns para discusso.
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7. Metabolismo
e cintica dosmicrorganismos
Compreender o metabolismo e a cintica
dos microrganismos.
Diferenciar e entender anabolismo ecatabolismo.
Conhecer tipos fermentativos.Entender o rendimento energtico na
respirao e na fermentao.
Entender os clculos do tempo degerao e a taxa de crescimento.
Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e um
roteiro de estudo, composto
por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-
dizagem e sntese. No ambiente
virtual sero disponibilizadasatividades complementares, bem
como fruns para discusso.
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8. Provas bioqu-
micas e cultura de
microrganismos
Conhecer princpios e procedimentos de
diversas provas (testes) bioqumicas usa-das na identificao de microrganismos.
Conhecer tcnica de enumerao edeteco de microrganismos Mtodo
do Nmero Mais Provvel (NMP).
Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e umroteiro de estudo, composto
por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-
das, questionamentos, reflexes,
lembretes, atividades de apren-dizagem e sntese. No ambiente
virtual sero disponibilizadas
atividades complementares, bemcomo fruns para discusso.
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e-Tec Brasil 14
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e-Tec Brasil
Aula 1 Principais reas damicrobiologia e microscopia
Meditai se s as naes fortes podem fazer
cincia ou se a cincia que as torna fortes.
Objetivos
Reconhecer a importncia da microbiologia nas diferentes reas
biolgicas.
Compreender as principais caractersticas dos microrganismos.
Compreender a importncia da microscopia no estudo da microbio-
logia, reconhecendo as principais partes e os tipos de microscpio.
Entender como as imagens so ampliadas.
1.1 ApresentaoAs informaes aqui apresentadas auxiliaro na compreenso de algumas
reas de atuao da microbiologia, assim como na apreenso das principais
caractersticas dos microrganismos. Existem numerosos aspectos no estudo
da microbiologia, que dividido em duas reas: a microbiologia bsica e a
microbiologia aplicada.
1.2 Microbiologia bsicaA Microbiologia Bsica estuda:
A natureza e as propriedades dos microrganismos (morfolgicas, fisiol-
gicas, bioqumicas, etc.).
Caractersticas morfolgicas (tamanho e forma das clulas, composio
qumica, etc.).
Oswaldo Cruz
Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia e-Tec Brasil15
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Caractersticas fisiolgicas (nutrio e condies de crescimento e reproduo).
Atividades bioqumicas (obteno de energia pelos microrganismos).
Caractersticas genticas (hereditariedade e variabilidade das caractersticas).
Caractersticas ecolgicas (microrganismos no ambiente e sua relao
com outros organismos).
Potencial patognico dos microrganismos.
Classificao (relao taxonmica entre os grupos dos microrganismos).
1.3 Microbiologia aplicadaA microbiologia aplicada estuda o controle e o uso dos microrganismos de
maneira benfica (processos industriais, controle de pragas e de doenas,
produo de alimentos, etc.).
Na rea industrial, os microrganismos so utilizados na sntese de substncias
qumicas como cido ctrico, antibiticos mais complexos e enzimas.
Na rea ambiental, os microrganismos so usados como agentes de biode-
gradao e de limpeza ambiental, no controle de pragas, etc.
A microbiologia mdica trata dos microrganismos causadores de doenas e
da preveno e controle das mesmas.
A microbiologia dos alimentos est relacionada com doenas transmitidas por
alimentos, controle de qualidade e produo de alimentos (queijos, bebidas,
pes, etc.).
1.4 Caractersticas dos principais gruposde microrganismosOs microrganismos procariontes compreendem as bactrias, que se dividem
em eubactrias e arqueobactrias, e os microrganismos eucariontes, que
compreendem os protozorios e alguns fungos. (Quadro 1.1)
Para saber maissobre a importncia damicrobiologia, acesse:
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/microbiologia/
microbiologia-2.php
e-Tec Brasil 16 Microbiologia Geral
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Quadro 1.1: Caractersticas dos principais grupos de microrganismos
Microrganismos Caractersticas
1. Vrus
Acelulares; menores e mais simples, em estrutura que as bactrias; contm geralmente
apenas um tipo de cido nuclico (DNA ou RNA), protegido por uma capa protica;
podem multiplicar-se apenas dentro das clulas vivas. Porm, poucos vrus de DNA, comoo citomegalovrus e o vrus da hepatite B, podem iniciar a sntese de molculas de RNA
enquanto ainda esto se formando, de modo que a partcula viral contm os dois tipos decidos nuclicos (DNA e RNA).
2. BactriasSo procariontes; no possuem membrana nuclear (carioteca) e estruturas membrano-sas intracelulares organizadas; so divididas em dois grupos: Eubactrias e Arqueobactrias.
EubactriasApresentam vrias formas (esfrica, bastonete e espirilo), aparecem isoladas ou em for-
mas de colnias; variam de 0,2 5,0 m; so unicelulares e algumas apresentam flagelos.
ArqueobactriasSo semelhantes s eubactrias, mas apresentam diferenas importantes quanto a suacomposio qumica, habitam ambientes extremos como os de altas concentraes sali-
nas, os de acidez e os de temperatura.
3. Protozorios
So eucariontes; unicelulares, no apresentam parede celular rgida, no contm clo-
rofila; alimentam-se por ingesto; alguns movem-se por meio de flagelos ou clios e so
amplamente distribudos na natureza.
4. FungosSo eucariontes; com parede celular rgida; uni ou pluricelulares; desprovidos de cloro-
fila; alimentam-se por absoro. So conhecidos como bolores, leveduras e cogumelos.
Bolores So fungos multicelulares e produzem estruturas filamentosas (hifas e miclios).
LevedurasSo fungos unicelulares e apresentam formas variadas (esfrica a ovide; elipside afilamentosos).
5. AlgasSo eucariontes; contm clorofila (realizam fotossntese); podem ser uni ou pluricelula-res; apresentam parede celular rgida; crescem em diversos ambientes, mas a maioria
aqutica.
Fonte: Adaptado de Amabis e Martho, 2004
1.5 MicroscopiaO microscpio um instrumento indispensvel para os trabalhos laboratoriais,
tornando possvel a observao de estruturas invisveis a olho nu.
Os microscpios so classificados dependendo do princpio no qual a amplia-
o baseada. Eles podem ser:
pticos empregam dois sistemas de lentes, ocular e objetiva, atravs das
quais a imagem ampliada obtida. (Figura 1.1)
Eletrnicos empregam um feixe de eltrons para produzir a imagem ampliada.
O microscpio ptico utilizado para observar clulas procariotas e eucariotas,
e o eletrnico, detalhes celulares e vrus.
DNA
cido desoxirribonuclico.
RNAcido ribonuclico.
procariontesSeres unicelulares que nopossuem carioteca.
cariotecaMembrana que separa o materialgentico do citoplasma.
eucariontesSeres uni ou pluricelulares quepossuem carioteca.
Classificao dos seres vivoshttp://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/intromicro/intromicro.html#classificacao
e-Tec Brasil17Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia
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Figura 1.1: Partes do microscpio pticoFonte: CTISM
1.5.1 Partes mecnicas do microscpioP (1) d suporte ao microscpio, garantindo a estabilidade.
Brao (3) haste vertical ou inclinvel fixada base.
Platina (4) plataforma na qual se colocam as preparaes a serem observa-
das. Apresenta no centro, uma abertura por onde passam os raios luminosos.
Revlver (6) suporte das objetivas, fixado extremidade inferior do tubo,
serve para facilitar a substituio de uma objetiva por outra, colocando-as por
rotao em posio de observao.
e-Tec Brasil 18 Microbiologia Geral
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Canho (7) suporte cilndrico da ocular.
Parafuso macromtrico ou dos grandes deslocamentos (2) permite
movimentos de grande amplitude e rpidos, por deslocamento vertical da
platina. indispensvel para fazer as focagens.
Parafuso micromtrico ou de focagem lenta (3) permite movimentos
lentos do deslocamento da platina para focagens mais precisas.
1.5.2 Partes pticas do microscpioSistema de ampliao consiste na associao de dois conjuntos de lentes
(objetiva e ocular), constituindo u m sistema ptico composto. A ampliao
total resulta do produto da capacidade de ampliao da objetiva pela capaci-
dade de ampliao da ocular. Veja a Tabela 1.1.
Tabela 1.1: Produtos da ampliao do microscpio ptico
Ampliao Ampliao final
Objetiva Ocular Objetiva x ocular
4x 10x 40x
10x 10x 100x
45x 10x 450x
100x 10x 1000x
Fonte: Adaptado de http://www.mundodacana.com
Objetiva aumenta a imagem do objeto.
Objetiva de imerso a lente que fornece maior aumento, muito usada
em laboratrio de microbiologia. necessrio leo de imerso para assegurar
um trajeto do raio luminoso opticamente homogneo entre a lmina e a lente
objetiva. Depois do uso, devem-se limpar as superfcies pticas com papel
absorvente com um pouco de xilol, pois restos de leo podem danificar o
sistema ptico do microscpio.
Ocular lente que aumenta a imagem recebida da objetiva.
Sistema de iluminao consiste na associao de trs peas fundamentais:
Espelho duplo oufonte de luz destina-se a refletir para a platina a
luz que recebe da fonte luminosa.
e-Tec Brasil19Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia
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Diafragma regula a intensidade de luz no campo visual do microscpio.
Condensador distribui regularmente no campo visual do microscpio
a luz refletida pelo espelho ou diretamente da fonte luminosa.
Quadro 1.2: Comparativo de diferentes tipos de microscpios
Tipo de microscpioAmpliao
mxima til
Observao
do espcimeAplicaes
Campo claro 1.000 2.000
Microrganismos e tecidos
corados ou descorados; asbactrias, geralmente coradas,
aparecem com a cor do
corante
Caractersticas morfolgicas
grosseiras de bactrias,leveduras, bolores, algas e
protozorios
Campo escuro 1.000 2.000
Microrganismos vivos sem
prvia preparao; aparecem
brilhantes ou iluminados
sobre um campo escuro
Microrganismos que exibemalgumas caractersticas morfo-
lgicas especiais quando vivose em suspenso fluida; por
exemplo, as espiroquetas
Fluorescncia 1.000 2.000Luminoso e corado; cor do
corante fluorescente
Tcnica de diagnstico em
que o corante fluorescente
fixado ao organismo revela asua identidade
Contraste de fase 1.000 2.000Graus variveis de
iluminao
Exame de estruturascelulares em microrganismos
maiores e vivos; por exemplo,
leveduras, algas, protozoriose algumas bactrias
Eletrnico 200.000 400.000Observado em tela fluores-cente
Exame das ultra-estruturasdas clulas Microbianas e
de vrusFonte: Pelczar et al, 1996
Tendo em vista que a base desta disciplina trabalhar com microrganismos,
importante ter uma noo da escala de tamanho e das diferentes unidades
de comprimento.
Quadro 1.3: Unidades de comprimento utilizadas
Unidade
de comprimentoSmbolo Equivalncia
Micrmetro mm milsima parte do milmetro
Nanmetro nm milsima parte do micrmetro
Angstrom dcima parte do nanmetro
Fonte: Raven et al, 2001
Unidades mtricas usadas em microbiologia so: micrmetro e nanmetro.
e-Tec Brasil 20 Microbiologia Geral
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ResumoNessa aula estudamos as reas de atuao da microbiologia; os grupos de
microrganismos e suas caractersticas; e os principais tipos de microscpios.
Dentre os microrganismos daremos destaque nas prximas aulas s bactrias
e aos fungos, em especial s leveduras.
Atividades de aprendizagem1. O que estuda a microbiologia e qual a sua importncia?
2. O que estuda a microbiologia bsica? E a microbiologia aplicada?
3. Cite dois exemplos da utilizao dos microrganismos em processos
industriais.
4. Qual a diferena entre as eubactrias e as arqueobactrias?
5. Como so classificados os fungos?
6. Como constitudo o sistema de ampliao de um microscpio?
7. Se voc estiver observando uma estrutura ao microscpio ptico em que a
ocular fornece aumento de 10 vezes e a objetiva de 25 vezes, em quanto
estar sendo aumentado o seu objeto de estudo?
8. Explique de forma simplificada, o que se consegue analisar utilizando um
microscpio de campo claro e um microscpio de contraste de fase.
e-Tec Brasil21Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia
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e-Tec Brasil
Aula 2 A clula
A honestidade foi e ser sempre a arma decididamente mais forte
para todas as lutas da humanidade que vive e progride.
Objetivos
Compreender que as clulas so unidades fundamentais da vida.
Diferenciar clulas procariontes de clulas eucariontes.
2.1 ApresentaoAs informaes aqui apresentadas ajudaro voc a compreender melhor que
a clula a unidade bsica da vida, e entender as diferenas entre uma clula
procarionte e uma clula eucarionte, que de fundamental importncia para
o estudo dos microrganismos.
2.2 A clula: unidade fundamental da vidaque se ligam ao DNA
A clula a unidade estrutural e funcional dos organismos vivos, ou seja,
todos os seres vivos so formados por clulas. Os menores so constitudos
por uma nica clula, os maiores por bilhes. A percepo de que todos os
organismos so compostos por clulas foi um dos mais importantes avanos
cientficos. A palavra clula no sentido biolgico foi usada, pela primeira vez,
pelo cientista ingls Robert Hooke no sculo XVII.
As clulas surgem de outras clulas preexistentes. As formas mais simplesde vida so clulas solitrias (organismos unicelulares), enquanto as formas
superiores contm associaes de clulas, constituindo colnias de organismos
unicelulares ou constituindo organismos pluricelulares mais complexos. As
clulas podem apresentar estrutura e forma variadas.
Enrico Fermi
Aula 2 - A clula e-Tec Brasil23
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Todas as clulas compartilham dois aspectos essenciais. O primeiro uma
membrana externa, a membrana plasmtica. O outro o material gentico
(informao hereditria) que regula a atividade da clula, possibilitando a sua
reproduo e a passagem das suas caractersticas para a sua descendncia.
A organizao do material gentico uma das caractersticas que separa as
clulas procariontes das clulas eucariontes. Nas clulas procariontes, o mate-
rial gentico (DNA) est na forma de uma grande molcula circular, conhecida
como cromossomo. Em clulas eucariontes, o DNA linear e fortemente ligado
a protenas especiais, conhecidas como histonas, formando certo nmero de
cromossomos complexos.
As clulas dos microrganismos podem ser divididas em duas categorias: Clu-
las Eucariticas apresentam um ncleo separado do citoplasma por uma
membrana nuclear (carioteca); Clulas Procariticas apresentam material
nuclear sem membrana. Veja as Figuras 2.1, 2.2 e 2.3.
Figura 2.1: Clula bacterianaFonte: CTISM
histonasSo protenas que se
ligam ao DNA.
membrana plasmticaMembrana que separa os
contedos celulares doambiente externo.
e-Tec Brasil 24 Microbiologia Geral
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Os procariontes consistem de duas linhagens distintas: Bactria(ou eubact-
ria) eArchea. So os menores organismos e os mais simples estruturalmente.
Em termos evolutivos, eles so tambm os mais antigos organismos da Terra
(foram encontrados fsseis de cerca de 3,5 bilhes de anos).
Figura 2.2: Clula vegetalFonte: CTISM
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Figura 2.3: Clula animalFonte: CTISM
2.3 Diferenas entre organismosprocariontes e eucariontes
O Quadro 2.1 apresenta as principais caractersticas das clulas de procariontes
e de eucariontes.
Quadro 2.1: Diferenas entre clulas procariontes e clulas eucariontes
Caractersticas Clulas procariontes Clulas eucariontes
Grupos pertencentes Bactrias e cianobactriasProtozorios, algas, fungos, vegetais
e animais
Tamanho da clula 0,2 - 5,0 m 10 - 100 m
NcleoAusente ausncia de carioteca
(membrana nuclear)
Presente presena de carioteca
(membrana nuclear)Organelas membranosas Ausentes Presentes
Glicocliceou glicoclise Presente Presente em clulas animais
Parede celular
Presente e complexa bioquimicamente
(parede celular bacteriana tpicaapresenta peptidoglicano)
Quando presente simples quimica-mente (apenas plantas e fungos)
Ribossomos Distribudos no citoplasmaDistribudos no retculo endoplasm-
tico, na mitocndria e no cloroplasto
GlicocliceZona rica em carboidratos na
superfcie das clulas.
e-Tec Brasil 26 Microbiologia Geral
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Caractersticas Clulas procariontes Clulas eucariontes
DNACromossomo nico, circular, sem
histona
Cromossomos mltiplos, linear, com
histona
Grupos pertencentes Bactrias e cianobactriasProtozorios, algas, fungos, vegetais
e animais
Diviso celular Fisso binria Mitose e meioseFonte: Junqueira & Carneiro, 2005
2.4 CitoplasmaO citoplasma o espao intracelular (dentro da clula) preenchido por uma
matriz semifluida que tem a consistncia de gel, denominada hialoplasma,
na qual est mergulhado tudo o que se encontra dentro da clula, tal
como molculas e organelas. O citoplasma constitudo principalmente de
gua (80%), mas tambm contm ons, sais minerais e molculas, tais como
protenas, carboidratos e o RNA, que correspondem aos 20% restantes.
2.5 Organelas citoplasmticasComo vimos os organismos procariontes no possuem ncleo organizado
e geralmente so pequenos. Caracterizam-se por no possurem organelas
envoltas por membranas, tais como o retculo endoplasmtico, o complexo de
Golgi, as mitocndrias e os plastos. As clulas eucariontes so mais complexas
e so tpicas de protozorios, fungos, animais e vegetais.
Uma organela citoplasmtica pode ser definida como uma determinada parte
do citoplasma responsvel por uma ou mais funes especiais. As organelas
mais importantes esto citadas abaixo.
Ribossomos
Mitocndrias
Complexo de Golgi
Centrolo
Lisossomo
Retculo endoplasmtico liso
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Retculo endoplasmtico rugoso
Cloroplastos
Flagelos
2.5.1 RibossomosSo responsveis pela sntese de protena. Eles no so limitados por membra-
nas e, portanto, ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. Os
ribossomos de eucariontes so ligeiramente maiores que os de procariontes.
Eles so compostos por duas subunidades de tamanhos diferentes. Bioquimica-
mente, o ribossomo consiste em RNA ribossmico (RNAr) e umas 50 protenas
estruturais. Veja na Figura 2.4.
Figura 2.4: Estrutura de um ribossomoFonte: CTISM
2.5.2 MitocndriasSo formadas por duas membranas, uma externa e outra interna. Enquanto
a membrana externa lisa, a membrana interna possui inmeras pregas,
chamadas cristas mitocondriais. A cavidade interna das mitocndrias pre-
enchida por um fluido, denominado matriz mitocondrial, que contm grande
quantidade de enzimas dissolvidas, necessrias para a extrao de energia dosnutrientes. Figura 2.5.
As mitocndrias so de fundamental importncia no processo de respirao
celular e no fornecimento de energia a partir da quebra da glicose.
e-Tec Brasil 28 Microbiologia Geral
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Figura 2.5: Estrutura de uma mitocndriaFonte: CTISM
2.5.3 Complexo de Golgi
So estruturas membranosas, formadas por bolsas ach atadas e empilhadascuja funo elaborar e armazenar protenas advindas do retculo endoplas-
mtico. abundante em clulas secretoras. Figura 2.6.
Figura 2.6: Estrutura do complexo de GolgiFonte: CTISM
2.5.4 Centrolos formado por um par de cilindros cuja parede constituda por nove conjun-
tos de trs microtbulos cada, e, geralmente, ocorrem aos pares nas clulas.Os centrolos so desprovidos de membrana, sua constituio de natureza
protica. Os centrolos originam estruturas locomotoras, denominadas clios
e flagelos, que diferem entre si quanto ao comprimento e nmero por clula.
Figura 2.7.
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Figura 2.7: Estruturas dos centrolosFonte: CTISM
2.5.5 Lisossomos
So pequenas bolsas portadoras de enzimas digestivas. Elas so liberadas pelocomplexo de Golgi, com a finalidade de promover a digesto de substncias
englobadas pelas clulas. Pode tambm digerir componentes da prpria clula,
promovendo a morte celular para uma contnua renovao. Figura 2.8.
Figura 2.8: Ao dos lisossomosFonte: CTISM
2.5.6 Retculo endoplasmtico liso uma rede de estruturas tubulares e vesiculares achatadas e interligadasformada por uma membrana dupla, amplamente distribuda pela clula e em
comunicao com a membrana plasmtica ou com a carioteca. No apresenta
ribossomos aderidos membrana externa. responsvel pela sntese de todos
os lipdios que constituem a membrana plasmtica, incluindo fosfolipdios e
colesterol. Figura 2.9.
e-Tec Brasil 30 Microbiologia Geral
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Figura 2.9: Representao do retculo endoplasmtico lisoFonte: CTISM
2.5.7 Retculo endoplasmtico rugosoDe formato achatado e com ribossomos aderidos, o retculo endoplasmtico
rugoso est presente em maior nmero nas clulas especializadas na secreo
de protenas. Figura 2.10.
Figura 2.10: Representao do retculo endoplasmtico rugosoFonte: CTISM
2.5.8 Cloroplasto
So delimitadas por duas membranas lipoproticas uma externa lisa e outrainterna que forma dobras para o interior da organela. Esse conjunto bem
organizado de membranas formam pilhas unidas entre si, chamadas de grana.
Cada elemento da pilha, que tem o formato de moeda, o tilacide. Todo esse
conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fludo gelatinoso
que preenche o cloroplasto, o estroma, onde h enzimas, DNA, pequenos
ribossomos e amido. As molculas de clorofila localizam-se nas membranas
e-Tec Brasil31Aula 2 - A clula
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dos tilacides, tal sistema , portanto, a sede das reaes fotoqumicas respon-
sveis pela captao e transformao da energia luminosa em energia qumica.
Figura 2.11: Partes do cloroplastoFonte: CTISM
2.5.9 Flagelos
Os flagelos das bactrias (procariontes) so compostos por uma protenachamada flagelina, os de eucariontes, so extenses filamentosas citoplas-
mtica, frequentes em protozorios, esponjas e gametas mveis. O flagelo
de eucarionte completamente diferente do flagelo bacteriano, tanto em
termos de estrutura como em origem evolucionria, mas a funo em ambos
a mesma: criar movimentos.
Figura 2.12: Diferenas entre flagelos bacterianos e flagelos animaisFonte: CTISM
No Quadro 2.2, verifique as principais estruturas celulares, suas funes e
ocorrncias.
e-Tec Brasil 32 Microbiologia Geral
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Quadro 2.2: Organelas citoplasmticas
Organela Funo Procarionte Eucarionte
Responsvel pela
sntese (produo)de protenas
Presente Presente
Responsvel pela
respirao celularAusente Presente
Armazena esecreta diversas
substncias
Ausente Presente
Atua na divisocelular
Ausente
Presente, exceto
em vegetais efungos
Digesto
intracelularAusente Presente
e-Tec Brasil33Aula 2 - A clula
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Resumo
Nessa aula estudamos a clula, unidade fundamental dos seres vivos. Vimosque as clulas dos microrganismos podem ser procariontes (no apresentam
ncleo definido) ou eucariontes (com ncleo definido). Alm disso, tambm
estudamos as principais diferenas entre esses tipos celulares.
Quadro 2.2: Organelas citoplasmticas
Organela Funo Procarionte Eucarionte
Transporte desubstncias eproduo deesterides
Ausente Presente
Transporte de
substncias e
sntese de
protenas
Ausente Presente
Atuana fotossntese
AusentePresente
em vegetais
e algas
Deslocamentocelular
PresentePresente
apenas em animais
(gametas)
esteridesSo hormnios responsveis
pela harmonia das funesno organismo.
Para saber mais sobre clulacomo unidade biolgica, acesse:http://www.portalsaofrancisco.
com.br/alfa/citologia/citologia-3.php
e-Tec Brasil 34 Microbiologia Geral
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Atividades de aprendizagem1. Defina clulas procariontes e clulas eucariontes.
2. Quais as principais diferenas entre uma clula procarionte e uma
eucarionte?
3. Que grupos pertencem aos procariontes? E aos eucariontes?
4. Qual a constituio do citoplasma da clula?
5. Qual organela citoplasmtica est presente nos procariontes?
6. Qual a diferena entre o DNA dos procariontes e o DNA dos eucariontes?
7. Quais as duas linhagens de procariontes?
8. Qual a constituio do citoplasma?
9. As bactrias so seres procariontes por que:
a) Podem apresentar formas de resistncia que so os esporos.
b) Possuem uma parede celular espessa, constituda de polissacardeos, pro-
tenas e lipdios.
c) No possuem ncleo organizado envolto pela carioteca.
d) Possuem estruturas locomotoras denominadas flagelos.
e) Podem reproduzir-se sexuadamente por conjugao.
e-Tec Brasil35Aula 2 - A clula
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Estrutura celular
( 1 ) Retculo endoplasmtico
liso
( 2 ) Lisossomo
( 3 ) Mitocndria
( 4 ) Aparelho Golgiense
( 5 ) Ribossomo
( 6 ) Membrana plasmtica
Funo
(__) Responsvel pela respirao aerbica.
(__) Responsvel pela sntese de protenas.
(__) Responsvel pelo transporte de substn-
cias e produo de esterides.
(__) Promove a digesto intracelular.
(__) Mantm a seletividade das clulas.
(__) Realiza sntese e transporte de substncias.
10.Numere os elementos da coluna da direita com os seus correspondentes
da coluna da esquerda.
e-Tec Brasil 36 Microbiologia Geral
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e-Tec Brasil
Aula 3 Bactrias: morfologia e estruturas
O que sabemos uma gota,
o que ignoramos um oceano.
Objetivos
Conhecer as bactrias: seu tamanho e sua morfologia.
Compreender as estruturas das clulas bacterianas.
Entender e diferenciar bactrias Gram-positivas de Gram-negativas.
Identificar estruturas da membrana e do citoplasma bacteriano.
3.1 ApresentaoAs anlises das caractersticas morfolgicas das bactrias so importantes
para classificao preliminar e para o conhecimento de algumas propriedades
importantes do ponto de vista industrial.
3.2 BactriasSo organismos unicelulares. Podem ser encontrados de forma isolada ou em
colnias; so constitudos por uma clula (unicelulares), no possuem ncleo
celular definido (procariontes) e no possuem organelas membranosas.
3.3 Morfologia: tamanho, forma earranjos bacterianosAs bactrias so variveis quanto ao tamanho e quanto s formas que apresentam.
Isaac Newton
Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas e-Tec Brasil37
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3.3.1 Tamanho bacterianoA unidade de medida das bactrias o mm (micrmetro) que equivale a 103mm.
Muitas bactrias medem de 2 a 6 mm de comprimento e 1 a 2 mm de largura.
Tamanho varivel: 0,1 0,2 m 5,0 mm
3.3.2 Morfologia das bactrias: formas earranjos bacterianos
Embora existam milhares de espcies bacterianas, elas podem ser agrupadas
em trs tipos morfolgicos gerais: cocos, bacilose espiralados.
a) Formas de cocos(esfricas) o grupo de bactrias mais homogneo
em relao ao tamanho. Os cocos tomam denominaes diferentes de
acordo com o seu arranjo (Figura 3.1).
Micrococos cocos.
Diplococos cocos agrupados aos pares.
Ttrades agrupamentos de quatro cocos.
Sarcina agrupamentos de oito cocos em forma cbica.
Estreptococos cocos agrupados em cadeias.
Estafilococos cocos agrupados em grupos irregulares, lembrando ca-
chos de uva.
e-Tec Brasil 38 Microbiologia Geral
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Figura 3.1: Diferentes arranjos de bactrias esfricas (cocos): (a) Coco: Methanococcussp; (b) Diplococo: Neisseria sp (gonococo); (c) Ttrade: Deinococcus sp; (d) Sarcina:Methanosarcina sp; (e) Estreptococo: Streptococcus spe (f) Estfilococo: Staphylococcus spFonte: (a) http://microbewiki.kenyon.edu/images/2/22/methanococcus_6.gif
(b) http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/labmanua/lab1/dkngon.html(c) http://fpslivroaberto.blogspot.com/2009_08_01_archive.html(d) http://faculty.ksu.edu.sa/3822/picture%20library%2002/forms/allitems.aspx(e) http://www.britannica.com/ebchecked/topic/48203/bacteria/39338/capsules-and-slime-layers?anchor=toc39338(f) http://staphylococcusaureustreatment.com
b) Forma de bastonete so clulas cilndricas em forma de bastonete;
apresentam grande variao na forma e no tamanho entre gneros e
espcies (Figura 3.2).
Figura 3.2: Exemplos de bastonetes: (a) Halobacteriume (b) Salmonella, causadorade aguda infeco intestinal em humanosFonte: (a) http://www.foxnews.com/scitech/2010/05/07/aliens-saturn-titan/
(b) http://www.icb.ufmg.br/big/vacinas/Salmonella.htm
e-Tec Brasil39Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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As clulas bacterianas cilndricas ou em bastonetes (bacilos) no apresentam
a mesma disposio dos cocos, mas podem apresentar-se isolados, aos pares
(diplobacilos) e em cadeias (estreptobacilos). Em alguns casos esses arranjos
no constituem padres morfolgicos caractersticos, mas devido s etapas
de crescimento ou s condies de cultivo.
De um modo geral, essas duas formas de bactrias (cocos e bacilos) so as
mais comuns entre as contaminantes nas indstrias de acar e de lcool.
c) Formas espiraladas caracterizadas por clulas em espiral; dividem-se em:
Espirilos possuem corpo rgido e movem-se custa de flagelos exter-
nos. Ex.: GneroAquaspirillium(Figura 3.3).
Espiroquetas so flexveis e locomovem-se geralmente por contraes
do citoplasma, podendo dar vrias voltas completas em torno do prprio
eixo. Ex.: Gnero Treponema(Figura 3.3).
Figura 3.3: Exemplos de bactrias com formas espiraladas: (a) espirilo e (b) espiro-queta Leptospira interrogans, causadora da leptospiroseFonte: (a) http://mikroby.blox.pl/html/1310721,262146,21.html?341847
(b) http://mac122.icu.ac.jp/gen-ed/higher-plants-etc.html
Observao
Alm desses trs tipos morfolgicos, existem algumas formas de transio(Figura 3.4).
Bacilos muito curtos: cocobacilo.
Unidades celulares que se assemelham a uma vrgula: vibrio.
e-Tec Brasil 40 Microbiologia Geral
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Figura 3.4: Formas bacterianas de transio: exemplos de vibries (a) Vibrio cholerae,
causador da clera em humanos e (b) Vibrio vulnificus, agressiva bactria carnvoraFonte: (a) e (b) http://visualsunlimited.photoshelter.com
3.4 Estruturas externas da clula bacterianaO tamanho, a forma e o arranjo das bactrias constituem sua morfologia,
sua aparncia externa; a observao interna das estruturas celulares permite
conhecer um pouco o funcionamento da bactria no ambiente.
3.4.1 Parede celularA parede celular uma estrutura rgida que est presente em quase todas
as bactrias e localiza-se acima da membrana citoplasmtica. Ela contm
polmeroscomplexos conhecidos como peptidioglicanos, que so respon-
sveis pela sua rigidez. A parede celular impede que a clula estoure em
decorrncia do grande turgor, atua como uma barreira de proteo contra
determinados agentes qumicos e fsicos externos e funciona como suporte
de antgenos somticos bacterianos.
As bactrias podem ser divididas em dois grandes grupos, com base na capaci-
dade de suas paredes celulares fixarem o corante violeta cristal: as Gram-positivas
(que coram em roxo) e as Gram-negativas (que coram em vermelho).
A parede celular de bactrias Gram-positivas composta basicamente por
peptideoglicano, que constitui uma espessa camada ao redor da clula. Outros
polmeros, tais como cidos lipoteicicos e polissacardeos, tambm podem
estar presentes nessa camada (Figura 3.5).
polmerosMacromolculas formadas apartir de unidades estruturaismenores.
e-Tec Brasil41Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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Nas bactrias Gram-negativas o peptideoglicano constitui uma camada basal
delgada, sobre a qual se encontra outra camada, denominada membrana
externa que composta por lipoprotenas, fosfolipdios, protenas e lipopo-
lissacardeos (Figura 3.6). O processo de colorao de Gram consiste basica-
mente em tratar bactrias sucessivamente com cristal violeta, lugol, lcool efucsina (Figura 3.7). O cristal violeta e o lugol penetram tanto nas bactrias
Gram-positivas quanto nas Gram-negativas, formando um complexo de cor
roxa. O tratamento com lcool a etapa diferencial; nas Gram-positivas, o
lcool no retira o complexo cristal violeta+lugol, pois a sua ao desidratante
faz com que a espessa camada de peptideoglicano torne-se menos permevel,
retendo o corante. Nas Gram-negativas, devido pequena espessura da
camada de peptideoglicano, o complexo corado extrado pelo lcool, dei-
xando as clulas descoradas. O tratamento com fucsina no altera a cor roxa
das Gram-positivas, ao passo que as Gram-negativas descoradas pelo lcool
tornam-se avermelhadas (Figura 3.7).
A colorao de Gram amplamente utilizada para identificar e classificar
bactrias.
O processo de colorao de Gram usado para classificar as bactrias em
Gram-positivasou Gram-negativas, conforme fixam ou no o corante.
Essa classificao importante, pois as bactrias Gram-positivas so mais
sensveis penicilina e sulfa. Este processo de colorao um dos mais
importante mtodos realizados em laboratrio de microbiologia.
delgada (ou delgado)Fina ou fino
e-Tec Brasil 42 Microbiologia Geral
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Figura 3.5: Parede celular de bactria Gram-positivaFonte: CTISM
Figura 3.6: Parede celular de bactria Gram-negativaFonte: CTISM
e-Tec Brasil43Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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Figura 3.7: Processo de colorao do Gram
Fonte: Adaptado de http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg
Figura 3.8: (a) Micrografia da parede celular de bactria Gram-negativa; (b) indicaode suas partes; (c) micrografia da parede celular de bactria Gram-positiva e (d) indica-
o de suas partesFonte: (a) e (c) http://visualsunlimited.photoshelter.com
(b) e (d) CTISM
3.4.2 FlagelosSo organelas especiais (apndices delgados) responsveis pela locomoo das
bactrias. De acordo com o nmero e distribuio dos flagelos, as bactrias
podem ser classificadas como: atrquias (sem flagelos), monotrquias (um nico
flagelo), anfitrquias (um flagelo em cada extremidade), lofotrquias (um tufo
e-Tec Brasil 44 Microbiologia Geral
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de flagelos em uma, ou ambas as extremidades) e peritrquias (apresentando
flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano), veja Figura 3.9.
Figura 3.9: Exemplos de bactrias com flagelos: (a) monotrquia Pseudomonasaeruginosa; (b) anfitrquia Fetus venerealis; (c) lofotrquia Spirillum volutans e (d)peritrquia SalmonellaFonte: (a), (b), (c) e (d) http://visualsunlimited.photoshelter.com
Algumas bactrias movimentam-se por outros meios, diversos da atividade
flagelar, tais como o deslizamento provocado pelo fluxo protoplasmtico ou
pela resposta txica (fototaxia, quimiotaxia).
3.4.3 Plos (fmbrias)So apndices finos, retos e curtos que esto presentes em muitas bactrias
Gram-negativas. So encontrados tanto nas espcies mveis como nas im-
veis e, portanto, no desempenham papel relativo mobilidade. Os plosoriginam-se de corpsculos basais na membrana citoplasmtica e sua funo
parece estar relacionada com a troca de material gentico durante a conju-
gao bacteriana (fmbria sexual) com a aderncia s superfcies mucosas. As
fmbrias podem ser removidas sem comprometimento da viabilidade celular
e regeneram-se rapidamente (Figura 3.10).
e-Tec Brasil45Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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Figura 3.10: Exemplos de bactrias fimbriadas: (a) bactria Escherichiacolirecobertade fmbrias e (b) com fmbrias e flagelosFonte: (a) e (b) http://visualsunlimited.photoshelter.com
3.4.4 Glicoclice formado por uma substncia mucilaginosa ou gelatinosa (viscosa) e fica
ligada parede celular como um revestimento externo. Se o glicoclice estiver
organizado de maneira definida e acoplado firmemente parede celular,
recebe o nome de cpsula(Figura 3.11); se estiver desorganizado e sem qual-
quer forma frouxamente acoplada parede celular, recebe o nome de camada
limosa. O glicoclice pode ser de natureza polissacardica (um ou vrios tipos
de acares como galactose, ramnose, glicana, etc.) ou polipeptdica (cido
glutmico). O glicoclice desempenha papel importante na infeco, permi-
tindo que a bactria patognica se ligue a tecidos especficos do hospedeiro.
Acredita-se que o glicoclice possa proteger as bactrias da dessecao.
e-Tec Brasil 46 Microbiologia Geral
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Figura 3.11: Micrografia eletrnica com destaque para a cpsula de uma bactriaFonte: http://visualsunlimited.photoshelter.com
3.5 Membrana plasmtica modelomosaico fluido
Fina membrana que separa a parede celular do citoplasma. Sua espessura
da ordem de 7,5 nanmetros e composta principalmente por uma bicamada
de fosfolipdeos (20 a 30%) e protenas (50 a 70%); desempenha importante
papel na permeabilidade seletiva da clula (Figura 3.12). A membrana o stio
da atividade enzimtica especfica e do transporte de molculas para dentro
e para fora da clula.
Ela difere da membrana plasmtica das clulas eucariticas por:
no apresentar esterides em sua composio;
ser sede de numerosas enzimas do metabolismo respiratrio das bact-
rias (mesmas funes das cristas mitocondriais);
controlar a diviso bacteriana atravs dos mesossomos.
Os mesossomosso invaginaes da membrana plasmtica que podem ser
simples dobras ou estruturas tubulares ou vesiculares. Alguns autores associam
ainda aos mesossomos o valor funcional das mitocndrias, atribuindo a eles
o papel na respirao bacteriana.
Para saber mais sobre estruturade membrana, acesse:http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/morfologia1/morfologia1.html#ultraestrutura
e-Tec Brasil47Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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Figura 3.12: Representao esquemtica da membrana plasmticaFonte: CTISM
3.6 Estruturas internas da clula bacteriana3.6.1 Citoplasma composto pela poro fluida e contm substncias dissolvidas e partculas,
tais como ribossomos, e material nuclear ou nucleide, rico em DNA.
3.6.2 Incluses citoplasmticasAs incluses so formaes no vivas existentes no citoplasma, como gros
de amido, gotas de leo, chamadas de grnulos, e podem servir como fonte
de material de reserva ou energia.
3.6.3 Nucleide e plasmdeosAs clulas bacterianas no contm o ncleo tpico das clulas animais e vege-
tais. O cromossomo bacteriano consiste de um cromossomo nico e circular
e ocupa uma posio prxima ao centro da clula. Pode ser chamado de
nucleide. Vrias bactrias apresentam tambm molculas de DNA extra-
cromossomal, denominadas plasmdeos, as quais so geralmente circulares,contendo muitas vezes genes que conferem caractersticas adaptativas van-
tajosas ao microrganismo.
As bactrias so importantes nos processos biotecnolgicos na indstria,
agricultura e na medicina.
Para saber mais sobre morfologiada membrana, acesse:
http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/morfologia3/
morfologia3.html
e-Tec Brasil 48 Microbiologia Geral
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ResumoAo final dessa aula compreendemos a morfologia e a estrutura das clulas
bacterianas. Na aula seguinte, abordaremos os processos de reproduo,
nutrio e crescimento, fundamentais nas indstrias que utilizam os potenciais
microbiolgicos.
Atividades de aprendizagem1. Qual o conceito de bactrias?
2. Qual a unidade utilizada para medir as bactrias?
3. Como as bactrias so divididas quanto forma e ao arranjo?
4. De acordo com a parede celular bacteriana, como as bactrias so clas-sificadas?
5. Qual a principal substncia que compe a parede celular das bactrias?
Qual sua funo e como podemos diferenciar a parede celular de bact-
rias Gram+ das Gram-?
6. De acordo com o nmero e distribuio dos flagelos, como as bactrias
podem ser classificadas?
7. Qual a funo dos plos nas bactrias?
8. Qual a funo do glicoclice?
9. O que compe a membrana citoplasmtica das bactrias? O que a dife-
rencia da membrana citoplasmtica das clulas eucariticas?
10.Cite e comente as estruturas internas da clula bacteriana.
e-Tec Brasil49Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas
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e-Tec Brasil
Aula 4 Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento
A diferena entre o possvel e o impossvel
est na vontade humana.
Objetivos
Compreender os tipos de reproduo bacteriana.
Conhecer as formas de obteno de energia das bactrias.
Entender e diferenciar macro de micronutrientes.
Compreender as fases da curva de crescimento das bactrias.
Compreender os fatores que limitam o crescimento das bactrias.
4.1 ApresentaoA diviso dessas aulas (3 e 4) em duas partes deve-se ao grande volume
de informaes exigido para compreender a morfologia e a fisiologia das
bactrias. Nessa aula veremos os processos reprodutivos, de nutrio e do
crescimento bacteriano.
4.2 Reproduo bacterianaAs bactrias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fisso binria
ou cissiparidade. Nesse processo reprodutivo ocorre replicao do cromos-
somo e uma nica clula divide-se em duas; em seguida ocorre a diviso docromossomo bacteriano replicado e o desenvolvimento de uma parede celular
transversal (Figura 4.1). A fisso binria no o nico mtodo reprodutivo
assexuado entre as bactrias. Tambm pode ocorrer esporulao e brotamento.
Louis Pasteur
Para saber mais sobre
reproduo, acesse:http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/divisao/divisao.html#fissao
Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento e-Tec Brasil51
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Figura 4.1: (a) Fisso binria e (b) exemplo de diviso binria em bactria Moraxella catarrhalisFonte: (a) CTISM
(b) http://www.avelox.com/scripts/pages/en/microsites/electronmicrographs/index.php?page=3
Embora no ocorra reproduo sexuada, pode ocorrer troca de material
gentico entre as bactrias. Tal recombinao gentica pode ocorrer por
transformao, conjugao ou transduo.
a) Transformao incorporao de fragmentos de DNA perdidos por ou-
tra bactria que se rompeu. Esse mecanismo demonstra formalmente
que o DNA a base qumica da hereditariedade (Figura 4.2).
Figura 4.2: Transformao bacterianaFonte: CTISM
e-Tec Brasil 52 Microbiologia Geral
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b) Conjugao duas clulas bacterianas geneticamente diferentes trocam
DNA atravs de plo sexual (Figura 4.3).
Figura 4.3: (a) Conjugao bacteriana e (b) exemplo de conjugao entre bactriasFonte: (a) CTISM
(b) http://www.focus.it/Salute/fotodelgiorno/Cellule_mortali_ma_immortali.aspx
c) Transduo molculas de DNA so transferidas de uma bactria para
outra usando os vrus como vetores (bacterifagos). Quando o bacteri-
fago entra numa clula bacteriana, o DNA do vrus mistura-se com uma
parte do DNA bacteriano, de modo que o vrus passa a carregar essa par-
te do DNA. Se o vrus infecta uma segunda bactria, o DNA da primeira
pode misturar-se com o DNA da segunda. Essa nova informao gentica
ento replicada a cada nova diviso (Figura 4.4).
e-Tec Brasil53Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento
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Figura 4.4: Transduo bacterianaFonte: CTISM
d) Tempo de gerao o tempo necessrio para que uma clula bac-
teriana se divida ou para que a populao duplique. Esse tempo pode
variar de 15 a 20 minutos ou at algumas horas. O tempo de gerao
depende da espcie bacteriana e das condies ambientais, ou seja, as
bactrias so capazes de crescer numa ampla faixa de condies fsicas,
podendo utilizar alimentos muito diferentes. Contudo, seu crescimento
requer condies especficas para uma dada espcie.
e) Endsporos (esporos) formas dormentes de clulas bacterianas so
produzidas por certas espcies de bactrias em situaes de escassezde nutrientes (Figura 4.5). Os esporos representam uma fase latente
(repouso) da clula: so extremamente resistentes aos agentes fsicos e
qumicos adversos, demonstrando uma estratgia de sobrevivncia. O
endsporo resiste at que as condies melhorem e muitos resistem at
mesmo gua fervente. A indstria de alimentos preocupa-se em tomar
providncias para que os endsporos no estejam presentes durante o
e-Tec Brasil 54 Microbiologia Geral
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processo de acondicionamento dos alimentos. Todas as bactrias dos g-
neros Bacilluse Clostridiumproduzem endsporos.
Figura 4.5: (a) Formao do endsporo; (b) e (c) exemplos de endosporosFonte: (a) CTISM
(b) http://www.technolog.friko.pl/neoalmanach/5.mikrobiologia/4.html(c) http://visualsunlimited.photoshelter.com
4.3 Nutrio das bactriasDo ponto de vista nutricional, as bactrias podem ser divididas em classes
fisiolgicas dependendo da forma de obteno de fontes de energia e carbono
para a realizao de suas atividades vitais:
Fototrficos so organismos que utilizam a energia radiante (luz)
como fonte.
Bactrias auttrofas: fotossintetizantes e quimiossintetizantes.
e-Tec Brasil55Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento
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Quimiotrficos so organismos incapazes de utilizar a energia radiante;
dependem da oxidao de compostos qumicos para a obteno de energia.
Bactrias hetertrofas: quimiossintetizantes.
4.3.1 NutrientesSo as substncias encontradas no ambiente, que participam do metabolismo
celular (anabolismo e catabolismo), podendo ser divididos em dois grandes
grupos: macronutrientes, que so necessrios em grandes quantidades e
micronutrientes, necessrios em pequenas quantidades (Quadro 4.1).
Principais macronutrientes Carbono, Nitrognio, Hidrognio, Fsfo-
ro, Enxofre, Potssio, Magnsio, Clcio, Sdio e Ferro.
Principais micronutrientes Cobalto, Zinco, Molibdnio, Cobre, Man-
gans e Nquel.
Quadro 4.1: Macronutrientes
Principais elementos Forma em que so encontrados
C CO2e composto orgnico
H H2O e composto orgnico
O H2O e O2
N NH3, NO3e composto orgnico
P PO4
S H2S, SO4e composto orgnico
K K+
Mg Mg+2
Ca Ca+2
Na Na+
Fe Fe+3e composto orgnico
Fonte: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/nutricao/nutricao.html#nutricao
4.4 Crescimento das bactrias
um somatrio dos processos metablicos progressivos, que normalmenteconduz diviso (reproduo diviso binria ou brotamento) com produo
de duas clulas-filhas a partir de uma bactria. Dessa forma, o crescimento
exponencial (crescimento logartmico). Em microbiologia, o termo cresci-
mento refere-se a um aumento do nmero de clulas e no ao aumento das
dimenses celulares.
e-Tec Brasil 56 Microbiologia Geral
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Curva de crescimento bacteriano tem quatro fases, conforme a Figura 4.6.
Figura 4.6: Curva de crescimento bacterianoFonte: CTISM
4.4.1 Fatores limitantes do crescimento bacterianoA oferta de nutrientes o principal fator que limita o crescimento bacteriano.
Outros fatores importantes no crescimento bacteriano so: temperatura, pH,
disponibilidade de O2e quantidade de gua.
Temperatura algumas bactrias crescem melhor em temperaturas bai-
xas, outras em temperaturas intermedirias e outras em temperaturas
altas. A temperatura tima de crescimento aquela em que o microrga-
nismo cresce mais rapidamente. Em temperaturas mais favorveis para
o crescimento, o nmero de divises celulares por hora, chamada de
taxa de crescimento, dobra para cada aumento de temperatura de 10C.H trs temperaturas importantes a conhecer: mnima, tima e mxima
(nessa ltima as enzimas so danificadas pelo calor e a clula para de
crescer).
De acordo com a temperatura de crescimento, possvel distinguir, pelo
menos, trs grupos fisiolgicos de bactrias: as psicrfilas tm tempera-
e-Tec Brasil57Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento
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tura tima de crescimento entre 15 - 25C; as mesfilas tm temperatura
tima de crescimento entre 25 - 45C; e as termfilas tm temperatura
tima de crescimento entre 45 - 80C.
pH quanto tolerncia ao pH, as bactrias podem ser acidfilas, neu-troflicas e alcalfilas. Normalmente, o pH timo bem definido para
cada espcie e a maioria das bactrias no cresce em valores de pH acima
ou abaixo de seu pH timo.
Tabela 4.1: Classificao das bactrias quanto a tolerncia ao pH
Bactrias Crescimento faixa de pH
Acidfilas 0,1 a 5,4
Neutrfilas 5,5 a 8,5
Alcalfilas 8,5 a 11,5
Fonte: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/nutricao/nutricao.html#nutricao
Oxignio quanto respirao, as bactrias podem ser: aerbias estri-
tas (necessitam de O2para crescer), anaerbias estritas (s crescem na
ausncia de O2), microaeroflicas (precisam de O2, mas em presso infe-
rior atmosfrica) e anaerbias facultativas ou aerotolerantes (crescem
na presena ou ausncia de O2). Veja Figura 4.7.
Figura 4.7: Cultura de microorganismos com diferentes necessidades de O2: (a) aerbios;(b) anaerbios estritos; (c) anaerbios facultativos; (d) microaerfilos e (e) anaerbiosaerotolerantesFonte: CTISM
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gua essencial a qualquer microrganismo; embora a necessidade seja
variada, somente endsporos bacterianos podem sobreviver sem gua.
ResumoNessa aula, tivemos a compreenso dos tipos reprodutivos, as formas deobteno de energia, macro e micronutrientes, as fases de crescimento e os
fatores que limitam o crescimento bacteriano. Na prxima aula, iniciaremos
o estudo dos fungos, em especial as leveduras.
Atividades de aprendizagem1. Defina reproduo assexuada por cissiparidade ou fisso binria.
2. Explique, por meio de esquemas com texto explicativo, o processo derecombinao gentica por transformao.
3. Descreva a reproduo em que uma bactria transmite a outra bactria
material gentico atravs de plos sexuais.
4. Represente esquematicamente o processo de recombinao gentica por
transduo.
5. O que se entende como endsporo ou esporo bacteriano?
6. Do ponto de vista nutricional, como as bactrias podem ser divididas?
7. Diferencie macronutrientes de micronutrientes e d exemplos de cada um.
8. Comente sobre as fases de crescimento das bactrias, caracterizando
cada uma delas.
9. Quais os principais fatores limitantes do crescimento bacteriano?
10.De acordo com a temperatura e as necessidades de oxignio, como as
bactrias podem ser classificadas?
11.D a classificao das bactrias de acordo com o timo de pH.
12.Diferencie bactrias aerbias de bactrias anaerbias.
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e-Tec Brasil
Aula 5 Fungos (leveduras):morfologia e estruturas
A persistncia o caminho do xito.
Objetivos
Conhecer os fungos: suas principais caractersticas.
Conhecer a importncia das leveduras nos processos industriais.
Identificar as formas e os arranjos morfolgicos das leveduras.
Compreender as estruturas das clulas das leveduras.
5.1 ApresentaoOs fungos so importantes nas indstrias qumicas, farmacuticas, de alimen-
tos e tambm na agricultura.
Voc j ouviu falar de leveduras, bolores, cogumelos, orelhas de pau. Todos
so seres vivos que possuem caractersticas semelhantes, prprias do reino dos
fungos. Nesta aula e neste caderno daremos nfase s leveduras.
5.2 FungosOs fungos so organismos eucariontes, aclorofilados, heterotrficos e
absorve componentes orgnicos como fonte de energia. So aerbicos em sua
grande maioria, mas alguns so anaerbicos estritos e facultativos. Podem ser
uni ou multicelulares e reproduzem-se sexuada ou assexuadamente. Possuemparede celular rgida que pode ser composta de celulose, glicanas, mananas
ou quitina e membrana celular com esteris presentes. Seu principal material
de reserva o glicognio.
Os fungos estudados em microbiologia compreendem as leveduras e os bolo-
res. As leveduras so unicelulares, no-filamentosas, apresentam em mdia de
Charles Chaplin
aclorofiladosQue no possuem clorofila.Clorofila: grupo de pigmentos
fotossintticos presente noscloroplastos (organelas presentesnas clulas das plantas e algas,ricos em clorofila), responsvelpela colorao verde das plantas.
Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas e-Tec Brasil61
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1 a 5 m de dimetro e de 5 a 30 m de comprimento. Elas so geralmente
ovais, podendo apresentar morfologia alongada ou esfrica. As leveduras no
possuem flagelos, so imveis.
Os bolores so organismos pluricelulares, que se apresentam filamentosos aomicroscpio ptico a fresco com baixa ampliao. Ao exame macroscpico
apresentam crescimento caracterstico com aspecto aveludado ou cotonoso
(algodo) ou como borra de caf (Aspergillus niger).
5.3 LevedurasSo fungos da classe dos ascomicetos, os quais pertencem ao filoAscomycota.
Este filo caracteriza-se por possuir fungos nos quais a produo de esporos
ocorre em esporngios especficos, denominados de ascos.
5.3.1 CaractersticasSo microrganismos eucariontes, unicelulares, desenvolvem-se na fermentao
alcolica. Apresentam membrana celular bem definida, pouco espessa em
clulas jovens, e rgidas em clulas adultas. As leveduras no formam filamen-
tos, so imveis, quimio-heterotrficos e aerbios facultativos (metabolismos
oxidativo e fermentativo). Reproduzem-se assexuada e sexuadamente. No
so capazes de utilizar amido e celulose como fonte de carbono.
5.3.2 ImportnciaNas indstrias, as leveduras apresentam os seguintes pontos de interesse:
so utilizadas na produo do lcool industrial e de todas as bebidas
alcolicas destiladas ou no;
so utilizadas na panificao;
so prejudiciais conservao de frutos e de sucos vegetais, pois so
agentes de fermentao;
algumas espcies so patognicas s plantas, animais e ao homem.
5.3.3 Tamanho das clulas das levedurasO tamanho das clulas de leveduras variado, mas, numa cultura jovem, os
tamanhos das clulas podem ser bem uniformes em algumas espcies ou
extremamente heterogneos em outras. Estas disparidades podem ser usadas
e-Tec Brasil 62 Microbiologia Geral
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para fazer a diferenciao entre as espcies e algumas vezes at mesmo entre
linhagens da mesma espcie. De maneira geral, as leveduras industriais variam
consideravelmente no que se refere a suas dimenses.
A unidade de medida das leveduras assim como das bactrias o m(micr-metro), que equivale a 10-3mm.
Muitas leveduras tem de 5 a 30 m de comprimento e de 1 a 5 mde largura.
5.3.4 Morfologia das levedurasA clula da levedura pode apresentar vrias formas, as quais podem ser o
resultado da maneira de reproduo vegetativa, bem como das condies de
cultivo e da idade da cultura. Veja alguns exemplos na Figura 5.1.
Figura 5.1: Forma de levedurasFonte: CTISM
e-Tec Brasil63Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas
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5.4 Estruturas da clula da leveduraA maioria das investigaes feitas sobre as estruturas da clula de levedura
baseada em trabalhos com Saccharomyces cerevisiae. As informaes sobre a
citologia da levedura tm sido feitas por observaes diretas ao microscpio
ptico, por tcnica de colorao da clula para componentes especficos, pormicroscopia eletrnica de transmisso, bem como por microscopia de varredura.
Assim, possvel verificar que as principais estruturas das leveduras so: parede
celular, membrana plasmtica, ncleo, mitocndrias e vacolos (Figura 5.2).
Figura 5.2: Estrutura da levedura Sacharomyces cerivisiaeFonte: CTISM
5.4.1 Parede celular das levedurasA parede celular responsvel pela forma da levedura. No caso das Saccharomyces
cerevisiae, a parede formada por glicano (30 a 34%) e manano (30%). Ela
fina nas clulas jovens e espessa nas adultas. As protenas tambm esto
presentes nas paredes celulares das leveduras, cerca de 6 a 8%; os lipdeos
variam de 8,5 a 13,5%. A quantidade de quitinavaria conforme a espcie,
sendo que Saccharomyces cerevisiaeapresenta entre 1 a 2% desse composto.
5.4.2 Membrana citoplasmticaA membrana citoplasmtica est localizada abaixo da parede celular e suafuno permitir a entrada seletiva de nutrientes e proteger a levedura da
perda de pequenas molculas, por vazamento do citoplasma. A composio
qumica da membrana composta por glicoprotenas, lipdeos e ergosterol
(diferente das membranas dos mamferos que contm colesterol).
quitinaPolissacardeos encontrados naparede celular dos fungos e no
exoesqueleto dos artrpodos.
e-Tec Brasil 64 Microbiologia Geral
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reniformeQue tem a forma de um rim.
5.4.3 Estruturas de superfcieAlgumas leveduras so cobertas por um material limoso, viscoso e aderente,
que a substncia capsular. A maior parte das cpsulas de leveduras cons-
tituda de polissacardeo.
5.4.4 CitoplasmaO citoplasma composto pela poro fluida na qual as organelas esto loca-
lizadas. Ele contm enzimas, carboidratos de reserva (glicognio e trealose)
e grandes quantidades de ribossomos e polifosfato. De 1 a 5% do DNA das
leveduras pode estar presente no citoplasma.
5.4.5 NcleoO ncleo das clulas das leveduras facilmente observado no campo claro
do microscpio ptico. Ele bem definido, pequeno esfrico ou reniforme,
circundado por uma membrana semipermevel e com funes metablicase reprodutivas.
5.4.6 VacolosQuando as clulas de leveduras so vistas ao microscpio de contraste de fase,
pode-se observar um ou mais vacolos de tamanhos diferentes (0,3 a 3,0 mm
de dimetro). Eles tm aparncia esfrica e so mais transparentes a um feixe
de luz que o citoplasma que os circunda. Ao microscpio eletrnico pode-se
observar que o vacolo cercado por uma membrana simples e a sua consti-
tuio est relacionada ao transporte de substncias que so armazenadas no
vacolo, tais como enzimas, aminocidos livres e lipdeos. Os vacolos tambm
servem como vesculas de armazenamento para vrias enzimas hidrolticas.
5.4.7 MitocndriasSo organelas membranosas, no gnero Saccharomyces, elas esto geralmente
bem prximas da periferia da clula, mas em leveduras aerbias apresentam-se
distribudas pelo citoplasma. O nmero de mitocndrias pode variar de um
a vinte por clula. Essas organelas so envolvidas por membranas externas e
internas; a membrana interna forma as cristas mitocondriais. Elas so impor-
tantes nos processos de converso aerbios de energia.
As leveduras so clulas eucariontes. As clulas eucariontes so mais comple-
xas que as clulas procariontes (bactrias).
e-Tec Brasil65Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas
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ResumoNessa aula estudamos as caractersticas, a importncia das leveduras nos
processos industriais, a morfologia (forma), o tamanho e as estruturas que
compe uma clula de levedura. Na aula seguinte, veremos a reproduo, a
nutrio e o crescimento das leveduras.
Atividades de aprendizagem1. D as principais caractersticas dos fungos.
2. Quais os fungos que so estudados em microbiologia?
3. Microscopicamente, quais as caractersticas tpicas das leveduras?
4. Quais os principais tipos morfolgicos das leveduras?
5. Qual a composio da parede celular nas leveduras?
6. D a composio qumica da membrana plasmtica das leveduras.
7. Qual a composio da cpsula das leveduras?
8. Quais os carboidratos de reserva que so encontrados no citoplasma de
uma clula de levedura?
9. Quais as funes do vacolo nas leveduras?
10.Descreva as mitocndrias presentes nas leveduras.
11.Esquematize uma clula de uma levedura com todas as suas estruturas.
e-Tec Brasil 66 Microbiologia Geral
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e-Tec Brasil
Aula 6 Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento
A melhor maneira de ter uma boa idia ter muitas idias.
Objetivos
Compreender os tipos reprodutivos das leveduras.
Conhecer as formas de obteno de energia das leveduras.
Entender a nutrio das leveduras.
Compreender a curva de crescimento e os fatores que limitam o
crescimento das leveduras.
6.1 ApresentaoNessa aula, estudaremos a reproduo das leveduras, sua nutrio e seu
crescimento, importantes nos processos industriais.
6.2 Reproduo das levedurasAs leveduras reproduzem-se assexuadamente por brotamentoou gemulao.
Nesse tipo de reproduo, na superfcie da clula-me, forma-se uma pequena
protuberncia (broto) que se transforma em uma clula-filha. Cada broto
que se separa pode tornar-se uma nova levedura ou pode permanecer ligada
clula-me, formando uma cadeia. Durante sua vida, uma clula madura
produz, por gemulao, uma mdia de 24 clulas-filhas. As gemulaes
sucessivas so sempre formadas em locais diferentes na superfcie celular,permanecendo cicatrizes das gmulas como resultado desse processo de
reproduo. Veja exemplos de brotamento na Figura 6.1.
Linus Pauling
Aula 6 - Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento e-Tec Brasil67
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Figura 6.1: Reproduo de levedura por brotamento: (a) etapas do desenvolvimento
do broto em uma levedura; (b) e (c) micrografias eletrnicas mostrando o brotamentoe as cicatrizes decorrentes do mesmoFonte: (a) CTISM
(b) http://www.scientistlive.com/European-Food-Scientist/Ingredients/Eliminate_&lsquo%3Benemy&rsquo%3B_yeast/19429/(c) http://www.microbiologyonline.org.uk/about-microbiology/introducing-microbes/fungi
Alm da reproduo assexuada por brotamento ou gemulao, as leveduras
podem reproduzir-se assexuadamente por cissiparidade ou diviso binria,
forma pela qual os organismos unicelulares reproduzem-se pela simples diviso
da clula (igual reproduo que ocorre nas bactrias).
As leveduras tambm se reproduzem por esporos a formao de esporossexuados de grande importncia biolgica. A esporulao constitui uma
fase do ciclo sexual da levedura, isto , a alternncia da condio haplidee
diplide. Esse ciclo permite levedura sofrer recombinaes genticas, muta-
o, hibridao e seleo, processos esses que levam a mudanas evolutivas
(melhoramento gentico). Para que a esporulao ocorra, so necessrias
condies de aerobiose, uma vez que pouco ou nenhum esporo formado sob
haplideClulas com ncleo com n
cromossomos.
diplideClulas com ncleo 2n
cromossomos.
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condies de anaerobiose (fermentao). J na fisso a levedura aumenta de
tamanho ou se alonga, o ncleo divide-se e so formadas duas clulas-filhas.
Durante os perodos de rpida multiplicao, as clulas podem dividir-se sem
separar-se, formando cadeias de clulas.
6.3 Nutrio das levedurasOs fungos (leveduras) so seres heterotrficos e retiram os nutrientes do meio
ambiente circundante. Atravs da digesto enzimtica externa, transformam
as substncias de maneira que possam ser absorvidas. Se o substrato for com-
pletamente oxidado, diz-se que h respirao; se o substrato for parcialmente
degradado, acarretando a formao de metablitos, diz-se que h fermentao.
A levedura como entidade independente realiza a fermentao do acar
com o objetivo de conseguir a energia qumica necessria sua sobrevivncia,sendo o etanol apenas e to somente um subproduto desse processo. Se o
homem pretende beneficiar-se dessa habilidade metablica, ele deve buscar
os conhecimentos que lhe permitam propiciar s leveduras, condies ideais
para que as mesmas trabalhem a seu favor, isto , com maior eficincia na
produo do etanol. A clula de levedura possui estruturas para a adequao
de sua atividade metablica; a fermentao alcolica (gliclise anaerbia)
ocorre no citoplasma, enquanto que a oxidao total do acar (respirao)
d-se na mitocndria.
De maneira geral, as leveduras necessitam de quatro elementos bsicos:
Carbono, Hidrognio, Nitrognio e Oxignio, alm de outros em menor quan-
tidade: Fsforo, Enxofre, Ferro, Zinco, Cobre, Potssio, Magnsio e Clcio.
Alguns fungos necessitam ainda de determinados fatores de crescimento,
como por exemplo, a tiamina. As leveduras, para crescer, necessitam de uma
fonte de carbono e de uma fonte orgnica ou inorgnica de nitrognio.
Necessidades nutricionais as leveduras necessitam dos mesmos elemen-
tos qumicos que as outras formas de vida.
Fatores de crescimento as leveduras necessitam de determinados fatores
de crescimento tais como vitaminas.
e-Tec Brasil69Aula 6 - Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento
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6.4 Crescimento das levedurasAs leveduras precisam de acares para crescer. Atravs da metabolizao dos
acares, elas produzem lcool e dixido de carbono. Por isso, as leveduras
tornam-se importantes na indstria de alimentos.
O crescimento das leveduras pode ser considerado um aumento no nmero
de clulas. Dessa forma, igual ao crescimento das bactrias, o crescimento
exponencial (crescimento logartmico).
A curva de crescimento das leveduras, assim como a das bactrias, tem quatro
fases, conforme a Figura 6.2.
Figura 6.2: Curva de crescimento das levedurasFonte: CTISM
6.4.1 Fatores limitantes do crescimentodas leveduras
Quase todos os fungos, quando cultivados em condies favorveis e de
abundncia de alimentos de fcil assimilao, crescem rapidamente e, quando
o alimento tende a diminuir, o crescimento tambm diminui. Outros fatores
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importantes no crescimento dos fungos, em especial das leveduras, so:
temperatura, pH, luz e quantidade de gua.
Temperatura a temperatura tem efeito marcante nos fungos; de uma
maneira geral, o timo para todos os fungos est entre 20C 30C, em-bora diferentes espcies tenham outros timos de temperatura. Psicr-
filos so organismos com timo de temperatura abaixo de 20C; alguns
continuam crescendo mesmo em temperaturas muito baixas (organismos
marinhos e aqueles que causam deteriorao em alimentos congelados).
Mesfilos, inclui a maioria, tem timo entre 20C e 45C. Termfilos tem
timo de temperatura acima de 45C, incluem fungos de compotas, pi-
lhas de feno em fermentao e fontes termais.
pH as leveduras crescem em variao de pH entre 2,5 e 8,5, mas, de
maneira geral, o pH timo neutro, sendo que as mesmas no tolerampH alcalino.
Oxignio as leveduras so capazes de crescimento anaerbio facul-
tativo. Elas podem utilizar o oxignio ou um composto orgnico como
aceptor final de eltrons, isso permite que esses fungos sobrevivam a
vrios ambientes. Em presena de oxignio, as leveduras respiram aero-
bicamente para metabolizarcarboidratos e formar dixido de carbono
e gua; na ausncia de oxignio elas fermentam os carboidratos e pro-
duzem etanol e dixido de carbono.
gua indispensvel para o crescimento dos fungos. Pouqussimos
fungos podem desenvolver-se em pequeno grau de umidade.
ResumoNessa aula, tivemos a compreenso dos tipos reprodutivos, a nutrio, as
fases de crescimento e os fatores que limitam o crescimento das leveduras.
Na aula seguinte, iniciaremos o
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