Aula 1 Introdução à Microbiologia Geral e Ambiental

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Curso Técnico em Meio Ambiente 
Microbiologia Ambiental 
AULA 1 – Introdução à 
Microbiologia Geral e Ambiental 
 Liliane Rodrigues 
Eng. Ambiental e Segurança no Trabalho 
INTRODUÇÃO 
 
INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO 
• Medem 10-500 μm (micron-miléssimo de milímetro) 
• Estudados no microscópio sua citologia e morfologia 
através do métodos de coloração 
• Capazes de produzir substâncias nocivas ou não ao 
homem e animais 
• Patógenos 
• Capazes de decompor matéria orgânica animal e 
vegetal em: CO2, H2O, amônia 
3 
INTRODUÇÃO 
HISTÓRICO 
INTRODUÇÃO 
• Antony van Leeuwenhoek 
 
• (1632-1723 sec. XVII e XVIII) 
 
• Delft, Holanda 
 
DESCOBERTA DOS MICRO-ORGANISMOS 
MICROSCÓPIO DE LEEUWENHOEK 
 
Esboços de bactérias da 
cavidade bucal, observadas 
por Leeuwenhoek. 
 
Também mostrou a 
motilidade de algumas 
bactérias, no traçado C-D. 
 
ANIMÁLCULOS DE LEEUWENHOEK 
Micro-organismos vem se diversificando há cerca 
de 3,8 bilhões de anos, ao contrário dos macro-
organismos que se diversificam há apenas 600 
milhões anos. 
 
“A maior parte da diversidade 
microbiana ainda está para ser 
descoberta” 
Atlas e Bartha,1998 
DIVERSIDADE MICROBIANA 
• Variabilidade entre micro-organismos em nível de 
espécie (intra-específica) e nos ecossistemas. 
(Convenção biológica da Biodiversidade, 1992). 
 
• Níveis hierárquicos: 
• Organismo 
• Ecológica 
• Genética 
DIVERSIDADE MICROBIANA 
Diversidade Diversidade Diversidade 
Ecológica Genética Organismal 
Biomas 
Bio-regiões 
Paisagem 
Ecossistema 
Habitat 
Nichos 
Populações 
Populações 
Indivíduos 
Cromossomos 
Genes 
Nucleotídeos 
Reino 
Filo 
Família 
Gênero 
Espécie 
População 
Indivíduo 
Heywood & Baste, 1995 
HIERARQUIAS 
ELEMENTOS DA DIVERSIDADE 
• Produção de antibióticos 
• Bebidas alcoólicas 
• Pão 
• Ácido cítrico 
• Vinagre 
• Acetona 
• ....... 
APLICAÇÃO 
Grupo Importância 
Bactérias -Produtores de antibióticos, 
-Fixadores de N, 
-Controle biológico, 
-Produtores de alimentos, 
- Produtores de ácidos e vitaminas, 
- Sintetizadores de hormônios por engenharia genética 
Vírus -Controle biológico, 
-Engenharia genética (vetores de terapia genética) 
Fungos -Produtores de alimentos– queijos, cerveja, pão, vinho, 
rum uísque, 
- Produtores de antibióticos e antifúngicos, 
- Decompositores do planeta além de controle biológico. 
APLICAÇÃO 
• Solo, água, ar atmosférico, alimentos, excretas de animais 
(silvestres e domésticos) 
• Homem (pele e anexos, intestino, mucosa nasal) 
• Flora microbiana normal 
HABITAT 
TAXONOMIA - trata da classificação e da 
nomenclatura dos seres vivos 
 
 
REINO→FILO→CLASSE→ORDEM→ 
FAMÍLIA→GÊNERO→ESPÉCIES 
 
 
 
Re – Fi – C – O – Fa – G – E 
COMO CLASSIFICAR? 
CARACTERÍSTICAS DOS MICRORGANISMOS 
MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE ANIMALIA 
unicelulares unicelulares unicelulares ou pluricelulares pluricelulares pluricelulares 
eucariontes procariontes eucariontes eucariontes eucariontes 
autotróficos ou 
heterotróficos 
autotróficos ou 
heterotróficos 
Heterotróficos 
por absorção autotróficos heterotróficos 
Bactérias e 
algas azuis 
Protozoário e 
algas 
unicelulares 
Fungos 
Plantas 
terrestres e 
algas 
pluricelulares 
Animais 
+ VÍRUS 
– Cada microrganismo recebe um nome constituído de duas palavras 
Exemplos: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Neurospora crassa 
 
– Primeiro termo é o nome do gênero e sempre se inicia com letra 
MAIÚSCULA 
– O gênero é uma palavra latina ou grega 
– Os nomes próprios dos microrganismos são sempre escritos em 
ITÁLICO 
– O segundo termo do nome de um microrganismo, específico 
(espécie), é escrito em letras MINÚSCULAS e usualmente é descritivo, 
assim: 
adjetivo que modifica o nome (Bacillus albus - Bacillus branco) 
adjetivo sob a forma de particípio presente de um verbo (Clostridium dissolvens - que 
dissolve) 
substantivo no caso, possessivo, que modifica o nome genérico (Salmonella pullorum - 
Salmonella dos pintos). 
nome de caráter explicativo (Bacillus radicicola- Bacillus habitante da raiz) 
SISTEMA BINOMIAL DE NOMENCLATURA 
São agrupados de acordo com: 
• semelhanças morfológicas 
• alimentação; 
• locomoção; 
• reprodução; 
• ciclo de vida.... 
 
 
 
DIVERSIDADE MICROBIANA 
Diretriz principal da vida microbiana são: 
 
• Sobrevivência 
• Manutenção 
• Geração de ATP 
• Crescimento 
CARACTERÍSTICAS 
• São importantes para os animais, plantas e saúde do 
homem 
• São fonte de alimento e importantes na produção de 
alimentos 
• São importantes na reciclagem de resíduos 
• São úteis na produção de antibióticos, vitaminas, ... 
• São importantes na aplicação da engenharia genética 
tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica 
• E muito mais .... 
PORQUE ESTUDAR MICROBIOLOGIA? 
- Genética Microbiana 
- Microbiologia Médica 
 - Microbiologia Clínica 
 - Fisiologia Microbiana 
 - Microbiologia Veterinária 
 - Microbiologia Industrial 
 - Microbiologia Ambiental 
 - Microbiologia Espacial 
 - Microbiologia Evolutiva 
 - Microbiologia dos Alimentos 
 - Aeromicrobiologia (microrganismos transportados pelo ar) 
 
ÁREAS DE ESTUDO DA MICROBIOLOGIA 
• Biotecnologia: produtos e processos 
• Farmacêutica 
• Medicina 
• Química 
• Alimentícia 
• Saúde pública 
• Universidades 
• Laboratórios de pesquisa 
• Minimização de impactos ambientais 
MICROBIOLOGIA COMO UMA CARREIRA 
• Estuda os microrganismos e suas funções na condução de 
processos nos sistemas naturais - Ex.: Ciclo biogeoquímicos 
 
• Prioriza os efeitos provocados pela presença e atividade 
desses no meio ambiente - Ex.: Ciclagem dos compostos como N, C 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
• Diferentes subespecialidades: 
• Solo e sua qualidade 
• Ar e e sua qualidade 
• Ambiente aquático e sua qualidade 
• Saúde ocupacional e controle de infecções 
SUBESPECIALIDADES MICROBIOLOGIA 
AMBIENTAL 
• Agentes primários das mudanças geoquímicas - elementos chave 
na ciclagem, liberação e na manutenção da composição química do 
solo, água, sedimentos e atmosfera 
• Desintoxicação de poluentes orgânicos e inorgânicos - tecnologias 
emergentes com aplicação ambiental e industrial 
IMPACTO DOS MICRORGANISMOS NO 
AMBIENTE 
• Os ecossistemas são formados pelas comunidades 
biológicas e pelos componentes físicos 
 
• Distribuição em 2 categorias: 
– Autóctones ou indígenas - microrganismos residentes e 
naturais daquele ambiente. 
– Alóctones ou não indígenas - microrganismos transitórios 
 
OBSERVAÇÃO - Microrganismos especializados pode 
ocupar ambiente distinto e restrito 
POPULAÇÃO MICROBIANA 
• Papel funcional do microrganismo na comunidade e suas 
características de adaptação às CONDIÇÕES AMBIENTAIS 
• Características são determinantes da habilidade ou não 
de realizar uma FUNÇÃO particular no ambiente 
NICHO ECOLÓGICO 
• É o estudo da ESTRUTURA e da função do ECOSSISTEMA 
– ESTRUTURA 
• composição da comunidade biológica 
• quantidade e a distribuição dos componentes físicos e a 
faixa gradiente das condições ambientais 
 
– FUNÇÃO 
• processos relacionados com o fluxo de energia 
• processos de ciclagem de nutrientes e a regulação mútua 
dos organismos no ambiente 
ECOLOGIA 
• Corresponde ao NÚMERO de 
indivíduos por ÁREA 
 
• Pode ser modificada por fatores 
físicos, químicos e bióticos no 
meio 
 
• Especialmente por relações 
ecológicas como: 
– competição,e pelas taxas de 
migração; 
– mortalidade e natalidade. 
DENSIDADE POPULACIONAL 
• Lei do mínimo de Liebig 
– Biomassa micorganismo é determinada pelo nutriente presente 
– Sempre haverá algum fator nutricional LIMITANTE 
 
• Lei da tolerância de Shelford 
– Relação entre o conjunto complexo de condições, dentro de 
uma faixa de tolerância 
– Para todo fator físico existe uma faixa de crescimento, com 
valores cardeais MÍNIMO, ÓTIMO e MÁXIMO 
– Se qualquer condição exceder os limites mínimo ou máximo - o 
organismo falha e morre 
 
ASPECTOS IMPORTANTES 
• Prosperam/requerem condições EXTREMAS 
que excedem as condições ótimas 
 
• Sobrevivem ambientes DIFERENTES - fontes 
de carbono e energia 
 
• Possuem ESTRATÉGIAS para reter água e 
manter suas organelas celulares 
MICRORGANISMOS EXTREMÓFILOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
• FÍSICOS – radiação, pressão, salinidade, temperatura, 
atividade de água, superfície 
 
• QUÍMICOS – nutrientes, minerais, composição 
atmosférica, pH, fatores de crescimento, fontes de 
carbono e energia, potencial de eletro-redução 
 
• BIOLÓGICOS – relações espaciais, genética do 
microrganismo e relações ecológicas 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
1. Temperatura 
• Afeta a taxa de crescimento - altera taxa REAÇÕES QUÍMICAS 
• Aumento - leva crescimento e metabólicas - reações de inativação 
• Classificados a faixa de temperatura sobrevive e cresce 
 
 
 
 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
Cont.... 
Estresse em baixas temperaturas: 
 
• Desestabilização da bicamada lipídica da membrana. 
• Despolimerização do citoesqueleto 
• Citoplasma viscoso devido ao aumento da concentração 
de soluto, o que interfere na difusão 
• Mudança de pH, levando à desnaturação de proteínas 
• Desidratação em decorrência da saída de água das 
células devido a formação de cristais de gelo 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
2. Pressão hidrostática 
• Classificados de acordo com a faixa de pressão hidrostática em que 
crescem, em: 
o SENSÍVEIS – crescem bem a 1 atm. 
o BAROTOLERANTES – resistem a pressões bastante altas. 
o BAROFÍLICOS – Precisam de grande pressão para crescer bem. Morrem a 1 
atm. 
3. Pressão osmótica 
• Força com a qual a água se move através da membrana plasmática 
- solução hipotônica para hipertônica 
o desidratação, lise ou plasmólise 
 
 
 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
4. Salinidade 
• Soma concentração todos constituintes iônicos dissolvidos na água 
• Alta concentração de sal afeta a pressão osmótica, desnatura 
proteínas e desidrata a célula 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
5. Disponibilidade de água 
• Essencial para a atividade e crescimento dos 
microrganismos 
• Processos fisiológicos requerem água para: 
– Movimentação; 
– trocas gasosas; 
– trocas de soluto; 
– excreção de resíduos; 
– obtenção de nutrientes e; 
– outras funções. 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
Cont.... 
Fatores que interferem nos efeitos da atividade de água: 
 
• Temperatura: 
– mais próximo à temperatura ótima de crescimento 
– maior a faixa de atividade de água em que o crescimento 
microbiano é possível 
• Nutrientes: 
– a disponibilidade amplia a faixa de atividade de água onde o 
crescimento é possível 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
6. pH 
• Ambientes tem o pH entre 5 e 9, os organismos são NEUTRÓFILOS 
• ACIDÓFILOS crescem em pH menor que 5 (fungos tendem a 
tolerâcia à acidez - mas bactérias podem ser acidófilas 
• Microrganismos ALCALIFÍLICOS crescem em valores elevados de pH 
 
• Valores de pH fora da faixa de crescimento pode levar: 
– à desnaturação de proteínas; 
– alterações na fluidez da membrana plasmática; 
– a dissociação e solubilização de moléculas; 
– à solubilidade de gás carbônico; 
– afeta a força próton motora, e; 
– a mobilidade de metais pesados 
 
 
 
 
 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
7. Potencial de oxi-redução 
• Tendência de um composto doar ou receber elétrons 
• Medida de anaerobiose - oxigênio molecular é um poderoso 
agente oxidante 
– Ambientes com potenciais de oxi--redução POSITIVOS favorecem a oxidação 
e permitem o crescimento de microrganismos AERÓBIOS 
– Ambiente com potenciais de oxi-redução NEGATIVOS favorecem a redução e 
permitem o crescimento de microrganismos ANAERÓBIOS 
– Microrganismos AERÓBIOS FACULTATIVOS sobrevivem a uma ampla faixa de 
potencial de oxi-redução 
• Microrganismos que crescem na presença de OXIGÊNIO sintetizam 
enzimas que transformam as moléculas reativas em moléculas 
INERTES como: água e o oxigênio (O2) 
 
 
 
 
 
 
DETERMINANTES AMBIENTAIS 
EXERCÍCIOS 
1. Defina o que é microbiologia? 
2. Em que reinos os microrganismos estão inseridos? 
3. Cite pelo menos uma importância das bactérias, vírus 
e fungos? 
4. Diferencie microbiologia geral da ambiental. 
5. Aponte as características presentes aos 
microrganismos extremófilos. 
6. Liste e explique os determinantes ou condicionantes 
ambientais que regem os microrganismos. 
 
 
• MADIGAN, Michael T.; MARTNKO, John M.; PARKER, Jack. Microbiologia de 
Brock. 12 ed. Editora: Artmed. São Paulo. 2010. 
 
• PELCZAR, Michael Joseph; CHAN, E.C.S; KRIEG, Noel R. Microbiologia: 
conceitos e aplicações. 2.ed. São Paulo: Makron Books, 2005. 
 
• MAIER, Raina M.; PEPPER Ian L.; GERBA Charles P. Environmental 
Microbiology. 2ª ed. Editora: Aca- demic Press. 2009. 
REFERÊNCIAS 
	Número do slide 1
	INTRODUÇÃO
	Número do slide 3
	INTRODUÇÃO
	Número do slide 5
	Número do slide 6
	Número do slide 7
	Número do slide 8
	Número do slide 9
	Número do slide 10
	Número do slide 11
	Número do slide 12
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	Número do slide 17
	Número do slide 18
	Número do slide 19
	Número do slide 20
	Número do slide 21
	Número do slide 22
	Número do slide 23
	Número do slide 24
	Número do slide 25
	Número do slide 26
	Número do slide 27
	Número do slide 28
	Número do slide 29
	Número do slide 30
	Número do slide 31
	Número do slide 32
	Número do slide 33
	Número do slide 34
	Número do slide 35
	Número do slide 36
	Número do slide 37
	Número do slide 38
	Número do slide 39
	Número do slide 40
	Número do slide 41
	Número do slide 42
	Número do slide 43
	Número do slide 44
	Número do slide 45
	Número do slide 46
	Número do slide 47
	Número do slide 48
	Número do slide 49