I. MUNICIPALIDAD DE PROVIDENCIA CORPORACIÓN DE DESARROLLO SOCIAL DE PROVIDENCIA LICEO POLIVALENTE ARTURO ALESSANDRI PALMA DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA PROFESORA: ROSA GUZMÁN BASTIDAS e-Mail de contacto: departamentobiologia.a12@gmail.com GUIA N° 2 DE APRENDIZAJE BACTERIAS Y VIRUS Nombre: _____________________________________________4º______ Instrucciones: SECTOR: PROFESOR-A: BIOLOGIA Rosa Guzmán Bastidas UNIDAD TEMÁTICA: CONTENIDO: COMÚN Nivel/curso: CUARTO MEDIO Plazo: 26 de Octubre Micro-organismos y sistemas de defensa Biología humana y salud Bacterias - Bacterias Patógenas – Antimicrobianos y Virus APRENDIZAJE ESPERADO: Diferenciar los tipos de bacterias de acuerdo a sus características estructurales y funcionales Analizar curvas de crecimiento bacteriano Comprender los mecanismos que permiten a las bacterias tener resistencia a los antibióticos Describir las características generales de los virus Comparar ciclos vitales y las vías como los realizan Estimado alumno: La presente guía es de aprendizaje, “trabajando con tu texto Y PPT” por ello ten en cuenta lo siguiente: Léela atentamente tu texto de estudio (páginas 58 a 74 y 109 a 116), observa la presentación de power point y después realiza las actividades propuestas en la guía Para comprobar tus respuestas, selecciona los recuadros en blanco y cambia el color de la fuente y así podrás leer la respuesta Debes registrar tus respuestas en este documento (impreso) y archivarlo en una carpeta Administra tu tiempo de realización de la guía con intervalos de descanso, para que tu trabajo sea efectivo BACTERIAS Antes de comenzar esta guía, realiza la actividad de exploración inicial que aparece en la página 58 pues es necesario que recuerdes la diferencia entre célula Eucarionte y célula Procarionte A TRABAJAR: Con la ayuda de tu texto (pág. 59) completa el siguiente cuadro, referido a estructuras presentes en ambos tipos celulares, señala semejanzas y diferencias ya sea en estructura como función SEMEJANZAS, de acuerdo a Membrana citoplasmática Ribosomas Región nuclear DIFERENCIAS Célula eucarionte Criterio Célula procarionte Pared celular Membrana citoplasmática Ribosomas Región nuclear NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 1 Actividad 1 Responde las preguntas que tienes a continuación 1) 2) 3) ¿Qué es el nucleoide? R: área nuclear de de una célula procariota ¿Cuántas moléculas de ADN puede tener un procarionte? R: una molécula ¿Los procariontes son células haploides o diploides? R: son haploides ¡¡¡¡¡SIGAMOS AVANZANDO!!!!! ¿QUÉ SON LAS BACTERIAS? Son organismos procariontes, unicelulares y microscópicos, pueden causar enfermedades o bien ser utilizadas para la producción de alimentos (ej: yogurt). Otras viven en nuestro organismo (ej: colon) Estos organismos se han adaptado a diferentes ambientes, debido a sus procesos bioquímicos diversos y complejos, como también a su forma de reproducción, que principalmente se realiza por fisión binaria cada 30 minutos. Otras se reproducen por gemación y esporulación Actividad 2 Si las bacterias son procariontes ¿Cuál de las siguientes estructuras presenta? Identifica las estructuras, marcándolas con una cruz (X), en el casillero contiguo Nucleoide Pared celular (de peptidoglicano) Compartimentos celulares (X) (X) Aparato de Golgi nucleolos Ribosomas (X) ADN Membrana nuclear (X) ARN histonas (X) Membrana plasmática (X) Mitocondrias ¿¿¿¿¿COMO PODEMOS CLASIFICAR A LAS BACTERIAS????? Existe una gran variedad de bacterias y en ésta diversidad se han determinado, principalmente, tres parámetros para clasificarlas FORMA AGRUPACIÓN TINCIÓN Cocáceas (esféricas) DIPLO ( de a dos) Bacilos (forma de baston) TETRADA (de a 4) Espirilos (espiral flexible) ESTAFILO (en cadena) Gram + (positivo) Se tiñen, gracias a los componentes de la pared ( gran cantidad de peptidoglicano y ácido teicoico Vibriones (forma de coma) SARCINA (paquetes regulares) Espriroqueta (espiral rigido) ESTREPTO (en racimo) EMPALIZADA(como reja) Gram – (negativo) No se tiñen ya que no tienen ácido teicoico y la cantidad de peptidoglicano es muy pequeña OBSERVA LAS IMÁGENES DEL TEXTO Y LA PRESENTACIÓN . ACTIVIDAD 3 PRACTIQUEMOS LO APRENDIDO Imagina que estas en un laboratorio de microbiología y te piden caracterizar las siguientes muestras, o bien te dan las características y tu debes clasificarlas Muestras 1) Diplococo gram + 2)) Estreptobacilo gram 3) Vibriones gram + 4) Espiroqueta gram 5) Estafilococo gram - Características de las bacterias Forma Agrupación esférica de a dos, bastón en cadena De coma ----Espiral rigido ---------esféricos En racimo Tinción teñidas no se tiñen teñidos sinteñir Sin teñir Si tienes las 5 muestras identificadas correctamente, muy bien !!!!!! Continúa desarrollando la guía Si sólo has logrado identificar 2 muestras correctas, revisa los contenidos antes de continuar y si quedan dudas, escribe al mail de contacto NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 2 ¿CÓMO SON LAS BACTERIAS? Al observar las imágenes de bacterias tanto del PPT como de tu texto, te das cuenta que todas tienen las siguientes estructuras Partes de la bacteria Estructura Función Pared celular Con peptidoglicano. Se identifican dos Determina su forma y permite la tipos de pared (pág.62) clasificación de acuerdo a tinción Gram Membrana plasmática Similar a la de células eucariontes, no Comunicación, transporte, límite contiene colesterol Citoplasma Denso con gránulos de glucógeno, Se desarrollan las actividades lípidos, compuestos fosfatados y metabólicas de las bacterias enzimas metabólicas nucleoide ADN circular Llevar la información genética Plásmido( ADN extracromosomal, Otorga resistencia a antibióticos presente en algunas especies) ribosomas Pequeños gránulos de proteínas y ARN Síntesis proteica Cápsula, Fimbrias y Flagelo, son estructuras que no están en todas las bacterias, si es importante destacar las ventajas adaptativas que le otorgan a las células que las poseen. *****No poseen citoesqueleto, ni compartimentos celulares por ello carecen de organelos celulares**** Actividad 4 Responda las preguntas que tiene a continuación 1) Si todas las bacterias tiene pared ¿por qué sólo algunas se tiñen? R: por la presencia de ácido teicoico y una gran capa de peptidoglicano 2) ¿Qué diferencia existe entre el ADN cromosomal y el plásmido? R: El ADN cromosomal lleva la inf, genética y el plasmido otorga resistencia a antibióticos 3) La membrana plasmática de las bacterias es igual a la membrana de células eucariotas. Fundamente? R: No, ya que carece de colesterol ¡¡¡¡¡Continuemos!!!!! Si has sufrido de amigdalitis, recordarás que empieza con pequeño dolor de garganta y en poco tiempo el dolor aumenta y lo que es peor aparecen “pintitas blancas” ¿Por qué ocurre esto?, ¿Qué pasó con tus defensas? R: Se debe al ……. CRECIMIENTO BACTERIANO Las bacterias responden a la curva de crecimiento que se presenta en el gráfico 2.1 de la pág. 64 En el se visualizan 4 etapas, con la información de tu texto completa la tabla, indicando las características de la etapa Fase del crecimiento Características 1) Latencia o adaptación 2) Exponencial 3) Estacionaria 4) Declinación Actividad 5 I) II) Realiza la actividad 2 de la pág. 64 A partir del siguiente gráfico responda las preguntas 1 – 2 – 3 y 4 Nº de bacterias A C 1. Al analizar el gráfico, del tramo C – D, puedes inferir que: a) Disminuye el nivel de toxinas en el medio b) La cantidad de nutrientes se agotan c) La población bacteriana disminuye d) Se produce muerte bacteriana D E B Tiempo NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 3 2. Durante el crecimiento una colonia bacteriana experimenta diversas fases o etapas. La fase de latencia corresponde al segmento: a) b) c) d) C – D. A – C. A – B. D – E. a) No sufra cambios y continúe creciendo sin problemas. b) La colonia muera, en un corto plazo c) Tenga que adaptarse a las condiciones del medio. d) Se quede en fase estacionaria por un tiempo prolongado. 3. Durante el crecimiento bacteriano, el segmento B - C, se caracteriza por: a) b) c) d) 4. Si una colonia bacteriana se encuentra en la fase C del ciclo y es traspasada a un medio de cultivo de igual condición, entonces usted espera que: Síntesis de enzimas y proteínas Duplicación del ADN Trasformación bacteriana Estancar el crecimiento Claves: 1d, 2 c, 3 b, 4a ¿POR QUÉ LAS BACTERIAS SE HAN DIVERSIFICADO, EN EL TIEMPO? Gracias a la transferencia de material genético que realizan (Pág 65) Una bacteria (receptora) recibe trozos de ADN diferente, entregados por una bacteria donante y así las bacterias van cambiando sus características Existen tres mecanismos de transferencia de material genético Mecanismo Transformación Transducción Conjugación Características En una bacteria se insertan trozos de ADN de otra bacteria destruida, sin mediador En una bacteria se insertan trozos de ADN de otra bacteria y actúa como mediador un virus Transferencia de algunos genes, de una bacteria a otra, mediante el Pili. Esto aumenta la cantidad de genes en la bacteria receptora La conjugación puede ser: Cromosomal o Plasmidial Actividad 6: “TRABAJA CON TU TEXTO” 1) Realiza la actividad 3 de la pág 65 y la actividad 6 de la pág 68 2) ¿Qué beneficios nos entregan las bacterias? (Pág 67) ¿CÓMO NOS DEFENDEMOS DE LAS BACTERIAS PATÓGENAS? Cómo hemos visto, las bacterias pueden ser benéficas y dañinas, a estas últimas las conocemos como patógenas. Estas bacterias son específicas, es decir producen una enfermedad determinada y pueden ingresar al organismo por vía aérea, digestiva o la piel dañada. En nuestro organismo tenemos defensas que nos protegen de los microbios, pero cuando ellas están bajas o sufren alteraciones, permiten que las bacterias “buenas “aumenten en número, convirtiéndose en bacterias patógenas oportunistas. Cualquiera sea la bacteria patógena que nos ataque, provocará consecuencias que dependen de diversos factores, tales como: invasividad, susceptibilidad del enfermo, producción de toxinas, entre otras. PARA PROFUNDIZAR: 1) Realiza: Actividad 2 de la página 109 Actividad 3 de la página 110 2) ¿Qué te puede ocurrir al consumir alimentos enlatados, cuando el tarro está inflado(con aire) 3) Cuando te cortas o entierras un elemento metálico, te sugieren vacunarte contra el tétano. ¿a que se debe esta medida? NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 4 Si las bacterias, nos pueden causar tanto daño, ¿Cómo podemos combatirlas? Con…….. LOS ANTIBIOTICOS Son sustancias químicas producidas por hongos u otros microorganismos. Existen de dos tipos: BACTERICIDAS BACTERIOSTÁTICOS Eliminan las bacterias, dañando la membrana celular, así se liberan metabolitos celulares al exterior, provocándoles la muerte. Ej: Penicilinas o Cefalosporinas, Bloquean el crecimiento y multiplicación celular. Son eficaces ya que morirán con el tiempo o serán atacadas por los mecanismos de defensa del huésped. Ej: Tetraciclinas y Sulfonamidas Cada antibiótico tiene un mecanismo de acción determinado por ello son altamente específicos. De acuerdo a su acción se identifican 4 líneas de acción (página112) Lugar o proceso Pared celular Mecanismo Inhibe su síntesis y activa enzimas que la destruyen Síntesis proteica Impedir a inhibir la síntesis a nivel de ARNt - unidad mayor del ribosoma - unidad menor Membrana celular Altera su permeabilidad Metabolismo de ácido Interfiere en las reacciones metabólicas fólico y ácidos nucleicos Ejemplo de antibiotico Penicilina , cefalosporina Puromicina – eritromicina tetraciclina Polimixina Sulfonamidas – norfloxacina rifampicina De acuerdo a lo que has estudiado hasta el momento ¿debes recomendar un antibiótico? NO, ya que cada antibiótico actúa de forma específica. ¿CÓMO SABER QUE ANTIBIOTICO USAR? Es una interrogante que han disipado los investigadores, utilizando el Test de sensibilidad de las bacterias ---- ANTIBIOGRAMA ------ Esta técnica se utiliza para saber que antibiótico destruye o bloquea el crecimiento bacteriano En un cultivo bacteriano, se colocan diferentes antibióticos, como muestra la figura, si la bacteria es sensible se visualizará un halo de inhibición, como es el caso del antibiótico E y el antibiótico A ¿Cuál de ellos será más efectivo para este cultivo? Tal como lo estabas pensando, antibiótico A, MUY BIEN!!!! PARA TENER PRESENTE: Los antibióticos son específicos Actúan sobre determinados procesos No recomiendes un antibiótico Un antibiótico, No sirve para atacar a todas lo tipos de bacterias Averigua si eres alérgico a ellos, si es así comunícalo cuando te diagnostiquen Actividad 7 1) A continuación tienes el resultado de un antibiograma Antibiótico a) M b) J c) K d) Z e) H Resultado de antibiograma ++++++++++++ +++-------------------++++++ ++--++---- a) ¿Qué antibiótico será más efectivo? R: antibiótico M b) ¿Cuál no tomarías aunque te lo dieran? R: antibiótico K 2) Realiza la actividad 4 de la página 113 + determina sensibilidad y – resistencia NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 5 ¿DE QUÉ DEPENDE LA RESISTENCIA DE LAS BACTERIAS? La resistencia esta dada por los genes del plásmido. Ésta puede ser natural, es decir que las bacterias tengan ADN extracromosomal o bien adquirida, cuando la bacteria adquiere genes del ADN plasmidal En el ADN extracromosomal existen tres tipos de genes que codifican para proteínas Tipo de proteína Mecanismo de acción Bombas de expulsión Expulsan al antibiótico fuera de la célula Enzimas degradativas Degradan al antibiótico, por lo cual no sigue actuando Enzimas inactivadoras Inactivan o alteran al antibiótico, impidiendo que actúe Actividad 8: Realiza la actividad que aparece en el ppt (presentación nº 25) VIRUS ¿Se consideran microorganismos? Los virus no son seres vivos, se consideran una transición entre lo vivo y lo muerto, ya que se activan en el interior de las células, replicándose y fuera de ellas permanecen inactivos, en ese momento se les denomina viriones. Son parásitos obligados, carecen de enzimas metabólicas y se dedican a llevar su material genético a las células. En los virus encontramos Ácido nucleico Estas dos (ADN O ARN) estructuras forman la Nucleocápside Cubierta proteica (capside) Sólo algunos virus poseen una membrana formada por lípidos y proteínas ¿¿¿CÓMO PODEMOS CLASIFICAR A LOS VIRUS??? Los virus se pueden clasificar de a cuerdo a diferentes criterios, como observaras en la siguiente tabla. Las imágenes las puedes ver en el ppt Acido Forma (tipo de Huésped envolturas nucleico capside) De ADN Icosaédrica Animales, atacan c. animales Envueltos (con envoltura) (poliédricos) De ARN Helicoidal Vegetales, atacan c. vegetales Desnudos (sin envoltura) (retrovirus) Compleja Bacteriófagos, atacan bacterias Actividad 9: Trabajemos lo aprendido: La imagen corresponde a un bacteriófago, complejo a) ¿Qué criterios de clasificación se usaron? R: Tipo de huésped y cápside b) ¿Con ésta información, puedo determinar el tipo de ácido nucleico que tiene? R: NO c) ¿Es un virus o un virión? Fundamenta R: es un virion pues está fuera de la célula NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 6 ¿CÓMO ACTÚAN LOS VIRUS? Los virus actúan por ciclos y así infectan o destruyen a las células de sus huéspedes, la duración del ciclo depende del virus y del huésped En los ciclos se identifican etapas, como se muestran a continuación, las imágenes véalas en el ppt y en el texto páginas 72 y 73. Etapa Características 1. Adsorción de los virus a las m. plasmáticas Unión de proteínas del viriones con los receptores de las células que infectara 2. Penetración Depende del virus, puede entrar la cápside, fusión de membranas en viriones envueltos o realizar o “viropexia”, en viriones desnudos 3. Decapsidación Desensamble de la nucleocápside y liberación del ácido nucleico. Degradación de las proteínas de la cápside 4. Transcripción El ac. nucleico comienza a expresarse Síntesis de la cápside viral y de glicoproteínas Transporte de glicoproteínas por vesículas derivadas del A. de G. ****en virus de ARN, la transcriptasa reversa sintetiza ADN a partir de ARN viral***** El ADN resultante se replica 5. Traducción 6. Replicación 7. Ensamblaje Fusión de membranas (vesícula y célula huésped) El ADN junto a las proteínas de la cápside viral (nucleocápside) Ensamble de nucleocápside con célula huésped 8. Liberación Por lisis o formación de vesículas. Por cada célula se liberan miles de viriones. Los bacteriófagos tienen un ciclo viral que puede tener dos vías VÍA LÍTICA Se incorpora el material viral y se expresa, generando nuevos viriones VÍA LISOGÉNICA Se incorpora el material viral, se integra al ADN de la célula infectada, originando un profago.(su expresión es mínima). No se generan nuevos viriones. En cualquier momento puede pasar a la etapa lítica Actividad 10 1 3 2 5 4 6 En base a la imagen complete el cuadro que tiene a continuación Número 1) 2) 3) 4) 5) 6) Etapa que representa o nombre de la estructura Virion Adsorción Se incorpora el material genético viral al ADN de la célula Vía Lítica Profago Liberación NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 7 ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo: departamentobiologia.a12@gmail.com Fecha de entrega el día 26 de Octubre de 2011, 14:00 hrs Consultas hasta el día 21 de Octubre, Parroquia Italia, metro Bustamante A continuación tienes 3 preguntas de selección múltiple, con cuatro alternativas Para cada una de ellas debes indicar la respuesta correcta y señalar porque las otras alternativas son incorrectas 1) En un laboratorio se analizan estreptococos teñidos con Tinción Gram. Luego se les aplica un antibiótico bactericida. Al cabo de una hora no se observan bacterias. A partir de ésta información usted puede afirmar que las bacterias: a) Son esféricas unidas en racimo, con ácido teicoico en su pared y que fueron sometidas a un antibiótico que afecto su crecimiento, pues eran sensibles a el b) Son cilíndricas unidas en cadenas, con mucho peptidoglicano en su pared y que respondieron bien a la acción del antibiótico pues sus propios metabolitos las destruyeron c) Son bastones formando paquetes regulares, con quitina en su pared y que poseían una alta sensibilidad al antibiótico que afectó su crecimiento d) Son esféricas unidas en cadenas, con ácido teicoico en su pared y que fueron sometidas a un antibiótico que daño su membrana pues eran sensibles a el e) Son esféricas unidas en forma de reja, carecen de ácido teicoico en su pared y recibieron un antibiótico que daño su membrana pues eran sensibles a el 2) Observa la curva de crecimiento bacteriano y en base a ella responde: Se tiene una muestra que posee dos tipos de Nº de bacterias: C D bacterias Bacteria A: marcada con fluorescencia Bacteria B sin marcar Sobre ellas se aplica un antibiótico, cuando la población bacteriana ha alcanzado el punto B. Luego E de dos horas alcanzó el punto C. Durante estas horas B A se observa que la población de bacterias A disminuye en los 30 minutos iniciales y luego se observa gran Tiempo cantidad de ellas, en cambio las bacterias B siempre fue aumentando A partir de ésta información usted puede deducir que I) El tramo B – C, para las bacterias A es más corto que para las bacterias B II) La bacteria B posee ADN plasmidal III) Se produjo una conjugación desde la bacteria B a la bacteria A IV)Entre las bacterias ocurrió una transducción a) b) c) d) e) 3) Sólo I y II Sólo II y III Sólo I y IV Sólo I, II y IV Sólo I, II y III Diversas investigaciones señalan que los retrovirus generan múltiples molestias. Al observar una célula intestinal infectada se visualiza la decapsidación del virus. Entonces, con ésta información usted puede afirmar que: a)Es un virión animal de ARN que está a punto de realizar su replicación, para luego transcribirse y traducirse b)Es un virus animal de ARN que debe realizar una síntesis de ADN, ayudado por la transcriptasa reversa c) Es un profago, helicoidal que sintetiza ARN para transcribirse y traducirse d)Es un virus animal de ADN que se desarrolla por vía lítica para generar viriones e)Es un virión bacteriofago que ha perdido su cápside y puede empezar a replicarse NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 8 NO ES NECESARIO QUE IMPRIMAS ESTA PARTE Rubrica para la corrección de las preguntas CATEGORÍA Excelente (5) Muy bueno (4) Bueno (3) Suficiente (2) Deficiente (1) Pregunta Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar las cuatro alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar tres alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar dos alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar una alternativas erróneas Sólo selecciona la alternativa correcta y no se refiere a las incorrectas o se refiere sólo a respuestas erróneas sin identificar la correcta Puntaje máximo : 15 puntos 100% = 15 puntos = nota 7 60% = 9 puntos = nota 4 La rúbrica es común para las 3 preguntas, pero cada una posee puntaje individual. NM4 BIOLOGIA BACTERIAS Y VIRUS 9