22.E: Procariotas - Bacterias y Arqueas (Ejercicios)

22.1: Diversidad procariota

Los procariotas son ubicuos. Cubren todas las superficies imaginables donde hay suficiente humedad, y viven sobre y dentro de otros seres vivos. En el cuerpo humano típico, las células procariotas superan en número a las células del cuerpo humano en aproximadamente diez a uno. Comprenden la mayoría de los seres vivos en todos los ecosistemas. Algunos procariotas prosperan en ambientes que son inhóspitos para la mayoría de los seres vivos.

Preguntas de revisión

Se pensaba que las primeras formas de vida en la Tierra eran_________.

1. plantas unicelulares
2. procariotas
3. insectos
4. animales grandes como dinosaurios

Responder

A

Tapetes microbianos __________.

1. son las primeras formas de vida en la Tierra
2. obtuvieron su energía y alimentos de respiraderos hidrotermales
3. son láminas de múltiples capas de procariotas que incluyen principalmente bacterias pero también arqueas
4. todo lo anterior

Responder

D

Los primeros organismos que oxigenaron la atmósfera fueron

1. cianobacterias
2. organismos fototróficos
3. organismos anaerobios
4. todo lo anterior

Responder

A

Los halófilos son organismos que requieres________.

1. una concentración de sal de al menos 0.2 M
2. alta concentración de azúcar
3. la adición de halógenos
4. todo lo anterior

Responder

A

Respuesta Libre

Describa brevemente cómo detectaría la presencia de un procariota no cultivable en una muestra ambiental.

Responder

Como los organismos no son cultivables, la presencia podría detectarse a través de técnicas moleculares, como la PCR.

¿Por qué los científicos creen que los primeros organismos en la Tierra fueron extremófilos?

Responder

Porque las condiciones ambientales en la Tierra eran extremas: altas temperaturas, falta de oxígeno, alta radiación, y similares.

22.2: Estructura de los procariotas

Existen muchas diferencias entre las células procariotas y eucariotas. Sin embargo, todas las células tienen cuatro estructuras comunes: la membrana plasmática, que funciona como una barrera para la célula y la separa de su entorno; el citoplasma, una sustancia gelatinosa dentro de la célula; los ácidos nucleicos, el material genético de la célula; y los ribosomas, donde tiene lugar la síntesis de proteínas.

Preguntas de revisión

La presencia de un núcleo encerrado en la membrana es una característica de ________.

1. células procariotas
2. células eucariotas
3. todas las celdas
4. virus

Responder

B

¿Cuál de las siguientes consiste en células procariotas?

1. bacterias y hongos
2. arqueas y hongos
3. protistas y animales
4. bacterias y arqueas

Responder

D

La pared celular es ________.

1. interior a la membrana celular
2. exterior a la membrana celular
3. una parte de la membrana celular
4. interior o exterior, dependiendo de la celda particular

Responder

B

Los organismos con mayor probabilidad de encontrarse en ambientes extremos son ________.

1. hongos
2. bacterias
3. virus
4. arqueas

Responder

B

Los procariotas se tiñen como Gram-positivos o Gram-negativos por diferencias en la célula _______.

1. pared
2. citoplasma
3. núcleo
4. cromosoma

Responder

A

El pseudopeptidoglicano es una característica de las paredes de ________.

1. células eucariotas
2. células procariotas bacterianas
3. células procariotas arqueas
4. células procariotas bacterianas y arqueas

Responder

C

La capa de lipopolisacáridos (LPS) es una característica de la pared de ________.

1. celdas arqueas
2. Bacterias gramnegativas
3. células procariotas bacterianas
4. células eucariotas

Responder

B

Respuesta Libre

Mencionar tres diferencias entre bacterias y arqueas.

Responder

Las respuestas variarán. Una posible respuesta es: Las bacterias contienen peptidoglicano en la pared celular; las arqueas no. La membrana celular en las bacterias es una bicapa lipídica; en las arqueas, puede ser una bicapa lipídica o una monocapa. Las bacterias contienen ácidos grasos en la membrana celular, mientras que las arqueas contienen fitanilo.

Explique la afirmación de que ambos tipos, bacterias y arqueas, tienen las mismas estructuras básicas, pero construidas a partir de diferentes componentes químicos.

Responder

Tanto las bacterias como las arqueas tienen membranas celulares y ambas contienen una porción hidrófoba. En el caso de las bacterias, es un ácido graso; en el caso de las arqueas, es un hidrocarburo (fitanilo). Tanto las bacterias como las arqueas tienen una pared celular que las protege. En el caso de las bacterias, está compuesta por peptidoglicano, mientras que en el caso de las arqueas, es pseudopeptidoglicano, polisacáridos, glicoproteínas, o proteína pura. Los flagelos bacterianos y arqueales también difieren en su estructura química.

22.3: Metabolismo procariótico

Los procariotas son organismos metabólicamente diversos. Hay muchos ambientes diferentes en la Tierra con diversas fuentes de energía y carbono, y condiciones variables. Los procariotas han podido vivir en todos los ambientes utilizando cualquier fuente de energía y carbono disponibles. Los procariotas llenan muchos nichos en la Tierra, incluyendo estar involucrados en ciclos de nutrientes como ciclos de nitrógeno y carbono, descomponer organismos muertos y prosperar dentro de organismos vivos, incluidos los humanos.

Preguntas de revisión

¿Cuál de los siguientes elementos no es un micronutriente?

1. boro
2. calcio
3. cromo
4. manganeso

Responder

B

Los procariotas que obtienen su energía a partir de compuestos químicos se llaman _____.

1. fototrofos
2. auxótrofos
3. quimiótrofos
4. litotrofos

Responder

C

La amonificación es el proceso por el cual _____.

1. el amoníaco se libera durante la descomposición de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno
2. el amonio se convierte en nitrito y nitrato en suelos
3. el nitrato del suelo se transforma en compuestos nitrogenados gaseosos como NO, N ₂ O y N ₂
4. nitrógeno gaseoso se fija para producir amoníaco

Responder

A

Las plantas utilizan dióxido de carbono del aire y por lo tanto se llaman _____.

1. consumidores
2. productores
3. descompositor
4. fijadores de carbono

Responder

B

Respuesta Libre

Piense en las condiciones (temperatura, luz, presión y materiales orgánicos e inorgánicos) que puede encontrar en un respiradero hidrotermal de aguas profundas. ¿Qué tipo de procariotas, en cuanto a sus necesidades metabólicas (autótrofos, fototrofos, quimiótrofos, etc.), esperarías encontrar ahí?

Responder

Las respuestas variarán. En un respiradero hidrotermal de aguas profundas, no hay luz, por lo que los procariotas serían quimiótrofos en lugar de fototrofos. La fuente de carbono sería el dióxido de carbono disuelto en el océano, por lo que serían autótrofos. No hay mucho material orgánico en el océano, por lo que los procariotas probablemente usarían fuentes inorgánicas, por lo que serían quimiolitotrofos. Las temperaturas son muy altas en el respiradero hidrotermal, por lo que los procariotas serían termófilos.

22.4: Enfermedades Bacterianas en Humanos

Las devastadoras enfermedades y plagas transmitidas por patógenos, tanto virales como bacterianas, han afectado a los humanos desde el inicio de la historia humana. La verdadera causa de estas enfermedades no se entendía en su momento, y algunas personas pensaban que las enfermedades eran un castigo espiritual. Con el tiempo, la gente llegó a darse cuenta de que mantenerse alejada de las personas afligidas, y deshacerse de los cadáveres y pertenencias personales de las víctimas de enfermedades, redujo sus propias posibilidades de enfermarse.

Preguntas de revisión

Una enfermedad que está constantemente presente en una población se llama _____.

1. pandemia
2. epidemia
3. endémico
4. re-emergiendo

Responder

C

¿Cuál de las declaraciones sobre biopelículas es incorrecta?

1. Las biopelículas se consideran responsables de enfermedades como la fibrosis quística.
2. Las biopelículas producen placa dental y colonizan catéteres y prótesis.
3. Las biopelículas colonizan heridas abiertas y tejido quemado.
4. Todas las declaraciones son incorrectas.

Responder

D

¿Cuál de estas afirmaciones es verdad?

1. Un antibiótico es cualquier sustancia producida por un organismo que es antagónica al crecimiento de procariotas.
2. Un antibiótico es cualquier sustancia producida por un procariota que es antagónica al crecimiento de otros virus.
3. Un antibiótico es cualquier sustancia producida por un procariota que es antagónica al crecimiento de las células eucariotas.
4. Un antibiótico es cualquier sustancia producida por un procariota que impide el crecimiento del mismo procariota.

Responder

A

Respuesta Libre

Explicar la razón por la cual el uso imprudente y excesivo de antibióticos se ha traducido en un problema global importante.

Responder

Los antibióticos matan a las bacterias que son sensibles a ellos; así, solo sobrevivirán las resistentes. Estas bacterias resistentes se reproducirán, y por lo tanto, después de un tiempo, solo habrá bacterias resistentes.

Los investigadores han descubierto que lavar las espinacas con agua varias veces no previene enfermedades transmitidas por los alimentos debido a E. coli. ¿Cómo puedes explicar este hecho?

Responder

E. coli coloniza la superficie de la hoja, formando una biopelícula que es más difícil de eliminar que las células libres (planctónicas). Adicionalmente, las bacterias pueden ser absorbidas en el agua en la que crecen las plantas, ingresando así a los tejidos de la planta en lugar de simplemente residir en la superficie de la hoja.

22.5: Procariotas benéficos

No todos los procariotas son patógenos. Por el contrario, los patógenos representan sólo un porcentaje muy pequeño de la diversidad del mundo microbiano. De hecho, nuestra vida no sería posible sin procariotas. Basta pensar en el papel de los procariotas en los ciclos biogeoquímicos.

Preguntas de revisión

¿Cuál de estos ocurre a través de la fijación simbiótica de nitrógeno?

1. La planta se beneficia del uso de una fuente interminable de nitrógeno.
2. El suelo se beneficia de ser fertilizado de forma natural.
3. Las bacterias se benefician del uso de fotosintatos de la planta.
4. Todo lo anterior ocurre.

Responder

D

Los compuestos sintéticos que se encuentran en un organismo pero que normalmente no se producen o se espera que estén presentes en ese organismo se denominan _____.

1. plaguicidas
2. biorremediadores
3. compuestos recalcitrantes
4. xenobióticos

Responder

D

La biorremediación incluye _____.

1. el uso de procariotas que pueden fijar nitrógeno
2. el uso de procariotas para limpiar contaminantes
3. el uso de procariotas como fertilizantes naturales
4. Todo lo anterior

Responder

B

Respuesta Libre

Tu amigo cree que los procariotas siempre son perjudiciales y patogénicos. ¿Cómo les explicarías que están equivocados?

Responder

Recuérdeles los importantes papeles que desempeñan los procariotas en la descomposición y liberación de nutrientes en los ciclos biogeoquímicos; recuérdeles a los muchos procariotas que no son patógenos humanos y que llenan nichos muy especializados. Además, nuestros simbiontes bacterianos normales son cruciales para nuestra digestión y para protegernos de patógenos.