GLI UNICELLULARI Per l’insegnante: La presentazione si propone di descrivere e classificare i diversi organismi unicellulari, distinguendo tra quelli procarioti e quelli eucarioti. Nella foto, un batterio di Escherichia coli.

Che cosa sono gli unicellulari Gli unicellulari sono organismi formati da una sola cellula. Sono i primi esseri viventi comparsi sul nostro pianeta. Possono essere: procarioti eucarioti Per l’insegnante: Come primo passo della lezione occorrerà far riflettere i ragazzi sul fatto che il termine unicellulare non è sinonimo di elementare e poco evoluto. Questi microrganismi, infatti, possono presentare strutture e forme complesse, come per esempio lo scheletro siliceo o calcareo dei Radiolari e dei Foraminiferi.

Gli unicellulari più semplici: i procarioti Appartengono al regno delle monere e si distinguono in: batteri alghe azzurre Per l’insegnante: Al regno delle monere appartengono gli organismi più piccoli esistenti in natura. Sono i primi esseri viventi che popolarono la Terra più di tre miliardi di anni fa, quando l’aria non conteneva ancora ossigeno e l’attività dei vulcani era intensissima. Osservandoli al microscopio, essi appaiono come fitti raggruppamenti di cellule simili tra loro, ognuna delle quali misura solo pochi micron. Nella foto a sinistra: batteri visti al microscopio elettronico. Nella foto a destra: sorgente di acqua bollente nel parco dello Yellowstone negli Stati Uniti, nella quale vivono colonie di alghe azzurre.

I batteri I batteri sono rivestiti da una robusta parete cellulare, in alcuni casi circondata da una capsula di protezione. Per l’insegnante: I batteri, grazie alla loro semplice struttura e organizzazione interna, sono in grado di vivere all’interno di tutti i tipi di organismi, ma anche nel suolo, nel ghiaccio e nell’acqua. Per esempio, in un pizzico di terra comune ve ne sono circa 10 miliardi; vivono praticamente in ogni luogo della Terra, dai ghiacci dell’Antartide, alle sorgenti calde, dal fondo degli oceani agli ambienti più secchi dei suoli desertici. Il materiale ereditario è sparso nel citoplasma, nel quale sono presenti i ribosomi.

In base alla loro forma i batteri vengono distinti in: Le forme dei batteri In base alla loro forma i batteri vengono distinti in: bacilli spirilli vibrioni Per l’insegnante: Partendo dall’esperienza dei ragazzi, si potrebbe chiedere loro se hanno mai notato, leggendo le istruzioni degli antibiotici, la distinzione tra batteri gram-positivi e batteri gram-negativi. La differenza tra questi batteri è dovuta alla diversa composizione della parete cellulare. La parete cellulare dei batteri gram-positivi si colora in maniera permanente quando viene utilizzato un determinato colorante viola, colorazione di Gram (esempi di gram-positivi sono gli streptococchi e gli stafilococchi). Al contrario, la parete dei gram-negativi non si lega al colorante. Un classico esempio di gram-negativo è Escherichia coli. cocchi

Come si muovono i batteri I batteri per spostarsi possono usare uno o più filamenti, conosciuti come flagelli, oppure numerose e brevi ciglia. Per l’insegnante: Le modalità di movimento dei batteri possono essere diverse. Alcuni di essi si muovono producendo e riversando all’esterno una sostanza viscosa sulla quale scorrono; altri, invece, utilizzano come propulsore il flagello, un sottile filamento rotante costituito da proteine. Come spunto di discussione si suggerisce di chiedere ai ragazzi perché, secondo loro, i batteri hanno bisogno di muoversi. Che cosa li spinge a muoversi in una direzione piuttosto che in un’altra? Nella foto, un batterio di Helicobacter pylori al microscopio elettronico.

I batteri si riproducono per: Come si riproducono i batteri I batteri si riproducono per: scissione binaria (riproduzione asessuata) coniugazione (riproduzione sessuata) Per l’insegnante: Nella riproduzione asessuata, il genitore è uno solo: la cellula madre si divide in due cellule figlie esattamente uguali tra di loro e alla cellula madre stessa. È un tipo di riproduzione molto rapido. Ciò può essere collegato al fatto che i batteri devono riprodursi molto velocemente per colonizzare il più possibile l’ambiente in cui vivono, assicurandosi così maggiori possibilità di sopravvivenza. Infine, si potrebbe ricordare che, in condizioni di vita sfavorevoli, molti batteri formano spore all’interno delle quali rimangono in uno stato di vita latente fino a quando l’ambiente in cui si trovano torna a essere favorevole.

La classificazione dei batteri respirazione aerobi vivono solo in presenza di ossigeno Per l’insegnante: Finora sono state classificate circa 1700 specie di procarioti, ma le stime dei biologi sono in continuo aggiornamento. Si può eventualmente aggiungere che tra i batteri aerobi si possono distinguere due gruppi: batteri aerobi obbligati, che hanno assolutamente bisogno di ossigeno per sopravvivere; batteri aerobi facoltativi, che possono vivere sia in presenza che in assenza di ossigeno. Analogamente, anche tra i batteri anaerobi esiste un gruppo di anaerobi obbligati, per i quali l’ossigeno è un veleno mortale. Tra questo gruppo vi sono i batteri della fermentazione. anaerobi vivono in assenza di ossigeno

autotrofi producono da soli le sostanze organiche per vivere nutrizione autotrofi producono da soli le sostanze organiche per vivere Per l’insegnante: Finora sono state classificate circa 1700 specie di procarioti, ma le stime dei biologi sono in continuo aggiornamento. Si può eventualmente aggiungere che tra i batteri aerobi si possono distinguere due gruppi: batteri aerobi obbligati, che hanno assolutamente bisogno di ossigeno per sopravvivere; batteri aerobi facoltativi, che possono vivere sia in presenza che in assenza di ossigeno. Analogamente, anche tra i batteri anaerobi esiste un gruppo di anaerobi obbligati, per i quali l’ossigeno è un veleno mortale. Tra questo gruppo vi sono i batteri della fermentazione. eterotrofi si procurano il nutrimento da altri esseri viventi 10

I batteri: solo dannosi o anche utili? Molti batteri una volta penetrati nell’organismo lo sfruttano e a volte lo danneggiano. Batteri parassiti Batteri patogeni Per l’insegnante: I batteri parassiti si nutrono di sostanze viventi a spese di altri organismi; vivono all’interno o sopra il corpo di un altro organismo danneggiandolo. Questi batteri sono sempre patogeni, cioè provocano malattie. I batteri simbionti vivono associati a un altro organismo con il quale instaurano una relazione a vantaggio proprio o di entrambi. Il gruppo più numeroso dei batteri simbionti è quello dei batteri azotofissatori (genere Rhizobium), che vivono in simbiosi con le radici di alcune piante, come per esempio l’erba medica, il trifoglio e i legumi; questi batteri trasformano l’azoto atmosferico in una forma utilizzabile dalle piante, che a loro volta forniscono ai batteri le sostanze organiche necessarie per vivere. I batteri decompositori sono batteri che vivono principalmente nel suolo; sono saprofiti, cioè si nutrono di resti animali e vegetali in decomposizione. In genere sono molto specializzati: decompongono tutte le sostanze organiche trasformandole in molecole più semplici, che le piante possono assimilare, creando in tal modo le condizioni necessarie perché si possa completare il ciclo del carbonio e dell’azoto. Si suggerisce di far riflettere i ragazzi sull’importante e indispensabile compito che svolgono questi batteri: riciclare la materia organica, rendendola di nuovo disponibile in natura. Altri batteri, invece, non sono causa di malattie ma svolgono funzioni utili. Batteri simbionti Batteri decompositori

Ecco alcuni esempi di malattie causate da batteri patogeni: I batteri patogeni polmonite Ecco alcuni esempi di malattie causate da batteri patogeni: tubercolosi salmonella dissenteria meningite Per l’insegnante: Si può far notare che i batteri presenti nella nostra bocca sono più numerosi di tutte le persone mai vissute sulla Terra, e il numero di batteri presenti sulla nostra pelle e nel nostro apparato digerente è superiore a tutte le cellule del nostro corpo. Un esempio di colonie batteriche è rappresentato dalle placche bianche che a volte ricoprono le tonsille, quando si ha un forte mal di gola; si può inoltre ricordare la placca batterica, la patina giallastra che si forma sui denti. È importante chiarire che dai batteri ci si difende anche con la prevenzione, evitando situazioni di contagio e osservando le più elementari norme igieniche; nel caso sia già in corso l’infezione è possibile combattere i batteri con l’impiego di farmaci specifici, come gli antibiotici. Esempi di batteri parassiti per l’uomo sono: gli streptococchi, che provocano infiammazioni; il Bacterium dyssenteriae che causa la diarrea, il Bacterium typhi che causa il tifo e il Bacillum pestis che causa la peste. Nella foto batterio di Salmonella enterica. pertosse tetano

I batteri amici della vita Molti batteri sono normali abitanti del nostro corpo con il quale collaborano. Per esempio la flora batterica presente nel nostro intestino contribuisce a mantenerci in buona salute. Per l’insegnante: Un esempio di batteri che vivono in simbiosi con l’uomo è costituito da quelli che formano la cosiddetta flora batterica intestinale; vivono in simbiosi con l’uomo nell’ultimo tratto dell’intestino, favoriscono la digestione di alcuni alimenti e producono vitamine per noi indispensabili. Tra questi batteri, i due più importanti sono il Lactobacillus acidophilus e il Bifidobacterium bifidum. Si può, inoltre, far notare come diversi batteri vengano impiegati nell’industria alimentare. Per esempio, prodotti come l’aceto, lo yogurt e numerosi tipi di formaggi derivano da processi di fermentazione operati dai batteri. Per la produzione di yogurt e formaggi vengono impiegati i batteri Lactobacillus bulgaricus e lo Streptococcus termophilus, per l’aceto uno dei batteri più utilizzati è l’Acetobacter aceti. Potrebbe essere interessante proporre un’attività di ricerca sull’impiego dei batteri nei processi alimentari.

Batteri azotofissatori Trasformano l’azoto dell’aria in azoto utilizzabile dai vegetali per la loro crescita

Le alghe azzurre o cianobatteri sono organismi unicellulari autotrofi. Per l’insegnante: I cianobatteri sono stati i primi organismi fotosintetici presenti sulla Terra e hanno contribuito in maniera determinante alla formazione dell’ossigeno atmosferico. Sono costituiti da un’unica cellula che presenta un rivestimento gelatinoso; al loro interno, oltre alla clorofilla, sono presenti altri pigmenti di colore rosso o blu. Possono vivere in forma isolata oppure raggruppati in colonie, formando lunghi filamenti ramificati. Sono legati all’acqua: si trovano frequentemente nei terreni umidi, presso le sorgenti termali o i ghiacciai. Nella foto: una sorgente termale nel parco dello Yellowstone negli Stati Uniti. Compiono la fotosintesi grazie alla clorofilla presente nel citoplasma.