Ejercicios: Cultivo y control de microorganismos

¿Qué es un medio de cultivo y qué condiciones (nutrientes, temperatura, pH, oxígeno) se controlan al cultivar bacterias en el laboratorio? Indica la diferencia entre un medio sólido y uno líquido.

Diferencia esterilización, desinfección y antisepsia, y pon un ejemplo de situación (quirófano, encimera de cocina, herida superficial) en la que se aplica cada una.

¿Qué es la transferencia genética horizontal y en qué se diferencia de la herencia «vertical» de padres a descendencia? Nombra sus tres mecanismos en bacterias.

Explica qué es la técnica aséptica de trabajo en el laboratorio de microbiología y razona el sentido de dos prácticas concretas: flamear el asa de siembra hasta ponerla al rojo y trabajar cerca del mechero.

Diferencia un antibiótico bactericida de uno bacteriostático, pon un ejemplo de cada tipo (penicilina frente a tetraciclinas) y explica qué ocurre con la población bacteriana al suspender cada uno.

¿Qué es un antibiograma y cómo se realiza (discos de antibiótico sobre la placa sembrada)? Explica qué informa al médico (sensible, intermedio, resistente) y por qué no debería recetarse un antibiótico sin esa información cuando es posible obtenerla.

Los virus no crecen en placas de agar. Razona por qué (¿qué les falta para multiplicarse por su cuenta?) e indica qué sistemas usan los laboratorios para cultivarlos (cultivos celulares, huevos embrionados).

Cita cuatro métodos de control microbiano en la industria alimentaria (pasteurización, esterilización UHT, refrigeración y congelación, salazón o curado) y explica el principio en que se basa cada uno (¿mata, inhibe o dificulta el crecimiento?).

Explica, aplicando la selección natural, cómo surge una población bacteriana resistente a un antibiótico cuando el tratamiento se abandona antes de tiempo, y por qué el antibiótico no «crea» la resistencia.

La gráfica representa la curva de crecimiento de un cultivo bacteriano cerrado, con sus cuatro fases señaladas con números (1 a 4). Nombra cada fase y explica qué ocurre con los nutrientes y los desechos en cada una.

Describe los tres mecanismos de transferencia genética horizontal bacteriana —conjugación, transformación y transducción— indicando qué vehículo transporta el ADN en cada caso y cuál interviene en la difusión de resistencias.

Explica en qué consiste la pasteurización (temperatura y tiempo, por ejemplo $72\ \text{°C}$ durante $15$ segundos), por qué no esteriliza el alimento (¿qué sobrevive?) y qué enfermedades históricas ayudó a controlar en la leche (tuberculosis, brucelosis).

Una bacteria se divide cada $20$ minutos. Partiendo de $1\,000$ células en fase exponencial, calcula cuántas habrá tras dos horas (¿cuántas generaciones caben?). Después, razona por qué el crecimiento exponencial no puede mantenerse en un cultivo cerrado (¿qué factores lo frenan?).

Muchos antibióticos son productos naturales de bacterias del suelo (estreptomicetos). Explica qué ventaja evolutiva da a su productor fabricar un antibiótico (guerra química por los nutrientes) y analiza por qué el descubrimiento de antibióticos nuevos se ha ralentizado en las últimas décadas.

Compara la eficacia de lejía, alcohol al $70\ \%$ y jabón frente a bacterias y frente a virus envueltos. Explica por qué el alcohol al $70\ \%$ desinfecta mejor que el alcohol casi puro (papel del agua en la desnaturalización de proteínas y en la penetración) y qué hace exactamente el jabón a una envoltura vírica lipídica.

Un biorreactor industrial produce yogur, cerveza o insulina a gran escala. Explica qué parámetros se controlan de forma continua (temperatura, pH, oxígeno disuelto, agitación, espuma) y razona qué ocurre con el producto si se descontrolan dos de ellos a tu elección.

Un hospital detecta un brote de infecciones por una enterobacteria multirresistente en la unidad de cuidados intensivos. Analiza la posible cadena de transmisión y diseña un paquete de medidas de control (higiene, aislamiento, uso de antibióticos) ordenado por prioridad.

Diseña un experimento para comparar la eficacia de dos desinfectantes frente a una bacteria de la piel: placas, controles, medición de halos de inhibición y criterios para concluir cuál es más eficaz, indicando las variables que mantendrías constantes.

Argumenta por qué los antibióticos son inútiles frente a infecciones víricas como la gripe o el resfriado, qué riesgos conlleva automedicarse con ellos «por si acaso» y qué papel juegan la ganadería y la agricultura en el problema global de las resistencias.

Un comedor escolar registra un brote de salmonelosis. a) Diseña la investigación microbiológica: qué muestras tomarías (alimentos sospechosos, superficies, heces de enfermos y manipuladores) y cómo se cultivan e identifican. b) Explica cómo la comparación del ADN de las cepas (huella genética) permite localizar la fuente del brote. c) Propón las medidas de control inmediatas y las preventivas (cadena de frío, cocinado, higiene de manipuladores).

Los alimentos fermentados (yogur, queso, chucrut, aceitunas) son obra de bacterias lácticas. a) Explica qué hacen esas bacterias (fermentan azúcares a ácido láctico) y por qué la acidificación conserva el alimento (¿qué microbios no soportan el pH bajo?). b) Razona qué aporta la fermentación al valor nutricional y al sabor. c) Analiza por qué la fermentación casera exige controlar la salinidad y la higiene (riesgo de botulismo en conservas deficientes).

Los antibióticos de «último recurso» (carbapenémicos, colistina) se reservan para infecciones gravísimas. a) Explica por qué su uso está restringido en medicina humana (¿qué se protege al usarlos poco?). b) Analiza la alarma que causó encontrar el gen de resistencia a la colistina (mcr-1) en bacterias de granjas porcinas, y cómo puede viajar ese gen entre especies bacterianas. c) Propón una política de uso prudente que coordine medicina humana, veterinaria y ganadería.

Compara tres métodos de esterilización en medicina —autoclave (vapor a presión), óxido de etileno y radiación—: principio, materiales adecuados para cada uno (instrumental metálico, plásticos termosensibles, material desechable) y limitaciones. Explica además qué es un indicador biológico de esterilización (esporas de Geobacillus stearothermophilus) y por qué es la prueba definitiva.

La fagoterapia usa bacteriófagos para tratar infecciones resistentes. a) Explica en qué consiste y qué ventajas teóricas tiene frente a los antibióticos (especificidad por especie, se multiplica donde está la infección, evoluciona con la bacteria). b) Analiza sus obstáculos (necesidad de identificar la bacteria exacta, regulación farmacéutica, purificación). c) Razona por qué la crisis de resistencias la ha devuelto a la actualidad tras décadas olvidada en Occidente.