Ejercicios: Eubacterias y arqueobacterias

Indica tres diferencias estructurales entre una célula procariota bacteriana y una célula eucariota, y explica qué consecuencia funcional tiene cada una.

Muchas arqueobacterias son extremófilas (termófilas, halófilas, acidófilas). Describe qué ambientes colonizan, qué adaptaciones bioquímicas les permiten vivir allí y por qué su estudio interesa a las hipótesis sobre el origen de la vida.

Observa las bacterias del esquema (A a F). Clasifícalas según su forma (coco, bacilo, espirilo o vibrio) y, en su caso, según su agrupación (diplococos, estreptococos, estafilococos), poniendo un ejemplo conocido donde puedas.

Explica qué es la pared celular bacteriana (peptidoglucano) y en qué consiste la tinción de Gram: qué dos grandes grupos distingue (grampositivas y gramnegativas) y por qué es tan útil para elegir un tratamiento.

Nombra las estructuras externas de una bacteria (cápsula o glucocálix, flagelos y pili) y la función de cada una (protección y adhesión, movimiento, intercambio de ADN).

¿Qué es una endospora? Explica cómo se forma, qué resistencia extraordinaria tiene (calor, desecación, desinfectantes) y por qué complica la esterilización en medicina y en conservas (ejemplos: tétanos, botulismo).

Diferencia una bacteria aeróbica estricta, una anaeróbica estricta y una anaeróbica facultativa, y asocia cada tipo a un ambiente (superficie del suelo, fondo de una herida profunda, tubo digestivo).

¿Qué son los plásmidos? Explica qué tipo de genes suelen llevar (resistencias a antibióticos, toxinas) y por qué su capacidad de pasar de una bacteria a otra preocupa a los médicos.

El metabolismo bacteriano es muy diverso. Describe los tipos fotoautótrofo, quimioautótrofo y heterótrofo: de dónde obtiene cada uno la energía y el carbono, y pon un ejemplo de bacteria o de ambiente para cada tipo.

Explica el papel esencial de las bacterias en los ciclos del nitrógeno y del carbono (fijación, nitrificación, desnitrificación y descomposición) y razona qué ocurriría en los ecosistemas si desaparecieran.

Cita dos diferencias moleculares entre eubacterias y arqueobacterias (por ejemplo en la pared celular o en los lípidos de membrana) y explica por qué se clasifican en dominios distintos.

Los biofilms son comunidades bacterianas adheridas a una superficie y envueltas en una matriz. Explica dónde se forman (sarro dental, catéteres, tuberías, piedras del río), por qué son mucho más resistentes a los antibióticos y a los desinfectantes que las bacterias libres y qué problemas causan en hospitales.

Las cianobacterias fueron llamadas «algas azules» durante siglos. Explica por qué ese nombre era incorrecto (organización procariota), qué fotosíntesis realizan (oxigénica) y qué papel histórico jugaron en la atmósfera terrestre.

En el laboratorio se usan medios selectivos y diferenciales. Explica qué es cada tipo con un ejemplo (agar MacConkey selecciona gramnegativas y distingue fermentadoras de lactosa; agar sangre revela la hemólisis) y qué información aportan al identificar una bacteria desconocida.

Las arqueobacterias metanógenas producen metano. Explica dónde viven (rumen de los herbívoros, fondos de pantanos y arrozales, depuradoras), de qué se alimentan y por qué su metabolismo interesa a la vez al clima (el metano como gas de efecto invernadero) y a la energía (biogás).

La simbiosis bacteriana va mucho más allá del intestino humano. Describe un ejemplo concreto —las bacterias luminosas del calamar (Vibrio fischeri) o los nódulos de Rhizobium en las leguminosas— explicando qué aporta cada socio y cómo se «reconocen» para establecer la asociación.

Compara la respiración aeróbica con las anaeróbicas bacterianas (por ejemplo la desnitrificación o la metanogénesis): aceptor final de electrones, rendimiento energético y ambientes donde domina cada una.

La microbiota intestinal humana contiene billones de bacterias. Describe tres funciones que realiza para nuestro organismo y analiza qué consecuencias puede tener un tratamiento prolongado con antibióticos de amplio espectro sobre ese ecosistema.

Las cianobacterias oxigenaron la atmósfera primitiva, pero hoy sus proliferaciones (blooms) en embalses preocupan a los gestores del agua. Explica su doble papel histórico y actual, qué favorece sus proliferaciones y qué riesgos tienen.

Un solo gramo de suelo contiene miles de especies bacterianas, pero la inmensa mayoría no crece en las placas del laboratorio. a) Explica qué es la «gran anomalía del recuento en placa». b) Describe cómo la metagenómica (secuenciación del ADN ambiental) permite catalogar esa diversidad sin cultivarla. c) Analiza qué aplicaciones tiene conocer ese tesoro microbiano (nuevos antibióticos, enzimas industriales, indicadores de salud del suelo).

Las bacterias oxidadoras del azufre y del hierro tienen un doble papel. a) Explica su metabolismo (qué oxidan, qué obtienen) y cómo generan ambientes muy ácidos. b) Analiza su uso industrial en la biolixiviación (recuperar metales de menas pobres). c) Analiza el lado oscuro: el drenaje ácido de minas, y razona por qué el mismo proceso es solución y problema según el contexto.

El rumen de una vaca es un biorreactor microbiano. a) Explica cómo las bacterias y arqueas del rumen digieren la celulosa que el animal no puede tocar y qué productos le devuelven (ácidos grasos volátiles, proteína microbiana). b) Razona por qué el metano de la fermentación entérica es un problema climático. c) Evalúa dos estrategias de mitigación (aditivos como las algas Asparagopsis, mejora de la dieta, selección genética del ganado).

Río Tinto (Huelva) tiene aguas rojas y muy ácidas llenas de vida microbiana. a) Describe qué organismos lo habitan y qué adaptaciones bioquímicas les permiten vivir con pH cercano a $2$ y metales disueltos. b) Explica por qué se estudia como modelo terrestre de Marte (astrobiología): ¿qué parecidos hay con el planeta rojo? c) Razona qué nos enseña sobre los límites de la vida y dónde buscarla fuera de la Tierra.

La insulina humana se fabrica hoy con Escherichia coli modificada genéticamente. a) Explica el proceso básico: qué es un plásmido recombinante y cómo convierte a la bacteria en una fábrica de proteína humana. b) Analiza las ventajas frente a la insulina extraída de páncreas de cerdo (pureza, alergias, escala). c) Razona qué controles de bioseguridad exige cultivar bacterias modificadas a escala industrial.