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Essa aula tem como o intuito mostrar a importância das bactérias, inclusive para a manutenção da própria vida no Planeta e não somente a visão tradicional de causadoras de doenças. Os tópicos abordados são:estrutura da bactéria;Teoria da Endossimbiose; a importância das bactérias no planeta; diversidade das bactérias.

2 aulas de 50 min

Noções de estrutura e função das mitocôndrias, cloroplastos e ribossomos.

 Essa é uma aula expositiva que inclui uso de animações e imagens. Para isso é necessário a disponibilidade de um "data show".

 

ESTRUTURA BACTERIANA

## É interessante dar ao aluno uma noção espacial. Para isso, pode-se levar um legume ou fruta (como laranjas representando cocos ou pepinos representando bacilos) e fazer cortes, indicando qual o plano que está representado nos esquemas. Pode-se utilizar a animação abaixo para descrevera a estrutura geral das bactérias ##

 

Estrutura bacteriana

Com base nos recurso acima, deve-se explicar a morfologia e função das seguintes estruturas:

• Parede celular bacteriana;
• Membrana plasmática;
• Ribossomos;
• Área nuclear: cromatina circular e plasmídeos.

 

TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE

Para explicar essa teoria, pode-se indicar as semelhanças entre bactérias, cloroplastos e mitocôndrias. A animação "estrutura bacteriana" e as figuras abaixo facilitarão a comparação entre essas estruturas. 

 

                                 

Figura 1: Diagrama de uma mitocôndria   

                                              

                                     

Figura 2: Diagrama de um cloroplasto (o DNA está evidenciado)           

 

Fonte das figuras 1 e 2 respectivamente:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mitocondria, http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organizacion_sv/imagenes/cloroplasto_letreros.jpg

 

 As imagens em microscopia eletrônica de tais organelas estão presentes no recurso que segue:

 

Imagens de microscopia eletrônica

 

Características que assemelham as organelas mitocôndria e cloroplasto às bactérias

## Questione seus alunos quais são as características semelhantes entre essas organelas e as bactérias. Diante de tantas semelhanças, pergunte qual a sugestão deles para a origem dessas organelas ##

• Possuem DNA circular;
• Podem se reproduzir independentemente de suas células hospedeiras;
• Ribossomos entre essas organelas e bactérias são mais parecidos que entre os ribossomos de eucariotos;
• Seqüência do rRNA dessas organelas mais semelhante à do rRNA de procariotos que de eucariotos;
• Mecanismo de síntese protéica mais parecido com aquele encontrado em bactérias do que em eucarioto;
• Mesmos antibióticos que inibem a síntese protéica nos ribossomos das bactérias também inibem nos ribossomos das mitocôndrias e cloroplastos.

Obs: Os cloroplastos se assemelham mais às bactérias autotróficas, enquanto as mitocôndrias às heterotróficas.

## Após indicar essas características comuns, pode-se expor a Teoria da Endossimbiose##

Teoria Endossimbiótica : essa teoria sugere que uma célula “pré-eucariótica” desenvolveu uma invaginação na membrana citoplasmática. Uma bactéria entrou pela invaginação como um simbionte e se tornou parte integrante da célula. Quando o simbionte bacteriano era um procarioto fotossintético, funcionava com cloroplasto, e a célula vegetal evoluiu. Quando um simbionte bacteriano era um aeróbio não fotossintético, funcionava como mitocôndria (fornecendo energia) e um tipo de célula animal ou protista evoluiu.

 

Teoria endossimbionte

 

A IMPORTÂNCIA DA BACTÉRIAS NO PLANETA

## Pergunte para seus alunos qual a importância das bactérias para o PLANETA. DIga-lhes que no momento não está pensando na importância para o homem, mas sim para todo o PLANETA ##

## Após as respostas obtidas, é bom enfatizar a importância das bactérias para a vida de todos os organismos (procarióticos e eucarióticos), já que elas originaram as organelas responsáveis pela respiração e fotossíntese, depois, se necessário, acrescente outros papéis desempenhados pelas bactérias, como os listados abaixo ##

Composição de gases na atmosfera

Foram as bactérias que retiraram o dióxido de carbono e produziram o oxigênio.

Produção de oxigênio: Nesse momento pode-se mencionar a teoria da origem da vida, em que os primeiros organismos foram procariontes heterotróficos anaeróbicos, surgindo posteriormente os procariontes autotróficos. Estes produziram O₂ que oxidou o ferro e o enxofre presentes na Terra. Após ocorrer tais oxidações, o oxigênio em excesso foi liberado para a atmosfera.

Produção de CO₂: As bactérias retiraram o gás carbônico da atmosfera em uma velocidade maior do que sua liberação, armazendo-o nas reservas de carbono e diminuindo a sua concentração na atmosfera.
Pode-se usar o quadro abaixo para comparar como seria a Terra sem vida com a Terra atual.

Quadro: Condições atmosféricas e de temperatura de Marte, Vênus, Terra e uma Terra hipotética sem vida

	Marte	Vênus	Terra sem vida	Terra real
Atmosfera
Gás Carbônico	95%	98%	98%	0,03%
Nitrogênio	2,7%	1,98%	1,9%	79%
Oxigênio	0,13%	Traços	Traços	21%
Temperatura Superficial ºC	53	477	290 ±50	13

 Fonte: ODUM, 1983

 

Reciclagem de elementos vitais

As bactérias decompositoras transformam matéria orgânica em inorgânica para ser utilizada pelos autotróficos. Esses realizam fotossíntese, que ocorre em cianobactérias ou em outros vegetais por meio dos cloroplastos (originários das bactérias).

## Fale de composteiras. Mostre que a matéria que geralmente é tida como lixo pode ser reutilizada, e explique que isso se deve à ação dos decompositores##

Simbioses

Citar exemplos da Escherichia coli no intestino grosso (sintetiza vitamina K e algumas vitaminas B); das bactérias presentes no ciclo do Nitrogênio (Rizhobium, Nitrosomonas e Nitrobacter) e das presentes no sistema digestivo de Ruminantes (digerindo a celulose).

Doenças

Além de falar das doenças humanas causadas por bactérias, pode-se falar também da importância do parasitismo em nível de populações (parasitas atacam os indivíduos mais vulneráveis em uma população, contribuindo para que os mais fortes sejam selecionados positivamente) e em nível de comunidades (duas espécies que ocupam o mesmo nicho podem coexistir quando são atacadas por parasitas, já que destinam grande parte de sua energia no combate desses parasitas e não na competição inter-específica).

 

  A IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS PARA O HOMEM

Nesse tópico pode-se abordar o emprego das bactérias na biotecnologia e sua importância para o homem. Alguns itens que merecem destaque são:

• O uso de bactérias na despoluição (veja o artigo da revista ciência hoje http://cienciahoje.uol.com.br/136328);
• A produção de insulina (veja o artigo na revista ciência hoje  http://cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/view/3106);
• O uso de bactérias na produção de vacinas e antibióticos;
• Produção de iogurte.

  ATIVIDADE: Peça que seus alunos pesquisem sobre quais os usos que o Homem atribuiu às bactérias. Durante a discussão dessa atividade, é importante destacar que, embora as bactérias sejam úteis ao homem, elas também são extremamente importantes ao Planeta.

 

DIVERSIDADE

## Pode-se abordar a diversidade de formas (cocos, bacilos, espirilos, etc.) e de modos de vida. Ao se abordar a diversidade de formas, pode-se evidenciar que os eucariotos são mais diversos morfologicamente que as bactérias. Para explicar os detalhes do porque disso, veja a aula "A origem da célula eucariótica" ##

## Nesse tópico é importante mostrar que as bactérias desenvolveram todos os grandes tipos de transformações metabólicas existentes (respiração aeróbica, anaeróbica, fermentação, quimiossíntese, fotossíntese utilizando água ou ácido sulfídrico). À medida que for explicando isso, dê exemplos práticos. Diga a seus alunos onde existem seres fotossintetizantes, fermentadores, etc ##

• As cianobactérias são capazes de realizar a fotossíntese. Além disso, algumas delas (Anabaena, Nostoc), assim como Rhizobium e Azotobacter, são capazes de fixar o nitrogênio, sendo de grande importância no ciclo do nitrogênio.
• Algumas bactérias fazem fotossíntese utilizando ácido sulfídrico ao invés de água, liberando gases de enxofre. Outras utilizam compostos de carbono, como o metano, podendo ser úteis em águas poluídas e eutróficas.
• As bactérias quimiossintetizantes utilizam substâncias químicas como fonte de energia para sintetizar a matéria orgânica, e não a luz, como as fotossintetizantes. Por isso podem viver em ambientes escuros.
• Existem bactérias capazes de realizar a respiração anaeróbica em zonas profundas do mar, resgatando a energia e os materiais presentes nessas regiões, que sobem das profundezas por difusão, tornando-os disponíveis aos aeróbicos.
• Também há bactérias fermentadoras, que têm como produto da sua fermentação álcool, ácido lático ou ácido acético (presente no vinagre).
• E as bactérias também podem realizar respiração aeróbica, necessitando de oxigênio para isso.

Dessa forma, podemos notar que as transformações metabólicas existentes em outros seres vivos já estavam presentes nesses seres primitivos.

Abaixo estão imagens para mostrar a diversidade de bactérias:

                  

Figura 3: Archea: Haloquadratum                                      Figura 4: Enterococcus

 

         

Figura 5: Cyanobacteria                                                   Figura 6: Salmonella typhimurium

                   

Figura 7: Oscillatoria                                                            Figura 8: Spirulina

Figura 9: Anabaena
 

Fonte das imagens 3 - 9: http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Procaryota?uselang=pt

Nome	Tipo
Teoria endossimbionte	Animação/simulação
Estrutura bacteriana	Animação/simulação
Imagens de microscopia eletrônica	Animação/simulação

Pode-se aplicar uma avaliação diagnóstica, por meio de um questionário, perguntando qual a importância das bactérias. Após a aula, o mesmo questionário pode ser aplicado, analisando-se a evolução do aprendizado.