Microbiologia generale - Università degli Studi dell`Insubria

DIPARTIMENTO DI
BIOTECNOLOGIE E SCIENZE
DELLA VITA – DBSV
A.A. 2016-2017
Laurea in Scienze e Tecnologie Biologiche
Microbiologia generale
SCV0090
Paola Barbieri
CFU
SSD
Lezioni
(ore)
Esercitazioni
(ore)
Laboratorio
(ore)
9
BIO/19
64
6
8
Visite
aziendali
(ore)
Anno
Semestre
Lingua
III
I
IT
OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO
Presentazione e Obiettivi formativi
Il corso presenta una panoramica del mondo microbico, partendo dalle peculiarità strutturali e funzionali dei
microrganismi, e in particolare dei procarioti, per arrivare poi ad analizzare le loro interazioni con gli altri organismi
e il loro ruolo in contesti differenti.
Il corso ha l’obiettivo di fornire le basi fondamentali per un corretto approccio allo studio del mondo microbico e
per la comprensione della rilevanza dei microrganismi nelle Scienze della Vita. Al termine del corso lo studente
dovrà aver acquisito competenze teoriche e operative relative alla biologia dei microrganismi.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza, sapere:
Lo studente, dovrà conoscere, con un adeguato livello di approfondimento, gli argomenti trattati nel programma
allegato ed essere in grado di comunicarli con un linguaggio scientificamente corretto. Dovrà inoltre essere in grado
di collegare i diversi argomenti trattati anche con le discipline propedeutiche al corso e avere consapevolezza delle
possibilità di applicazione e delle ricadute della Microbiologia in diversi contesti.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Abilità, saper fare:
Lo studente dovrà conoscere ed essere in grado di utilizzare le tecniche fondamentali, convenzionali e molecolari,
per l’isolamento, l’identificazione e, in generale, per lo studio dei procarioti. Dovrà anche essere in grado di
progettare ed analizzare i dati di semplici esperimenti e comunicarli utilizzando un linguaggio scientificamente
corretto.
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Segreteria didattica
PREREQUISITI
Propedeuticità: Biochimica.
Sono inoltre indispensabili diverse nozioni fornite nei corsi di Genetica (mutazioni, metodi di selezione, processi di
ricombinazione nei procarioti) e di Biologia Molecolare (replicazione del DNA, trascrizione, traduzione).
CONTENUTI E PROGRAMMA DEL CORSO
Struttura e funzioni delle cellule procariote. (6 ore) Morfologia, dimensioni, organizzazione. Differenze Batteri,
Archea, Eucarioti. La parete: Gram positivi, Gram negativi, Archea. Membrana citoplasmatica; sistemi di secrezione
e trasporto. Capsula, strati S. Appendici esterne: flagelli e movimento casuale e orientato; fimbrie e pili. Il
protoplasto: citoplasma, ribosomi, nucleoide, corpi di inclusione.
Crescita microbica. (8 ore) Composizione elementare della cellula. Categorie nutrizionali. Terreni di coltura: minimi
e complessi, selettivi e differenziali. Arricchimento e isolamento in coltura pura. Crescita di popolazioni microbiche:
metodi per la determinazione della biomassa e del numero di cellule. Descrizione matematica della crescita. Curva di
crescita. Fattori ambientali che influenzano la crescita microbica: temperatura, pH, disponibilità di acqua,
disponibilità di ossigeno. Microrganismi estremofili. Metodi fisici e chimici per il controllo della crescita.
Metabolismo energetico ed assimilativo. (14 ore) Chemiotrofia. Fermentazione. Respirazione aerobica. Respirazione
anaerobica: denitrificazione, desulfuricazione, metanogenesi, omoacetogenesi. Chemiolitotrofia e principali
microrganismi chemiolitotrofi. Fotosintesi ossigenica e anossigenica. Metabolismo assimilativo e biosintetico.
Assimilazione di composti organici. Assimilazione di CO2. Assimilazione di N combinato, azoto fissazione.
Assimilazione di zolfo e fosforo.
Classificazione e tassonomia microbica. (2 ore) Sistemi di classificazione. Metodi convenzionali e molecolari per
l’identificazione.
Cicli degli elementi. (3 ore) Ruolo dei microrganismi nei cicli di C, N, S. Cenni alla degradazione di composti
organici naturali e di sintesi in aerobiosi e anaerobiosi. Simbiosi diazotrofe. Esempi di applicazioni in biotecnologie
ambientali.
Virus. (4 ore) Proprietà generali dei virus. Struttura e organizzazione dei virioni. Moltiplicazione dei virus. Modalità
di studio dei virus. Esempi di cicli vitali di batteriofagi e di virus di eucarioti.
Genetica batterica. (6 ore) Il genoma dei procarioti; cromosoma, plasmidi, altri elementi genetici accessori. Integrità
dell’informazione genetica e generazione di mutazioni. Tipi di mutanti e sistemi di selezione. Trasferimento genico
orizzontale: coniugazione, trasformazione, trasduzione. Significato evolutivo della plasticità del genoma.
Regolazione dell’espressione gen ica. (5 ore) Come i batteri percepiscono l’ambiente. I vari livelli di regolazione delle
attività cellulari. Regolazione positiva e negativa della trascrizione di operoni anabolici e catabolici. Cenni alla
regolazione sovraoperonica e ai sistemi di regolazione globale.
Differenziamento. (6 ore) Il differenziamento come risposta adattativa. Formazione di endospore. Differenziamento
morfologico e fisiologico: streptomiceti. Comunicazione intercellulare: il quorum sensing. I biofilm batterici.
Interazioni microrganismi-uomo. (6 ore) Il ruolo del microbiota dell’uomo. I batteri patogeni: serbatoi e
trasmissione. Concetti di patogenicità e virulenza. I fattori di virulenza. Endotossine. Classificazione ed esempi di
meccanismi di azione di esotossine. Cenni alle difese dell’ospite.
Antibiotici. (4 ore) Microrganismi produttori, classificazione e meccanismo d’azione. Metodi per la determinazione
della sensibilità batterica agli antibiotici. Basi biochimiche e genetiche della resistenza batterica.
Per ogni argomento verranno citati o descritti i principali gruppi di microrganismi interessati.
La suddivisione in ore è puramente indicativa.
Esercitazioni: Elaborazione dati di una conta vitale, costruzione di una curva di crescita e calcolo dei parametri
descrittivi; utilizzazione di flow chart per identificazione batterica; uso banca dati rDNA.
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Laboratorio: Tecniche asettiche, allestimento di colture in solido e in liquido, conta vitale, terreni e colorazioni
differenziali.
TIPOLOGIA DELLE ATTIVITÀ DIDATTICHE
Il corso prevede lezioni frontali (8 CFU) ed esercitazioni di calcolo, progettazione e simulazioni (0.5 CFU) e di
laboratorio (0.5 CFU).
Nelle ore di lezione frontale, il trattamento degli argomenti è svolto con l’ausilio di presentazioni proiettate in aula e
di filmati didattici.
Le esercitazioni di calcolo e progettazione vengono svolte in aula in gruppi di lavoro; le simulazioni vengono svolte
individualmente nei laboratori informatici della sede didattica in via Monte Generoso, ad ogni studente viene
assegnata una postazione informatica (dotata di PC collegato alla rete).
Le esercitazioni in laboratorio vengono svolte nel Laboratorio di Biologia Sperimentale di via Dunant 3. Ad ogni
studente viene fornito un fascicolo con descrizione e protocollo sperimentale. Gli studenti dovranno dotarsi di
camice, altri dispositivi di protezione individuale verranno resi disponibili secondo necessità. Durante le esercitazioni
in laboratorio è assicurata l’assistenza continua in aula da parte del docente e di uno o più esercitatori. Si ricorda agli
studenti che la frequenza dei laboratori didattici è obbligatoria e che è consentita l’assenza solo per un numero di ore
non superiori al 25% dello svolgimento del programma didattico di laboratorio.
Gli studenti che presentano invalidità, allergie o patologie che potrebbero essere aggravate dal contatto con
microrganismi o reagenti chimici devono tassativamente informarne, con comunicazione scritta (anche via email), il
docente prima dell’inizio del laboratorio.
TESTI E MATERIALE DIDATTICO
Madigan et al., Brock Biologia dei microrganismi. 14° Ed. Pearson.
Dehò G., Galli E. Biologia dei microrganismi. CEA
Non vengono fornite le slide delle lezioni in quanto il materiale illustrativo è tratto dai testi citati.
MODALITÀ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO
L’esame consiste in un colloquio orale, con votazione in trentesimi, volto a verificare la conoscenza e il livello di
approfondimento delle nozioni e delle tecniche microbiologiche fondamentali e di comunicarli con proprietà di
linguaggio, la capacità di collegare i diversi argomenti e la consapevolezza dei diversi settori di applicazione della
microbiologia e delle sue ricadute.
Le esercitazioni teoriche e pratiche, pur non prevedendo una verifica specifica, costituiscono parte integrante del
programma d’esame.
ORARIO DI RICEVIMENTO E RECAPITO MAIL
Il docente riceve previo appuntamento fissato via mail. Agli studenti è richiesto di utilizzare la mail istituzionale.
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Segreteria didattica
Calendario delle attività didattiche
Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS
Appelli d'esame
Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli
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