Università degli studi dell'Insubria

MICROBIOLOGIA GENERALE

A.A. di erogazione 2017/2018
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in SCIENZE BIOLOGICHE
 (A.A. 2015/2016)

Docenti

BARBIERI PAOLA
Anno di corso: 
3
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
MICROBIOLOGIA GENERALE (BIO/19)
Crediti: 
9
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
78
Dettaglio ore: 
Lezione (64 ore), Esercitazione (6 ore), Laboratorio (8 ore)

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. Conoscenza: 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. Abilità: 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.

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.

Struttura e funzioni delle cellule procariote. (6 ore) Morfologia, dimensioni, organizzazione. Differenze Batteri, Archea, Eucarioti. Parete: Gram +, Gram -, Archea. Membrana citoplasmatica; sistemi di secrezione e trasporto. Capsula, strati S. Appendici esterne: flagelli e movimento casuale e orientato; fimbrie e pili. 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: temperatura, pH, disponibilità di acqua, disponibilità di ossigeno. Microrganismi estremofili. Metodi fisici e chimici per il controllo della crescita.
Metabolismo energetico e assimilativo. (14 ore) Chemiotrofia. Fermentazione. Respirazione aerobica. Respirazione anaerobica: denitrificazione, desulfuricazione, metanogenesi, omoacetogenesi. Chemiolitotrofia. 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.
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 genica. (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.
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.
Laboratorio: Tecniche asettiche, allestimento di colture in solido e in liquido, conta vitale, terreni e colorazioni differenziali.

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.

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.

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.

Il docente riceve previo appuntamento fissato via mail. Agli studenti è richiesto di utilizzare la mail istituzionale.

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE