Microbiologia generale

A.A. 2020/2021
9
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
BIO/19
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di illustrare la struttura e le funzioni delle cellule procariote e i meccanismi che stanno alla base della variabilità genetica e dell'adattamento all'ambiente nei microrganismi. Il laboratorio permetterà di acquisire tecniche microbiologiche di base e di verificare alcuni concetti fondamentali di fisiologia microbica.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso, lo studente conoscerà:
- struttura e fisiologia delle cellule procariote
- meccanismi di trasmissione e regolazione dei geni batterici
- modalità di crescita di procarioti e strumenti per controllare e misurare la crescita
- principali antibiotici e loro meccanismo d'azione
- natura e strategie replicative di virus e batteriofagi

Inoltre, anche grazie alla frequenza del laboratorio, lo studente sarà in grado di :
- allestire colture pure di batteri e analizzarne la crescita
- riconoscere, descrivere e distinguere batteri Gram positivi e Gram negativi
- riconoscere e descrivere una spora batterica.
Programma e organizzazione didattica

A - L

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Metodi didattici: Le attività formative verranno erogate attraverso una combinazione di lezioni asincrone e attività sincrone. Nelle 24 ore precedenti a ciascuna lezione prevista dall'orario, verrà resa disponibile nelle pagine Ariel dell'insegnamento una videolezione costituita dalla registrazione del desktop del docente con commento audio di durata sintetica. Inoltre, in corrispondenza con le lezioni previste dall'orario, il docente sarà disponibile in chat sulla piattaforma Microsoft Teams per chiarimenti relativi al contenuto delle lezioni. Le esercitazioni verranno svolte in modalità sincrona su Microsoft Teams. Le modalità per partecipare alle esercitazioni sincrone e usufruire della chat saranno pubblicate per tempo nelle pagine Ariel dell'insegnamento, come pure gli avvisi relativi a qualsiasi aggiornamento legato all'evoluzione della normativa imposta dal Covid-19.

Materiali di riferimento: Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione: Gli esami a distanza eventualmente imposti dall'emergenza Covid-19 saranno svolti in forma interamente orale sulla piattaforma Microsoft Teams e consisteranno in 4-5 domande inerenti agli argomenti trattati durante le lezioni.
Programma
Struttura e funzioni delle cellule microbiche
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.

Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.

Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Fissazione dell'azoto. Assimilazione di S e P.
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici

Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Ricombinazione. Implicazioni evolutive.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.

Regolazione dell'espressione genica
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Struttura genomica (topologia del DNA; riarrangiamenti genomici).
Reti regolative. Repressione da catabolita. Risposta stringente. "Alarmons".

Interazione tra procarioti e altri organismi
Interazioni tra batteri: i processi cooperativi. Il Quorum Sensing. Le associazioni microbiche: il biofilm.

Cenni su interazioni microrganismo- ospite eucariote.

LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.

I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Saggio di attività β-galattosidasica.
Microscopia. Tecniche di colorazione
Prerequisiti
Lo studente deve possedere concetti base di Chimica organica, Chimica biologica, Genetica, Biologia molecolare.
Metodi didattici
Modalità di erogazione del corso basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato.

Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustrati nelle lezioni frontali.
Materiale di riferimento
Dehò, G., Galli, E. Biologia dei microrganismi. Terza edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito Ariel del docente
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica della preparazione degli studenti consiste in una prova scritta strutturata in 3 parti: 30 domande a risposta multipla (24 punti max); disegno e analisi di una curva di crescita (4 punti max); riconoscimento di 5 immagini che rappresentano in modo schematico molecole/strutture di interesse microbiologico presentate durante il corso (2 punti max). L'esame è superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva uguale o superiore a 18/30. Gli studenti che totalizzano un punteggio uguale/superiore a 26/30 nella prova scritta possono, se lo desiderano, sostenere una prova orale integrativa (3 punti max).
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 9
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 64 ore
Turni:
Docente: Briani Federica
Turno 1
Docente: Briani Federica
Turno 2
Docente: Landini Paolo

M - Z

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Metodi di insegnamento:
Le lezioni si terranno sulla piattaforma Teams e potranno essere seguite sia in modo sincrono in base all'orario del secondo semestre sia in modo asincrono poiché saranno registrate e rese disponibili agli studenti sulle piattaforme Teams e Ariel.

Programma e materiale di riferimento:
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione:
L'esame consiste in una prova scritta da svolgersi con l'utilizzo della piattaforma Moodle secondo le modalità illustrate sul portale di ateneo, sia in presenza che a distanza. L'esame consiste in una parte con 30 domande a risposta multipla e 3-4 domande a risposta aperta che peseranno rispettivamente 1/3 e 2/3 ai fini della valutazione complessiva dell'esame. L'esame sarà superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva di 18/30.
Programma
Struttura e funzioni delle cellule microbiche
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.

Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.

Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Fissazione dell'azoto. Assimilazione di S e P.
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici

Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Ricombinazione. Implicazioni evolutive.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.

Regolazione dell'espressione genica
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Struttura genomica (topologia del DNA; riarrangiamenti genomici).
Reti regolative. Repressione da catabolita. Risposta stringente. "Alarmons".

Interazione tra procarioti e altri organismi
Interazioni tra batteri: i processi cooperativi. Il Quorum Sensing. Le associazioni microbiche: il biofilm.

Cenni su interazioni microrganismo-ospite eucariote: interazioni batteriche con gli organismi animali; interazioni benefiche e dannose dei batteri con gli organismi vegetali

LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.

I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Saggio di attività β-galattosidasica.
Microscopia. Tecniche di colorazione.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere concetti base di Chimica organica, Chimica biologica, Genetica, Biologia molecolare.
Metodi didattici
Modalità di erogazione del corso basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustarti nelle lezioni frontali.


Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata per le lezioni frontali.
Obbligatoria con verifica della presenza per il laboratorio.
Materiale di riferimento
Dehò, G., Galli, E. Biologia dei microrganismi. Terza edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito Ariel del docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica della preparazione degli studenti consiste in una prova scritta strutturata in una parte con 30 domande a risposta multipla e 3-4 domande a risposta aperta che peseranno rispettivamente 1/3 e 2/3 ai fini della valutazione complessiva dell'esame. L'esame sarà superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva di 18/30.
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 9
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 64 ore
Turni:
Turno 1
Docente: Bertoni Giovanni
Turno 2
Docente: Bertoni Giovanni
Docente/i
Ricevimento:
dal lunedì al venerdì ore 9-18, su appuntamento
presso lo studio del docente al IV piano torre B, Dip. di Bioscienze - via Celoria 26
Ricevimento:
mercoledì 15:30-16:30
IV piano torre C; via Celoria 26
Ricevimento:
Giovedì 15.30-16.30
Edifici biologici, Via Celoria 26, 4° piano torre B