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MICROBIOLOGIA GENERALE (corso A)

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GENERAL MICROBIOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica
SVB0024
Docenti
Giorgio Gribaudo
Anna Luganini
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
2° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
BIO/19 - microbiologia generale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti

Conoscenza della struttura e funzione della cellula eucariota fornita attraverso l'insegnamento di Biologia della Cellula e dei Tessuti (del 1° anno). Nozioni di base di chimica delle macromolecole biologiche e dei processi di produzione di energia acquisite con l'insegnamento di Biochimica (del 2°anno). Nozioni di base della regolazione dell’espressione genica, trascrizione, traduzione e principi di trasduzione del segnale fornite dall'insegnamento di Biologia Molecolare (del 2°anno).


Knowledge of the structure and functions of eukaryotic cells acquired with the Cell and Tissue Biology course (1st year). Basic knowledge of the structure of biological macromolecules and of energy production acquired with the Biochemistry course (2nd year). Basic knowledge about regulation of gene expression, transcription and translation, and signal transduction acquired with the Molecular Biology course (2nd year).
Propedeutico a

Insegnamento necessario per il modulo di Microbiologia Applicata (SVB0072A) del corso Laboratorio di Metodologie Biochimiche (SVB0189).


The course is required for the course of Applied Microbiology (SVB0072A) of the Integrated Course of Laboratory of Methods in Biochemistry and Microbiology (SVB0189).
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi degli ambiti Morfologico-Funzionale, Biochimico-Molecolare ed Ecologico-Ambientale del Corso di Laurea in Scienze Biologiche, fornendo allo studente conoscenze e capacità applicative a livello cellulare e molecolare  sulle caratteristiche dei microrganismi procariotici e dei virus. In particolare, sui seguenti aspetti di base, molecolari e cellulari della Microbiologia Generale:

  • esempi di microrganismi modello
  • caratteristiche peculiari e distintive dei procarioti e dei virus
  • struttura e funzione della cellula procariota
  • la diversità metabolica dei procarioti
  • la crescita microbica
  • principi di genetica microbica
  • principi di classificazione, tassonomia, diversità ed evoluzione molecolare dei microrganismi
  • struttura e strategie replicative delle principali classi di virus
  • modelli di interazione tra microrganismi e altri organismi
  • modelli di interazione tra microrganismi e animali: caratteristiche del microbiota
  • modelli di interazione con gli animali: ruolo dei batteri come agenti di malattie e concetti di base di patogenesi 
  • struttura, meccanismi d'azione degli antimicrobici e meccanismi di resistenza

Fornisce inoltre attraverso le attività di esercitazione in laboratorio conoscenze e competenze teoriche-pratiche in alcune tecniche microbiologiche di base, necessarie per l'esecuzione in autonomia di procedure  inerenti:  la manipolazione di colture di microrganismi in condizioni asettiche, la coltivazione dei microrganismi, la colorazione e l'osservazione microscopica di popolazioni microrganismi.

Queste conoscenze e capacità applicative sono propedeutiche ad altri insegnamenti del Corso di Laurea, potranno essere impiegate in tutti gli ambiti professionali dei laureati in Scienze Biologiche  (L-13) e per il proseguimento degli studi nelle lauree magistrali in Biologia (LM-06) o LM affini.

Alcuni conoscenze e capcità applicative acquisite con l'insegnamento sono oggetto di verifica nell'esame di stato per l'abilitazione professionale.

 

This course contributes to the realization of the learning objectives of the Degree in Biological Sciences, by providing students with theoretical knowledge of morphological, functional and molecular characteristics of prokaryotic microorganisms and viruses. In particular, on the following basic, molecular, and cellular aspects of General Microbiology:

  • examples of models of microrganisms
  • main differential characteristics of  prokaryotic cells and viruses
  • structure and function of the prokaryotic cell 
  • differences in metabolic pathways in prokaryotic cells
  • microbial growth
  • basic concepts of microbial genetics
  • classification, taxonomy and microbial evolution and systematics
  • structure and replication strategies of different classes of animal and bacterial viruses
  • models of intercations between bacteria and other organisms                        
  • models of interactions between bacteria and animals: the microbiota
  • models of interactions between bacteria and animals: basic concepts of bacterial pathogenesis
  • antibiotics structure and function, and resistance mechanisms 

It also provides theoretical and practical knowledge and theoretical skills of basic laboratory microbiological techniques through the laboratory-practice exercises, which are necessary for the autonomous execution of basic microbiological procedures, such as handling of microorganisms under aseptic conditions, cultivation of microorganisms, staining cand microscopic observation of microorganism cell populations. Some of the teaching topics are being tested in State exam for Biologists.

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Al termine del l'insegnamento, lo studente dovrà conoscere:

  • le caratteristiche distintive tra cellule eucariote e procariote; 
  • l'organizzazione e i rapporti struttura-funzione della cellula procariota;
  • le modalità della crescita dei procarioti e i sistemi per controllarla;
  • le basi genetiche della diversità microbica;
  • la peculiare natura dei virus e delle loro strategie replicative;
  • le linee di evoluzione dei microrganismi;
  • le principali differenze tra Batteri e Archea;
  • alcuni modelli di interazione tra i Procarioti e tra Procarioti e gli animali;
  • le basi della patogenicità batterica;
  • i principali antibiotici e  i loro meccanismi d'azione.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di :

  • integrare le conoscenze acquisite con l'insegnamento di Microbiologia Generale con quelle derivate dagli altri insegnamenti del CdS (in particolare Biologia Molecolare e Genetica, Biologia Cellulare e dello Sviluppo, Immunologia, Laboratorio di Metodologie Biochimiche e Microbiologiche );
  • riconoscere e distinguere una cellula eucariota da una procariota;
  • schematizzare con semplici disegni le strutture di base peculiari della cellula procariota e dei virus;
  • trasferire in condizioni asettiche una popolazione microbica;
  • coltivare i batteri  e conoscere i fattori che possono influenzare la crescita batterica;
  • usare correttamente il microscopio ottico;
  • riconoscere, descrivere e distinguere batteri Gram positivi e Gram negativi e riconoscere batteri acido-alcool resistenti in una popolazione mista di batteri;
  • riconoscere e descrivere una spora batterica;

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Alla fine di questo insegnamento, lo studente saprà:

  • interpretare i dati sperimentali ottenuti nell'attività di esercitazione di laboratorio;
  • formulare in contesti professionali e per scopi diversi un giudizio di identificazione di popolazioni microbiche.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Alla fine di questo insegnamento,  lo studente sarà in grado di:

  • comunicare, anche in forma scritta, in contesti professionali e per scopi diversi gli argomenti appresi con appropriatezza di linguaggio (corretto uso di termini tecnico‐scientifici);
  • lavorare in gruppo.

 

 

 

                                                                                               

 

KNOWLEDGE & UNDERSTANDING

At the end of the course, the student will have to know:

  • the characteristics between prokaryotic and eukariotyc cells;
  • the organization and relation between structure -function of prokaryotic cells;
  • the microbial growth and environmental conditions for bacteria growth;
  • the microbial genetics and differences between prokaryotic genomes;
  • main viruses characteristics and their replication strategies;
  • microbial evolution;
  • main differences between Bacteria and Archea;
  • some models of interaction between Procariots and Procariots and animals;
  • the bases of bacterial pathogenicity;
  • the main antibiotics and their mechanisms of action.

APPLYING KNOWLEDGE &UNDERSTANDING

At the end of teaching, students should also be able to:

  • integrate the acquired knowledge of the General Microbiology course with those from the other courses of the Degree in Biological Sciences (in particular, Molecular and Genetic Biology, Cell Biology and Development, Immunology, Laboratory of Biochemical and Microbiological Methods);
  • recognize and distinguish eukariotyc and prokaryotic cells;
  • schematize through simple drawings the main structures of bacteria and viruses;
  • aseptically transfer a microbial population;
  • cultivate bacteria and know the factors that may influence their growth;
  • correctly use the light microscope;
  • recognize, describe and distinguish Gram positive from Gram negative bacteria, recognize acid alcohol resistant  bacteria in a mixed population;
  • recognize and describe bacterial spores.

MAKING JUDGEMENTS

At the end of this teaching, the student will be able to:

  • interpret the experimental data obtained in the laboratory exercise activity;
  • formulate, in professional contexts and for different purposes, a judgment on the identification of microbial populations.

COMMUNICATION SKILLS

At the end of this teaching, the student will be able to:

  • communicate, even in writing, in professional contexts and for different purposes the subjects learned with the appropriateness of language (correct use of technical-scientific terms);
  • team work.  

 

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Programma

Programma di Microbiologia Generale:

  • La natura del mondo microbico: eucarioti e procarioti a  confronto.
  • Struttura e funzione della cellula procariota: parete cellulare, membrana citoplasmatica e sistemi di trasporto e secrezione, citoplasma e strutture citoplasmatiche, capsula, flagelli e regolazione del movimento, endospore.
  • Tecniche microbiologiche di base: sterilizzazione, disinfezione, sanificazione, coltivazione, colorazioni microbiche.
  • Genoma dei procarioti. Duplicazione ed espressione del genoma dei procarioti. Elementi di genomica microbica.
  • Metabolismo microbico: caratteristiche della diversità metabolica dei procarioti, fermentazione, respirazione aerobica e anaerobica, fotosintesi.
  • Caratteristiche della crescita dei procarioti: ciclo cellulare e divisione, curva di crescita, fattori ambientali e crescita.
  • Genetica dei microrganismi: diversità dei genomi procariotici, trasferimento genico orizzontale e trasposizione.
  • Virus: struttura e funzione, strategie replicative di virus animali e batterici (a DNA e a RNA) e batterici. 
  • Immunità batterica: sistema degli enzimi di restrizione (sistema RM) e CRISP-Cas.
  • Modelli di interazione tra batteri e altri organismi. Quorum sensing. Biofilms.
  • Modelli di interazione batteri e uomo: il microbiota umano.
  • Elementi di patogenesi batterica (tossine, meccanismi di adesione, invasione e colonizzazione). 
  • Agenti antimicrobici: meccanismi di azione e fenomeni di resistenza.
  • Principi di classificazione convenzionale e molecolare dei procarioti ed evoluzione molecolare.
  • Caratteristiche fondamentali degli Archea.
  • Caratteristiche fondamentali dei principali gruppi di Batteri.
  • Caratteristiche fondamentali dei principali Eucarioti unicellulari.

Programma delle esercitazioni del laboratorio di Microbiologia Generale:

  • Sicurezza nel laboratorio di Microbiologia;
  • Principi di tecniche asettiche;
  • Terreni di coltura;
  • Allestimento di preparati di microrganismi per la colorazioni differenziale;
  • osservazione microscopica.

 

 

Program of General Microbiology:

  • Comparison between prokaryotic and eukariotyc cells characteristics.                    
  • Structure and function of prokaryotic cell: bacterial cell wall, cytoplasmic membrane and membrane transport and secretion, cytosol and the bacterial cytoplasmic inclusions, bacterial flagellum and bacterial movements regulation, endospore.
  • Basic microbiological techniques: sterilization, disinfection, sanitation, bacterial cultivation and microbial staining techniques.
  • Prokaryotes genome. Duplication and expression of the prokaryotes genome. Element of microbial genomics.
  • Microbial metabolism: bacteria metabolism characteristics,  fermentation, aerobic and anaerobic respiration, photosynthesis.                                    
  • Microbial growth: bacterial cell division, growth curve, and the effect of environmental factors on growth.
  • Microorganism genetics: diversity of procariotic genomes, horizontal gene transfer and transposons. 
  • Virus: structure and function, replication cycles of animal viruses (with DNA or RNA genome) and bacteria viruses.
  • Bacterial immunity: restriction enzymes system (RM system) and CRISP-Cas.
  • Interaction models between bacteria with other microorganisms. Quorum sensing. Biofilm.    
  • Interaction models between bacteria and human hosts: human microbiota.
  • Elements of bacterial pathogenesis (toxins, adhesion mechanisms, invasion and colonization).
  • Antimicrobial agents: mechanism of action and resistance phenomena.
  • Traditional and molecular methods for classification of prokaryotes. Molecular evolution.
  • Main characteristics of Archea.        
  • Main characteristics of Major Groups of Bacteria. 
  • Main characteristics of Unicellular eukaryotic microorganisms.

Program of General Microbiology Laboratory:

  • Notions of laboratory safety and security in a laboratory of Microbiology;
  • Aseptic Microbiology Plating Techniques;
  • Cultivation media;
  • Placing and isolating bacterial populations on solidified media;
  • Preparation of microorganisms for differential staining;
  • microscopic observation.

 

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Modalità di insegnamento

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento, si prevedono lezioni frontali (64 ore; 64 ore/studente) con l'ausilio di proiezioni di materiale didattico (presentazione ppt), e attività di esercitazioni di laboratorio a posto individuale (0.5 CFU; 8 ore/studente). Le esercitazioni sono obbligatorie (100%). Il  calendario delle attività di laboratorio sarà scaricabile dal materiale didattico disponibile sulla pagina del Corso della piattaforma e-learning Moodle.

Tutte le lezioni si terranno in presenza.

 

 

 

In order to achieve the learning objectives of this teaching, there are  frontal lessons (64 hours; 64 hours/student) with the aid of teaching material projections (ppt presentation), and individual laboratory exercises (0.5 CFU; 8 hours/student). The laboratory is mandatory (100%). The calendar of laboratory activities will be downloaded from the educational material available on the Moodle e-learning platform.

All lessons will be in presence.

 

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avverrà in presenza  con un esame scritto composto da 11 domande aperte sequenziali con spazio di risposta predefinito (max 10 righe).  Per ogni risposta verrà dato un punteggio da 0 fino ad un massimo di 3. La votazione sarà espressa in trentesimi e il punteggio finale sarà dato dalla somma dei punteggi parziali. La durata della prova scritta è di 60 minuti. L'esame viene considerato superato con votazione ≥ 18/30 nella prova scritta. Il voto massimo dell'esame scritto (33/30) consente l'attribuzione della lode.

Potranno sostenere l'esame solo gli studenti che hanno frequentato le esercitazioni (100%)

L'esame scritto, oltre a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati, si pone l'obiettivo di verificare: la capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza degli argomenti con chiarezza e sintesi espositiva, la competenza nell'impiego della terminologia tecnica-scientifica microbiologica, le competenze tecnico-pratiche nelle tecniche di colorazione e coltivazione dei procarioti.

Gli esiti della prova scritta verranno comunicati agli studenti tramite e-mail. Lo studente che ha ottenuto un punteggio pari o superiore a 18/30 nella prova scritta, può chiedere di sostenere una prova orale il cui esito potrà variare il voto della prova scritta di soli +/-2 punti. Attenzione: chi sosterrà l'esame orale perderà automaticamente la votazione dell'esame scritto.

Gli studenti che hanno conseguito una votazione sufficiente possono acconsentire (silenzio-assenso) di accettarla come valutazione finale dell'insegnamento di Microbiologia Generale. Gli studenti che hanno conseguito una votazione sufficiente, ma non intendono accettarla come valutazione finale, devono comunicare la loro decisione via e-mail ai Docenti, altrimenti la loro votazione sarà verbalizzata come voto finale di Microbiologia Generale.

Ciascuno studente ha facoltà di sostenere l'esame non più di 3 volte durante l'Anno Accademico.

 

Verification of learning will take place in-person with a written exam consisting of 11 sequential open questions with predefined answer space (max 10 lines). For each answer a score from 0 up to a maximum of 3 will be given. The vote will be expressed out of thirty and the final score will be given by the sum of the partial scores. The duration of the written test is 60 minutes.The exam is considered passed with a score ≥ 18/30 in the written test. The maximum mark of the written exam (33/30) allows the attribution of honors.

Only students who have attended the microbiology laboratory will be able to take the exam.

The written exam, in addition to verifying the knowledge and understanding of the topics covered, aims to verify: the ability to discursively organize knowledge with clarity and expository synthesis, the competence in the use of technical-scientific microbiological terminology, technical and practical skills in prokaryotes coloring and cultivation techniques.
The results of the written test will be communicated to students by e-mail. The student who has obtained a score equal to or greater than 18/30 in the written test, can ask to take an oral test whose outcome may vary the mark of the written test by only +/- 2 points. Attention: those who take the oral exam will automatically lose the mark on the written exam.

Students who have achieved a sufficient mark can agree (tacit consent) to accept it as a final evaluation of the teaching of General Microbiology. Students who have achieved a sufficient mark, but do not intend to accept it as a final evaluation, must communicate their decision via e-mail to the teachers, otherwise their mark will be recorded as a final grade of General Microbiology.


Each student has the right to take the exam no more than 3 times during the Academic Year.

 

 



 

Testi consigliati e bibliografia

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I testi base di riferimento per l'insegnamento sono:

  • Dehò G., Galli E., Biologia dei Microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana, 3 ed., 2018.
  • Madigan et al., Brock - Biologia dei Microrganismi,  Pearson Italia, 16 ed., 2022.  

Gli studenti potranno usufruire delle presentazioni delle lezioni pdf in forma estesa disponibili sulla pagina web dell'insegnamento presente sulla piattaforma e-learning Moodle. Le presentazioni delle lezioni da sole non costituiscono materiale didattico sufficiente per la preparazione della verifica dell'apprendimento. L'integrazione delle presentazioni con i libri consigliati sarà di supporto e guida alla preparazione delle verifiche di esame.

 

The following textbooks are highly recommended:

  • Dehò G., Galli E., Biologia dei Microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana, 2 ed., 2014.
  • Madigan et al., Brock - Biologia dei Microrganismi, Pearson Italia, 14 ed., 2016.  

From the beginning of lessons, students will be able to take advantage of the presentations of the pdf lessons in extended form and available on the teaching web page on the Moodle e-learning platform. Presentations of the lessons alone are not sufficient for the preparation of the exam. Therefore, they must be combined with  recommended textbooks.



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Note

Curriculum Biomolecolare Cellulare, Curriculum Ecologico Ambientale

Cellular and Molecular Biology Curriculum , Environmental and Ecology Curriculum 

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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

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    Ultimo aggiornamento: 12/06/2024 15:39
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