Corso di laurea in Scienze Biologiche (L-13)

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).

Insegnamento obbligatorio per il modulo di Microbiologia Applicata (MFN0415) del corso Laboratorio di Metodologie Biochimiche e Microbiologiche (MFN0415).

L’insegnamento si propone di formare gli studenti sui seguenti aspetti di base, molecolari e cellulari della Microbiologia Generale:

• 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 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

Le esercitazioni in laboratorio si propongono come naturale completamento della formazione microbiologica di basedegli studenti attraverso attività teoriche-pratiche dedicate all'apprendimento di alcune tecniche microbiologiche di base necessarie per l’esecuzione in autonomia di procedure di laboratorio inerenti:  la manipolazione di colture di microrganismi in condizioni asettiche, la coltivazione dei microrganismi, la colorazione e l’osservazione microscopica di popolazioni microrganismi.

Tali conoscenze sono indispensabili per il successivo insegnamento del modulo di Microbiologia Applicata delll'insegnamento di Laboratorio di Metodologie Biochimiche e Microbiologiche (MFN0415).

 

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di: 1) aver compreso quali sono le caratteristiche distintive tra cellule eucariote e procariote; 2) conoscere l’organizzazione e i rapporti struttura-funzione della cellula procariota; 3) conoscere le modalità della crescita dei procarioti e i sistemi per controllarla; 4) aver compreso le basi genetiche della diversità microbica; 5) aver compreso la peculiare natura dei virus e delle loro strategie replicative; 6) conoscere le linee di evoluzione dei microrganismi; 7) conoscere le differenze tra Batteri e Archea.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Lo studente dovrà integrare le conoscenze e le capacità acquisite con l’insegnamento di Microbiologia Generale con quelle derivate dagli altri insegnamenti (in particolare Biologia Molecolare, Genetica, Immunologia). Inoltre, al termine delle lezioni e delle attività di esercitazioni di laboratorio lo studente dovrà dimostrare le seguenti capacità:

• saper riconoscere e distinguere una cellula eucariota da una procariota
• saper schematizzare con semplici disegni le strutture di base peculiari della cellula procariota e dei virus
• saper trasferire in condizioni asettiche una popolazione microbica
• saper coltivare i batteri  e conoscere i fattori che possono influenzarne la crescita batterica
• saper usare correttamente il microscopio ottico
• saper riconoscere, descrivere e distinguere batteri Gram positivi e Gram negativi e riconoscere batteri acido-alcool resistenti in una popolazione mista di batteri
• saper riconoscere e descrivere una spora batterica

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Valutazione ed interpretazione di dati sperimentali ottenuti nell’attività di laboratorio: capacità di esprimere un giudizio su diversi aspetti della sperimentazione, motivando le proprie decisioni con il supporto delle conoscenze tecnico‐scientifiche acquisite.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Capacità di comunicare gli argomenti appresi in lingua italiana scritta e orale. Capacità di espressione con appropriatezza di linguaggio (corretto uso di termini tecnico‐scientifici). Le attività in laboratorio permetteranno di sviluppare la capacità di lavorare in gruppo.

 

 

 

                                                                                               

 

Questo insegnamento prevede lezioni frontali (64 ore; 64 ore/studente) con l’ausilio di proiezioni di materiale didattico (presentazione ppt), e un’attività di esercitazioni di laboratorio a posto individuale (0.5 CFU; 8 ore/studente). Il programma calendarizzato dell’insegnamento e il calendario delle attività di laboratorio sono scaricabili dal materiale didattico disponibile sulla piattaforma e-learning Moodle.

La frequenza alle lezioni in aula è facoltativa (ma fortemente raccomandata); la frequenza alle esercitazioni in laboratorio è obbligatoria, per le quali è prevista una frequenza pari al 100%.

 

L’apprendimento è verificato con un esame scritto nelle date prestabilite degli appelli. L’esame scritto è costituito da una serie di 11 domande aperte per valutare oltre all’acquisizione di conoscenze, la capacità di organizzare una risposta articolata con chiarezza espositiva, sintesi e appropriatezza di linguaggio. Dieci domande ricoprono tutti gli argomenti svolti con le lezioni in aula, una domanda riguarderà l’attività svolta nelle esercitazioni di laboratorio. Per ogni risposta verrà dato un punteggio da 0 fino ad un massimo di 3. La votazione sarà espressa in trentesimi. L'esame viene considerato superato con votazione ≥ 18/30. Il voto massimo dell’esame scritto (33/30) consente l’attribuzione della lode. Lo studente che ha superato l’esame può chiedere di sostenere un esame orale, il cui esito potrà variare il voto dell’esame scritto di +/-2 punti.

-La natura del mondo microbico: eucarioti e procarioti a  confronto.

-Struttura e funzione della cellula procariota: parete cellulare, membrana citoplasmatica e sistemi di trasporto, citoplasma e strutture citoplasmatiche, genoma dei procarioti, capsula, flagelli e regolazione del movimento, endospore.

-Tecniche microbiologiche di base: sterilizzazione, disinfezione, sanificazione, coltivazione, colorazioni microbiche.

-Duplicazione ed espressione del genoma dei procarioti. Elemento 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. 

-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.

 

-Esercitazioni di laboratorio: sicurezza nel laboratorio di Microbiologia, principi di tecniche asettiche, terreni di coltura,  piastratura e isolamento di popolazioni batteriche su mezzi di coltura solidificati, allestimento di preparati di microrganismi per colorazioni, colorazioni differenziali (colorazioni di Gram, Ziehl-Neelsen e Schaeffer-Fulton), osservazione microscopica. Elementi di identificazione batterica su base fenotipica (prove colturali su terreni differenziali).

                                                                                           

                                                        

                

      

 

 

I testi base di riferimento per l'insegnamento sono:

• Dehò G., Galli E., Biologia dei Microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana, 2 ed., 2014.
• Madigan et al., Brock – Biologia dei Microrganismi, Vol. 1, 2 e 3, Pearson Italia, 2012.  

Dall'inizio dell'insegnamento gli studenti potranno usufruire del materiale didattico utilizzato per le lezioni (slides), disponibile sulla pagina web del corso presente sulla piattaforma e-learning Moodle. Tale materiale, insieme agli appunti presi durante le lezioni e ai libri consigliati sarà di supporto e guida allo studio e alla preparazione delle verifiche di esame.

 

Curriculum Biomolecolare Cellulare, Curriculum Ecologico Ambientale