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 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.

 

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.

 

 

 

                                                                                               

 

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). 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%.

 

La verifica dell'apprendimento avverrà  con un esame scritto composto da 11 domande aperte con spazio di risposta predefinito.  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. 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. La durata della prova scritta è di 90 minuti.

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 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.  A questo scopo, dieci domande ricoprono tutti gli argomenti svolti con le lezioni in aula, una domanda riguarda l'attività svolta nelle esercitazioni di laboratorio.

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 +/-2 punti.

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, 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.

Programma delle esercitazioni di laboratorio di Microbiologia Generale:

• 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,  Pearson Italia, 14 ed., 2016.  

Dall'inizio dell'insegnamento gli studenti potranno usufruire delle presentazioni utilizzate per le lezioni, e 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 gli appunti presi durante le lezioni e i libri consigliati, sarà di supporto e guida alla preparazione delle verifiche di esame.

 

Curriculum Biomolecolare Cellulare, Curriculum Ecologico Ambientale