MICROBIOLOGIA-MOD.1

Questo corso è progettato per fornire principi di base di microbiologia a studenti non biologi. Sebbene relativamente semplici e primitivi, i microrganismi sono considerati la forma di vita di maggior successo. Sono praticamente ovunque e sono indispensabili per la vita sulla Terra. I microrganismi condizionano profondamente il mondo in cui viviamo: sono fondamentali per il mantenimento dell’equilibrio di ogni ecosistema, vivono in simbiosi con piante, uomo e animali, sono fondamentali per la fermentazione di alimenti, svolgono un ruolo importante in diverse applicazioni industriali,depurano le acque e partecipano al biorisanamento ambientale. Alcuni di loro sono patogeni e quindi novici e pericolosi per piante, animali e uomo. Per tutti questi motivi diventa importante studiarli e conoscerne i meccanismi cellulari, molecolari e metabolici.

Gli studenti acquisiranno:
-Concetti fondamentali di microbiologia e significato biologico dei microrganismi
-Conoscenze approfondite sull'organizzazione strutturale e funzionale di cellule procariotiche e virus
-Comprensione dei meccanismi metabolici e molecolari dei microrganismi
-Principi delle biotecnologie e nanotecnologie microbiche

Gli studenti dopo il corso saranno in grado di:
-Analizzare la struttura e le funzioni di cellule procariotiche e virus
-Identificare metabolismi microbici e la loro regolazione molecolare
-Interpretare le interazioni dei microrganismi con l'ambiente e altri organismi
-Applicare tecniche di isolamento, coltura e identificazione batterica
-Eseguire preparati microscopici e macroscopici
-Valutare metodi di controllo della crescita microbica

Gli studenti svilupperanno la capacità di:
-Valutare criticamente il ruolo dei microrganismi negli ecosistemi
-Interpretare i potenziali benefici e rischi biologici dei microrganismi
-Elaborare strategie di ricerca e analisi microbiologica
-Comprendere le implicazioni etiche delle applicazioni biotecnologiche

Gli studenti saranno in grado di:
-Utilizzare correttamente il linguaggio tecnico-scientifico della microbiologia
-Presentare e comunicare concetti microbiologici in modo chiaro e professionale
-Documentare procedure e risultati sperimentali
-Discutere criticamente argomenti di microbiologia

Non sono richiesti prerequisiti per questo corso, ma è consigliabile che gli studenti abbiano una conoscenza di base di chimica organica e biochimica

1. INTRODUZIONE ALLA MICROBIOLOGIA. Definizione microrganismo; importanza di studiare i microrganismi; microrganismi e biosfera; impatto dei microrganismi sulla societa’ e loro applicazione; storia microbiologia: scoperte Pasteur e Koch.

2. BIOLOGIA CELLULARE MICROBICA.
a. Struttura della cellula: procarioti vs eucarioti; morfologia batterica; la membrana citoplasmatica: struttura e funzioni; la parete cellulare: struttura Gram+ e Gram-; sintesi della parete cellulare e divisione cellulare
b. Strutture cellulari di superficie e inclusioni cellulari: capsule e strati mucosi, fimbre e pili. Inclusioni cellulari; vescicole gassose, endospore: struttura e ciclo sporulazione.
c. Locomozione microbica: flagelli e motilita’; motilita’ per scivolamento; tassie microbiche: chemiotassi, fototassi

3.BIOLOGIA MOLECOLARE E GENETICA MICROBICA. DNA microbico, replicazione, trascrizione e traduzione batterica; mutazioni; trasferimento genico nei batteri; ricombinazione genica; trasformazione; trasduzione; coniugazione; trasposoni; CRISPR

4. METABOLISMO MICROBICO. Macro e micronutrimenti; trasporto cellulare; classificazione energetica dei microrganismi; principi di bioenergetica;
Catabolismo: Glicolisi, cicli dell’acido citrico e del gliossilato; principi di fermentazione; principi della respirazione: trasportatori di elettroni e varieta’ metabolica
Anabolismo: autotrofia e fissazione dell’azoto; biosintesi polisaccaridi e gluoconeogenesi; aminoacidi-nucleotidi, lipidi

5. PRINCIPI DIVERSITA’ METABOLICA. Metabolismo chemiotrofo; ciclo di Calvin e altri pathway fissazione CO2; fototrofia; fissazione dell’azoto; Ossidazione idrogeno; ossidazione ferro e zolfo; nitrificazione; riduzione nitrato e denitrificazione; riduzione zolfo; metabolismo a 1 atomo di carbonio; acetogenesi e metanogenesi, fermentazioni

6. CRESCITA MICROBICA. Nutrienti; microbiologia classica: tecniche di coltivazione e conta microbica; scissione binaria e ciclo crescita microbica; colture continue; crescita in biofilm; quorum sensing; effetti ambientali sulla crescita microbica: temperature, pH, pressione osmotica e ossigeno; controllo crescita microbica: calore, agenti chimici e fisici; resistenza antibiotici

7. PRINCIPI DI VIROLOGIA. La natura dei virus; struttura del virione; metodi per coltivare e quantificare i virus; overview ciclo replicativo virale; batteriofagi; virus eucariotici; classificazione virale: virus a DNA, virus a RNA.

Michael T. Madigan, John M. Martinko, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl. Brock Biologia dei Microrganismi. Microbiologia Generale, Ambientale, Industriale. Sedicesima Edizione. Editore Pearson, Anno 2022

L'esame di microbiologia sara' orale.

Per passare l'esame lo studente dovra' essere in grado risponde alle domande aperte che comprendono tutti gli argomenti trattati durante il corso di microbiologia con una buon proprieta' di linguaggio tecnico scientifico. Le domande per ogni studente spazieranno dalla struttura delle cellule microbiche, alla biologia molecolare dei microrganismi e ai diversi tipi di metabolismi svolti dai microrgansimi. Il voto sara' la media delle almeno tre domande aperte riguardi le diverse tematiche affrontate durante il corso.

Un esame completamente riuscito (27-30/30) sarà considerato tale quando verrà dimostrata una solida e ampia padronanza dei concetti discussi durante le lezioni. Un voto medio (22-26/30) sarà il risultato di una comprensione abbastanza completa di singoli temi ma con limitate interconnessioni tra gli argomenti. Un livello di sufficienza (18-21/30) corrisponderà a una conoscenza minima delle singole nozioni.

L'insegnamento sarà organizzato in lezioni frontali che copriranno diversi aspetti della microbiologia. Le lezioni saranno supportate da sessioni di laboratorio che aiuteranno a illustrare i concetti pratici. Le lezioni saranno interattive, e gli studenti verranno incoraggiati a discutere le loro osservazioni e punti di vista sui concetti teorici e pratici del corso. Le esercitazioni in laboratorio consisteranno in esperimenti reali e forniranno agli studenti l’opportunità di acquisire esperienza pratica sui concetti illustrati durante le lezioni frontali.

Italiano

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile