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MICROBIOLOGIA GENERALE (A-L)
FRANCESCA BIAVASCO

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 8
Ore 64
Periodo 2^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov ST01 3S037

Prerequisiti

Conoscenze di Biochimica e Citologia.

 

Modalità di svolgimento del corso

Sono previste lezioni teoriche (7 CFU, 56 ore), che includono simulazioni in aula di esercitazioni pratiche, e esperienze di laboratorio (1 CFU, 8 ore) svolte a piccoli gruppi. La frequenza al corso non è obbligatoria, benché quella ai laboratori sia fortemente consigliata. Qualora non fosse possibile frequentare i laboratori lo studente è tenuto a conoscerne i contenuti e a dimostrare di saper riprodurre i saggi eseguiti (sono a disposizione sul sito del DiSVA dispense dettagliate). Gli studenti che trovano difficoltà a interpretare e saper riprodurre i saggi descritti possono/devono chiedere chiarimenti al Docente.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
Alla fine del corso lo studente dovrà avere acquisito le conoscenze fondamentali sulla diversità del mondo microbico e la posizione dei diversi gruppi di microrganismi nell’ambito degli esseri viventi. Dovrà inoltre conoscere le caratteristiche distintive dei microrganismi cellulari (procariotici e eucariotici) e acellulari (con particolare riguardo alla struttura e funzione dei diversi componenti), la diversità del metabolismo e delle esigenze nutrizionali, le possibili interazioni dei microrganismi tra loro, con altri esseri viventi e con l’ambiente, i meccanismi di patogenicità microbica e le strategie di difesa dell’ospite. Dovrà avere le cognizioni di base sulla coltivazione, le metodiche di determinazione quantitativa e il controllo della crescita microbica. Lo studente dovrà inoltre essere consapevole dei diversi campi di applicazione della Microbiologia.

Capacità di applicare le conoscenze:
Lo studente dovrà acquisire la capacità di riconoscere i diversi tipi di microrganismi sulla base delle loro caratteristiche distintive (es. esigenze nutrizionali, caratteristiche tintoriali, motilità), di allestire colture batteriche e ottenere colture pure, di valutare la carica microbica presente in un campione (determinazione delle UFC e della DO) e di determinare lo spettro di sensibilità agli antibiotici (Kirby-Bauer) mediante tecniche di base.

Competenze trasversali:
L’esecuzione di esperienze di laboratorio, contribuisce alla familiarizzazione con tecniche di laboratorio di base (spettrofotometria, microscopia, diluizioni seriali, utilizzo di micropipette, mantenimento della sterilità e riconoscimento e controllo delle contaminazioni) e con le principali strategie essenziali per eseguire corrette procedure di analisi (utilizzo di marcatori di riferimento e di controlli di qualità), alla capacità a lavorare in gruppo e di interpretazione critica dei risultati.

Programma

Lezioni frontali (7 CFU, 56 ore)

Diversità del mondo microbico. Microorganismi cellulati e acellulati in natura, procarioti ed eucarioti. Tassonomia microbica.  
Tecniche microbiologiche. Osservazione al microscopio e colorazioni dei microrganismi.
Procarioti. Struttura e funzione della cellula procariota. Dimensioni, forma e organizzazione. Eubatteri ed Archea.
Parete batterica: Parete dei gram positivi e dei gram-negativi, parete degli archebatteri; composizione, sintesi e accrescimento del peptidoglicano. Strutture esterne alla parete: capsule, strati mucosi, strati S, flagelli, fimbrie. Membrana citoplasmatica. Citoplasma: ribosomi, inclusioni intra-citoplasmatiche, nucleoide. L’endospora. Movimento batterico.
Genetica batterica.  Cromosoma batterico ed elementi genetici mobili (plasmidi, trasposoni e cassette geniche). Meccanismi di controllo dell’espressione genica. Meccanismi di trasferimento genetico nei batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione. 
Eucarioti. Protozoi: caratteristiche generali; cicli biologici dei principali parassiti patogeni per l’uomo. Funghi: caratteristiche biologiche generali; classificazione; riproduzione. 
Virus. Struttura, simmetria, classificazione. Ciclo replicativo. Strategie replicative dei virus animali. Effetti sulle cellule ospiti. Persistenza, latenza, trasformazione cellulare. Batteriofagi virulenti e temperati, ciclo litico del fago T4, ciclo lisogenico e ciclo litico del fago lambda; conversione lisogena. Determinazione dello spettro d’ospite e titolazione fagica. Altri microrganismi acellulati.
Crescita, Riproduzione e Metabolismo microbico. Categorie nutrizionali e assunzione dei nutrienti. Divisione cellulare e differenziamento. La curva di crescita e metodi di conta dei microrganismi cellulati e acellulati. Produzione di energia nei microrganismi: fotosintesi, fermentazione respirazione aerobia e anaerobia. Rapporti con i parametri ambientali (temperatura, pH, pressione osmotica, pressione idrostatica, ossigeno). 
Coltivazione dei microrganismi. Esigenze nutrizionali comuni e fattori di crescita. Varietà e principi di impiego dei terreni di coltura in batteriologia. Terreni solidi e liquidi; terreni minimi, ricchi, selettivi, differenziali. 
Controllo della crescita microbica. Sterilizzazione e disinfezione. Sostanze ad attività antimicrobica, caratteristiche generali degli antibiotici. Classificazione degli antimicrobici in base al bersaglio. Antibiotico-resistenza: resistenze naturali e resistenze acquisite, meccanismi generali di resistenza agli antibiotici. Determinazione della minima concentrazione inibente (MIC) degli antibiotici e antibiogramma.
Interazioni tra microrganismi e rapporto microorganismo-ospite. Comunicazione intercellulare, biofilm, simbiosi. La flora microbica normale, microbiota e microbioma. Cenni di patogenicità e virulenza microbica: adesività, invasività, esotossine ed endotossine. Difese aspecifiche e specifiche dell’ospite.
Basi dell’Immunologia. Immunità innata e acquisita, cellule immunocompetenti, antigeni, anticorpi, vaccini. 

Esercitazioni di laboratorio (1 CFU, 8 ore/studente)
- Allestimento di colture pure
- Utilizzo di terreni di coltura ricchi e selettivi/differenziali
- Valutazione della carica batterica mediante calcolo delle Unità Formanti Colonia (UFC) e determinazione spettrofotometrica
- Titolazione fagica e valutazione dello spettro d’ospite di un fago
- Determinazione dello spettro di sensibilità agli antibiotici mediante la tecnica di diffusione in agar da dischetto.

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:
Allo studente vengono formulate tre domande su parti differenti del programma, facendo riferimento anche alle esercitazioni di laboratorio, che lo studente deve dimostrare di saper riprodurre e interpretare.
Gli studenti Erasmus che lo richiedono saranno valutati mediante un test scritto in lingua Inglese (o Italiana, a loro scelta) composto da 30 quesiti a risposta multipla.

Criteri di valutazione dell’apprendimento:
Lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli argomenti richiesti e di saper organizzare un discorso sufficientemente logico e chiaro, nonché di effettuare collegamenti con altri aspetti della microbiologia e con discipline affini/correlate. Dovrà inoltre dimostrare di conoscere le basi teoriche delle procedure sperimentali che è invitato a descrivere. Gli studenti che effettuano il test scritto dovranno contrassegnare la risposta esatta.

Criteri di misurazione dell’apprendimento:
Il voto finale è attribuito in trentesimi. La risposta a ciascuna domanda è valutata assegnando un voto informale da 18 a 30 oppure il giudizio “insufficiente”, tenendo conto anche della capacità di effettuare ragionamenti e collegamenti. L’esame si intende superato quando il voto medio è uguale o maggiore a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode.

Criteri di attribuzione del voto finale:
Il voto finale viene attribuito considerando le valutazioni ottenute in ciascun quesito e della difficoltà delle singole domande. La lode viene attribuita quando il punteggio ottenuto è pari a 30 e lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.

Testi consigliati

D.R. Wessner, C. Dupont, T.C. Charles. Microbiologia. Casa Editrice Ambrosiana 2015.
Gianni Dehò e Enrica Galli. Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana 2014.
Madigan, Martinko, Stahl, Clark. Brock-Biologia dei microrganismi. Volume 1-Microbiologia generale, Casa Editrice Pearson 2012.
Wiley M., Sherwood M., Woolverton. J. Prescott, Microbiologia – volume 1- Microbiologia generale, casa Editrice McGraw – Hill 2009.
Schaechter, Ingraham, Neidhardt “Microbiologia”. Casa Editrice Zanichelli, 2007.
Appunti di lezione, dispense delle esercitazioni di laboratorio

Corsi di laurea

• Scienze biologiche