Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[5S151] - MICROBIOLOGIA MARINAMARINE MICROBIOLOGY
Carla VIGNAROLI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [SM02] BIOLOGIA MARINA Master Degree (2 years) - [SM02] MARINE BIOLOGY
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/19 - MICROBIOLOGIA GENERALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Biochimica, Citologia,
Genetica, Microbiologia generale

Basic knowledge of biochemistry, cytology, genetics and general
microbiology


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Sono previste sia lezioni teoriche (6 crediti, 48 ore) che esercitazioni
pratiche di laboratorio svolte a piccoli gruppi (1 credito, 8 ore). La
frequenza al corso, seppure non obbligatoria, è consigliata. La frequenza
al laboratorio didattico è fortemente consigliata.

Theoretical lessons (6 CFU, 48 hours) and practical activities (1 CFU, 8
hours). Course attendance is not mandatory, although lab practice is
strongly recommended


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze
fondamentali riguardo le caratteristiche metaboliche e fisiologiche dei
principali gruppi tassonomici di microrganismi presenti nell'ambiente
marino; le principali strategie adattative e di sopravvivenza dei procarioti
marini, l'importanza del loro ruolo nell'ecosistema marino, nonché le
interazioni di particolari specie microbiche con l'ambiente e con altri
organismi marini. Lo studente acquisirà anche nozioni sui meccanismi di
patogenicità di alcuni importanti microrganismi patogeni per l'uomo e/o
per i pesci e infine saprà descrivere le principali tecniche di
campionamento, coltivazione e identificazione utilizzate nello studio e
nella ricerca di particolari microrganismi delle comunità microbiche
marine.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente dovrà anche acquisire la capacità di effettuare semplici
analisi microbiologiche su campioni di acqua di mare: determinazione
della carica microbica totale, ricerca dei coliformi, determinazione della
contaminazione fecale delle acque mediante tecniche di enumerazione e
identificazione dei batteri indicatori, isolamento e identificazione di specie
batteriche autoctone, quali i vibrioni.


Competenze trasversali.

L’esecuzione di analisi di laboratorio di gruppo contribuisce sia a
migliorare la capacità comunicativa e di collaborazione che deriva dal
lavoro in gruppo, sia la capacità di apprendimento e di interpretazione
critica dei risultati ottenuti nel corso dell’esercitazione


Knowledge and Understanding.

At the end of the course students will have to know metabolic and
physiological features of the main taxonomic groups of marine
microrganisms; they will also have to know the adaptative and survival
strategies of marine bacteria, the fundamental role of microbes in marine
ecosystem and the interactions between particular microbial species and
the environment/marine organisms. Students will develop knowledge
about pathogenicity mechanisms of some important human and/or fish
pathogens and they will also learn to describe the main principles of
methodology to be used in marine microbial communities study and in
bacterial detection from sea-water samples.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The student will also acquire the ability to perform basic microbiological
analysis of seawater samples: determination of the microbial
abundances, determination of fecal contamination of water by
enumeration techniques and identification of faecal indicator bacteria,
isolation and identification of native bacterial species, such as vibrios.


Transversal Skills.

Performing laboratory analysis in a teamwork will improve cooperativity
and communication skills of students.



PROGRAMMA PROGRAM

Contenuti (lezioni frontali, 6 CFU, 48 ore):
L’ambiente acquatico marino, caratteristiche generali e comunità
microbiche
Distribuzione dei microrganismi negli habitat marini e loro ruolo nella rete
trofica e nei cicli biogeochimici di alcuni elementi (zolfo, azoto e
carbonio).
Strategie di sopravvivenza e metabolismo energetico dei batteri
oligotrofi.
Principi di tassonomia microbica e metodi di studio dell’evoluzione
batterica. Principali gruppi tassonomici di procarioti marini. Il dominio dei
Bacteria: i batteri marini fotosintetici ossigenici (proclorofite e
cianobatteri), adattamenti ed evoluzione, le sfere microbiche e la motilità
strisciante dei cianobatteri. Cianobatteri tossici. Batteri chemioeterotrofi
marini appartenenti al phylum dei proteobatteri, il genere
Pseudoalteromonas, Aeromonas e Vibrio, il gruppo Roseobacter. Strategie
metaboliche degli eterotrofi nell’adattamento all’ambiente oceanico. I
batteri marini come agenti di infezione umana e animale e relativi
meccanismi di patogenicità dei batteri.
Caratteristiche generali degli Archaea e principali gruppi e specie
presenti in ambienti oceanici. Gli ipertermofili, gli alofili, i metanogeni. I
microrganismi delle bocche idrotermali, i black smokers. Strategie di
sopravvivenza in ambienti marini estremi degli ipertermofili e degli
psicrofili.
I virus marini e loro ruolo nella regolazione della diversità procariotica
marina.
Metodi di campionamento e di studio dei microrganismi marini. Tecniche
tradizionali, basate sulla coltivazione, e tecniche molecolari per lo studio
della diversità delle comunità microbiche marine e per l’identificazione di
specie.
Interazioni dei microrganismi con l’ambiente marino, la chemiotassi, la
motilità batterica nell’ambiente acquatico, adesione e colonizzazione di
superfici, struttura e formazione dei biofilm nell’ambiente marino.
L’interfase acqua-aria, il bacterioneuston e i batteri idrocarburoclastici,
l’interfase acqua-sedimenti e i microbial mats.
Interazioni con altri organismi acquatici (batteri epifitici ed epizooici,
relazioni positive e negative tra microrganismi)
Il meccanismo del quorum sensing e la bioluminescenza, batteri e
dinoflagellate bioluminescenti.
Contaminazione microbiologica dell’ambiente marino, parametri
indicatori di qualità dell’acqua di mare e analisi microbiologiche utilizzate
nel monitoraggio e nella determinazione della balneabilità
Esercitazioni di laboratorio (1 CFU, 8 ore):
Nel corso dell’esercitazione, gli studenti apprenderanno diverse
metodologie per eseguire analisi microbiologiche su campioni di acqua di
mare, in particolare:
tecniche per la quantificazione dei microrganismi marini coltivabili,
determinazione della contaminazione fecale delle acque marine mediante
la tecnica delle membrane filtranti e del Most Probable Number, tecniche
di isolamento e identificazione di vibrioni

Theoretical lessons (lezioni frontali, 6 CFU, 48 ore):
Marine environment: general features and microbial communities.
Distribution of the microbial populations in the marine habitats. The
microbial loop and microbial food web. Role of microrganisms in the
ocean processes and in sulphur-, nitrogen- and carbon- cycle.
Mechanisms of energy production among oligotrophic bacteria.
Principles of microbial taxonomy and methods to study microbial
evolution. The main marine taxonomic groups of Bacteria. Photosynthetic
bacteria, prochlorophytes and cyanobacteria, strategies and evolution of
the most abundant photosynthetic bacteria in the oceans, microbial
spheres and gliding motility in cyanobacteria. Toxic cyanobacteria and
related harmful algal blooms. Chemoheterotrophs bacteria among marine
proteobacteria, bacteria of the genus Pseudoalteromonas, Aeromonas
and Vibrio, the Roseobacter group. Marine heterotrophs bacteria adapted
to an oligotrophic lifestyle. Marine microbes as pathogens of humans and
fishes and mechanisms of their pathogenicity. Structural features of
Archaea and main groups and species of Archaea of oceans. The
hyperthermophiles and halofiles, the methanogens. Hydrothermal vents
community and black smokers. Survival strategies of marine
hyperthermophiles and psychrophiles. Marine virus and their role in the
prokaryotic biodiversity. Sampling methods and detection of marine microrganisms. Culture-based and culture-independent methods for the
detection and identification of marine microbes. Interaction of
microrganisms with marine environment, the chemotaxis, bacterial
movement in aqueous environmental, adhesion and colonization of
surfaces, biofilm formation. Air-water interface, bacterioneuston and
hydrocarbon-degrading marine bacteria, sediment-planktonic interface
and microbial mats. Interaction of microrganisms with other marine
organisms, symbiotic associations. The quorum sensing mechanism, the
biochemistry and biology of bacterial and dinoflagellata bioluminescence.
Sewage seawater pollution and microbiological criteria for quality of
coastal waters. Methods used for monitoring marine water quality.
Practical activities (1 CFU, 8 ore):
During practical exercises the students will be able to perform
microbiological analysis of sea-water samples: determination of fecal
pollution by membrane filtration method and Most Probable Number
technique; determination of the microbial abundances by culture-based
methods; detection, isolation and identification of vibrios.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consiste in un colloquio orale in cui vengono formulate tre
domande che spaziano sul programma del corso e sulle metodologie
descritte a lezione o applicate durante le esercitazioni.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Nel colloquio lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito i concetti
fondamentali che riguardano le caratteristiche metaboliche e fisiologiche
dei principali gruppi tassonomici di microrganismi presenti nell'ambiente
marino e di aver appreso i principi alla base delle metodologie più
utilizzate in microbiologia marina


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato
quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del
massimo dei voti con lode (30 e lode).


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale viene attribuito valutando la capacità dello studente nel
rispondere ai quesiti formulati in maniera corretta ed esaustiva. La lode
viene attribuita quando lo studente abbia dimostrato piena padronanza
della materia e ottima capacità logica ed espressiva.


Learning Evaluation Methods.

Oral examination consisting of three questions on the different topic
areas of the course, including the methodologies.


Learning Evaluation Criteria.

The student should be able to demonstrate to have acquired a good
knowledge of the marine microbial diversity and of the techniques used
in the study of marine microrganisms.


Learning Measurement Criteria.

The examination mark is expressed as a whole number from 18 up to and
including 30. 30 Cum laude could also be assigned to the most worthy
students.


Final Mark Allocation Criteria.

The final examination mark is based on the ability of the student to give a
clear and accurate account of the subject, to marshal arguments in a
mature way, using appropriate scientific language.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Appunti delle lezioni
Madigan, Martinko, Bender, Buckley, Stahl, "Brock biologia dei
microrganismi", Pearson, 14° edizione, 2016.
Colin Munn - Marine Microbiology: ecology and applications – Garland
Science, Taylor & Francis Group, 2nd edition (2011

Class notes provided by the lecturer
Madigan, Martinko, Bender, Buckley, Stahl, "Brock biologia dei
microrganismi", Pearson, 14th edition, 2016.
Colin Munn - Marine Microbiology: ecology and applications – Garland
Science, Taylor & Francis Group, 2nd edition (2011)


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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