UNIVPM: Guida insegnamenti

[3S037] - MICROBIOLOGIA GENERALEGENERAL MICROBIOLOGY [Cognomi M-Z]
Carla VIGNAROLI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST01] SCIENZE BIOLOGICHE First Cycle Degree (3 years) - [ST01] BIOLOGICAL SCIENCES
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 8
Ore di lezioneTeaching hours: 64
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/19 - MICROBIOLOGIA GENERALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian

PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenze di Biochimica e Citologia

Basic knowledge of Biochemistry and Cytology

MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni teoriche (7 CFU, 56 ore), che includono simulazioni in aula di
esercitazioni pratiche, e esperienze di laboratorio (1 CFU) 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 o ai suoi collaboratori.

The course encompasses lectures (7 credits, 56 hours), including
classroom exercises, and lab practice in small working groups (1 credit, 8
hours). Course attendance is not mandatory, although lab practice is
strongly recommended. Students who have not followed labs must
anyway know their content and be able to describe the experimental
assays (they can find detailed lecture notes on the Department web site
and ask the professor for clarification)

RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES

Conoscenze e comprensione.

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 conoscenze e comprensione.

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

Knowledge and Understanding.

At the end of the course students will be required to know the structure
and metabolic features of the different groups of microorganisms, both
cellular and acellular; the interactions of microorganisms among
themselves, with other living organisms and with the environment; microbial pathogenicity and host defense mechanisms. They will also be
required to have basic knowledge of microorganism cultivation and of
methods for their count and growth control by physical and chemical
agents. Students will also be aware of the different fields of application of
Microbiology.

Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Students will have the ability of recognizing the different types of
microorganisms on the bases of their peculiar features (e.g. nutrient
requirement, staining properties, motility), growing bacteria and
obtaining pure cultures, determining bacterial loads (CFU and OD
determination) and antibiotic susceptibility (disk diffusion) by basic
technical approaches

Transversal Skills.

Lab practice will contribute to carry out basic lab techniques and to
develop students’ independence in terms of work management (use of
standards and controls), the ability to work as a part of a team and to a
critical interpretation of the results.

PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni frontali (7 CFU)
Il mondo microbico: cenni storici, microorganismi cellulari e acellulari;
cellule procariotiche e cellule eucariotiche. Rapporti evoluzionistici ed
elementi di tassonomia microbica.
Procarioti. Dimensioni, forma e organizzazione; Eubacteria ed Archea.
Struttura e funzione dei componenti della cellula batterica: parete (gram
positivi, gram-negativi, micobatteri, archebatteri), composizione, sintesi e
accrescimento del peptidoglicano; strutture poste all’esterno della parete
(capsule, strati mucosi, strati S, flagelli, fimbrie); membrana
citoplasmatica; citoplasma, ribosomi, inclusioni intracitoplasmatiche,
nucleoide; l’endospora; movimento batterico e tassi, colorazioni (Gram e
Ziehl-Neelsen)
Eucarioti. Caratteristiche generali dei protozoi e cicli biologici dei
principali parassiti patogeni per l’uomo; caratteristiche generali dei
miceti, classificazione e riproduzione.
Virus. Struttura, simmetria, classificazione, ciclo replicativo. Strategie
replicative dei virus animali ed 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, spettro
d’ospite, conversione lisogena. Altri microorganismi acellulari (prioni,
viroidi, virusoidi).
Metabolismo, crescita e riproduzione dei microrganismi. Metabolismo
microbico. Produzione di energia nei microrganismi: respirazione aerobia
e anaerobia, fermentazione, fotosintesi. Categorie nutrizionali dei
microrganismi in base alla fonte di carbonio, di energia e di elettroni.
Assunzione dei nutrienti. Rapporti con i parametri ambientali:
temperatura, pH, pressione osmotica, pressione idrostatica, ossigeno.
Divisione e crescita, differenziamento. Metodi per valutare la crescita
batterica; la curva di crescita.
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. Disinfezione e sterilizzazione. Sostanze
ad attività antimicrobica, caratteristiche generali degli antibiotici e
classificazione degli antibiotici in base al bersaglio. Antibiotico-resistenza:
resistenze naturali e resistenze acquisite, meccanismi generali di
resistenza agli antibiotici. Antibiogramma.
Genetica microbica. Il cromosoma batterico ed elementi genetici
extracromosomici (plasmidi, trasposoni, sistema cassette
geniche/integroni). Meccanismi di controllo dell’espressione genica e di
trasferimento genico: trasformazione, coniugazione, trasduzione.
Interazioni tra microrganismi e rapporto microorganismo-ospite.
Comunicazione intercellulare, biofilm, simbiosi. La flora microbica
normale, concetti di microbiota e microbioma. Patogenicità e virulenza:
adesività, invasività, esotossine ed endotossine. Difese aspecifiche e
specifiche dell’ospite, risposta immunitaria; antigeni; anticorpi; cellule
immunocompetenti; immunità innata e adattativa.
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

What you’ll learn.(theoretical training, 7 credits, 56 hours):
Diversity and history of microorganisms. The three-domain view of life.
Prokaryotes, eukaryotes, viruses.
The prokaryotes. Bacteria and Archaea.
Structure and function of prokaryotic cells. The cell surface of bacteria:
Gram-positive and Gram-negative bacterial cell wall, Peptidoglycan
structure and biosynthesis. Surface polysaccarides, flagella, and fimbriae.
The cell surface of Archaea.
The cytoplasmic membrane and the cytoplasm. The Endospore:
structure, sporulation and germination.
Mechanics of flagella-mediated motility, chemotaxis; other types of
motility. Bacterial differentiation.
Bacterial genetics: bacterial DNA replication; mobile genetic elements
(plasmids, insertion sequences, transposons). Horizontal gene transfer
among bacteria: transformation, transduction and conjugation.
The eukaryotic microbes. General features, reproduction and
classification of protozoa and fungi. Biological cycles of the main
parasites that are pathogenic to humans
The viruses. General features. Viruses of mammalian cells: structure and
classification; steps of viral replication. Effects on host cells. Viral
persistence, latency and cellular transformation.
Bacteriophages. Virulent and lysogenic bacteriophages: phage T4 and
phage lambda replication; lysogenic conversion.
Microbial nutrition and growth. Metabolic types: aerobic, anaerobic,
fermentation, photosynthesis; breakdown of polymers and transport
across the cytoplasmic membrane. Interactions of prokaryotes with their
environment.
Study and cultivation of Microorganisms. Methods to Microscopy and
staining. Cultivation of microorganisms: selection of medium and
atmosphere; pure cultures; measurement of growth, the growth curve.
Methods of virus cultivation.
Control of microbial growth. Disinfection and sterilization. Antibiotics:
general features, mechanisms of action and resistance. Antimicrobial
susceptibility testing: antibiogram.
Microbial ecology and microorganism-host interactions. Microbial
communities. Symbiotic interactions: commensalism, mutualism,
parasitism. Pathogenicity and virulence: adhesiveness, invasiveness and
toxin production. Endotoxins and exotoxins. Nonspecific and specific
human body defenses. Immune response, antigens and antibodies, cells
involved in the immune response, vaccines.
Lab practice (1 credit, 8 hours):
Pure cultures;
Use of different culture media, both rich and selective/differential;
Evaluation of bacterial load by CFU determination and
spectrophotometer readings;
Phage titration and host range determination;
Disk diffusion antibiotic susceptibility test

MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION

Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consiste di un test scritto, basato su 30 domande a risposta
multipla (1 sola esatta). Chi ottiene un punteggio superiore o uguale a 18
è ammesso all’ orale, basato sulla discussione di un argomento tra quelli
in cui è stata data una risposta sbagliata e su almeno due 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 40 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.

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

Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto conseguito nel pre-test scritto viene tenuto solo parzialmente in
considerazione, non viene cioè considerato “matematicamente” per la
media 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 30 e lo
studente abbia dimostrato piena padronanza della materia

Learning Evaluation Methods.

A written, multiple choice test (30 questions) is at first dispensed
Students obtaining a score equal or higher than 18 are admitted to an
interview based on the wrong answers of the writrten test and on two
questions focusing on differet sections of the program, including labexperience. Each student will be required to demonstrate an
understanding of the asked topic and to be able to organize a logical and
understandable answer, he should also be able to make connections with
different general microbiology topics and with related, and entry
required, disciplines. The student will be required to demonstrate his
knowledge of the theoretical bases of the sperimental procedures he is
asked to describe.
Students who will face the written test will have to mark the correct
answer

Learning Evaluation Criteria.

Each student will be required to demonstrate an understanding of the
asked topic and to be able to organize a logical and understandable
answer, he should also be able to make connections with different
general microbiology topics and with related, and entry required,
disciplines. The student will be required to demonstrate his knowledge of
the theoretical bases of the sperimental procedures he is asked to
describe.

Learning Measurement Criteria.

A 30-point scale will be used to measure your performance, with 18 being
the minimum score to pass the exam and 30 being the highest. In the
event of an outstanding performance, the professor can decide to reward
the students with a 30 cum laude

Final Mark Allocation Criteria.

The final mark will be awarded based on the evaluation of the answers to
the two questions and partially also on the score of the written test.
Honors will be awarded when the mark is 30 and the student has
demonstrated a particularly good command of the matter.

TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

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.
Michael T. Madigan - John M. Martinko - David A. Stahl - Kelly S. Bender -
Daniel H. Buckley Brock-Biologia dei microrganismi. Casa Editrice
Pearson 2016.
Wiley M., Sherwood M., Woolverton. J. Prescott, Microbiologia – volume 1-
Microbiologia generale, casa Editrice McGraw – Hill 2009.

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

Guida degli insegnamenti

Syllabus

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