Syllabus del corso
Obiettivi
La Microbiologia rappresenta uno dei campi di studio delle discipline della scienza della vita più versatili, all’avanguardia e applicabile. La microbiologia è presente in numerosissimi aspetti della vita di tutti i giorni. Basti pensare a medicine, tra cui antibiotici, enzimi per la detergenza, biorisanamento, produzione di proteine eterologhe, additivi alimentari, bevande e cibi fermentati, ecc. Inoltre, i microrganismi sono ubiquitari, e responsabili dell’equilibrio dinamico tra materia organica ed inorganica presente sul nostro Pianeta. In questo corso di esamineranno Batteri, Archea ed eucarioti unicellulari. Sebbene non siano considerati viventi, anche i virus sono parte integrante di questo corso. Il corso si propone quindi di fornire agli studenti le conoscenze di base necessarie per affrontare studi fondamentali ed applicati di microbiologia.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere l’enorme biodiversità fisiologica, metabolica, genetica del mondo microbico.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite al
per poter valutare le potenzialità del mondo microbico.
Autonomia di giudizio.
Le conoscenze acquisite porranno le basi per poter argomentare criticamente questioni di pertinenza della microbiologia.
Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà esprimersi in modo appropriato nella descrizione delle
tematiche affrontate con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione.
Capacità di apprendimento
Quanto appreso in corsi precedenti di base di biologia, Genetica, Biochimica e Chimica Generale ed Organica saranno di fondamentale supporto per comprendere appieno le potenzialità e peculiarità dei microrganismi.
Contenuti sintetici
L'insegnamento fornirà conoscenze di base per comprendere e descrivere la biodiversità microbica, con approfondimenti che partono dalla descrizione delle strutture e dei metabolismi peculiari ed unici delle diverse categorie, responsabili del mantenimento dinamico della biosfera. Inoltre, verranno svolte tematiche correlate all’analisi delle comunità microbiche, all’abbondanza ed alla biodiversità del mondo microbico, al ruolo svolto nella nostra vita quotidiana.
In particolare verranno trattati i seguenti argomenti:
1. La storia della Microbiologia.
2. Evoluzione microbica.
3. Fisiologia microbica.
4. Metabolismo microbico.
5. Genetica dei microrganismi.
6. Simbiosi.
7. Antibiotici e quorum sensing
8. Cicli Biogeochimici.
9. Patogenicità microbica.
10. Virologia.
Programma esteso
1. La storia della Microbiologia. Breve excursus storico sui principali eventi e personalità di spicco che hanno permesso alla microbiologia di divenire una delle branche che sostengono le discipline delle scienze della vita
2. Evoluzione microbica. Origini della vita sulla Terra, dalle prime alle più moderne teorie
3. Fisiologia microbica. Principi della crescita microbica. Strutture e funzioni (Bacteria, Archea, Eukarya unicellulari)
4. Metabolismo microbico. Focus su catabolismi, fotosintesi ossigenica ed anossigenica, assimilazioni e organicazioni di azoto e carbonio
5. Genetica dei microrganismi. Trasferimento genico orizzontale, sistemi a due componenti,
6. Simbiosi. Principi ed esempi di differenti forme di simbiosi che coinvolgono diverse categorie di microrganismi
7. Antibiotici e quorum sensing
8. Cicli Biogeochimici. Principi generali e descrizione specifica dei cicli di Carbonio e Azoto
9. Patogenicità microbica. Principi generali, endo- ed esotossine
10. Virologia. Basi di virologia: descrizione morfo-funzionale delle varie categorie di virus, e delle diverse forme di classificazione, inclusi le interazioni con gli ospiti.
Prerequisiti
Prerequisiti: Conoscenze di Chimica generale e inorganica; Chimica organica; Biochimica
Propedeuticità specifiche: Biochimica
Propedeuticità generali: lo studente potrà sostenere gli esami del secondo anno previo superamento degli esami di Istituzioni di Biologia, Chimica generale e inorganica, Matematica, Lingua Straniera
Modalità didattica
Lezioni frontali supportate da slide e video selezionati. Inoltre, il docente svolgerà semplici esercizi e rapidi test insieme agli studenti, per verificare i momenti di apprendimento.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Il materiale didattico (slide) e di approfondimento (website e pubblicazioni) è disponibile alla pagina e-learning dell'insegnamento.
Libri di testo consigliati:
- Brock – Biologia dei Microrganismi (Madigan, Martinko, Stahl, Clark – Casa Editrice PEARSON)
- Biologia dei Microrganismi (Dehò-Galli – Casa Editrice Ambrosiana)
- Microbiologia (Prescott, Harley, Klein – Casa Editrice McGRAW-HILL)
- Microbiologia (Wessner, Dupont, Charles– Casa Editrice Ambrosiana)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto + orale.
La prova scritta, della durata di due ore, è costituita da 2 domande ampie, di cui una sul metabolismo microbico e 2 domande più specifiche.
Orale: discussione di approfondimento degli elementi di debolezza della prova scritta.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa richiesta per mail al docente, oppure durante lo svolgimento del corso.
Aims
Microbiology is one of the most versatile, cutting-edge, applicable fields of study in Biology. Microbiology is present in all aspects of everyday life. Think of the daily news stories on vaccines, diseases, remediation, biotechnology, food production and safety, etc.: all represent a field of microbiology. Microorganisms are everywhere. They are essential to our well-being as individuals, maintain the balance of chemicals and living organisms in the global environment, and they help to recycle chemical elements in the land and water. On the other hand, some can be nasty pathogens for humans as well as for other organisms. Microorganisms (in the context of this course) are minute living things that are individually too small to be seen with the naked eye. The term includes bacteria, archea, microscopic fungi (yeasts and molds), protozoans, microscopic algae. Despite not considered as living forms, also viruses are included as part of the microbial world. The course aims to provide students with the basic knowledge necessary to undertake fundamental and applied studies in microbiology.
Knowledge and understanding
The student will gain knowledge and the principles of microbiology, spanning from fundamental to diverse applied field of studies, learning how microbes have a fundamental role on our living planet.
Applying knowledge and understanding
The student will be able to apply the acquired knowledge to evaluate all the potential of the microbial world
Making judgements
The contents will provide the basis for thinking critically about issues in microbiology.
Communication skills
Use of an appropriate scientific/chemical vocabulary and ability in oral reports
Learning skills
Subjects learned previously in Themes of Biology will be applied to the microbial world, as will those learned in General and Organic Chemistry and Biochemistry, when discussing the makeup and energy usage of microorganisms.
Contents
The course shed lights on the basic knowledge necessary to understand the basis of microbial biodiversity (with a specific attention to peculiar and unique cellular structures), as well as the diverse metabolisms that sustain our living planet. Moreover, attention will be given to the understanding of the abundance and diversity of microbial life on Earth, its role of microorganisms in our everyday lives. The theme of microbial communities and symbiosis will be also introduced, with a section dedicated to the mechanisms of microbial pathogenicity.
The following topics will be addressed:
1. The history of Microbiology.
2. Microbial evolution.
3. Microbial physiology.
4. Microbial metabolism.
5. Genetics of microorganisms.
6. Symbiosis.
7. Antibiotics and quorum sensing.
8. Biogeochemical cycles.
9. Microbial pathogenicity.
10. Virology.
Detailed program
1. The history of Microbiology. Brief historical excursus on the main events and on the prestigious scientists that made Microbiology a recognized discipline in life science.
2. Microbial evolution. The origin of life on Earth: from ancient to modern theories and the most recent versions and descriptions of the tree of life.
3. Microbial physiology. Principles of growth and nutrition. Microbial structures and functions (Bacteria, Archaea, unicellular Eukarya).
4. Microbial metabolism. Catabolisms and unique pathways for the assimilation and organication of the essential elements for life will be presented.
5. Genetics of microorganisms. Mechanisms of horizontal gene transfer, examples of two-component systems.
6. Symbiosis. Principles and detailed examples of different forms of symbiosis.
7. Antibiotics and quorum sensing.
8. Biogeochemical cycles. General principles and specific description for the Carbon and Nitrogen cycle
9. Microbial pathogenicity. General principles, endo- and exotoxins
10. Virology. Basis of virology and general morpho- physiological descriptions, including the relation with the hosts
Prerequisites
Background: General Chemistry; Organic Chemistry; Biochemistry
Specific prerequisites: Biochemistry
General prerequisites: Students can take the exams of the second year after passing the examinations of Introductory Biology, General and Inorganic Chemistry, Mathematics, and Foreign Language.
Teaching form
Classroom lessons supported by PowerPoint presentation and scientific videos. In addition, the lecturer will perform some exercises together with the students to assess the understanding of couse issues.
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Learning material (slides, suggested web sites, and scientific article) is available at the e-learning platform of the course.
Recommended textbooks:
- Brock – Biologia dei Microrganismi (Madigan, Martinko, Stahl, Clark – Casa Editrice PEARSON);
- Biologia dei Microrganismi (Dehò-Galli – Casa Editrice Ambrosiana);
- Microbiologia (Prescott, Harley, Klein – Casa Editrice McGRAW-HILL);
- Microbiologia (Wessner, Dupont, Charles– Casa Editrice Ambrosiana)
Semester
Second semester
Assessment method
Written + oral examination.
Written examination: 2 hours, 2 wide questions (one of them on microbial metabolism) and two sepcific questions.
Oral examination: discussion about the weaknesses identified during the written examination.
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturer, or during the course.
Staff
-
Paola Branduardi