Università degli Studi di Perugia

• Genetica e Biotecnologie Microbiche
• Microbiologia Generale

Prova orale riguardante i programmi svolti nei due moduli didattici

v. sito web http://www.unipg.it/facsmfn/ccl/biotec/biotecnologie.htm

Microbiologia Generale
Breve storia della Microbiologia. Tappe fondamentali dell?evoluzione microbica. Inquadramento filogenetico generale. La struttura e organizzazione cellulare dei microrganismi. La cellula procariotica. La cellula microbica eucariotica. Strutture genetiche dei microrganismi. La crescita microbica. Curva di crescita. Crescita aritmetica e biosaggi. Il metabolismo microbico. Generazione e trasferimento di energia nei sistemi biologici. Fermentazione anaerobica. Respirazione aerobica ed anaerobica. Produzione di energia dalla ossidazione di sorgenti inorganiche. Fotosintesi batterica. Fissazione autotrofica di anidride carbonica
Sviluppo e sintesi macromolecolare

Ecologia e biodiversità microbica
Il microrganismo in rapporto al suo ambiente. Localizzazione e distribuzione dei microrganismi nei vari substrati naturali. Difficoltà di arricchimento e/o isolamento dei microrganismi. Diversità biologica e microrganismi. Diversità fisologica ed adattamento.

Microbiologia agraria
Cenni di microbiologia enologica. Cenni sulla microbiologia dei processi di trasformazione e conservazione dei prodotti agrari. La microbiologia del terreno. La microflora costitutiva e sua localizzazione. Ciclo del carbonio (metabolismo dei glucidi, delle sostanze aromatiche, dei costituenti idrofobici). Ciclo dell?azoto (la fissazione non simbiotica dell'azoto molecolare, la ammonizzazione, la nitrificazione e la denitrificazione biologica). Cicli del ferro, del potassio e del manganese. Interazioni tra vegetazione e microflora (rizosfera e simbiosi radicali). L'utilizzazione dei rifiuti agricoli. Preparazione e microbiologia del letame artificiale (compost). La produzione di metano. Microbiologia della fienagione e del silaggio.

Esercitazioni pratiche e dimostrazioni
Le tecniche della Microbiologia. Cenni di Microscopia. La preparazione dei terreni di coltura. La sterilizzazione. Coltivazione dei microbi. Tecniche di isolamento. Tecniche di conta vitale e totale dirette ed indirette.

Microbiologia Generale: Filogenesi, tassonomia ed evoluzione microbica, strutture cellulari, metabolismi, crescita e sviluppo. Microbiologia Ambientale: ecosistemi microbi, cicli biogeochimici, disinquinamento e compostaggio. Microbiologia Agraria: applicazioni ambientali ed alimentari. Microbiologia tecnica.

Lezioni
Esercitazioni in laboratorio
Esercitazioni in aula
Seminari svolti dagli studenti del corso
Discussione in aula di materiale consegnato precedentemente dal docente

Attività tutoriale di supporto oltre alle ore di lezione programmate
Attività tutoriale di supporto alle lezioni svolte on-line in modo individuale
Attività tutoriale di supporto alle lezioni svolte on-line in piccoli gruppi
Visite di istruzione

1. B. Biavati, C. Sorlini. Microbiologia Agraria ,2007, Ed. Ambrosiana, Milano
2. J.J. Perry, J.T. Staley, S. Lowry Microbiologia, 2004. Zanichelli. Milano
3. Dispense integrative distribuite durante il corso

La natura dei microrganismi
Le differenze maggiori fra micro e macro organismi
Le differenze e le caratteristiche dei gruppi microbici
L?ubiquitarietà microbica
La flessibilità genetica dei microrganismi
La plasticità fisiologica dei microrganismi
I sistemi di studio in microbiologia
I sistemi di monitoraggio e di controllo della crescita microbica
I microrganismi e l?ambiente
I microrganismi nelle pratiche agrarie
I microrganismi nelle trasformazioni alimentari
I microrganismi e l bioenergie

Abilità (saper fare)
Saper manipolare una coltura
Saper evitare rischi nella manipolazione
Saper isolare e contare i microrganismi
Saper riconoscere le morfologie più importanti
Saper valutare i dati derivanti dalle analisi microbiche
Saper prendere decisioni operative in base alle analisi microbiologiche
Saper scegliere fra le analisi microbiologiche per ottenere le informazioni volute

Comportamenti (saper essere)
Saper essere aperti a cambiamenti di paradigma scientifico
Saper essere capaci di connettere e combinare i vari aspetti della conoscenza
Saper essere rispettosi del ruolo di altri organismio nell?ecosistema

secondo le informazione pubblicate nel sito del Corso

secondo le informazione pubblicate nel sito del Corso

Video proiezioni di alcune esercitazioni
Materiale didattico distribuito dal docente
Testi consigliati per lo studio
Dispense consegnate dal docente

facoltativa, ma consigliata

Facoltà di agraria - Borgo XX Giugno 74 Perugia

 LUN 11-13

MAR 11-13

a richiesta, previo appuntamento

Ufficio c/o Sez. Microbiologia Dip. Biologia applicata

- Principali tappe storiche della microbiologia. Biodiversità dei microrganismi. Suddivisione dei microrganismi secondo Haeckel e Whittaker. Relazioni evolutive tra viventi. I domini di Woese.
- Organizzazione cellulare e molecolare dei procarioti. Forma e disposizione nei principali gruppi di batteri (Coccaceae, Bacillaceae, Lactobacillaceae, Enterobacteriaceae, etc). Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. Citoplasma. Componenti organiche cellulari: proteine, polisaccaridi, lipidi. Inclusioni citoplasmatiche. Il DNA circolare procariotico: composizione e domini strutturali. Cromosoma, plasmidi ed episomi. Membrana citoplasmatica (struttura e meccanismi di trasporto). Parete cellulare. Composizione e struttura del peptidoglicano nei gram-positivi e nei gram-negativi. Spazio periplasmatico. Membrana parietale dei gram-negativi. Porine. Lipide A. Protoplasti e sferoplasti. Strati mucosi ed appendici extracellulari. Spore e sporulazione.
- Tecniche batterioscopiche. Microscopia ottica. Esami a fresco e previa colorazione. Teoria della colorazione. Colorazioni semplici e complesse.
- Proprietà funzionali dei microrganismi. Anabolismo e catabolismo. Il rapporto superficie/volume. Fonti di carbonio e di energia. Tipi nutrizionali. Enzimi costitutivi, inducibili e reprimibili. I vari processi energetici dei batteri (omo- ed etero-fermentazioni, respirazione aerobia e anaerobia, etc). Confronto fra rese energetiche.
- Fenomeni di variabilità e di ricombinazione nei batteri. Genotipo e fenotipo. Adattamento fisiologico e selezione clonale. Fenomeni di ricombinazione nei procarioti. Trasformazione. Coniugazione. Transduzione. Conversione fagica.
- Coltivazione e isolamento in laboratorio. Terreni colturali e loro classificazione (composizione, stato fisico, funzioni). Terreni liquidi e solidificabili, elettivi, minimi, di arricchimento, selettivi, differenziali. Coltivazione di anaerobi. Metodi per l?isolamento batterico. Arricchimento e selezione. Coltura pura. Conteggio totale e vitale di sospensioni cellulari.
- Identificazione batterica. Rilievo di caratteri biochimici a scopo identificativo. Kit diagnostici miniaturizzati e computerizzati.
- Moltiplicazione cellulare e ciclo di accrescimento. Latenza e crescita esponenziale. Fase
stazionaria. Resa cellulare. Fasi di mortalità e sopravvivenza. Costanti di crescita. Fattori influenzanti la crescita. Effetto della temperatura sul tempo di generazione. Coltivazione discontinua e continua. Diauxia. Crescita sincronizzata.
- Inattivazione di microrganismi mediante agenti chimici e fisici. Basi teoriche ed applicazioni. Disinfezione e sterilizzazione. Sterilizzazione con calore secco e umido. Sterilizzazione a freddo. Controllo biologico dei processi di sterilizzazione.
- Nozioni di tassonomia. Il concetto di specie. Criteri per la classificazione degli organismi procariotici. Ranghi tassonomici. Tassonomia numerica. Indici di similarità. Nomenclatura batterica. I principali gruppi tassonomici secondo Bergey.

Il mondo microbico. Diversità microbica. Basi fondamentali della biologia dei microrganismi. Cellula procariotica (forma, dimensioni e aggregazione) e sue caratteristiche strutturali (citoplasma, parete e membrana cellulare, endospore, etc). Proprietà funzionali dei batteri. Nutrizione e crescita. Cinetica di divisione cellulare. Influenza di fattori fisici e chimici. Metabolismo. Metodi per lo studio dei batteri in laboratorio. Terreni di coltura e metodi colturali. Coltivazione, isolamento e conteggio. Inattivazione microbica mediante agenti fisici e chimici. Informazione genetica dei procarioti. Fenomeni di variabilità e di ricombinazione. Criteri tassonomici in batteriologia (nomenclatura, classificazione, identificazione).

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula

Madigan e Martinko - "Brock, Biologia dei microrganismi", Vol.1, Microbiologia generale. Casa Editrice Ambrosiana, Milano
Willey, Sherwood e Woolverton - "Prescott, Microbiologia generale", Vol.1. McGraw-Hill Editore, Milano

Materiale didattico in rete (http://estudium.unipg.it)

Conoscenza dei principali gruppi di microrganismi procariotici con particolare riferimento a caratteristiche strutturali, funzionali e tassonomiche.
Acquisizione di tecniche per lo studio dei microrganismi in laboratorio : batterioscopia, isolamento, conteggio, identificazione.

II semestre

http://www.unipg.it/facsmfn/ccl/biotec/biotecnologie.htm

Materiale didattico in rete (http://estudium.unipg.it)

Raccomandata

Via del Giochetto - Aula Porcellati (edificio B)