69153 - BIOLOGIA DEI MICRORGANISMI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce le caratteristiche a livello strutturale, fisiologico e metabolico delle varie specie microbiche ed è in grado di gestire ed ottimizzarne l'attività nei processi fermentativi per la trasformazione delle materie prime di interesse alimentare o prevenire l'insorgenza di tossinfezioni alimentari.

Contenuti

Generalità . Campo di azione della microbiologia, definizioni generali. Cos'è un microorganismo. Composizione e funzioni generali della cellula microbica. Cellule eucariote e cellule procariote: differenze e caratteristiche in comune.

Struttura della cellula . Morfologia delle cellule batteriche; la parete cellulare, peptigoglicano. Colorazione di Gram: batteri Gram+ e batteri Gram-;membrana esterna e spazio periplasmatico dei batteri Gram-.Membrana plasmatica: funzioni strutturali e funzioni. Proteine di membrana e fluidità. Strati esterni (S-layer, capsule e polisaccaritidi). Organi di movimento. Tassia dei microorganismi. Citoplasma. Ribosomi. Produzione di endospore. Morfologia delle cellule eucariote. Parete, cloroplasti, mitocondri. Nucleo e cromosomi. Ipotesi endosimbiontica. Reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi. Flagelli e cilia

Crescita . Terreni di coltura: definizione, classificazione, preparazione. Conteggio dei microrganismi. Curva di crescita microbica: fase lag, fase esponenziale, fase stazionaria e fase di morte. Crescita diauxica, chemostati. Concetto di omeostasi. Principali fattori che influenzano la crescita microbica: temperatura, pH, aw, ossigeno

Nutrizione e sistemi di trasporto . Componenti chimici. Energia (fototrofia, chemiotrofia, litotrofia). Sostanza organica (autotrofi, eterotrofi) .Fattori di crescita. Sistemi di trasporto (primario, secondario, traslocazione di gruppo)

Metabolismo microbico . Processi energetici. Fermentazione e respirazione. Trasporto elettronico, potenziale di ossidoriduzione e bioenergetica. Trasporatori di membrana (NADH, chinoni, citrocomi, proteine Fe S, flavoproteine. Forza Proton Motrice, ATP CoA. Generazione di FPM: fasi. ATPasi

Cicli energetici . Glicolisi. Entner Doudoroff. Ossidazione dei pentoso fosfati. Fermentazioni: omolattica, etero lattica, alcoolica, acido mista, butandiolica, acetica, butirrica, dei bifido batteri, propionica, omoacetica, reazione di Stickland. Respirazione aerobica ed anaerobica. Ciclo di Krebs. Vie anapleorotiche e via del gliossilato. Catabolismo delle macromolecole

Metabolismo assimilativo e biosintetico . Intermedi chiave. Gluconeogenesi. Ciclo di Calvin. Assimilazione dell'azoto. Assimilazione dello zolfo. Assimilazione del fosforo. Biosintesi degli aminoacidi. Biosintesi dei nucleotidi

Genetica batterica . Genoma batterico e nucleoide. Organizzazione del cromosoma. Elementi genetici accessori (mobili) nei batteri. Plasmidi, trasposoni, integroni, sequenze di inserzione, genomi virali. Replicazione, trascrizione e traduzione dell'informazione genetica. Modalità di replicazione del cromosoma: repli soma, enzimi coinvolti. Trascrizione: fasi, ruolo di mRNA e fattori sigma. Traduzione: tRNA, codice genetico, sintesi proteica, ribosomi. Ruolo e funzioni degli operoni. Regolazione della trascrizione. Mutazioni e mutagenesi. Ricombinazione. Trasferimento genetico orizzontale: trasformazione, trasduzione, coniugazione

Virus : struttura virale, materiale genetico dei virus. Replicazione virale: fasi. Proteine virali. Virus batterici (fagi). Fagi virulenti e fagi temperati. Caratteristiche della lisogenia

Classificazione batterica . Filogenesi. Metodi per la classificazione: genotipo e fenotipo. Definizione delle specie in campo microbico. Classificazione di Bacteria. Principali Phyla (Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria). Caratteristiche e collocazione dei principali gruppi microbici batterici : Pseudomonadacee, Enterobacteriacee, Batteri acetici, Acinetobacter e Chromobacterium, Vibrio e Photobacterium, batteri lattici, Bacillus, Clostridi, Stafilococchi, Micrococchi, Listeria, Corineformi, batteri propionici, bifidobatteri. Classificazione dei funghi: lieviti e muffe. Riproduzione sessuale e riproduzione asessuale; ascomiceti e basidiomiceti.

Esercitazioni di laboratorio . Curva di crescita microbica: numerazione e determinazione delle fasi di crescita di colture tramite metodi diretti (conteggio in camera di Burker, conteggio in piastra) e metodi indiretti (misura della densità ottica). Campionamento di un alimento tramite metodo di semina in piastra sia per sia per inclusione che per spatolamento superficiale. Conteggi e individuazione del carico microbico nel campione per i diversi gruppi microbici. Tecniche di isolamento di microrganismi su piastra; purificazione degli isolati e loro caratterizzazione: visione al microscopio (morfologia cellulare) e test della catalasi. Prove di fermentazione. Colorazione di Gram: batteri Gram+ e batteri Gram-

Testi/Bibliografia

Brock. Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. Pearson editore

Metodi didattici

Lezioni frontali e esercitazioni pratiche in laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un prova scritta finale che si articola in due parti. Tre domande a risposta aperta a ciascuna della quali viene associato un valore di 3 punti e 25 domande a risposta multipla, associabili ciascuna ad un massimo di un punto. La prova si protrae per 90 minuti e non è ammessa la consultazione di testi, appunti ed altri supporti. Per superare la prova è necessario che il candidato raggiunga almeno 18 punti. Il raggiungimento di un punteggio pari a 33 assegna al candidato la lode.

Il voto relativo all'intero corso integrato di Biologia dei Microorganismi ed Ispezione degli Alimenti viene calcolato come media aritmetica delle votazioni riportate nei due moduli di Biologia dei Microorganismi e di Ispezione degli Alimenti.

Trattandosi di Corso Integrato, si segnala che il docente verbalizzante è il prof. Fausto Gardini.

Strumenti a supporto della didattica

Diapositive delle lezioni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fausto Gardini

Consulta il sito web di Giulia Tabanelli