prof. simone guglielmetti anno accademico...
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Anno Accademico 20017/2018
Corso di Laurea in Viticoltura ed enologia
MICROBIOLOGIA(6 crediti)
prof. Simone Guglielmetti
CALENDARIO DELLE LEZIONI ANNO ACCADEMICO 2017/18
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Eventuali cambiamenti al calendario delle
lezioni/esercitazioni (per imprevisti) saranno segnalati il prima possibile alla pagina web http://users.unimi.it/sguglie/WP/e in bacheda del Corso di Laurea
(http://www.agraria.unimi.it/CDL/bacheca.php?cdl=G25)
• Periodo di sospensione per appelli
d'esame e prove in itinere: 13-17novembre 2016
Orario Aula Ore di lezione
Ven 29-set 11:30 3 2
Mar 03-ott 13:30 C12 2
Ven 06-ott 11:45 3 2
Mar 10-ott 13:30 C12 2
Ven 13-ott 11:45 3 2
Mar 17-ott 13:30 C12 2
Ven 20-ott 11:45 3 2
Lun 23-ott 09:00 TURNO 1 (presso Laboratori didattici)
Mar 24-ott 13:30 C12 2
Ven 27-ott 11:45 3 2
Lun 30-ott 09:00 TURNO 1 (presso Laboratori didattici)
Mar 31-ott 13:30 C12 2
Ven 03-nov 11:45 3 2
Lun 06-nov 09:00 TURNO 1 (presso Laboratori didattici)
Mar 07-nov 13:30 C12 2
Ven 10-nov 11:45 3 2
Mar 14-nov 13:30 3 (da confermare) PROVA IN ITINERE 1
Lun 20-nov 09:00 TURNO 2 (presso Laboratori didattici)
Mar 21-nov 13:30 C12 2
Ven 24-nov 11:45 3 2
Lun 27-nov 09:00 TURNO 2 (presso Laboratori didattici)
Mar 28-nov 13:30 C12 2
Ven 01-dic 11:45 3 2
Lun 04-dic 09:00 TURNO 2 (presso Laboratori didattici)
Mar 05-dic 13:30 C12 2
Mar 12-dic 13:30 C12 2
Ven 15-dic 11:45 3 2
Lun 08-gen 13:30 C12 (da conf.) PROVA IN ITINERE 2
Ogni lezione di questo corso prevede 2 ore accademiche
MARTEDÌ: Inizio ore 13:30 – termine della lezione alle ore 15:00 (senza pausa)VENERDÌ: Inizio ore 11:45 – termine della lezione alle ore 13:15 (senza pausa)
SI RICHIEDE PUNTUALITÀ
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- Il corso prevede lo svolgimento di attività di laboratorio; perpartecipare alle esercitazioni è necessario iscriversi; leiscrizioni sono possibili durante le prime 4 lezioni (= ci si iscrivea lezione)
- Ci si può iscrivere da oggi ad uno dei due turni previsti:PRIMO TURNO: 23 ottobre, 30 ottobre e 6 novembre
SECONDO TURNO: 20 novembre, 27 dicembre e 4 dicembre
Le esercitazioni saranno il lunedì mattina, dalle ore 8:30 alle ore 12:00circa (oppure preferite dalle ore 9?).
Chi segue potrà sostenere l’esame di Microbiologia Generale attraverso due «prove in itinere» che saranno
1. Martedì 14 novembre (ore 13:30 , aula da definire)2. Lunedì 8 gennaio (ore 13:30, aula da definire)
(l’iscrizione avverrà a lezione)
Ci saranno poi tre appelli d’esame tra fine gennaio e inizio febbraio. I successivi appelli saranno a giugno/luglio.
L’iscrizione agli appelli dovrà avvenire obbligatoriamente attraverso SIFA
L’esame, sia per le prove in itinere sia per gli appelli, sarà SCRITTO (solo chi ha frequentato le lezioni può chiedere di sostenere l’esame ORALE)
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Informazioni generali sul corso
- Testi principali di riferimento:SCHAECHTER M., INGRAHAM J.L., NEIDHARDT F.C.
MICROBIOLOGIAZanichelli Editore
MADIGAN M.T., MARTINKO J.M., STAHL D.A.,CLARK D.P.
BROCK. BIOLOGIA DEI MICRORGANISMI
1. Microbiologia generale
Pearson Editore
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Per ora è disponibile il materiale 2016/2017 al sito: http://users.unimi.it/sguglie/WP/
Il materiale dell'anno 2016/2017, invece, verrà reso disponibile volta per volta, dopo ogni lezione,su Ariel. Il materiale di quest’anno può essere differente, in alcune parti, rispetto a quellodell’anno scorso.
PER CHI NON SEGUE: è fondamentale procurarsi gli appunti di un collega studente. Consiglio inoltre di parlare con un collega studente che ha seguito il mio corso e superato il mio esame prima di iscriversi e sostenere l’esame
MIO SUGGERIMENTO/OPINIONE: gli appunti di lezione unitamente alle slide sono sufficienti per prepararel’esame; se avete SLIDE+APPUNTI, suggerisco di ricorrere ai libri di testo esclusivamente quando un argomentotrattato nelle slide non vi è chiaro (resta sottinteso che potete in qualsiasi momento scrivermi o venire nelmio ufficio per chiedermi spiegazioni/chiarimenti)
Gli eventuali impegni di lavoro degli studenti lavoratori sono rispettati ma non sarannoconsiderati una giustificazione per una preparazione più scadente in sede di esame.
MICROBIOLOGIA (mikrós, piccolo; bíos, vita; lógos, discorso): branca della
biologia che studia gli esseri viventi le cui dimensioni sono dell’ordine di grandezza
dei micrometri (10-6 m).
La microbiologia è una disciplina giovane
- Metà del XVII secolo: prime osservazioni di Antonievan Leeuwenhoek
- Metà del XIX secolo: Luis Pasteur pone fine alla disputa sulla generazione spontanea
- Fino al 1940 circa, la microbiologia è prevalentemente rivolta allo studio degli agenti patogeni
- Dagli anni ’50 si sviluppano le industrie biotecnologiche, cioè l’industria che si avvale dei microrganismi come fossero «minilaboratori» di produzione
Il microscopio di van Leewenhoek
Il mondo dei microrganismi
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Antonie van Leewenhoek
Louis PasteurCarlo Linneo
Hans Joachim Christian Gram7
I microrganismi (MO) sono indispensabili per la vita
I MO sono responsabili dei cicli della materia (Carbonio, Azoto, Fosforo, Zolfo)
I MO occupano un posto centrale nella catena alimentare- costituiscono il plancton: alghe (fitoplancton) e protozoi (zooplancton)- i MO autotrofi producono materia organica da quella inorganica
I MO associati at tratto intestinale dell’uomo (il microbiota intestinale) e di molti animali sono indispensabili per la sopravvivenza del loro ospite- Dirigono lo sviluppo del sistema immunitario, producono vitamine, proteggono dai patogeni, etc.
Materia organica (amido, cellulosa, pectina, lignina…)
BATTERI FUNGHI
CO2
ORGANISMI FOTOSINTETICI
Azoto organico(proteine, peptidi, DNA)
BATTERI SAPROFITI (PROTEOLITICI)
(Clostridium, Bacillus, Pseudomonas) Azoto inorganico
(NH4+)
NO3-
Assimilazione da parte delle piante
Azotobacter, RhizobiumMO fissatori dell’N2 (azotofissatori):
NO2-
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La classificazione dei viventi
Classificazione dei 5 regni (Whittaker, 1978)
Eucarioti pluricellulari
Procarioti unicellulari
Eucarioti unicellulari
Eucarioti unicellulari (LIEVITI) e pluricellulari
(MUFFE e FUNGHI) Eucarioti pluricellulari
ALGHE e PROTOZOOI
BATTERI, ARCHEOBATTERI e CIANOBATTERI (alghe azzurre)
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BA
CT
ER
IAA
RK
AE
AE
UK
AR
YA
DOMINIO
Classificazione a 3 domini (imperi) e 6 regni(prevalente negli USA)
REGNO
PROCARIOTI
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Cellula procariotica ed eucariotica
Cellula procarioticacitoplasma come gel semifluido, privo di strutture ed organuli, in cui vi sono dispersi i ribosomi
Cellula eucarioticacitoplasma organizzato per la presenza di strutture quali il citoscheletro, il reticolo endoplasmatico, l’apparato del Golgi, organuli (mitocondri, ribosomi, lisosomi, cloroplasti)
La differenza principale consiste nell’assenza di un nucleo nelle cellule procariotiche (pro, prima; kárion, nucleo)
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PARETE
RIBOSOMI
NUCLEOIDE
La cellula procariota al microscopio elettronico
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La nomenclatura binomiale
Fu ideata da Carlo Linneo nel XVIII secolo (1753)
È basata sul concetto di SPECIE, intesa come l’INSIEME DEGLI INDIVIDUICHE PRESENTANO UN ELEVATO NUMERO DI CARATTERISTICHECOMUNI E DI SOMIGLIANZE A LIVELLO ANATOMO-MORFOLOGICO E, PIÙIN GENERALE, FISIOLOGICO: TALI CARATTERISTICHE DIFFERENZIANOGLI INDIVIDUI DI UNA SPECIE DA QUELLI DI TUTTE LE ALTRE
Prevede l’utilizzo di due termini latini o latinizzati. Il primo è l’epiteto generico (incorsivo, maiuscolo; spesso abbreviato alla prima lettera), il secondo è l’epitetospecifico (corsivo, minuscolo)
Per esempio: Homo sapiens, Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli
I livelli tassononici superiori (famiglia, ordine, etc.) vanno in maiuscolo ma NONIN CORSIVO (spesso però sono anche scritti in corsivo!)
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(* Dominio)
* Regno
* Phylum (o Tipo o Divisione)
* Classe
* Ordine
* Famiglia
* Genere
* Specie
I principali gruppi tassonomici
(Gruppo tassonomico o unità tassonomica = raggruppamento di organismi viventi = TAXON, pl. TAXA)
(Eukarya)
Animalia
Chordata
Mammalia
Primates
Hominidae
Homo
sapiens
(Bacteria)
Monera
Firmicutes
Bacilli
Lactobacillales
Lactobacillaceae
Lactobacillus
helveticus
(Eukarya)
Fungi
Mycota
Ascomycetes
Endomycetales
Saccharomycetaceae
Saccharomyces
cerevisiae
* Ceppo: non ci sono regole precise; di solito è una sigla (per es. L. helveticus MIMLh5)
Un ceppo è l’insieme di tutte le cellule microbiche teoreticamente originate da un’unica cellula progenitrice e quindi idealmente aventi un identico patrimonio genetico 16
Morfologia dei batteri
La morfologia (studio della forma) nei batteri non ha un elevato valore nell’identificazione precisa dell’organismo batterico, tuttavia può fornire utili informazioni
Le forme più comuni:
- sferoidali: COCCHI
- a bastoncino: BACILLI
- a spirale: VIBRIONI e SPIRILLI
- PLEOMORFISMO (molteplicità di forme all’interno di uno stesso microrganismo)
per es. molti membri del genere
Bifidobacterium
Bifidobacterium longum
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La morfologia dei batteri
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La dimensione media delle cellule
I batteri hanno un diametro dell’ordine di grandezza di 1 μm, mentre i LIEVITI intorno ai 10 μm
Microscopio elettronico
Microscopio ottico
Occhio nudo
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Il microscopio
MICROSCOPIA ELETTRONICA: basata sul principio che un campo elettromagnetico agisce su un fascio di
elettroni in modo analogo ad una lente su un fascio di fotoni (non ne parleremo)
LIMITE DI RISOLUZIONE: imposto dalle proprietà fisiche della luce (0,2 µm)
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IIIOCULARE
IIOBIETTIVO
ICONDENSATORE
Microscopio Ottico Composto (è costituito da tre sistemi di lenti: condensatore, oculare e obiettivo)
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I batteri sono oggetti di fase
L’entità del valore di cui è diminuital’ampiezza del raggio luminosodetermina quanto apparirà scuro unoggetto nel campo microscopico
OGGETTODI AMPIEZZA
AMPIEZZA
LUNGEZZA D’ONDA
OGGETTODI FASE
Il solo rallentamento del raggioluminoso senza che ci sia unavariazione di ampiezza determina laformazione di immagini trasparenti
¼ di LUNGEZZA D’ONDA
(BATTERI)
COLORAZIONE
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Anello di fase
Il contrasto di fase
È stato sviluppato per migliorare le differenze di contrasto tra le cellule ed il mezzocircostante, così da consentire la loro visualizzazione senza ricorrere allacolorazione (la colorazione uccide le cellule e può distorcerne la forma)
Permette dunque l’osservazione diretta di cellule vive
È una tecnologia presente nell’OBIETTIVO
- 1- Una cellula batterica ha un indice di rifrazione diversa dal mezzo circostante- 2- Ne deriva una differenza nella fase tra la cellula e il mezzo circostante
- 4- Si ottiene un’immagine scura su sfondochiaro, con un tipico alone luminoso
- 3- Un anello speciale presentenell’obiettivo amplifica questasottile differenza
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Il contrasto di fase
CAMPO CHIARO CONTRASTO DI FASE
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Osserveremo i batteri senza colorarli
- OBIETTIVO 100X- OCULARE 10X- IN IMMERSIONE- CONTRASTO DI FASE
obbiettivo
RAGGI PERSI
PER DIFFRAZIONEObiettivo
a immersione
Obiettivo
a secco
Obiettivo a contrasto di fase e ad immersione
Come osserveremo noi i batteri
I batteri sono OGGETTI DI FASE che possono essere visti bene attraverso ilmicroscopio ottico soltanto :(1) previa colorazione delle cellule o (2) in campo scuro o (3) in contrasto di fase
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