Alimentos - BBM

Optica - Bioquímica

Farmacia

Objetivos

Propuesta Pedagógica del Curso

Asignatura: Microbiología General

Carreras: Biotecnología y Biología Molecular, Ciencia y Tecnología de Alimentos y Óptica

 

1 - Plantel docente.

Para el dictado del curso 2003 se cuenta con: 1 Profesor Titular, 1 Jefe de Trabajos Prácticos, 2 Ayudantes Diplomados y 2 Ayudantes Alumnos.

Se espera para este año un número total de 20-35  alumnos de las carreras de Óptica, Alimentos y Biotecnología, por lo tanto se formará una única comisión para teoría-seminario y dos subcomisiones para Trabajos experimentales. Se formarán subcomisiones para trabajos experimentales en caso de tener mas de 20 alumnos.

El Profesor, acompañado por un docente auxiliar, se ocupará del dictado del teórico-seminario.  La duración de esta actividad es de 6 hs semanales. El JTP y los AD y AA estarán frente a alumnos durante los Trabajos experimentales de 3 horas. Debido a las características de la asignatura y del laboratorio un ayudante puede atender  un máximo de 7 alumnos. De modo que cada subcomisión  de 20 alumnos será atendida por 3 AD. Estos tres ayudantes también atenderán la otra subcomisión y el JTP supervisará los Trabajos Experimentales de ambas comisiones. De esta manera AD y JTP cumplirán 6 hs semanales frente a alumnos y el Profesor 6 hs semanales frente a alumnos. La atención de alumnos por parte de los AA estará supervisada por el Profesor o JTP según corresponda.

El Profesor y JTP tendrán  a su cargo la elaboración y corrección de los exámenes teórico-prácticos. Se propone un coloquio integrador una vez aprobados los exámenes parciales para evaluar el conocimiento general del alumno que solo podrá utilizarse para levantar la nota final del alumno.  Dicho coloquio integrador estará a cargo del Profesor. El JTP y AD serán los encargados de corregir los informes de laboratorio.

Los AD y AA serán los encargados de preparar el material de laboratorio y medios de cultivo que  utilizarán los alumnos durante el trabajo experimental.

Es importante destacar que los trabajos experimentales de microbiología requieren de un laboratorio con equipamiento especial (autoclaves, estufas de esterilización, microscopios, flujo laminar, estufas de cultivo, etc.) que no puede ser trasladado a otros laboratorios. Por otra parte, las mesadas del laboratorio de microbiología no permiten acomodar mas de 7 alumnos. Los alumnos realizan trabajo individual con microorganismos. Si bien se utilizan microorganismos no patógenos las normas internacionales de bioseguridad indican cuidados especiales que deben ser supervisados celosamente para evitar riesgos personales. Sobre la base de estas consideraciones proponemos una relación docente: alumno de 1:7 exclusivamente para los trabajos experimentales, esta relación es la que hemos utilizado siempre.

 

2 - Fundamentación

Los conocimientos microbiológicos   se  aplican al desarrollo y control de productos en industrias de alimentos, farmacéuticas y biotecnológicas; en el diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades; en el entendimiento de los ciclos biogeoquímicos y en la resolución de los problemas ambientales asociados con los microorganismos.  La investigación en Microbiología ha determinado importantes avances en medicina, farmacología, ciencia de los alimentos, agricultura y veterinaria. Asimismo, la biodiversidad microbiológica ha influido en el desarrollo de la genética, biología molecular y bioquímica. Este curso de microbiología intenta brindar un panorama general de la disciplina y desarrollar en los alumnos un criterio para comprender y resolver problemas microbiológicos generales.

 

2.2 - Ubicación de la asignatura dentro del plan de estudios.

La asignatura Microbiología General para las carreras de Licenciatura en Biotecnología y Biología Molecular, y Licenciatura en Ciencia y Tecnología de los Alimentos se ubica en el sexto semestre y tiene como correlativa a Bioquímica I. Esta correlativa asegura conocimientos básicos en lo referente a estructura y función de macromoléculas, conocimientos indispensables para comprender la estructura y funcionalidad de los componentes microbianos y virales (integración vertical). Asimismo, el dictado simultaneo de Microbiología General y Bioquímica II permitirá una integración horizontal en temas como metabolismo celular y reacciones bioquímicas para la identificación de microorganismos. Con respecto a la integración vertical, los conocimientos de Microbiología General serán importantes para la comprensión de asignaturas posteriores tales como Biología Celular y Molecular, Ingeniería Genética y Biotecnología (carrera Licenciatura en Biotecnología y Biología Molecular), y  Microbiología de Alimentos y Calidad e Higiene de los Alimentos (carrera Licenciatura en Ciencia y Tecnología de los Alimentos).

Para garantizar la integración vertical y horizontal se intentará mantener un estrecho contacto con los docentes de las asignaturas mencionadas, con el objeto de discutir los enfoques y contenidos de temas comunes y complementarios a los efectos de evitar repeticiones innecesarias y favorecer repeticiones necesarias.

 

2.3 - Metodología propuesta para la enseñanza

Se propone un curso teórico-práctico integrado constituido por una serie de temas seleccionados  especialmente del campo de la bacteriología. Cada unidad temática será desarrollada en forma de teórico-seminario, posteriormente el tema será ejemplificado con un trabajo experimental individual y una discusión general de los resultados que culminara con la presentación de un informe escrito de los resultados obtenidos. Con esta metodología se intentará que los alumnos afiancen sus conocimientos, criterio microbiológico y habilidad manual para trabajar con microorganismos.

Los contenidos mínimos incluyen características funcionales de procariotas, diversidad fisiológica de bacterias, crecimiento y control de microorganismos, genética de bacterias y virus, acción patogénica de bacterias, metodologías  convencionales  y no convencionales para el diagnóstico  en  microbiología y un panorama general del mundo microbiano.

Esta propuesta contempla los contenidos mínimos correspondientes a los nuevos planes de estudio de  Óptica Ocular, Licenciatura en Biotecnología y Biología Molecular, Licenciatura en Ciencia y Tecnología de los Alimentos.

 

2.4 - Ventajas y desventajas observadas desde la implementación del Plan de Estudios.

Ventajas: 

- en los Nuevos Planes la ubicación de la asignatura es correcta, cosa que no ocurría en los planes anteriores

- la existencia de comisiones de seguimiento facilitara el encuentro con docentes de asignaturas anteriores, simultaneas y posteriores que redundaran en un mejor dictado, una mejor coordinación  y una mayor integración de conocimientos.

Desventajas:

- serán analizadas después del dictado del curso.

 

3 - Objetivos

El dictado del curso tiene como objetivos que los alumnos:

-  adquieran los conocimientos y formación básicos en microbiología general para comprender, interpretar y analizar fenómenos relacionados con el mundo de los microorganismos. -  adquieran habilidad para el manejo de metodologías microbiológicas tradicionales y avanzadas.

-  desarrollen criterios para resolver problemas referidos a la microbiología general.

- relacionen los conocimientos adquiridos en las asignaturas correlativas con los contenidos específicos de la microbiología.

 

Para lograr estos objetivos se proponen las siguientes estrategias de implementación:

- Incentivar que los alumnos desarrollen  un criterio microbiológico.  Para ello se pondrá especial  énfasis, en la discusión de lo siguiente: los principios y bases bioquímicas y genéticas de los procesos fisiológicos y métodos, composición-estructura-función de los diferentes grupos microbianos, elaboración de protocolos, reproducibilidad de resultados, tratamiento estadístico de datos, interpretación de resultados y precauciones en el trabajo con microorganismos.

- Incentivar la creatividad y facilitar la incorporación de conocimientos en forma integrada.

- Desarrollar  un curso teórico práctico integrado.

- Introducir los conceptos a través de la explicación de fenómenos cotidianos.

- Dictar un curso de Microbiología actualizado que abarque la metodología convencional y la metodología no convencional. Con respecto a ésta última se transmitirán a los alumnos los fundamentos de los métodos moleculares y fisicoquímicos aplicados a la detección, cuantificación e identificación de microorganismos y su correlación con los métodos convencionales.

 

4 - Desarrollo programático

El curso esta constituido por 9 unidades didácticas concatenadas, donde los conocimientos que se brindan en cada una de ellas requieren de los conocimientos de la unidad anterior.

 

Unidad 1: Introducción a la microbiología

1.1. Naturaleza de los microorganismos. Diversidad microbiana. Breve historia sobre la evolución de la microbiología como ciencia. Distribución de los microorganismos en la naturaleza. Impacto de los microorganismos en la vida y actividad del hombre. Efectos beneficiosos y adversos asociados a los microorganismos.

1.2. Célula procariota: composición, estructura y función. Membrana, citoplasma, inclusiones, sustancias de reserva, vacuolas, material genético (cromosomal y plasmídico), pared (Gram positivos y negativos), cápsula, capa-S, fimbrias, flagelos, esporos.  Eubacterias y arquibacterias.

1.3. Célula eucariota: composición, estructura y función. Sistemas de membranas, orgánulos membranosos, núcleo, mitocondrias, cloroplastos. Microorganismos eucariotas: algas, hongos, levaduras y protozoos.

1.4. Métodos microbiológicos:

- Microscopía óptica y electrónica, tipos de microscopios, obtención de preparados para los distintos tipos de microscopía.

- Esterilización. Cinética de muerte. Factores que afectan la cinética. Acción del calor, radiaciones, agentes químicos. Filtración. Gabinetes de seguridad biológica.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

- Bioseguridad

- Observación microscópica de bacterias, levaduras, protozoos y hongos. Coloraciones vital, simples y diferenciales

- Preparación y esterilización de material de laboratorio, medios de cultivo y soluciones. Descontaminación de material. 

-  Trabajo en condiciones asépticas.

 

Unidad 2: Crecimiento y metabolismo de los microorganismos

2.1. Nutrición: fuentes de carbono, nitrógeno y oxígeno. Fuentes de fósforo y azufre. Factores de crecimiento. Clasificación de microorganismos sobre la base de los requerimientos nutricionales. Mecanismos de absorción de nutrientes. Medios de cultivo definidos y complejos. Sólidos y líquidos. Inoculación de medios, características de desarrollo en diferentes medios. Obtención de cultivos puros.

2.2.             Metabolismo microbiano:

- Conversión de energía: conversión de la glucosa  en piruvato, glicólisis, vía de las pentosas, vía de Entner-Doudoroff. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Fosforilación oxidativa. Fermentación y fosforilación a nivel de sustrato. Respiración anaeróbia. Catabolismo de glúcidos, lípidos y  aminoácidos. Fotosíntesis.

- Utilización de energía y biosíntesis:  fijación fotosintética de carbono, fijación de nitrógeno, azufre y fósforo. Biosíntesis de aminoácidos, bases nitrogenadas, vitaminas, lípidos y peptidoglicano.

- Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas:  replicación, transducción y traducción. Regulación  de transcripción, traducción y actividad enzimática. Control del ciclo celular.

2.3. Curva de crecimiento: fases de la curva. Métodos de medida del crecimiento bacteriano, medida del incremento de masa y número. Crecimiento exponencial, aritmético y diauxico. Crecimiento continuo, turbidostato y quimiostato. Crecimiento sincronizado.  Influencia de parámetros extrínsecos e intrínsecos sobre cada etapa del crecimiento bacteriano, mecanismo molecular de cada uno (pH y ácidos, temperatura, concentración de sustrato, actividad acuosa, concentración de oxígeno, presión, radiaciones), Clasificación de microorganismos sobre la base de los requerimientos de factores intrínsecos y extrínsecos.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

Preparación y esterilización de medios de cultivo.  Siembras.     

- Curva de crecimiento bacteriano por turbidez a distintas temperaturas y en diferentes medios. Recuento de bacterias viables (recuento de colonias y NMP).

- Métodos de preservación de cepas (congelación y liofilización).

 

Unidad 3: Genética de los microorganismos

3.1. Mutación: estructura del ADN, estructura de los genes, código genético. Mutación espontánea e inducida. Agentes mutagénicos, físicos y químicos, transposición, mecanismo molecular de acción de cada agente mutagénico. Reparación de las lesiones provocadas por mutágenos, mecanismos. Métodos para el aislamiento de diferentes tipos de mutantes.

3.2. Mecanismos de intercambio de material genético: conjugación, transducción y transformación. Mecanismos de recombinación. Nociones de tecnología de DNA recombinante.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

- Mutagénesis por UV y agentes químicos

- Conjugación en E. coli

 

Unidad 4: Control del crecimiento microbiano

4.1. Agentes químicos:  desinfectantes (fenoles, alcoholes, halógenos, metales pesados, compuestos de amonio cuaternario). Modo de acción y condiciones de efectividad. Acción bactericida y bacteriostática.

4.2. Agentes antimicrobianos:  tipos (sulfamidas, quinolonas, penicilinas, cefalosporinas, tetraciclinas, aminoglicósidos, eritromicina, cloranfenicol, antifúngicos, antivirales), modo de acción. Mecanismos de resistencia a antimicrobianos. Factores que afectan la efectividad,  determinación de la concentración inhibitoria de antimicrobianos.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

- Acción de agentes físicos y químicos sobre el crecimiento.

- Acción de antimicrobianos. Resistencia/sensibilidad.

- Valoración de antibióticos.

 

Unidad 5: Los virus

Características generales. Tamaño, composición y estructura. Clasificación. Bacteriofagos: líticos y  atemperados. Bacterias lisogénicas. Aislamiento, crecimiento, concentración  y purificación y caracterización de bacteriofagos. Etapas del crecimiento de bacteriofagos, multiplicación intracelular. Virus de células eucariotas (animales, vegetales, hongos y levaduras).

 

Trabajos experimentales y seminarios:

- Aislamiento de bacteriofagos líticos de E. coli a partir de aguas. Detección de cepas lisogénicas.

-  Curva de crecimiento en un ciclo. Titulación de bacteriofagos.

 

Unidad 6: Diversidad del mundo microbiano.

6.1. Taxonomía: rangos taxonómicos, sistemas de clasificación, taxonomía numérica, características utilizadas en taxonomía (morfológicas, bioquímicas, fisiológicas, moleculares). Estudios filogenéticos. Manual Bergey.

6.2. Grupos representativos de procariotas: Gram positivos, Gram negativos, arqueobacterias, cianobacterias, actinomicetes.

6.3. Grupos representativos de eucariotas: algas, hongos y protozoos.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

-  Aislamiento de bacterias de diferentes muestras.

-  Identificación de los aislados por microscopía, pruebas bioquímicas y serología.

-  Construcción de dendrogramas.

 

Unidad 7:  Métodos no convencionales aplicados a la taxonomía y diagnóstico en microbiología

7.1. Métodos fisicoquímicos: impedancia, fluorescencia, filtración por membrana de retículo hidrofóbico, bioluminiscencia.

7.2.  Métodos basados en ácidos nucleicos: hibridación, PCR. Análisis de perfiles de restricción, PFGE.

7.3.  Métodos inmunológicos: RIA, ELISA, precipitación y aglutinación.

 

Unidad 8: Asociaciones entre organismos

8.1. Interacciones microbianas y relaciones simbióticas: interacción entre microorganismos, interacciones simbióticas con vegetales, insectos y animales.

8.2. Interacción de microorganismos con el hombre: flora normal. Factores de patogenicidad. Daño producido al huésped. Mecanismos de resistencia a la enfermedad. Mecanismos inmunes específicos. Respuesta inmunológica. Anticuerpos e Inmunidad. Epidemiología.

 

Trabajos experimentales y seminarios:

-   Antagonismo y sinergismo entre bacterias por recuento diferencial.

 

Seminarios:  Discusión de publicaciones sobre el tema.

-  Actividades

Para el desarrollo del curso propuesto, se desarrollarán clases para motivar y ubicar a los alumnos en el tema. A continuación se brindaran los fundamentos teóricos sobre el tema y se plantearán problemas de aplicación para resolver en clase y preguntas de estudio para que los alumnos resuelvan por su cuenta. Estas actividades estarán a cargo del profesor y JTP.

Durante los seminarios se discutirán dichos problemas y los fundamentos metodológicos y protocolos experimentales, análisis de datos, repetibilidad y reproducibilidad, interpretación e informe de resultados.  Se proponen estos seminarios antes y después del desarrollo del trabajo experimental. Estas actividades estarán a cargo del profesor y JTP.

Los trabajos experimentales se realizaran en forma individual o en grupos de dos o tres alumnos. Posteriormente se realizará la lectura de los resultados. Estos resultados serán discutidos en forma general con la totalidad de los alumnos. Cada alumno o grupo de alumnos deberá elaborar un informe escrito sobre el trabajo experimental. La suma de actividades sobre un mismo tema les permitirá a los alumnos elaborar y afianzar los conceptos adquiridos.

Estarán a cargo de los AD supervisados por los JTP y Profesores. Tendrán como objetivo lograr que los alumnos adquieran habilidad técnica para trabajar en esterilidad, con precisión, respetando las normas de buenas prácticas microbiológicas y normas de bioseguridad y discusión de resultados.

El conjunto de actividades integradas le permitirá al alumno afianzar el conocimiento  y comprensión de los temas propuestos.

El conocimiento de cada unidad por parte del alumno es de fundamental importancia para el desarrollo de las unidades posteriores. Durante las clases teóricas se desarrollarán los temas enfatizando la integración entre unidades temáticas.

 

- Recursos

Se cuenta con recursos docentes mencionados anteriormente, las instalaciones del laboratorio del área Microbiología y el equipamiento elemental para desarrollar un curso de microbiología general. Los insumos de laboratorio y los textos para el desarrollo del curso son insuficientes y en algunos casos nulos.

 

- Evaluación

Se propone una evaluación conceptual en seminarios y trabajos experimentales a través de la participación del alumno y de los informes escritos sobre resultados obtenidos en los trabajos experimentales. Asimismo, se evaluará a los alumnos mediante dos exámenes parciales con sus respectivas recuperaciones de acuerdo a la normativa de la Facultad. Los alumnos que aprueben los exámenes con 6 o más promocionarán. Los alumnos que aprueben con nota menor a 6 y superior o igual a 4 deberán rendir examen final. Con el objeto de evaluar el conocimiento general e integrado del alumno se propone un coloquio integrador final que solo podrá ser utilizado para levantar la nota de los parciales.

Tanto la evaluación conceptual como el coloquio integrador se utilizarán solamente para levantar la nota.

 

- Capacitación y perfeccionamiento docente

Se propone la realización de jornadas con todos los docentes para actualización de determinados temas, discusión de los problemas,  coordinación de actividades, incorporación de nuevos trabajos experimentales y metodologías para la enseñanza. Asimismo, se propone la realización de cursos de capacitación para docentes  que inicien sus tareas en la cátedra. Se incentivara la participación de los docentes en cursos pedagógicos que se organicen en el ámbito de la Facultad y Universidad.

 

Bibliografía

1- Microbiología (1999) Prescott, Harley, Klein Mc Graw Hill Interamericana, Madrid

2- Biología de los microorganismos, 8va Edición (1998) Brock, T. D. Ediciones Omega, Barcelona

3- Microbiología, 2da Edición (1996) Stanier, Ingraham, Wheelis, Painter Editorial Reverté, Barcelona.

4- Tratado de Microbiología (1996) Davis, Dulbeco, Eisen, Ginsberg Editorial Salvat

5- Introducción a la microbiología, 3ra. Edición (1993) Tortora, Funke, Case. Editorial Acribia, Zaragoza.

6- Introducción a la microbiología (1998) Ingraham, Ingraham. Editorial Reverté, Barcelona

7- Manual Bergey, 9na. Edición Williams and Wilkins Co. Baltimore

8- Physiology of the bacterial cell. A molecular approach (1995) Neidhart, F. C., Ingraham, J. L., Schaechter, M. Sinauer Associates, Inc. Publishers.

9- Pruebas bioquímicas para la identificación de bacterias de importancia clínica (1991) J. Mac Fadin. Editorial Médica Panamericana, México.

10- Artículos de  publicaciones periódicas sobre temas microbiológicos que serán provistos por los docentes.

12- Guías de Trabajos Prácticos y Problemas elaboradas por el personal docente y supervisadas por los profesores.

 

Cronograma:

Semana 1 Unidad 1: Introducción a la microbiología

Semanas 2, 3, 4 - Unidad 2: Crecimiento y metabolismo de los microorganismos

Semana 5 - Unidad 3: Genética de los microorganismos

Semana 6,  7 - Unidad 4: Control del crecimiento microbiano

Semana 8 - Unidad 5: Los virus

Semanas 9, 10, 11 - Unidad 6: Diversidad del mundo microbiano

Semana 12 y 13 - Unidad 7:  Métodos no convencionales aplicados a la taxonomía  y diagnóstico en microbiología

Semana 14 -

 

Se reservan las restantes semanas para exámenes parciales y clases de repaso.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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