BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS LICENCIATURA: QUÍMICO FARMACOBIÓLOGO ÁREA ESPECÍFICA DE: MICROBIOLOGÍA NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MICROBIOLOGÍA GENERAL CÓDIGO: BIO 209 FECHA DE ELABORACIÓN: MARZO 2002 NIVEL EN EL MAPA CURRICULAR: TIPO DE ASIGNATURA: FORMATIVO DISCIPLINARIA PROFESORES QUE PARTICIPARON EN SU ELABORACIÓN: M.S.P. CARLOS CABRERA MALDONADO M C. GLORIA LEÓN TELLO M C. PATRICIA GUADALUPE SUÁREZ ALBORES M.S.P. OSCAR PÉREZ TÓRIZ QFB MARÍA DE LA CRUZ MENESES SÁNCHEZ M.S.P. JESÚS LUZURIAGA GALICIA HORAS DE TEORÍA: 3 HORAS PRÁCTICA: 2 CRÉDITOS: 8 PRE-REQUISITOS: Bioquímica I (FAR 111) RECOMENDACIONES: Biología, Físico-química, Química orgánica, Bioquímica I Química analítica. PRESENTACIÓN GENERAL DEL PROGRAMA Microbiología General, es una materia teórico-práctica que se imparte a nivel básico a los alumnos que cursan la carrera de Químico Farmacobiólogo (Q.F.B.), con aplicación en las áreas de análisis clínicos, alimentos y farmacia. Tiene como finalidad proporcionar un panorama de los microorganismos: Bacterias, hongos, protistas, virus, su ubicación taxonómica, la relación con otras áreas del conocimiento, así como establecer las diferencias estructurales, fisiológicas, bioquímicas, de crecimiento y genéticas de cada uno de ellos, mediante el curso teórico y sesiones de laboratorio.
Para mejor comprensión de esta asignatura, se requieren conocimientos previos en Biología, Físico-química, Química orgánica, Bioquímica I, Química analítica. Sin embargo, el alumno puede cursar de manera simultánea asignaturas como Bioquímica II e Inmunología, y de esta manera tener las bases para la mejor comprensión de materias subsecuentes como Bacteriología I y II, Parasitología, Micología, Virología, Bioquímica microbiana, Microbiología sanitaria, Tecnología de alimentos. Este programa consta de 10 unidades temáticas en donde se aborda conceptos como: Taxonomía microbiana, cultivo y crecimiento de microorganismos, procedimientos de esterilización y desinfección, así como aspectos generales de estructura, metabolismo y genética de bacterias, características generales de hongos, protistas, virus y priones. En Microbiología general establecen los fundamentos teórico metodológicos para el trabajo básico del Q.F.B. en su desempeño como futuro profesional para que pueda incursionar en la microbiología clínica, agrícola, ambiental y a nivel de la industria, farmacéutica, de alimentos así como la aplicación biotecnológica en otras áreas. OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO Estudiar el origen de la Microbiología como ciencia. Estudiar los fundamentos para situar a los microorganismos (bacterias, hongos, protistas, virus, priones) en la naturaleza, los principios de Sistemática y la relación de la Microbiología con otras áreas del conocimiento. Conocer las características estructurales, bioquímicas, genéticas y fisiológicas, ecológicas de los microorganismos. Conocer las medidas de seguridad en el laboratorio de Microbiología. Estudiar los agentes físicos y químicos que afectan el crecimiento microbiano. Estudiar los medios de cultivo, composición, clasificación y usos. Adquirir destreza manual para desarrollar las metodologías básicas aplicadas en Microbiología Aplicar medidas de seguridad en el trabajo con microorganismos. Comprender la importancia de la microbiología para su formación profesional. Desarrollar la capacidad de autoaprendizaje, a través de lectura, comprensión y discusión de artículos. Desarrollar en el alumno valores éticos profesionales acerca del conocimiento y aplicación de los mismos en la manipulación de microorganismos Motivar en el alumno su interés por la búsqueda de información actualizada sobre el área de conocimiento y desarrollar en él su capacidad para la interpretación, discusión y síntesis Desarrollar en el alumno la capacidad de trabajo en equipo y liderazgo. Desarrollar en el alumno una actitud crítica, constructiva, propositiva y responsable. Desarrollar capacidad de observación y una actitud abierta a la búsqueda del conocimiento, consciente de la continua evolución de la ciencia. Contribuir a los cambios de hábitos de higiene en el alumno. Reconocer la importancia de la Microbiología en la formación del Q.F.B.
CONTENIDO Y ESQUEMA DEL CURSO UNIDAD I GENERALIDADES 4 Horas Esta unidad proporcionará al alumno información sobre el panorama de los microorganismos (bacterias, hongos, protistas, virus), su ubicación taxonómica, y la relación de la microbiología con otras áreas del conocimiento. Conocer los orígenes de la Microbiología como ciencia Estudiar las características generales de los microorganismos que se emplean para su clasificación Conocer los principios básicos de Taxonomía Estudiar las interacciones de la Microbiología con otras áreas del conocimiento 1.1 Reseña histórica de la Microbiología 1.2 Principios de Sistemática en microorganismos 1.3 Categorías taxonómicas 1.4 Conocer los diferentes tipos de taxonomía: numérica y filogenética. 1.5 Nomenclatura binominal (Carl Von Linne) 1.6 Ubicación de los microorganismos, según la clasificación de Whittakker, y la propuesta por Margulis 1.7 Ubicación de los microorganismos, según la nueva clasificación propuesta por Truper (1999) 1.8 Relación de la Microbiología con otras ciencias. UNIDAD II CULTIVO DE MICROORGANISMOS 6 Horas En esta unidad alumnos estudiarán las condiciones y técnicas para el aislamiento y cultivo de los microorganismos, además de desarrollar habilidades en los procedimientos básicos de laboratorio. Estudiar los medios de cultivo, sus componentes y su clasificación. Conocer y aplicar los métodos de aislamiento microbiano. Estudiar las condiciones que modifican el crecimiento de los microorganismos 2.1. Definición de medio de cultivo 2.2. Componentes de los medios de cultivo 2.3. Clasificación de los medios de cultivo 2.3.1 Medio de transporte 2.3.2 Medio simple 2.3.3 Medio de enriquecimiento
2.3.4 Medio enriquecido 2.3.5 Medio selectivo 2.3.6 Medio diferencial 2.3.7 Medio de caracterización bioquímica 2.3.8 Medio de mantenimiento o conservación 2.4 Aislamiento de bacterias 2.4.1. Siembra por estría cruzada 2.4.2. Diluciones y vertido en placa 2.4.3. Método del número más probable (NMP) 2.4.4. Siembra con hisopo 2.4.5. Extensión en superficie 2.5 Condiciones que modifican el crecimiento de microorganismos. 2.5.1 ph 2.5.2 Temperatura de incubación 2.5.3 Requerimientos gaseosos (O 2 y CO 2 ) 2.6 Morfología colonial 2.7 Técnica para el cultivo de anaerobios 2.7.1 Fundamento de los sistemas para crear condiciones para anaerobiosis. UNIDAD III AGENTES FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO MICROBIANO. 5 Horas En esta unidad se abordarán temas como: Esterilización, desinfección y antimicrobianos como medios para el control del crecimiento de microorganismos Conocer los agentes físicos y químicos que afectan el crecimiento microbiano Aplicar técnicas para el control del crecimiento microbiano Conocer y aplicar pruebas de esterilidad y el uso de indicadores para validar la esterilización Conocer y aplicar medidas de seguridad para el manejo de los residuos peligrosos biológico infecciosos 3.1 Conceptos básicos de esterilización y desinfección 3.2 Esterilización por métodos físicos 3.2.1 Calor húmedo (autoclave) 3.2.2 Calor seco (horno) 3.2.3 Filtración 3.2.4 Radiaciones 3.3 Pruebas de esterilidad e indicadores biológicos 3.4 Efecto de los agentes químicos sobre el crecimiento microbiano 3.4.1 Desinfectantes 3.4.2 Gases esterilizantes 3.4.3 Antimicrobianos.
UNIDAD IV CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS 5 Horas En esta unidad se estudiará el crecimiento microbiano, su cuantificación y las condiciones que lo regulan. Conocer y aplicar las técnicas para evaluar el crecimiento de los microorganismos Adquirir destreza manual para desarrollar las habilidades necesarias en el laboratorio 4.1 Crecimiento individual 4.2 Crecimiento de poblaciones 4.3 Fases de la curva de crecimiento microbiano 4.4 Expresión matemática del crecimiento 4.5 Métodos de evaluación del crecimiento 4.5.1 Cuenta total 4.5.2 Cuenta viable 4.5.3 Volumen celular 4.5.4 Masa celular 4.5.5 Determinación del contenido de Nitrógeno. 4.5.6 Métodos Turbidimétricos, espectrofotométrico y nefelómetro de Mac Farland. 4.5.7 Método de la placa expuesta 4.5.8 Crecimiento continuo 4.5.9 Quimiostato. UNIDAD V BACTERIAS 10 Horas En esta unidad se manejan tópicos referentes a la anatomía bacteriana y los métodos para el estudio de las diferentes estructuras. Establecer las diferencias estructurales de las bacterias. Aplicar técnicas de tinción diferencial. Aplicar técnicas y métodos para la observación de estructuras bacterianas. 5.1 Morfología microscópica 5.2 Tinciones 5.2.1 Tinción simple: técnica y fundamento. 5.2.2 Tinciones diferenciales 5.2.2.1 Tinción de Gram. 5.2.2.2 Tinción de Ziehl-Neelsen 5.3 Anatomía de bacteria 5.3.1 Cápsula: composición química, función, técnicas de observación. 5.3.2 Pared celular de las bacterias Gramnegativas, composición química.
5.3.3 Pared celular de las bacterias Grampositivas, composición química. 5.3.4 Fundamento de la tinción de Gram. 5.3.5 Pared celular de bacterias ácido alcohol resistentes. 5.3.6 Microorganismos sin pared: formas L, protoplastos, esferoplastos, micoplasmas. 5.3.7 Membrana celular: composición química y funciones. 5.3.8 Mesosoma: estructura y función. 5.3.9 Flagelos: estructura, función y métodos de observación. 5.3.9.1.1 Quimiotaxis 5.3.10 Pili y fimbrias: estructura y composición química. 5.3.10.1 Disposición de pili y fimbrias. 5.3.11 Inclusiones citoplasmáticas: gránulos metacromáticos, almidón, glucogéno, lípidos. 5.3.12 Esporas: estructura, composición química, esporogénesis, propiedades de las endoesporas y métodos de observación. UNIDAD VI METABOLISMO DE BACTERIAS En esta unidad se abordan aspectos generales del metabolismo en bacterias. 5 Horas Conocer las principales diferencias bioquímicas y fisiológicas de las bacterias Interpretar las pruebas bioquímicas y crecimientos en medios diferenciales y de selección : 6.1 Concepto de metabolismo 6.2 Enzimas microbianas: exoenzimas, endoenzimas, constitutivas e inducidas 6.3 Fuentes de carbono. 6.3.1 Organismos autótrofos 6.3.2 Organismos heterótrofos 6.4 Fuentes de energía 6.4.1 Organismos fotosintéticos 6.4.2 Organismos quimiolitotróficos. 6.4.3 Organismos quimiorganotróficos 6.5 Factores de crecimiento 6.5.1 Organismos prototróficos. 6.5.2 Organismos auxotróficos 6.6 Mecanismos de liberación de energía 6.6.1 Fotosíntesis. 6.6.2 Rutas metabólicas para la utilización de carbohidratos: EMP, ED, WD. 6.6.3 Respiración aerobia, anaerobia 6.6.4 Ciclos de Krebs 6.6.5 Aceptores finales de electrones
UNIDAD VII GENOMA BACTERIANO 4 Horas En esta unidad se describe de forma muy general la estructura del genoma bacteriano y los mecanismos mediante los cuales se da la transferencia de genes entre bacterias y la importancia de éstos en la evolución. OBJETIVO DE LA UNIDAD Conocer aspectos relevantes del genoma bacteriano y las generalidades de los mecanismos de transferencias de material genético entre bacterias. 7.1 Estructura del genoma: Cromosoma bacteriano y replicones extracromosómicos 7.2 Transferencia de material genético en bacterias 7.2.1 Transformación 7.2.2 Conjugación 7.2.3 Transducción 7.2.4 Transposición UNIDAD VII HONGOS 3 Horas En esta unidad se describen los aspectos morfológicos generales de los hongos y levaduras que sirven para su clasificación y se ejemplifica las aplicaciones de éste grupo microbiano en industria, agricultura y salud. OBJETIVO DE LA UNIDAD Conocer las características biológicas de los hongos y levaduras, así como la importancia de éstos en la industria, agricultura y salud. 8.1 Características generales 8.2 Clasificación 8.3 Características morfológicas: Phycomicetos, Ascomycetos, Basiomycetos, Deuteromycetos. 8.4 Diferencias entre hongos filamentosos y levaduriformes 8.5 Esporas sexuales y asexuales 8.6 Métodos de cultivo e identificación. UNIDAD IX PROTISTAS 3 Horas En esta unidad se describen los aspectos morfológicos generales de los protozoarios que sirven para su clasificación y se ejemplifica la importancia de éste grupo en la salud y medio ambiente.
OBJETIVO DE LA UNIDAD Conocer las características biológicas de los protozoarios y la importancia de éstos en los ecosistemas y para la salud. 9.1 Características generales. 9.2 Características morfológicas: 9.3 Clasificación. 9.4 Métodos de observación 9.5 Importancia de los protozoarios en la salud y en los ecosistemas. UNIDAD X VIRUS, VIROIDES Y PRIONES 3 Horas En esta unidad se describen los aspectos bioquímicos y morfológicos generales de los virus, viroides y priones; así como la ejemplificación de la importancia de éstos OBJETIVO DE LA UNIDAD Conocer las características generales de virus viroides y priones; la importancia de éstos en la salud humana, animal y vegetal, y de los virus bacterianos como modelos biológicos. 10.1 Características generales: tamaño, forma y composición química de los virus 10.2 Métodos de cultivo 10.3 Viroides y priones 10.4 Importancia de los virus viroides y priones METODOLOGÍA Exposición oral de los temas, promoviendo habilidades de reflexión, análisis y síntesis. Investigación de temas en internet. Aprendizaje basado en evidencias. Elaboración de modelos. Discusión en grupo. INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA A UTILIZAR Utilización del proyector de acetatos Utilización del proyector de transparencias. Utilización de modelos bacterianos. Mapa de rutas metabólicas. Material, equipo y reactivos de laboratorio, según lo especificado en las prácticas.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Teoría 50% (o la parte proporcional) Laboratorio 20% (o la parte proporcional) Participación y trabajo de investigación 30% (o la parte proporcional) NOTA Aplicación de evaluaciones parciales departamentales. Las 3 evaluaciones parciales durante el cuatrimestre tendrán carácter de examen ordinario y deberán ser acreditadas con calificación aprobatoria cada una; por lo que el alumno, deberá contar con el 80% de asistencia. Para que se asiente la calificación en el periodo ordinario, el alumno deberá haber acreditado el examen final de laboratorio. En caso de no acreditar un examen parcial, éste se repondrá y se asentará la calificación en el periodo extraordinario, por lo que el alumno contar con el 70% de asistencia y haber acreditado el examen final de laboratorio. En caso de no acreditar el laboratorio el alumno deberá recursar nuevamente la asignatura. PRÁCTICAS DE LABORATORIO PROPUESTAS: 1. Introducción al trabajo de laboratorio 2. Observación de grupos microbianos 3. Preparación de material 4. Preparación de medios de cultivo 5. Técnicas asépticas para transferencia de microorganismos 6. Técnicas para el aislamiento de microorganismos 7. Medios de cultivo y morfología colonial 8. Efecto de agentes físicos sobre el crecimiento microbiano 9. Efecto de agentes químicos sobre el crecimiento microbiano 10. Curva de crecimiento bacteriano 11. Técnicas para recuento de bacterias 12. Técnicas de tinción diferenciales 13. Técnicas de tinción para estructuras bacterianas 14. Pruebas bioquímicas 15. Morfología de hongos 16. Evaluación del laboratorio BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Madigan MT. Brock Biología de los microorganismos. Prentice-Hall, 1999. Presscot Microbiología 4a Ed Mac Graw Hill Interamericana 1999 Tortora G, Funke B, Case C. Microbiology. 5a ed. Editorial Benjamin/Cummings. 1998.
Joklik WK, Willett HP, Amos DB, Wilfert CM. Microbiología de Zinsser. 20ª Ed. Editorial Panamericana. 1996. Stanier R., Doudoroff, M y Adelberg E. Microbiología Editorial Reverté España 1988 Davis y otros Tratado de Microbiología. Editorial Masson Salvat. España BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Cowan y Steel. Manual para la identificación de bacterias de interés médico. Ed. Editorial Panamericana, 1988. Freeman BA. Microbiologia de Burrosws. 22ª Ed. Editorial Mac Graw-Hill, 1985. Koneman. Diagnóstico Microbiológico. Ed. Panamericana. Levinson WE, Jawetz E. Microbiología e inmunología.1ª Ed. Editorial Manual Moderno. 1992.