Inmaculada Vallejo Fernández de la Reguera

Conocer y entender qué es un microorganismo, cuál es su estructura y función y
qué metodología se emplea para llevar a cabo su estudio. Conocer la
diversidad que existe en el mundo microbiano y la importancia de la actividad
microbiana en el medio ambiente, en cuanto al desarrollo y mantenimiento de la
vida y a su implicación en los procesos geoquímicos. La consecución de dichos
objetivos permitirá al alumno obtener los conocimientos necesarios acerca de
la importancia de las actividades metabólicas de los microorganismos y sus
efectos, tanto positivos como negativos en el medio ambiente.

PROGRAMA DE CONTENIDOS
Unidad temática I: Introducción
Lección 1. Generalidades e historia de la Microbiología. Introducción a la
Microbiología Ambiental. Concepto, método y objetivos de la asignatura. Los
microorganismos en la escala biológica. Diversidad microbiana en ámbitos
naturales. Etapas y desarrollo de la Microbiología. Microbiología Ambiental.
Lección 2. La célula procariota. Morfología y estructura de la célula
bacteriana. Tamaño y disposición celular. La célula procariota: membrana
celular, pared bacteriana, ribosomas, citoplasma y región nuclear. Flagelos y
movilidad. Estructuras de resistencia. Proceso de esporulación.
Lección 3. La célula eucariota. Características generales de la célula
eucariota. La pared celular, sistemas de membranas, ribosomas, mitocondrias y
cloroplastos, vacuolas, núcleo y cromosomas. Estructuras de superficie. Ciclos
de vida. Principales hongos, algas y protozoos.
Lección 4. Propiedades generales de los virus. Concepto de virus.
Clasificación. Cuantificación. Características de la replicación vírica. Virus
bacterianos: bacteriófagos. Virus animales: tipos y replicación. Virus
vegetales. Viroides y priones.
Lección 5. Métodos en Microbiología. Observación microscópica. Principales
tinciones. Tinción de Gram. Tinciones específicas. Medios de cultivo: tipos de
medios según finalidad y composición. Preparación de medios de cultivo.
Esterilización y desinfección. Sistemas y metodología de la esterilización.
Lección 6. Nutrición y crecimiento de los microorganismos. Requerimientos
nutricionales de los microorganismos. Crecimiento celular. Crecimiento de
poblaciones. Ciclos de crecimiento. Medición del crecimiento y efectos de los
factores ambientales sobre el mismo. Control del crecimiento.
Lección 7. Genética Microbiana. Características generales del material
genético de las células procariotas. Mutaciones y mutantes. Auxótrofos y
protótrofos. Bases moleculares de la mutación. Transformación, transducción y
conjugación. Genética de microorganismos eucariotas.

Unidad temática II: Clasificación microbiana
Lección 8. Introducción a la taxonomía microbiana. Concepto de especie.
Taxonomía microbiana: numérica, molecular y genética. Técnicas de aislamiento,
identificación y conservación de los microorganismos. Colecciones tipo de
microorganismos.
Lección 9. Clasificación bacteriana. El manual Bergey de sistemática
bacteriana. Grupos más representativos. Microorganismos fotosintéticos
oxigénicos y anoxigénicos. Bacterias de nitrógeno. Bacterias del sulfato, del
azufre y del hierro. Quimiolitótrofos. Arqueobacterias.

Unidad temática III: Bioquímica y fisiología microbiana
Lección 10. Metabolismo microbiano I. Esquema general del metabolismo
microbiano. Fuentes de energía. Procesos catabólicos, anabólicos y
anfibólicos. Generación y transformación de la energía. Función del poder
reductor. Sistemas aerobios y anaerobios.
Lección 11. Metabolismo microbiano II. Metabolitos, tipos y clasificación.
Regulación del metabolismo microbiano. Aislamiento de microorganismos con
nuevas actividades. Biotransformación microbiana. Biopolímeros.

Unidad temática IV. Hábitats e interacciones entre poblaciones
Lección 12. Hábitats naturales de los microorganismos. Microorganismos en sus
hábitats naturales: microbiología del agua, del suelo y del aire.
Microorganismos en ambientes extremos. Interacciones entre poblaciones de
microorganismos.
Lección 13. Interacción microbiana con organismos superiores I. Interacciones
entre microorganismos y animales: relaciones simbióticas, mutualistas y
patógenas. Aspectos ecológicos de las enfermedades de los animales.
Lección 14. Interacción microbiana con organismos superiores II. Interacciones
entre microorganismos y plantas: micorrizas, nódulos radicales, enfermedades
microbianas de las plantas. Fitopatógenos y toxinas microbianas. Control de
fitopatógenos. Biocontrol y lucha integrada.

Unidad temática V. Los microorganismos como determinantes ambientales
Lección 15. Ciclos biogeoquímicos I. Ciclo del carbono y Ciclo del nitrógeno.
Lección 16. Ciclos biogeoquímicos II. Ciclo del azufre, Ciclo del hierro,
Ciclo del manganeso, Ciclo del fósforo y Ciclo del calcio.
Lección 17. Transformaciones microbianas de metales y metaloides. Biominería.
Biolixiviación. Microorganismos implicados en la recuperación de minerales y
energía. Recuperación de petróleo. Producción de combustibles.

Unidad temática VI. Microorganismos y polución
Lección 18. Aplicaciones de la ecología microbiana. Aplicaciones de la
ecología microbiana y su influencia en el bienestar económico, salud pública y
calidad ambiental. Biodegradación de compuestos xenobióticos. Biorremediación.
Interacciones microbianas con sustancias altamente tóxicas. Metilaciones
microbianas.
Lección 19. Tratamiento de residuos líquidos. Aspectos microbiológicos del
tratamiento de aguas residuales. Plantas de depuración. Análisis de la calidad
de las aguas.

PROGRAMA DE CLASES PRÁCTICAS

Práctica 1. Técnicas microbiológicas básicas. Técnicas generales de
aislamiento y cultivo de microorganismos. Esterilización por calor seco y por
calor húmedo (autoclave). Preparación de medios de cultivo. Diferentes tipos
de siembra en medio líquido y medio sólido. Aislamiento de microorganismos y
obtención de cultivos puros.

Práctica 2. El microscopio óptico y tinción de microorganismos. Manejo del
microscopio óptico. Observación de preparaciones en fresco. Tinción simple.
Tinciones diferenciales: tinción de Gram y tinción de Ziehl-Neelsen. Tinción
de estructuras celulares: endosporas y corpúsculos metacromáticos.

Práctica 3. Crecimiento microbiano. Recuento de microorganismos totales en
hemocitómetro, recuento de viables y turbidimetría. Estudio de la curva de
crecimiento de Escherichia coli. Uso de los principales métodos de control del
crecimiento microbiano por agentes físicos y químicos.

Práctica 4. Aislamiento e identificación de microorganismos a partir de
muestras de suelo y agua. Utilización de medios diferenciales y selectivos.
Identificación de microorganismos: características morfológicas fisiológicas y
bioquímicas.

Práctica 5. Bioensayos de actividad patógena sobre material vegetal. Obtención
y conteo de conidios de un cultivo del hongo fitopatógeno Botrytis cinerea.
Desinfección del material vegetal. Preparación de cámaras húmedas e
inoculación. Determinación de las lesiones necróticas producidas por el hongo.

Resolución de cuestiones relativas al temario. Establecimiento de foros de
discusión sobre las cuestiones planteadas. Estas actividades estarán
tutorizadas por el profesor y serán obligatorias para todos los alumnos.

ENSEÑANZA PRESENCIAL

Las clases de teoría y las prácticas de laboratorio corresponden a la parte
del proceso enseñanza/aprendizaje presencial donde el profesor y alumno están
presentes. Estas clases se desarrollarán en el aula o laboratorio y en ellas
el profesor expondrá contenidos o guiará las actividades prácticas. Durante el
desarrollo de las clases el profesor marcará los objetivos de cada tema o
práctica e indicará al alumno los conceptos más relevantes a tener en cuenta
para su posterior trabajo personal (trabajos, memorias de prácticas, consultas
bibliográficas y estudio) que completará el aprendizaje de la materia.

Clases teóricas: La exposición teórica se desarrollará a partir de textos y
materiales que quedarán posteriormente a disposición de los
alumnos. Las ilustraciones, fotografías y videos presentados en clase mediante
métodos audiovisuales ayudarán a la percepción adecuada de cada uno de los
puntos a tratar en las clases teóricas y permitirán al profesor hacer
participar al alumnado en la identificación de microorganismos, estructuras
microbianas, rutas metabólicas, etc. Una exposición razonada de los conceptos
básicos junto con la aportación de referencias bibliográficas orientará al
alumno sobre como realizar el estudio de la materia.

Clases prácticas: En las clases prácticas, que se realizarán en grupos de 25
alumnos, se desarrollarán los métodos que generalmente se utilizan en un
laboratorio de microbiología, haciendo uso de los aparatos y material de
laboratorio pertinente para (i) la identificación directa de microorganismos y
(ii) la detección de las actividades metabólicas microbianas y sus efectos en
el ecosistema. Se hará una breve introducción en la que se expondrá el
objetivo de cada práctica y la metodología a emplear por los alumnos. No
obstante, los temas teóricos relacionados con las clases prácticas precederán
siempre a la realización de éstas. Las actividades a seguir por los alumnos
estarán siempre guiadas por el profesor. Se seguirá un protocolo metodológico
del que se explicará el fundamento y los pasos a seguir por el alumno.

TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO

El trabajo personal del alumno para el estudio de los contenidos de esta
materia se desarrollará como estudio de las clases teóricas, realización de
memorias de las clases prácticas y preparación de exámenes.

ACTIVIDADES DIRIGIDAS Y TUTORÍAS

La realización de actividades está enfocadada a que el alumno
complete el aprendizaje de contenidos teóricos y prácticos del programa de la
asignatura de una forma autónoma y responsable. Para llevar a cabo estas
actividades, se establecen las TUTORÍAS ESPECIALIZADAS, que
se realizarán en horario fijado y estarán enfocadas a: (i) orientar al
alumno sobre cómo abordar la asignatura con éxito; (ii) realizar cuestiones que
tendrán que ser resueltas por los alumnos; (iii) establecer foros de discusión
sobre las cuestiones planteadas.

Nº de Horas (indicar total): 120

• Clases Teóricas: 21  
• Clases Prácticas: 10,5  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 2  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 3  
  • Sin presencia del profesorado: 10,5  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 39  
  • Preparación de Trabajo Personal: 14  
  • ...

    Preparación
    exámenes: 18

     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 2  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Se evaluarán los conocimientos adquiridos por los alumnos a través de la
realización de un examen escrito.

Se evaluará la asistencia a las sesiones dedicadas a las Actividades
Académicamente Dirigidas y a las Prácticas.

Se evaluará la realización de una memoria de prácticas.

* Actividades Académicamente Dirigidas (14%)
Asistencia a las sesiones de AAD, que se controlará tomando nota de los alumnos
presentes en cada sesión.
Calificación máxima en este apartado: 1,4 puntos, repartidos en 1,2 puntos por
la realización adecuada de las actividades y 0,2 puntos por la asistencia a las
mismas.
Calificación mínima en este apartado para superar la asignatura: 0,6 puntos

* Prácticas (16%)
Las competencias adquiridas en las prácticas de laboratorio se evaluarán  a
través del control de la asistencia a clases prácticas.
Calificación máxima en este apartado: 1,6 puntos, repartidos en
1 punto: asistencia y realización de 4 prácticas de laboratorio de 2 horas
(0,25 puntos/práctica); 0,1 punto: asistencia a la sesión de 0,5 horas; 0,5
puntos: memoria de prácticas
Calificación mínima en este apartado para superar la asignatura: 1 punto

* Examen (70%)
Calificación máxima del examen: 7 puntos.
Calificación mínima para superar la asignatura: 3,4 puntos.

- Andrews, J. H. 1991. “Comparative ecology of microorganisms and
macroorganisms”. Springer-Verlag. New York
- Atlas, R. M. y Bartha, R. 2002. Ecología microbiana y Microbiología
Ambiental. Pearson Education, S. A. Madrid.
- Atlas, R. M. y Bartha, R. 1993. “Microbial Ecology. Fundamentals and
Applications”. 3ª Ed. The Benjamin/Cummings Publishing Co. California.
- Baker, K. H. y Herson, D. S. 1994. “Bioremediation”. McGraw-Hill. New York.
- Bull, A. T. y Slater, J. H. (eds.). 1982. “Microbial Interactions and
Communities”. Academic Press. London.
- Casadeus, J. (Ed). 1996.
"Microbiología y Genética Molecular". Servicio de Publicaciones de la
Universidad de Huelva. Huelva.
- Goodfelow, M. (Ed.) 1988-1990. "Modern Microbiological Methods". John
Wiley and Sons. New York.
- Grant, W- D. y Long, P. E. 1989. “Microbiología Ambiental”. Acribia, S. A.
Zaragoza.
- Ingraham, J. L. e Ingraham, C. A. 1998. “Introducción a la Microbiología”.
Volumen I y II.  Reverté. Barcelona.
- Levin, M. A., Seidler, R. J. y Rogul, M. 1992. “Microbial ecology.
Principles, Methods, and Applications”. McGraw-Hill, Inc. New York.
- Madigan, T. M., Martinko, J. M., Parker, J. 2004. "Brock. Biología de
los Microorganismos". 10ª Ed. Pearson, Prentice Hall, Madrid.
- Mitchell, R. (Ed.). 1992. “Environmental microbiology”. Wiley-Liss. New York.
Schlegel, H. G. 1993. "General
Microbiology". Cambridge University Press. New York.
- Stanier, R. Y., Ingraham, J. L., Wheelis, M. L. y Painter, P. R.
1992. “Microbiología”. 2ª ed. Editorial Reverté. Barcelona.