Corso/indirizzo/articolazione:

CHIMICA, MATERIALI e BIOTECNOLOGIE,

articolazione in BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE

Classe

Quarta

Disciplina

Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale

Ore settimanali

Ore annuali previste (33 settimane per a.s.)

5 (cinque)

165 (centosessantacinque)

Valutazione 1° periodo

Valutazione 2° periodo

UNICO

UNICO

Libri di testo

Si faccia riferimento alla sezione del sito

raggiungibile da questo link

Responsabile del coordinamento disciplinare

Gian Luca Abbati

Docenti (del dipartimento)

Gian Luca Abbati (coordinatore)

Silvia Alesi

Antonio Biele (TD, 2024-25)

Sandra Bertani (titolare insegnamento)

Pietro Carrozzo (titolare insegnamento)

Daniela Dallari

Marcello Franzinelli

Monica Giusti (titolare insegnamento)

Federica Levoni

Lorella Zoboli

DESCRIZIONE DI METODI E STRUMENTI

Metodologia didattiche 

[ X ]  Lezione frontale

[     ]  Lezione interattiva e dialogata

[     ]  Problem solving

[     ]  Lavoro di gruppo

[ X ]  Esperienze di laboratorio

[     ]  Gioco di ruolo

[     ]  Simulazione di impresa

[     ]  Analisi/simulazione di casi reali

[     ]  Apprendimento cooperativo

[     ]  Attività di ricerca/intervista

[     ]  Partecipazione a concorsi

[     ]  ……………………………………….

[     ]  ……………………………………….

Tipologie di prove per la valutazione 

[ X ]  Verifica scritta

[ X ]  Interrogazione orale

[     ]  Relazione scritta di progetto/esperienza

[     ]  Relazione orale sul lavoro assegnato

[ X ]  Questionario scritto a risposta aperta

[ X ]  Questionario scritto a scelta multipla

[ X ]  Prova pratica

[     ]  Prova grafica

[     ]  Questionario online su piattaforma

[     ]  Valutazione compiti assegnati

[     ]  Prova per classi parallele

[     ]  ……………………………………….

[     ]  ……………………………………….

Strumenti didattici

[ X ]  Libro di testo

[ X ]  Materiale/dispense del docente

[     ]  Materiale ricavato da internet

[     ]  Audiovisivi

[     ]  Software/hardware applicativi

[     ]  Piattaforme didattiche online

[     ]  ……………………………………….

[     ]  ……………………………………….

Metodologie di recupero

[ X ]  Recupero individuale

[ X ]  Recupero in itinere

[     ]  Attività di recupero tra pari

[     ]  Attività di recupero con tutoraggio

[     ]  Sportello didattico pomeridiano

[     ]  ……………………………………….

[     ]  ……………………………………

Annotazioni

PROGRAMMAZIONE ANNUALE SEQUENZA DI LAVORO

UNITÀ

DIDATTICA FORMATIVA

PERIODO

ORE DI LEZIONE

1

LA MICROBIOLOGIA, MORFOLOGIA E STRUTTURA DEI PROCARIOTI

settembre-ottobre

30

2

AMBIENTI ED ECOSISTEMI

novembre

15

3

MORFOLOGIA E CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AI MICROORGANISMI

novembre-dicembre

20

4

CICLI BIO-GEOCHIMICI

gennaio

20

5

ATTIVITÀ ANTROPICA ED INFLUENZA SUI COMPARTI AMBIENTALI

febbraio

10

6

MATRICI AMBIENTALI

febbraio-marzo

15

7

DINAMICHE CHIMICHE E FISICHE DI DISPERSIONE E BIOACCUMULO

marzo-aprile

20

8

ELEMENTI DI TOSSICOLOGIA

aprile-maggio

20

9

INDICATORI BIOTICI

maggio-giugno

15

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 1

LA MICROBIOLOGIA, MORFOLOGIA E STRUTTURA DEI PROCARIOTI

UD1 - Microbiologia, inquadramento storico.

• La generazione spontanea, scoperta e studio del mondo dei microrganismi, microrganismi e malattie. Prime tecniche microbiologiche.
• Avvio dell’immunologia, microbiologia industriale, impiego dei microorganismi nelle biotecnologie
• Laboratorio:

• Esame a fresco delle cellule procariotiche: osservazione dei fermenti lattici.

UD2 - I procarioti.

• Forme e dimensioni dei batteri. Le strutture di rivestimento: parete, capsula, strato S, appendici, strutture interne, endospore. Particolarità degli Archea
• Laboratorio:

• Allestimento di un preparato batterico e colorazione semplice con blu di metilene.
• Allestimento di un preparato batterico e colorazione negativa con nigrosina.
• La colorazione di Gram.
• La colorazione delle spore con verde malachite.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 2

AMBIENTI ED ECOSISTEMI

UD1 - Introduzione agli ecosistemi.

• Gli ecosistemi.
• Produttori e consumatori.
• Rapporti tra i microorganismi: commensalismo, simbiosi, predazione, antagonismo e parassitismo.
• Stadi di formazione del Biofilm microbico.
• Laboratorio:

• Tecniche di sterilizzazione: calore secco; calore umido a pressione ordinaria e saturo sotto pressione; la tyndalizzazione.
• Principio di funzionamento e uso dell’autoclave.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 3

MORFOLOGIA E CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AI MICRO-ORGANISMI

UD1 - I micro-organismi: classificazione.

• Virus: struttura e duplicazione dell’acido nucleico virale; replicazione dei virus batteriofagi.
• Batteri di interesse ambientale: fototrofi, chemiolitotrofi, actinomiceti, streptomiceti e batteri nocardiformi, batteri che formano noduli.
• Microrganismi diversi dai batteri: Protozoi, Alghe, Miceti.
• Laboratorio:

• Caratteristiche distintive dei terreni di coltura microbiologica.
• Composizione minimale dei terreni generici.
• Terreni selettivi
• Terreni di arricchimento e terreni differenziali;
• Preparazione dei terreni liquidi e agarizzati: procedura per l’aggiunta di supplementi e sostanze termolabili,
• La sterilizzazione e conservazione dei terreni di coltura,
• Allestimento delle colture microbiche: la tecnica sterile e le condizioni di asepsi; tecnica di semina in terreno liquido; allestimento degli slant e tecnica di semina dell’agar inclinato; tecnica di semina per infissione; tecnica di semina per inclusione in piastra; tecnica di semina per spatolamento; allestimento di una coltura pura: tecnica di semina per il triplo striscio in piastra; allestimento di una micro-coltura e osservazione microscopica.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 4

CICLI BIO-GEOCHIMICI

UD1 - La trasformazione della materia ed i cicli biogeochimici.

• Il ciclo del carbonio: fissazione della CO2 consumo del carbonio organico e mineralizzazione della sostanza organica.
• Il ciclo dell’azoto: fissazione dell’azoto atmosferico, ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione.
• Il ciclo dello zolfo.
• Il ciclo del fosforo.
• Il ciclo dell’ossigeno.
• Il ciclo del ferro.

UD2 - Laboratorio

• Aspetti della crescita microbica

• crescita in brodo
• crescita sull’agar inclinato
• crescita per infissione
• crescita in piastra ed esame delle colonie.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 5

ATTIVITÀ ANTROPICA ED INFLUENZA SUI COMPARTI AMBIENTALI

UD1 - Introduzione all’impatto antropico.

• Concetto di impatto antropico
• Immissione di inquinanti nell’ambiente
• Composti organici tossici: pesticidi e non pesticidi
• I metalli pesanti: Hg, Pb, Cr, Cd e As
• I detergenti.

UD2 - Laboratorio

• Fattori fisici che influenzano la crescita batterica:

• influenza della temperatura: allestimento di slant con diversi ceppi microbici e incubazione a diverse temperature controllate.
• influenza del pH: allestimento di colture liquide con differenti valori di pH
• influenza della pressione osmotica: allestimento di slant con agar nutriente a differente concentrazione di NaCl
• influenza dell’ossigeno: allestimento di colture in piastra ed incubazione in presenza e assenza di ossigeno; uso della giara per anaerobiosi Gas pack.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 6

MATRICI AMBIENTALI

UD1 - Il suolo.

• Il suolo: composizione chimica e struttura fisica; componente organica del suolo. Contenuto di acqua, gas, acidità dei suoli e capacità di scambio ionico.

UD2 - L’idrosfera.

• L’acqua: caratteristiche chimico-fisiche; acque dolci e salate; ciclo dell’acqua.
• Distribuzione della componente biotica nelle acque superficiali; stratificazione nei mari e nei laghi temperati: Classificazione delle acque.

UD3 - L’atmosfera.

• L’atmosfera: composizione e stratificazione; ciclo dell’ozono.
• Il buco dell’ozono: sostanze chimiche responsabili ed effetto serra.

UD4 - Laboratorio.

• L’attività enzimatica dei procarioti:

• ricerca dell’enzima amilasi: allestimento di diverse colture batteriche in amido agar
• ricerca dell’enzima catalasi: allestimento di colture in agar con aggiunta di latte scremato
• ricerca dell’enzima lipasi: semina in agar triburritina
• ricerca dell’enzima catalasi
• ricerca dell’enzima ureasi
• test per la riduzione dei nitrati.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 7

DINAMICHE CHIMICHE E FISICHE DI DISPERSIONE E BIOACCUMULO

UD1 - La dispersione degli inquinanti.

• Diffusione degli inquinanti nell’ambiente e fenomeni di bioaccumulazione e biomagnificazione negli organismi viventi.
• Immissione degli inquinanti nel suolo, nell’acqua e relative conseguenze.
• Dispersione, meccanismi di trasporto, rimozione e accumulo delle sostanze inquinanti nell’aria.

UD2 - Laboratorio. 

• Studio delle attività biochimiche dei batteri:

• Utilizzazione dei carboidrati: allestimento di colture in brodo rosso fenolo e campanella di durham per evidenziare la produzione di gas.
• Test di ossido-fermentazione dei carboidrati: semina in O/F agar.
• Prove di imvc: indolo; rosso metile e Voges Proskauer.
• Produzione di H2S.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 8

ELEMENTI DI TOSSICOLOGIA

UD1 - Tossicologia, fondamenti.

• Xenobiotici, veleni e tossine.
• Epidemiologia, tossicologia, ecotossicologia.
• Tossicità acuta e cronica.
• Curve dose-risposta.
• La valutazione del rischio
• Interazioni fra composti chimici e sistemi biologici
• Il principio di precauzione

UD2 - Laboratorio.

• Le conte microbiche

• Principio delle conte vitali ed espressione dei risultati in UFC/mL o UFC/g
• La numerazione in piastra: tecnica per inclusione.
• Il metodo MPN e uso delle tabelle di Mc Crady.
• La tecnica delle membrane filtranti.
• La determinazione della carica batterica di un campione di latte crudo.
• Determinazione dei coliformi nel latte crudo con metodo MPNe.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.

UNITÀ DIDATTICA FORMATIVA n. 9

INDICATORI BIOTICI

UD1 - Gli indicatori biotici.

• Indicatori biotici delle acque: i macroinvertebrati.
• Indicatori biotici della qualità dell’aria: i licheni.
• Confronto fra biovalutazione e prove strumentali.
• I biosensori.
• Test di tossicità e normativa di riferimento.

UD2 - Laboratorio.

• Isolamento e identificazione di batteri: 

• L’isolamento in coltura pura: procedure per l’arricchimento e uso dei terreni selettivi.
• Isolamento e identificazione degli stafilococchi: arricchimento in brodo Giolitti-Cantoni e successivo isolamento in agar sale mannite e agar Baird-Parker; prove biochimiche per l’identificazione.
• Isolamento degli streptococchi: uso dell’agar-sangue; studio dell’attività emolitica e successiva identificazione.
• Isolamento delle enterobatteriaceae: uso dei terreni selettivi agar Mc Conkey ed EMB agar; uso del sistema multitest enterotube II per l’identificazione codificata.

Obiettivi minimi: dimostrare di conoscere i contenuti dell’unità didattica e saperli esporre in modo corretto, contestualizzando correttamente le conoscenze.