Biología (plan 1997) 2021-1

Primer Semestre, Biología de Procariontes

La primera reunión será el martes 29 de septiembre a las 7:30 am

Enviar correo (INDICANDO NOMBRE COMPLETO) antes del 28 de septiembre para envío de indicaciones a: castillojuarezi@ciencias.unam.mx

Biología de Procariontes (PRIMER SEMESTRE)

Objetivos:

1. Introducir al alumno en los aspectos básicos de la biología de los procariontes, incluyendo su metabolismo, ecología, sistemática, genética, evolución y su relación con el hombre.
2. Que los alumnos sean capaces de reconocer los principales grupos de bacterias, sus características más relevantes, y las relaciones filogenéticas que guardan entre sí estos grupos.
3. Que el alumno sea capaz de relacionar a la biología de los procariontes con las diferentes ramas de la biología y así proponer soluciones a problemas actuales.
4. Reconocer a los procariontes como ancestros de los eucariontes.

Metodología de la enseñanza:

• Curso teórico-práctico. Se llevará a cabo por exposiciones del profesor, apoyado en material visual y audiovisual.
• Estará reforzado por la parte práctica (manejo de bacterias en el laboratorio). Se analizarán y discutirán artículos para promover la participación de los alumnos.
• Se realizarán seminarios exposiciones de temas complementarios por parte de los alumnos.

- 50% teoría y 50% laboratorio (para que se promedien ambas deben ser mayores a 6.0).

Teoría: exámenes y participación en clase

Laboratorio: se evaluara con exámenes, tareas, reporte de practicas, participación en la semana de procariontes con un trabajo teórico alusivo a una o varias de las conferencias de la semana de los Procariontes. Las fechas de exámenes se establecerán durante el semestre en curso dependiendo del avance de los temas y de la participación y asistencia de los alumnos.

TEMARIO TEORÍA:

Temario:

I. INTRODUCCIÓN 9h

Se introducirá al alumno al estudio de la microbiología y los procariontes desde una perspectiva histórica, evolutiva y de biología celular comparada.

I.1. Historia de la Microbiología

I.1.1 Los microorganismos antes de la invención del microscopio.

I.1.2 La invención del microscopio y su impacto en el conocimiento de los microorganismos.

I.1.3. El reconocimiento de los procariontes como grupo biológico.

I.1.4. Los procariontes en las tres etapas de la microbiología: clásica, moderna y molecular.

1.1.5. Los procariontes en las diversas clasificaciones.

1.1.5.1. Clasificación de Heckel.

1.1.5.2. Clasificación de Chatton.

1.1.5.3. Clasificación de Whittaker.

1.1.5.4. Clasificación de Woese.

I.2 Definición de los procariontes.

I.2.1. Definición de la célula procarionte y eucarionte.

I.2.2. Comparación entre células procariontes y eucarionte.

I.2.3. Procesos celulares, estructura y función.

I.2.3.1. Membrana plasmática y otros sistemas membranosos.

I.2.3.2. Pared celular.

I.2.3.3. Espacio periplásmico.

I.2.3.4. Citoplasma y estructuras en el citoplasma.

I.2.3.5. Estructuras de locomoción y adherencia.

I.2.3.6. Organización del material genético.

I.2.3.7. División celular.

II. METABOLISMO 6h

El alumno aprenderá las diferentes estrategias metabólicas que presentan los procariontes, y será capaz de relacionarlas con características específicas de cada microorganismo para entender su gran diversidad.

II.1 Estructura celular primitiva y sistemas generadores de energía

II.2 Diversidad metabólica

II.2.1.Quimiolitotrofía.

II.2.2.Fermentación.

II.2.3 Metanogénesis.

II.2.4 Fotosíntesis anoxigénica.

II.2.5 Fotosíntesis oxigénica.

II.2.6 Respiración anaerobia.

II.2.7 Respiración aerobia.

III. ECOLOGIA 6h

El alumno reconocerá las relaciones entre los procariontes con otros organismos así como su impacto en el ambiente.

III 1. Papel de bacterias en el reciclaje de nutrientes.

III 2. Ciclos Biogeoquímicos.

III.3.Estilos de vida e interacciones con otros organismos

III.3.1. Bacterias de vida libre.

III.3.1 Parasitismo.

III.3.1.1. Parásitos de plantas.

III.3.1.2. Parásitos de animales.

III.3.2 Mutualismo.

III.3.2.1. Fijadoras de nitrógeno.

III.3.2.2. Fotobiontes en líquenes.

III.3.2.3. Bacterias bioluminiscentes en peces y calamares.

III.3.3 Otras interacciones.

III.3.3.1. En intestino de animales: Metanógenas.

III.3.3.2. En hipermastiginos de termitas, Buchnera en áfidos.

III.3.4 Comunidades bacterianas.

III.3.4.1. Biopelículas.

III.3.4.2. Tapetes.

III.3.4.3. Matas.

III.3.5 Las bacterias como hospederos: bacteriófagos.

III.3.6 Depredadores de bactérias.

IV. SISTEMÁTICA Y BIODIVERSIDAD 10h

El alumno reconocerá a los procariontes como parte fundamental de la diversidad biológica.

IV.1. Sistemática

IV1.1. Clasificaciones naturales y clasificaciones artificiales de procariontes.

IV.1.2. La clasificación de Bergey como ejemplo de una clasificación artificial.

IV.1.3. La sistemática de procariontes después de la propuesta de los tres dominios de Woese.

IV.1.4. Métodos de identificación de grupos taxonómicos.

IV.2. Biodiversidad de procariontes.

IV.2.1 Dominio Eubacteria.

IV.2.1. Aquificae.

IV.2.2. Thermotogae.

IV.2.3. Thermodesulfobacteria.

IV.2.4. Deinococcus-Thermus.

IV.2.5. Chrysiogenetes.

IV.2.6. Chloroflexi.

IV.2.7. Thermomicrobia.

IV.2.8. Nitrospira.

IV.2.9. Deferribacteres.

IV.2.10. Cyanobacteria y proclorofitos.

IV.2.11. Chlorobi.

IV.2.12. Proteobacteria.

IV.2.13. Firmicutes.

IV.2.14. Actinobacteria.

IV.2.15. Planctomycetes.

IV.2.16. Chlamydiae.

IV.2.17. Spirochaetes.

IV.2.18. Fibrobacteres.

IV.1.19. Acidobacteria.

IV.1.20. Bacteroidetes.

IV.1.21. Fusobacteria.

IV.1.22. Verrucomicrobia.

IV.1.23. Dictyoglomus.

IV.2 Dominio Archaea.

IV.2.l. Crenarchaeota.

IV.2.2. Euryarchaeota.

V. GENÉTICA 5h

El alumno conocerá cómo es el flujo de información al interior de una célula, entre diferentes organismos y comprenderá las consecuencias de estos procesos.

V.1. Genética bacteriana.

V.1.1. Replicación.

V.1.2. Transcripción.

V.1.3. Traducción.

V.1.4. Elementos genéticos móviles.

V.1.5. Intercambio genético. Conjugación, transducción y
transformación.

V.1.6. Consecuencias de la transferencia horizontal bacteriana.

VI. EVOLUCIÓN 6h

El alumno comprenderá los procesos evolutivos en diferentes escalas temporales y el papel de los procariontes en la evolución de la vida en el planeta.

VI 1. Microevolución.

VI.1.1 Procesos microevolutivos en procariontes:

VI.1.2. Las poblaciones en organismos clonales.

VI.1.3. La variación genética como herramienta en microbiología.

VI.1.4. Evolución experimental en bacterias.

VI.1.5. Conceptos de especie en procariontes.

VI.2 Macroevolución.

VI.2.1. Origen de la vida y origen de los procariontes.

VI.2.2. La escala de tiempo: origen del universo, origen de la vida.

VI.2.3. Condiciones de la Tierra primitiva que dieron origen a las primeras formas de metabolismo.

VI.2.4. Los procariontes como ancestros de los eucariontes

VI.2.4.1. Eubacterias y los organelos (Teoría de la endosimbiosis serial de L. Margulis).

VI. 2.4.2. Importancia de la fotosíntesis en la evolución de los organismos.

VI.2.4.3. Diferenciación celular en procariontes.

VII. LAS BACTERIAS Y EL HOMBRE 6h

El alumno reconocerá el papel de los procariontes y su importancia en diferentes actividades humanas.

VII.1. Las bacterias en la industria.

VII.2. Producción de metabolitos.

VII.3. Producción de biomasa.

VII.4. Las bacterias en la agricultura.

VII.5. Las bacterias en la bioremediación.

VII.5.1. En las aguas residuales.

VII.5.2. En los suelos contaminados.

VII.5.3. En los desechos industriales.

VII.6. El control biológico de plagas.

VII.7. Las bacterias en la salud.

VII.7.1 Principales antibióticos.

Bibliografía básica:

Garret, R., Hans-Peter, K. Eds. 2007. Archaea: evolution, physiology, and molecular biology. Blackwell publishing, Singapore.

Ingraham, J.L. y F. C. Neidhardt. 2006. Microbe. American Society for Microbiology, Washington D.C.

Joset, F., J. Guespin-Michel y L.O. Butler. 1993. Prokaryotic genetics: Genome organization, transfer, and plasticity. Blackwell Scientific Press, Oxford.

Goodfellow, M. y A. G. O’Donnell (Eds.). 1994. Chemical methods in prokaryotic systematics. John Wiley & Sons Inc., New York.

Madigan M, Martinko J. y Parker J, 2000. Brock Biology of microorganisms. 10^th edition. Prentice Hall, Inc. New Jersey.

Pommerville, J. 2010. Alcamo’s Fundamentals of Microbiology. 9a ed. Jones & Bartlett Publishers, London.

Priest, F. y B. Austin. 1993. Modern bacterial taxonomy, 2a ed. Chapman & Hall, London

Prescot L., Harley, J. and Klein, D. 2007. Microbiología. 4a edición. McGraw-Hill. Interamericana.

White, D. 2007. The Physiology and biochemistry of prokaryotes, 3a ed. Oxford University Press, New York.

Wiley J., Sherwood L., Woolverton, C. 2009. Prescott/Harley/Klein´s Microbiology, 7a edición. McGraw-Hill Science.

Williams, R. J. P. (Ed.). 1998. Bioinorganic chemistry: trace element evolution from anaerobes to aerobes. Springer-Verlag, Berlin.

Bibliografía complementaria:

Atlas, R. M. 2004. Handbook of microbiological media 3a ed. CRC Press, Boca Raton.

Batzing, B. 2002. Microbiology:an introduction. Brooks & Cole, Sydney.

Beckwith, J.R. 1992. The power of bacterial genetics: A literature based course. Cold Spring Harbor Laboratory, New York.

Black, Jacquelyn G. 2008. Microbiology: Principles and explorations 7a edición. J. Wiley, Hoboken.

Fischetti, V., R. Novick, J. Ferretti, D. Portnoy, J. Rood y M. Park (Eds.). 2000. Gram-positive pathogens. ASM Press, Washington D.C.

Fletcher, M. (Ed). 1996.Bacterial adhesion: molecular and ecological diversity. John Wiley & Sons Inc., New York.

Gest, H. 2003. Microbes: an invisible universe. ASM Press, Washington D.C.

Gotö, M. 1992. Fundamentals of bacterial plant pathology. Academic Press, San Diego.

Hill, M. J. (Ed). 1995. Role of gut bacteria in human toxicology and pharmacology. Taylor & Francis Inc. London.

Ingraham, J. y C.A. Ingraham. 2000. Introduction to Microbiology. Brooks & Cole, Pacific Grove.

Kojima, H. y J.K. Lee (Eds.). 2001. Photosynthetic microorganisms in environmental biotechnology. Springer-Verlag, Hong-Kong.

Lengeler, J.W., G. Drews y H.G. Schlegel (Eds.). 1999. Biology of the Prokaryotes. Thieme, Berlin.

Nester E., Anderson D., Roberts E., Nester, M. 2006 Microbiology a human perspective. McGraw-Hill Science.

Sebald, M. (Ed.). 1993. Genetics and molecular biology of anaerobic bacteria. Brock/Springer Series in Contemporary Bioscience, Springer, New Cork.

Sonenshein, A.L. (Ed.). 1993. Bacillus subtilis and other gram-positive bacteria: Biochemistry, physiology, and molecular genetics. American Society for Microbiology, Washington D.C.

Staley, J.T., R.P. Gunsalus, S. Lory y J. Perry. (2007) Microbial Life. Sinauer Associates, Publishers.

TEMARIO LABORATORIO:

Introducción al método científico. Clase Teórica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: La clase será con una presentación, un video y explicación en vivo de cristalería y material de laboratorio. El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información. Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Uso y manejo del microscopio. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Esterilización de material y Preparación de medios de Cultivo. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Esterilización de material y Preparación de medios de Cultivo. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Tinción de Gram. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Aislamiento microbiano. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Preparaciones simples, permanentes y tinciones diferenciales. Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Pruebas bioquímicas y de cultivo para la diferenciación de grupos

bacterianos. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Susceptibilidad a antibióticos sintético y naturales. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Aislamiento de rizobios a partir de nódulos de leguminosas. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Análisis de secuencias. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.

Tratamiento de desechos biológicos. Clase Teórico-práctica.

Previamente se le habrá pedido al alumno una investigación del tema.

Puntos:

Conclusiones: El tema se discutirá con los alumnos con el fin de reforzar la información y apoyar una mejor comprensión y adquisición de la información.

Al final se les pedirá a los alumnos que desarrollen un reporte de práctica individual que será deberá ser enviado la siguiente clase práctica.