Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Biotecnologia Microbiana

Codi de l'assignatura: 569690

Curs acadčmic: 2019-2020

Coordinació: Anicet Ramon Blanch Gisbert

Departament: Departament de Genčtica, Microbiologia i Estadķstica

crčdits: 5

Programa śnic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

 

Activitats presencials i/o no presencials

37

 

-  Teoria

Presencial

 

30

 

-  Prąctiques de problemes

Presencial

 

3

 

(Problemes bioreactors)

 

-  Sortida de camp

Presencial

 

4

 

(Sortida a una empresa dedicada a l’elaboració de cervesa a Lleida)

Treball tutelat/dirigit

30

Aprenentatge autņnom

58

 

 

Competčncies que es desenvolupen

 


Competències generals:

  • Adquirir habilitats d’aprenentatge que permeti els alumnes continuar estudiant de forma autodirigida o autònoma.
  • Capacitat de buscar, obtenir, organitzar i interpretar la informació relacionada amb la Biotecnologia Molecular i les seves aplicacions en diferents fonts.
  • Capacitat d’actualitzar el coneixement de forma autònoma.
  • Saber dissenyar, executar un protocol complert de purificació d’anàlisi d’una molècula o fracció cel·lular.

Competències i habilitats específiques:
  • Coneixements fonamentals i aplicats dels principals processos biotecnològics industrials en els quals participen els microorganismes.
  • Comprensió dels passos i processos que s’han de seguir fins a poder desenvolupar una aplicació biotecnològica a escala industrial .
  • Pautes i criteris de selecció , manipulació , conservació dels microorganismes per al seu ús en processos industrials .
  • Procediments per al disseny d’estratègies d’enginyeria metabòlica en la millora de processos microbians .
  • Coneixement de les principals aplicacions biotecnològiques que deriven directament o indirecta de l’ús dels microorganismes i / o les seves propietats fisiològiques

 

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements


Objectius i justificació de l’assignatura
 
1) Justificació de l’assignatura

Aquesta assignatura dóna una visió descriptiva i completa sobre els diferents coneixements tant fonamentals com aplicats que formen part dels
processos biotecnològics industrials en què els microorganismes o els seus components actuen com a biocatalitzadors . Una gran majoria
d’aplicacions biotecnològiques deriven directament o indirecta de l’ús dels microorganismes i / o de les seves propietats fisiològiques per obtenir
serveis o béns de consum . Els microorganismes juguen un paper essencial no tan sols en l’elaboració d’aliments i begudes sinó que també en
els processos de control de qualitat de diferents activitats del sector terciari , destacant les activitats del sector de serveis i la gestió del medi ambient.
A més són també destacables , entre altres, les activitats, productes i serveis biotecnològics en el sector sanitari i en el sector agropecuari .

2) Ob jectius
Introducció de l’alumne en el coneixement de les possibilitats d’actuació que ofereixen microorganismes en diferents àmbits de la Biotecnologia. S’aprofundirà en aquelles àrees on ja hi ha aplicacions concretes.
 Adquisició de coneixements teòrics i aplicats sobre l’ús i manipulació dels microorganismes com biocatalitzadors en processos biotecnològics.
 Conèixer les implicacions i contribucions dels diferents microorganismes en els següents sectors: alimentari, agrícola, sanitari, miner i medi ambient.
 Analitzar les perspectives de diferents processos tecnològics que s’apliquen a escala industrial.

 

 

 

Blocs temątics

 

1. Bloc. MICROORGANISMES I PROCESSOS BIOTECNOLŅGICS.

*  

Tema 1. Introducció a la biotecnologia microbiana: Referències històriques i horitzons. Genòmica i Proteòmica microbiana i avanços en Biotecnologia. Característiques generals de les empreses biotecnològiques.

Tema 2. Els microorganismes: éssers vius implicats en processos tecnològics (virus, procariotes i eucariotes). La diversitat metabòlica dels microorganismes. Coordinació metabolisme i creixement. Regulació del metabolisme microbià i la seva manipulació.


 

2. Bloc. PROSPECCIÓ DE MICROORGANISMES DE INTERČS BIOTECNOLŅGIC

*  

Tema 3. Disseny d’estratègies de prospecció. La metagenòmica en la prospecció biotecnològica: hostes microbians per a l’expressió del metagenoma i prospecció de la seva expressió. Limitacions dels mètodes per a la prospecció del metagenoma. Conservació de soques.
 

Tema 4. Enginyeria metabòlica: concepte i àmbits d’aplicació. Millora nutricional i genètica de les soques microbianes. Millores nutricionals: Components del medi de cultiu. Paràmetres nutricionals; inductors, repressors i precursors. Estratègies pel desenvolupament del medi de cultiu: tancades i obertes. Aproximacions bàsiques. Desenvolupament seqüencial: Identificació de factors clau, la seva determinació i ajust.

Tema 5. Millora genètica. Millora per mutagènesi i selecció al atzar. Mutagènesi al atzar: Detecció de mutants. Mutagènesi dirigida. Recombinació mitjançant aproximacions clàssiques. Recombinació per intercanvi genòmic. Els microorganismes com a eines per a la modificació d’altres organismes. Cromosomes artificials. Hibridomes


 

3. Bloc. BIOREACTORS. PROCESSOS DE SEPARACIÓ I PURIFICACIÓ

*  

Tema 6. Bioreactors. Tipus de bioreactors. Cinètica microbiana. Rendiment estequiomètric. Fermentadors ideals continus i discontinus: equacions de disseny i obtenció de paràmetres cinètics. Recirculació de cèl·lules. Combinació de bioreactors. Agitació i transferència de matèria. Canvi d’escala. Esterilització.
 

Tema 7. Processos de separació i purificació. Separacions sòlid-líquid: filtració, flotació, floculació, sedimentació i centrifugació. Ruptura de cèl·lules. Recuperació de productes: Extracció i adsorció. Purificació: Cristal·lització, cromatografia, electroforesi, separació per membranes. Estratègia en operacions de separació i purificació. Conservació dels productes de fermentació: congelació, dessecació i liofilització. Tractament dels residus dels processos de fermentació.


 

4. Bloc. ELS MICROORGANISMES COM A EINES BIOTECNOLŅGIQUES

*  

Tema 8. Utilització dels microorganismes com a entitats cel·lulars completes. Proteïnes unicel·lulars: Biomassa cel·lular de llevats i bacteris. Bioconversions. Probiòtics.
 

Tema 9. Producció de metabòlits microbians. Metabòlits primaris i secundaris. Fermentacions microbianes per la producció d’aliments. Producció d’aminoàcids i additius alimentaris.
 

Tema 10. Producció d’antibiòtics. Tecnologia de producció. Selecció i millora de soques. Regulació metabòlica i optimització de la producció d’antibiòtics. Nous beta lactàmics. Desenvolupament de nous antibiòtics.
 

Tema 11. Enzims microbians i proteïnes recombinants. Aplicacions biotecnològiques dels enzims microbians. Enginyeria d’enzims: proteases per detergents. Proteïnes i hormones recombinants en E. coli i llevats. Producció de vacunes, interferons i d’altres agents terapèutics.
 

Tema 12. Producció de biopesticides. Bioinsecticides de Bacillus thuringiensis. Plantes transgèniques resistents a plagues. Biopesticides de origen fúngic. Baculovirus com a eines de control biològic


 

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Ensenyament presencial (37 hores)

Classes teòriques: 30 hores en sessions de classes magistrals on s’impartiran els temes detallats en els continguts.
Es podran incloure conferències i seminaris impartits per professional especialitzats. El material electrònic
utilitzat serà dipositat al campus virtual per a poder ser utilitzat pels alumnes. El professor dinamitzarà el grup per fomentar l’anàlisi crítica i la discussió dels continguts.

Sortida de camp: es realitzarà una visita de 4 hores de durada a una empresa que realitzi processos de fermentació industrial.

Seminaris: Es dedicaran 2 seminaris de 90 minuts per practicar exercicis de càlcul de cinètica de creixement i equacions de disseny i obtenció de bioreactors.
Treball tutelat/dirigit (30 h)
Tasques a desenvolupar. Lectura i comprensió d’investigacions relacionades amb la biotecnologia microbiana industrial. Els alumnes hauran de consultar diferents articles científics, informes tècnics i patents per conèixer l’estat del desenvolupament científic i tecnològic, així com les perspectives futures. També es contempla que consultin informes i publicacions sobre la realitat del sector econòmic on es desenvolupa l’aplicació biotecnològica El total d’hores per aquestes tasques serà de 30 hores.

Treball no presencial (58H)
Tasques a desenvolupar. Lectura i comprensió d’investigacions relacionades amb la biotecnologia microbiana industrial. Els alumnes hauran de consultar diferents articles científics, informes tècnics i patents per conèixer l’estat del desenvolupament científic i tecnològic així com les perspectives futures. També es contempla que consultin informes i publicacions sobre la realitat del sector econòmic on es desenvolupa l’aplicació biotecnològica El total d’hores per aquestes tasques serà de 15 hores.

Estudi de l’alumne. Cada alumne haurà de consultar i complementar la informació i coneixements enviats a les classes teòriques i pràctiques a partir de les referències bibliogràfiques proveïdes. Indubtablement és essencial per part de l’alumne, l’estudi i l’esforç individual per a l’adquisició dels coneixements que tot procés aprenentatge comporta. Per cada hora de classe presencial el treball d’estudi pot representar al voltant de dues hores de treball no presencial (58h).

En resum, el treball total de l’alumne és d’unes 125 hores (37 presencials, 30 treball tutelat/dirigit i 58 no presencials)

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Avaluació: 


1) Criteris d’avaluació:

Es consideraran els següents criteris :

a ) Adquisició de coneixements teòrics i aplicats sobre l’ús de microorganismes en processos biotecnològics .

b ) Habilitats en el manteniment , manipulació , cultiu i conservació dels microorganismes , i coneixements en l’aplicació d’aquestes habilitats a escala pilot i / o industrial .

c ) Discerniment del paper dels microorganismes en les diferents aplicacions industrials de la biotecnologia microbiana tant en el sector alimentari, agrícola i ramader , sanitari , energètic i miner , i en el medi ambient.
 
d) Capacitats d’anàlisi de les limitacions presents en les aplicacions biotecnològiques i dels reptes de futur .


2) Procediment d’avaluació:

S’ha de fer una avaluació continuada dels aprenentatges, coneixements, habilitats i actituds contemplats en els objectius i en els continguts de la matèria. De cara a la qualificació de cada alumne, els professors de l’assignatura consideren: l’assistència i la participació activa en les activitats presencials (20%), la realització de les tasques personals no presencials (20%), ia més el resultat d’una prova de síntesi (60%).

Si l’alumne no arriba a l’aprovat en la prova de síntesi, la nota obtinguda no es combinarà amb les notes de les activitats restants per calcular la nota final, i conseqüentment la nota que constarà serà aquella obtinguda en la prova de síntesi. Per a l’avaluació amb proves de síntesi es consideraran proves escrites amb preguntes curtes (tipus test) per valorar la comprensió i la informació adquirida de la matèria, i / o amb preguntes de resposta llarga (tipus tema) per valorar la reflexió i la interrelació conceptual .

En cas que l’alumne sol·liciti una avaluació única en substitució de l’avaluació continuada, ho haurà de fer mitjançant un document únic,
signat per ell i pel professor. Aquesta sol·licitud es realitzarà durant el període fixat per la Facultat i serà definitiva i irreversible.
L’avaluació única constarà de dues convocatòries, que coincidiran amb les de la prova de síntesi. Tot i que l’alumne sol·liciti l’avaluació única, el professor li pot exigir que realitzi activitats i / o pràctiques presencials.

Si la normativa vigent d’avaluació preveu una re-avaluació es realitzarà també amb una prova de síntesi similar a l’anteriorment descrita. La re-avaluació es realitzarà segons el calendari del màster. Només podran accedir a la re-avaluació aquells alumnes que s’hagin presentat a la prova de síntesi i que hagin suspès amb una nota mínima de 3,5 sobre 10. També en la prova de síntesi de la re-avaluació, si l’alumne no arriba a l’aprovat, la nota obtinguda no es combinarà amb les notes de les activitats restants per a calcular la nota final, i conseqüentment la nota que constarà serà aquella obtinguda en la prova de síntesi. En qualsevol cas, sempre s’aplicarà la normativa d’avaluació establerta per la Facultat.
Si la normativa vigent d’avaluació preveu una reavaluació es realitzarà també amb una prova de síntesi similar a l’anteriorment descrita. També en aquest cas , si l’alumne no arriba a l’aprovat en la prova de síntesi, la nota obtinguda no es combinarà amb les notes de les activitats restants per calcular la nota final , i conseqüentment la nota que constarà serà aquella obtinguda en la prova de síntesi. En qualsevol cas , sempre s’aplicarà la normativa d’avaluació establerta per la Facultat .

Tant l’avaluació continuada, l’única o la re-avaluació es realitzaran sempre atenent a les convocatòries oficials de la Facultat .ant l’avaluació continuada, l’única o la re-avaluació es realitzaran sempre atenent a les convocatòries oficials de la Facultat.

 

Avaluació śnica

En cas que l’alumne sol·liciti una avaluació única en substitució de l’avaluació continuada, ho haurà de fer mitjançant un document únic, signat per ell i pel professor. Aquesta sol·licitud es farà durant el període fixat per la Facultat i serà definitiva i irreversible. Tot i que l’alumne s’aculli a avaluació única, el professor li pot exigir que realitzi activitats presencials.

 

 

Fonts d'informació bąsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Alexander M. Biodegradation and bioremediation. San Diego: Academic Press; 1999.  EnllaƧ

1994  EnllaƧ

Atkinson B. Biochemical reactors: pion advanced biochemistry series. Law Book Co of Australasia; 1974.  EnllaƧ

  2014

Bailey JE,  Ollis DF.  Biochemical engineering fundamentals. 2a ed. New York [etc.]: McGraw-Hill; cop. 1986.  EnllaƧ

Blanch HW,  Clark DS. Biochemical engineering. New York [etc.]: Marcel Dekker; cop. 1996.  EnllaƧ

Caballero P, Ferré J, editors. Bioinsecticidas: fundamentos y aplicaciones de Bacillus thuringiensis en el control integrado de plagas. Valencia: Universidad Pública de Navarra; 2001.  EnllaƧ

Casal I, García-López JL, Guisán JM, Martínez-Zapater J. La Biotecnología aplicada a la agricultura. Madrid: Eumedia; 2000.  EnllaƧ

Crueger W, Crueger A. Biotecnología: manual de microbiología industrial. Acribia; 1993.  EnllaƧ

Demain AL, Davies JE. Manual of industrial microbiology and biotechnology. 3a ed. Washington, D.C : ASM Press; cop. 2010.  EnllaƧ


2a edició, 1999  EnllaƧ

Díaz  M. Ingeniería de bioprocesos. Madrid: Paraninfo; 2012.  EnllaƧ

Glazer AN, Nikadio H. Microbial biotechnology: fundamentals of applied microbiology. New York: W. H. Freeman and Company; cop. 2006.  EnllaƧ


1995  EnllaƧ

Glick BR,  Patten CL. Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA. 5a ed. Washington DC: ASM Press; 2017.  EnllaƧ


4a edició, 2003  EnllaƧ
3ŗ edició. 2017  EnllaƧ

Godia F, Lopez Santin J. Ingeniería bioquímica. Madrid: Síntesis; 1998.  EnllaƧ

Hunter-Cervera JC, Belt A, editors. Maintaining cultures for biotechnology and industry. San Diego: Academic Press; 1996.  EnllaƧ

Jagnow G, David W. Biotecnología: introducción con experimentos modelo. Zaragoza: Acribia; 1991.  EnllaƧ

Katoh S, et al. Biochemical engineering: a textbook for engineers, chemists and biologists. 2a ed. Weinheim: Wiley-VCH; 2015.   EnllaƧ


2009  EnllaƧ

Lee JM. Biochemical engineering. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall; cop. 1992.  EnllaƧ

Omura S. The search for bioactive compounds from microorganisms. New York: Springer; 1992.  EnllaƧ

Präve P, Faust V, Sittig W, Sukatsch DA. Fundamentals of biotechnology. Weinheim: VCH; 1987.  EnllaƧ

Primrose SB. Molecular biotechnology. 2a ed. Blackwell Scientific Publications; 1991.   EnllaƧ

Ratledge C, Kristiansen B, editors. Basic biotechnology. 3a ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006.  EnllaƧ


2a edició, 2001  EnllaƧ

Rehm HJ, Reed G. Biotechnology: a multivolume comprehensive treatise. 2a ed. Weinheim; New York: VHC; 1993-2001.  EnllaƧ


https://cercabib.ub.edu/iii/encore/record/C__Rb2117709?lang=cat  EnllaƧ

 Shuler ML,  Kargi K.  Bioprocess engineering: basic concepts. 3a ed. Boston: Prentice Hall; [2017] .  EnllaƧ

Smith JE. Biotechnology. 5a ed. New York: Cambridge University Press; 2009.  EnllaƧ


4a edició, 2004  EnllaƧ

Tannock GW, editor. Probiotics and prebiotics: scientific aspects. Wymondham: Caister Academic Press; 2005.  EnllaƧ

Trevan MD, Boffey S, Goulding KH, Stanbury P. Biotecnología: principios biológicos. Zaragoza: Acribia; 1989.  EnllaƧ

Wainwright M. Introducción a la biotecnología de los hongos. Zaragoza: Acribia; 1995.  EnllaƧ

Walker JM, Gingold EB. Biología molecular y biotecnología. Zaragoza: Acribia; 1997.  EnllaƧ

Wall JD, Harwood CS, Demain A.  Bioenergy. Washington: ASM Press; cop. 2008.  EnllaƧ

Ward OP. Biotecnología de la fermentación: principios, procesos y productos. Zaragoza: Acribia; 1991.  EnllaƧ

Wolf K. Nonconventional yeasts in biotechnology: a handbook. Berlin, Barcelona: Springer; 1996.  EnllaƧ

Yuan Kun L. Microbial biotechnology: principles and applications. 3a ed. Singapore: World Scientific; cop. 2013.  EnllaƧ

Rose AH, editor. Microbial biodeterioration . London: Academic Press; 1981.  EnllaƧ

Waites MJ, Morgan NL, Rockey JS, Higton G. 2001. Industrial microbiology: an introduction. Oxford: Blackwell Science; 2001.  EnllaƧ

Clark, D.P. and Pazdernik, N.J. 2016. Biotechnology. Academic Cell. 2on Edition

Revista

Biotechnic & Histochemistry [recurs electrònic]. Baltimore (Md.) : Williams & Wilkins; 1991-  EnllaƧ

Applied and environmental microbiology [recurs electrònic]. Washington: American Society for Microbiology; 1976-  EnllaƧ


En paper  EnllaƧ

Biotechnology letters [recurs electrònic]. Dordrecht: Kluwer Academic Publisher  EnllaƧ


En paper  EnllaƧ

BioTechniques. Natick (Ma.): Eaton Pub. Co., [1983]-  EnllaƧ

Biofutur. Paris: Edition scientifiques Elsevier, [1982]-  EnllaƧ

CLB Chemie in labor und biotechnik  EnllaƧ

Trends in biotechnology [recurs electrònic]. Cambridge: Elsevier Trends Journals, [1983]-  EnllaƧ


En paper  EnllaƧ

Nature biotechnology [recurs electrņnic]. New York: Nature Pub. Group  EnllaƧ


En paper  EnllaƧ

Current opinion in biotechnology [recurs electtrònic]. New York, NY: Elsevier Science Pub. Co., [199?]-  EnllaƧ

Text electrņnic

Derwent biotechnology abstracts [recurs electtrònic]. London : Derwent Publications ; [Norwood (Mass.)] : SilverPlatter, [1991]-  EnllaƧ