Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE ORD. 2011


12

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 80 0 32 68

Periodo

AnnoPeriodo
II anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
02/03/201512/06/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline biotecnologiche con finalit specifiche: biologiche e industrialiBIO/199
affine/integrativo Nessun ambitoCHIM/111.5
affine/integrativo Nessun ambitoAGR/161.5


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof.ssa PAROLIN MARIA CRISTINABIO/19Dipartimento di Biologia

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof. BATTISTUTTA ROBERTOIstituzionaleCHIM/11Dipartimento di Scienze Chimiche

Attività di Supporto alla Didattica

Esercitatore
Dott.ssa CARLI ILARIA
Dott. MARTELLI FRANCESCO

Bollettino

Si richiedono conoscenze generali di Genetica, Biologia molecolare, Biochimica.

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base relative alla biologia dei microrganismi procarioti, eucarioti e dei virus per la comprensione delle proprietà fisiologiche, biochimiche, genetico-molecolari ed evolutive del mondo microbico. Le tematiche affrontate durante il corso si prefiggono di fornire agli studenti gli strumenti necessari per delucidare il ruolo svolto dai microrganismi in diversi ambiti di studio e applicazione delle biotecnologie. Verranno illustrati inoltre i principi delle tecnologie fermentative su larga scala ed esempi relativi a produzioni biotecnologiche microbiche di interesse industriale.

Oltre alle lezioni frontali, sono previsti laboratori specialistici allo scopo di mettere a disposizione degli studenti gli strumenti basilari per comprendere alcuni aspetti della biologia dei microrganismi e le potenziali applicazioni biotecnologiche.

MICROBIOLOGIA: Cenni storici sull’origine della microbiologia. Generalità su batteri, Archea, microrganismi eucarioti, virus ed agenti subvirali. Metodi classici di indagine microbiologica. Tassonomia microbica. Struttura/funzione dei componenti della cellula procariotica. Crescita, esigenze nutrizionali, coltivazione, isolamento, identificazione e caratterizzazione di microrganismi. Diversificazioni del metabolismo batterico. Divisione cellulare e differenziamento nei procarioti. Genetica microbica e plasticità del genoma batterico: trasferimento genico orizzontale, elementi genetici trasponibili. Agenti antimicrobici: controllo della crescita microbica mediante agenti chimici e fisici. Meccanismi d’azione di antibiotici e di antimetaboliti. Meccanismi di resistenza. Interazione tra microrganismi, microrganismo-ospite ed ecologia microbica: segnali, biofilm, elementi di patogenesi/virulenza, ecosistemi. Caratteristiche generali degli Archea. Microrganismi eucarioti: Funghi e Protisti, caratteristiche strutturali, metaboliche e di riproduzione. Generalità sui virus: proprietà chimiche e biologiche. Classificazione, caratteristiche generali e strategie replicative di virus batterici, vegetali ed animali.Genetica virale.Interazioni tra virus e cellula ospite. Isolamento e coltivazione dei virus.I farmaci antivirali e meccanismi di resistenza. Agenti subvirali: satelliti, viroidi, virusoidi, prioni.Cenni sull’impiego di microrganismi e virus nelle biotecnologie. ATTIVITÀ DI LABORATORIO:Preparazione di terreni di coltura solidi e liquidi.Colorazione e modalità di osservazione microscopica di preparati polimicrobici, semina su terreno solido/liquido, isolamento ed identificazione di ceppi batterici.Saggi di sensibilità ai farmaci antibatterici. Titolazione di coltura batterica e di sospensione virale.Curva di crescita di batteri.Chemio- e foto-tassi batterica.Ciclo biologico del lievito.Criteri di preparazione di un quaderno di laboratorio, elaborazione e discussione dei dati. CHIMICA DELLE FERMENTAZIONI: Introduzione alle fermentazioni industriali. Crescita microbica in sistemi industriali discontinui (a lotto o “batch”); tropofase e idiofase, metaboliti primari e secondari di interesse industriale. Sistemi continui (chemiostati): modelli strutturati e non, segregati e non; modello di Monod; cinetiche di crescita cellulare, bilanci di massa per un modello semplice (non-strutturato e non-segregato); stato stazionario; equazione finale complessiva per un sistema continuo semplice; degenerazione dei ceppi e competizione microbica. Sistemi semicontinui alimentati: modello semplice in stato stazionario, a volume variabile; vantaggi e utilizzi industriali. Fenomeni di repressione e inibizione catabolica. Fasi di un tipico processo fermentativo industriale; bioreattori, aerazione ed agitazione, valutazione dei parametri di processo; downstream processes; scale-up del processo industriale. Biotrasformazioni: enzimi liberi e immobilizzati; carrierbound” e ”carrier-free”; applicazioni industriali. Fermentazioni anaerobiche di interesse industriale. Fermentazione alcolica in campo alimentare ed energetico. Fermentazione lattica: yogurt a bevande probiotiche. Produzione di antibiotici per via fermentativa: miglioramenti dei ceppi; esempi di processi industriali. Produzione di amminoacidi per via fermentativa: mercato mondiale; metodi e strategie di produzione (utilizzo di analoghi). Proteine ricombinanti: esempi industriali di produzione. Cenni di biotecnologie ambientali: processi fermentativi coinvolti; trattamento di acque reflue; biorisanamento di acque e suoli. Cenni ad aspetti economici, finanziari, industriali e occupazionali del mercato nel settore delle biotecnologie

L’esame viene svolto in forma scritta (quiz, domande aperte)

Per la valutazione verranno tenuti in considerazione: a) chiarezza espositiva b) completezza ed approfondimento degli argomenti oggetto della prova

G. Dehò, E. Galli, Biologia dei microrganismi. Milano: CEA, 2013 A. J. Cann, Principi di virologia molecolare. Milano: CEA, 2006 Brock, Biologia dei Microrganismi. : Pearson, 2012 J. Willey, L. Sherwood, C. Woolverton, Prescott’s Microbiology. : McGraw-Hill, Donadio S. & Marino G., Biotecnologie microbiche. Milano: CEA, El-Mansi E.M.T., Fermentation Microbiology and Biotechnology. : 2nd Edition”, CRC Press., Ratledge C. & Kristiansen B.,, Basic Biotechnology. : Cambridge University Press, Stanbury P.S., Whitaker A., Hall S.J.,, Principles of Fermentation Technology. : Butterworth-Heinemann., Waites et al., Industrial Microbiology: an introduction. : Blackwell Science,

In aggiunta ai libri di testo riportati, saranno messe a disposizione degli studenti le copie delle diapositive utilizzate durante le lezioni, così come eventuali articoli scientifici e monografie per permettere l'approfondimento di alcuni argomenti selezionati.