Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE
Insegnamento
MICROBIOLOGIA E CHIMICA DELLE FERMENTAZIONI
SCO2045384, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOTECNOLOGIE
IF1839, ordinamento 2011/12, A.A. 2019/20
N0
porta questa
pagina con te
Crediti formativi 12.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MICROBIOLOGY AND FERMENTATION CHEMISTRY
Sito della struttura didattica https://biotecnologie.biologia.unipd.it/lt-biotecnologie/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ARIANNA CALISTRI BIO/19

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative AGR/16 1.5
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative CHIM/11 1.5
CARATTERIZZANTE Discipline biotecnologiche con finalità specifiche: biologiche e industriali BIO/19 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 32 18.0
LEZIONE 10.0 80 170.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 MICROBIOLOGIA E CHIMICA DELLE FERMENTAZIONI 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 CALISTRI ARIANNA (Presidente)
BATTISTUTTA ROBERTO (Membro Effettivo)
PAROLIN MARIA CRISTINA (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Si richiedono conoscenze generali di Genetica, Biologia molecolare, Biochimica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: 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.
Modalita' di esame: L’esame viene svolto in forma scritta (quiz, domande aperte)
Criteri di valutazione: Per la valutazione verranno tenuti in considerazione:
a) chiarezza espositiva
b) completezza ed approfondimento degli argomenti oggetto della prova
Contenuti: MICROBIOLOGIA (7 CFU di lezioni frontali + 2 CFU di laboratorio): 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.

Nella parte di laboratorio (2 CFU) verranno affrontate le seguenti tematiche principali: 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; Cinetica di crescita batterica con diverse metodologie a confronto

CHIMICA DELLE FERMENTAZIONI (3 CFU): 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
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: 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. Le attività di laboratorio sono descritte nel dettaglio al punto precedente.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: In aggiunta ai libri di testo riportati, saranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma e-learning le copie delle diapositive utilizzate durante le lezioni, così come eventuali articoli scientifici e monografie per permettere l'approfondimento di alcuni argomenti selezionati.
Testi di riferimento:
  • G. Dehò, E. Galli, Biologia dei microrganismi. Milano: CEA, --. Cerca nel catalogo
  • A. J. Cann, Principi di virologia molecolare. Milano: CEA, --. Cerca nel catalogo
  • Brock, Biologia dei Microrganismi. --: Pearson, --. Cerca nel catalogo
  • J. Willey, L. Sherwood, C. Woolverton, Prescott’s, Microbiology. --: McGraw-Hill, --. Cerca nel catalogo
  • Donadio S. & Marino G., Biotecnologie microbiche. Milano: CEA, --. Cerca nel catalogo
  • El-Mansi E.M.T., Fermentation Microbiology and Biotechnology. --: CRC Press, --. Cerca nel catalogo
  • Ratledge C. & Kristiansen B., Basic Biotechnology. --: Cambridge University Press, --. Cerca nel catalogo
  • Stanbury P.S., Whitaker A., Hall S.J., Principles of Fermentation Technology. --: Butterworth-Heinemann, --. Cerca nel catalogo
  • Waites et al., Industrial Microbiology: an introduction. --: Blackwell Science, --. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Problem solving
  • Active quiz per verifiche concettuali e discussioni in classe
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Salute e Benessere Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere Lavoro dignitoso e crescita economica Agire per il clima La vita sulla Terra