Programma

• Richiami alla diversità metaboliche fra microrganismi (fotosintesi, litotrofia, respirazione anaerobia, fermentazione) e cicli biogeochimici (del carbonio, dell'azoto, dello zolfo e del ferro).
• Biodiversità microbica – i microrganismi non coltivabili – la metagenomica: concetti, approcci sperimentali – metagenomica ed analisi funzionale. Approcci genomici allo studio delle comunità microbiche. Identificazione tassonomica di isolati microbici: profili metabolici, metodi molecolari, caratterizzazione strutturale. Conservazione di isolati microbici di interesse biotecnologico: le collezioni microbiche, la crioconservazione, la liofilizzazione.
• Lo sviluppo microbico e la cinetica della crescita microbica. Cinetica della formazione del prodotto. Cinetica del consumo del substrato. Il bilancio di massa. Velocità volumetrica e specifica di reazione. Crescita microbica. Resa di crescita. Modello di Monod. Principali metodi di determinazione della biomassa. Modalita’ operative di conduzione di un bioprocesso. Fermentazione batch, continua, fed-batch: vantaggi e limitazioni.
• Produzione microbica di agenti terapeutici. I vaccini. Tipi di vaccini. Vaccini ricombinanti. Vaccini a DNA. Sintesi di prodotti commerciali mediante microorganismi ricombinanti (es., insulina e interferone)
• I consorzi microbici, modelli di interazione e comunicazione. Sintrofia e quorum sensing. Biofilm microbici e importanza nella patogenesi (infezioni cliniche) e nell’industria. Modalità di coltivazione di sistemi biofilm. Controllo e monitoraggio di biofilm microbici. Il microbiota intestinale: lattobacilli, Bifidobatteri e Probiotici. Microbial Fuel Cell.
• Biorisanamento di ambienti contaminati: inquinanti del suolo e delle acque, fonti di inquinamento, destino degli inquinanti nel suolo catabolismo aerobio o anaerobio di inquinantiorganici. Attenuazione naturale, bioaugmentation, biostimulation, biopile e test di tossicità. Acclimatazione. Trasferimento genico e cenni al miglioramento delle capacità degradative dei microrganismi, al rilascio ed alla manipolazione di ceppi geneticamente modificati.
• Trattamento aerobico dei reflui: finalità del trattamento e i processi impiegati (sistemi a fanghi attivi, a filtri percolatori, a dischi ruotanti, ecc.). Ecologia microbica dei fanghi attivi. Disfunzioni degli impianti, rimozione dei nitrati e fosfati, e trattamenti dei fanghi di supero.
• Digestione anaerobica. La fase idrolitica, gli acidogeni, gli acetogeni e i metanogeni. Sintrofia dei gruppi microbici. Dinamica delle popolazioni microbiche durante il processo di biodigestione. I metanosarcina.
• Produzione di biocombustibili: biogas, bioidrogeno e bioetanolo. Pretrattamento dei substrati lignocellulosici. Saccarificazione. Fermentazione di esosi e pentosi. Presenza di inibitori.
• Saranno condotte attività di laboratorio (1CFU): processi fermentativi, identificazione e quantificazione molecolare microrgansmi, calcolo degli indici di diversità di comunità microbiche studiate

Testi consigliati

1. Donadio S. e Marino G: Biotecnologie Microbiche Casa Editrice Ambrosiana 2008
2. P. BARBIERI, G. BESTETTI, E. GALLI, D. ZANNONI, Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2008.
3. B. BIAVATI, C. SORLINI, Microbiologia agroambientale, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2008.
4. M.T. MADIGAN, J.M. MARTINKO, Biologia dei microrganismi, Vol. 2A: Microbiologia ambientale e industriale, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2007.
5. G. BAGGI, N. PACINI, C. SORLINI, Microbiologia Generale ed Agraria, Città Studi Edizioni, Milano 1994.
6. Appunti e materiale forniti dal docente

Propedeuticità

Nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 48

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

La prova in itinere, svolta a circa meta’ del semestre, consiste in un questionario con risposte aperte. Chi ha sostenuto la prova in itinere e ne accetta l’esito positivo svolge la prova orale finale su argomenti diversi da quelli oggetto della prova in itinere. In questo caso, l’ orale consiste in 2-3 domande di cui, in genere, 1-2 sul modulo di Biotecnologie microbiche e 1 sul quello di Bioraffinerie. Nel caso non venga svolta la prova in itinere o non se ne accetti l’esito, l’ orale consiste in 3-5 domande di cui, in genere, 1 sulle esercitazioni di laboratorio, 1-3 sul modulo di Biotecnologie microbiche e 1-2 sul quello di Bioraffinerie. In situazioni particolari o peculiarità di uno o più candidati, l'esame potrà essere svolto in forma scritta con cinque domande a risposta aperta, valutate come per l'orale. Ai candidati sarà concessa un'ora e mezzo di tempo per rispondere. Nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), delle capacità critiche e di formulare di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

Ex Facoltà di Agraria
via San Camillo de Lellis snc
Viterbo

Orario lezioni

come da orario pubblicato sul sito

Comunicazioni

venerdi 12.00-13.00 previo accordo e-mail con il docente

Link a materiale didattico

non presente