Obiettivi formativi
Conoscenze:
Il corso ha lo scopo di fornire i concetti fondamentali sui meccanismi termodinamici e biochimici di funzionamento degli organismi viventi. In particolare, saranno discusse le principali strategie sintetiche adottate dai microrganismi per la produzione di bioenergia e componenti cellulari. Tali concetti verranno quindi utilizzati per comprendere come sia possibile progettare processi biotecnologici che permettano di generare prodotti ad alto valore aggiunto.
Capacità di comprensione:
viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene stimolata la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso e come queste contribuiscano alla comprensione globale del sistema.
Applicazione delle conoscenze:
il corso fornisce gli strumenti per interpretare in modo razionale le principali vie biologiche che portano alla produzione di composti ad alto contenuto energetico fondamentali per le biogenesi secondarie. Permette di comprendere la base dei processi industriali biotecnologici.
Prerequisiti
Sono propedeutiche al corso nozioni di Chimica Organica, con particolare riferimento alle biomolecole, e Biochimica.
Contenuti dell'insegnamento
Il metabolismo microbico: classificazione, vie anaboliche e cataboliche, principali cicli metabolici degli elementi costitutivi della biomassa. cenni di bioenergetica.
Biotrasformazioni microbiche dei composti organici ed inorganici chimici di interesse per la vita. Metabolismo aerobico: vie glicolitiche, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa. Metabolismo anaerobico: respirazione anaerobica e fermentazione. Fissazione autotrofa della CO2.
Esigenze nutrizionali dei microrganismi e colture microbiche a fini industriali. Terreni colturali. Colture miste, co-colture e colture pure. Isolamento di colture pure specializzate. Conservazione delle colture microbiche.
Cenni sui principali processi biotecnologici fermentativi: processo discontinuo o batch, semicontinuo e continuo. Strategie di alimentazione di processi fermentativi industriali.
Programma esteso
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Bibliografia
testi suggeriti:
Madigan MT, Bender KS, Stahl DA, Sattley WM. Brock - Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. Pearson.
Nelson DL, Cox MM. I principi di biochimica di Lehninger. Zanichelli. (o qualunque testo universitario di biochimica)
Metodi didattici
Il corso prevede 24 ore di lezioni frontali tenute in presenza. Verranno proiettate diapositive per facilitare la comprensione degli argomenti trattati; le stesse verranno rese disponibili agli studenti, ma non rappresenteranno delle dispense del corso e non conterranno quindi necessariamente tutte le nozioni che potranno essere oggetto di discussione in sede d’esame. La partecipazione attiva degli studenti alle lezioni sarà incoraggiata e stimolata mediante brevi sedute di discussione e di verifica della comprensione degli argomenti trattati.
Modalità verifica apprendimento
l'esame sarà un colloquio orale durante il quale verrà chiesto di discutere argomenti proposti durante le lezioni frontali.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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