Guía docente de Microbiología Aplicada a Bioprocesos Industriales (M43/56/5/23)

Estructura y organización microbiana. Microorganismos industriales: Conservación, preparación y manipulación. Metabolismo microbiano y su importancia en los procesos industriales. Fermentaciones industriales. Fermentaciones sumergidas. Fermentación en estado sólido. Los microorganismos como fábricas celulares. Ingeniería genética y metabólica. Microbiología sintética.

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR".

1. Diferenciar claramente las distintas clases de microorganismos en cuanto a su estructura celular y otras características distintivas.

2. Conocer los principales microorganismos utilizados en la industria de bioprocesos y las características e interacciones de los mismos.

3. Formular medios de cultivo, tanto definidos como complejos, para diferentes aplicaciones.

4. Entender el funcionamiento y la forma de operación de los fermentadores industriales y los distintos tipos empleados, sus requerimientos y aplicaciones.

5. Entender el papel de los bioprocesos en el marco de la economía circular y ser capaz de plantearlos como alternativa a los procesos tradicionales.

6. Conocer los principios básicos de la biología molecular, y comprender las interacciones que tienen lugar entre los elementos más relevantes de las células.

7. Conocer las principales técnicas de modificación genética de microorganismos y células.

8. Diseñar estrategias para la producción de organismos modificados genéticamente mediante plásmidos y aprovechar sus nuevas características biológicas con fines biotecnológicos.

9. Conocer los principios básicos de la biología sintética y el diseño y aplicación de circuitos genéticos.

10. Adquirir la capacidad para manejar correctamente los instrumentos y herramientas para el cultivo de microorganismos en el laboratorio en cultivos sólidos y líquidos.

11. Diseñar e interpretar el comportamiento de biosensores.

T1. Estructura y organización celular. Introducción e historia de la microbiología. Evolución y diversidad de los microorganismos. Células procariotas y eucariotas: morfología, tamaño y estructuras celulares.

T2. Metabolismo celular. Un enfoque desde la ingeniería de bioprocesos. Concepto y tipos de metabolismo. Clasificación de los microorganismos en función de la fuente de carbono y energía. Bioenergética. Reacciones redox. Aspectos cinéticos: Las enzimas. Rutas metabólicas. Respiración y fermentación. Metabolitos primarios y secundarios.

T3. Tecnología de la fermentación. Búsqueda y aislamiento de microorganismos de aplicación industrial. Medios de cultivo: componentes y aplicaciones. Medios complejos y su importancia en la economía circular. Interacción entre microorganismos. Co-cultivos. Fermentadores industriales. Fermentación sumergida y sólida. Estudio de casos.

T4. Microbiología Molecular. Conceptos básicos de los mecanismos de transcripción y traducción (de ADN a proteínas). Factores de transcripción y otros mecanismos de regulación en microorganismos. Mecanismo de acción de la las ADN y ARN polimerasas y ribosomas. PCR y sus aplicaciones biotecnológicas.

T5. Ingeniería genética y metabólica de aplicación industrial. Técnicas para optimizar el rendimiento de procesos biotecnológicos: mutagénesis y adaptación evolutiva y expresión heteróloga de genes. Técnicas de modificación genética de microorganismos: clonado, vectores y CRISPR-Cas.

T6. Biología sintética. Conceptos básicos de la biología sintética: partes, dispositivos y sistemas. Aplicaciones de sistemas biológicos. Impacto de la biología sintética en la sociedad.

Prácticas de Laboratorio.

PL1. Cultivo y crecimiento de microorganismos en placa.

PL2. Cultivo de microorganismos en sistemas sumergidos. Producción de un biosurfactante.

PL3. Transformación de células competentes.

Prácticas de Simulación con Ordenador:

PS1. Simulación de una fermentación industrial en tanque agitado con el programa SuperPro Designer.

Visitas a Industria:

VI1. Visita a una planta biotecnológica industrial.

• Brock, T. D., & Madigan, M. T. (2019). Brock biology of microorganisms (15th ed.). Pearson. Disponible en la biblioteca UGR.
• Doran, P. M. (2013). Bioprocess engineering principles (2nd edition.). Elsevier. Disponible en la biblioteca UGR.
• Wood, D. H., Sandman, K. M., Willey, J. M., Willey, J. M., Wood, D. H., & Willey, J. M. (2020). Prescott’s microbiology (11th edition). McGraw-Hill Higher Education. Disponible en la biblioteca UGR.
• Scragg, A. (1996). Biotecnología para ingenieros: Sistemas biológicos en procesos tecnológicos (L. Huerta, Trad.). Limusa.
• Paul Simon Freemont; Richard I Kitney, & Baldwin, G. (2016). Synthetic biology a primer (Rev. ed.). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Disponible en la biblioteca UGR.
• Clark, D. P., Pazdernik, N. J., & McGehee, M. R. (2019). Molecular biology (3rd edition.). Academic Press is an imprint of Elsevier. Disponible en biblioteca UGR.
• Mathews, C. K., & Van Holde, K. E. (1996). Biochemistry (2nd ed.). Benjamin Cummings. Disponible en biblioteca UGR.

• JOVE (Journal of Visualized Experiments). VIdeos educacionales sobre biología, bioquímica, etc. https://app.jove.com/education/core

• Chemical and Biological Reaction Engineering – MIT Open Course
• Google Academico
• Biblioteca de la Universidad de Granada
• NotebookLM

En la evaluación ordinaria todo el alumnado seguirá la evaluación continua, excepto aquellos/as a los que se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

La calificación final se obtendrá como la media ponderada, según los porcentajes especificados, de las siguientes actividades:

• Prueba escrita final, compuesta por cuestiones sobre el temario completo, teórico y práctico, de la asignatura: 50%
• Informes de prácticas: 25%
• Actividades propuestas en clase, para su resolución individual o en grupo: 25%

Para poder superar la asignatura por evaluación continua será necesario una calificación mínima de 5 sobre 10 en la prueba escrita final, así como la asistencia a las sesiones de prácticas y la entrega de los informes correspondientes.

A la evaluación extraordinaria podrá concurrir todo el alumnado, con independencia de que haya seguido o no la evaluación continua. De esta forma el estudiante tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación en esta convocatoria.

Se realizará en un acto único, donde se evaluarán los conocimientos y competencias trabajados en la asignatura, mediante los instrumentos siguientes:

• Examen escrito compuesto por cuestiones sobre el temario completo, teórico y práctico, de la asignatura: 60% de la nota final.
• Ejercicio práctico en el que el alumno tendrá que ejecutar de forma autónoma alguna de las tareas realizadas en las sesiones prácticas (tanto de laboratorio como de ordenador): 40% de la nota final

Para poder superar la asignatura en la evaluación extraordinaria será necesario obtener una nota mínima de 5 sobre 10 en cada una de las pruebas anteriores (examen escrito y ejercicio práctico).

Aquellos estudiantes que hayan seguido la evaluación continua y realizado las sesiones prácticas, podrán conservar, si así lo desean, las notas obtenidas en los informes de prácticas y actividades propuestas y estarán exentos de este modo de realizar el ejercicio práctico en la evaluación extraordinaria.

Las pruebas de la evaluación única final constarán de:

• Examen escrito compuesto por cuestiones sobre el temario completo, teórico y práctico, de la asignatura: 60% de la nota final.
• Ejercicio práctico en el que el alumno tendrá que ejecutar de forma autónoma alguna de las tareas realizadas en las sesiones prácticas (tanto de laboratorio como de ordenador): 40% de la nota final

Para poder superar la asignatura en la evaluación única final será necesario obtener una nota mínima de 5 sobre 10 en cada una de las pruebas anteriores (examen escrito y ejercicio práctico). 

1. Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE)

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016.

2. Inclusión y Diversidad de la UGR

En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales. Información de interés para alumnado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).

3. Evaluación por incidencias

Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

4. Medidas preventivas en los laboratorios de prácticas

El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.

5. Medidas de seguridad durante visitas a industria

El estudiante recibirá al inicio del curso información sobre las normas de seguridad y del correcto desarrollo de las visitas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de la visita, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor/es que acompaña/n a los alumnos/as, así como a la Universidad de Granada y a cualquiera de sus miembros.