Codice insegnamento

4S010570

Crediti

6

Coordinatore

Matteo Ballottari

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE

Corsi Singoli

Autorizzato con riserva

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti conoscenze adeguate relative alle biotecnologie applicate alla produzione di biomasse e bioprodotti di interesse industriale tramite coltivazione di organismi eterotrofi e autotrofi. Nella prima parte del corso verranno descritti da un punto di vista evolutivo gli organismi fotosintetici, dai batteri anossigenici fino alle piante superiori, concentrandosi sugli aspetti molecolari alla base delle diverse strategie di assimilazione di CO2 in biomolecole. In particolare, verrà descritta l’importanza degli organismi vegetali nella chimica verde e come tali organismi possano rientrare in numerosi processi produttivi. Successivamente verranno descritte i principali meccanismi e requisiti nutrizionali alla base della produzione di biomassa e biomolecole da parte di organismi eterotrofi, soffermandosi in particolare sugli organismi unicellulari e colture cellulari di interesse industriale. Gli studenti acquisiranno dunque competenze relative a soluzioni biotecnologiche per lo sfruttamento di organismi fotosintetici ed eterotrofi per la produzione di biomassa da cui ottenere prodotti ad elevato valore aggiunto e verranno forniti esempi relativi al loro possibile utilizzo nel settore agro-industriale, nella produzione di novel food, nella nutraceutica e nella cosmetica. Durante l’attività di laboratorio prevista all’interno del corso verranno proposti agli studenti esperimenti relativi alla preparazione e coltivazione di colture di microorganismi in bioreattori modello per la produzione e analisi di metaboliti di interesse.

Prerequisiti e nozioni di base

biologia generale

Programma

- Introduzione al corso: biomasse e bioprodotti, bilanci di massa ed energia
- Caratteristiche distintive cellule autotrofe vs. eterotrofe
- Cenni di metabolismo secondario per la produzione di composti ad elevato valore aggiunto
- Massima efficienza fotosintetica e potenzialità degli organismi fotosintetici per la produzione di composti di interesse
- Evoluzione degli organismi fotosintetici dai batteri fotosintetici anossigenici ai cianobatteri
- Caratteristiche fisiologiche, biochimiche e metaboliche dei cianobatteri
- Evoluzione degli organismi fotosintetici: endosimbiosi primarie e secondarie e comparsa di cellule eucariotiche fotosintetiche. Descrizione delle principali tipologie di microalghe e macroalghe
- Caratteristiche fisiologiche, biochimiche e metaboliche di microalghe eucariotiche
- Caratteristiche fisiologiche, biochimiche e metaboliche di macroalghe eucariotiche
- Evoluzione degli organismi fotosintetici: colonizzazione delle terre emerse e sviluppo di piante inferiori e superiori
- Coltivazione di microalghe e Limitazioni attuali nella produzione di biomassa tramite la fissazione di CO2 da parte di microalghe e cianobatteri e possibili soluzioni
- Utilizzo di piante superiori per la fitobonifica e coltivazione di macroalghe
- Impiego di alghe e piante superiori per il molecular farming
- Utilizzo di complessi proteici fotosintetici in ambiente extracellulare per lo sfruttamento dell’energia solare
- Organismi eterotrofi: fisiologia e potenzialità produttive di colture cellulari
- Batteri, lieviti, colture cellulari: applicazioni e potenzialità biotecnologiche
- Accumulo di sostanze di riserva nelle cellule
- Utilizzo di organismi unicellulari e pluricellulari per la produzione di biomassa a fini alimentari, nutraceutici e cosmetici
- Utilizzo di organismi unicellulari e pluricellulari per la produzione di energie rinnovabili

Modalità didattiche

lezioni frontali

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consiste in una prova scritta con alcune domande aperte e alcune domande chiuse tratte dal materiale didattico fornito. Durante le lezioni vengono presentati degli esempi di esami scritti. Subito dopo lo scritto, è possibile concordare col docente un colloquio orale (facoltativo).

Criteri di valutazione

Conoscenza degli argomenti svolti a lezione, capacità di ragionamento critico, utilizzo delle informazioni fornite per sviluppare possibili processi biotecnologici

Criteri di composizione del voto finale

Il voto finale sarà determinato dall'esame scritto. Le attività di laboratorio sono funzionali alla preparazione dello studente in vista dell'esame scritto. La prova orale, facoltativa, consente allo studente di migliorare il voto della prova scritta

Lingua dell'esame

italiano (inglese a richiesta)