Curso académico:

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1 Curso académico: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Titulación: Ciencias Ambientales Código: Asignatura: BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL Curso en el que se imparte: Tercero Carácter: (Anual, 1 er ó 2º cuatrimestre) 2º Cuatrimestre Tipo: (Troncal, Obligatoria, Optativa, Libre elección) Créditos: Totales Teóricos Prácticos LRU ECTS 4,5 Idioma en el que se imparte: Español Dirección Web asignatura: Optativa Responsable ó coordinador: Otros: DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES Nombre y apellidos Departamento Ubicación Mª Dolores Roldán Ruiz Bioquímica y Biología Molecular Edificio Severo Ochoa Área de conocimiento Bioquímica y Biología Molecular DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA Descriptores BOE Enzimas como indicadores de contaminación. Sistemas de células y proteínas inmovilizadas. Diseño de biorreactores. Estrategias de control biológico. Organismos transgénicos. Control de plagas. Indicadores moleculares de contaminación. Catalizadores de procesos biodegradativos contaminantes. Situación Contexto dentro de la Titulación: Esta asignatura no se impartirá en el próximo curso académico ya que desaparece de la Licenciatura. Competencias Transversales/genéricas: Específicas: Procedimentales/instrumentales (saber hacer): Objetivos Actitudinales (ser): El principal objetivo de la asignatura es que el alumno conozca el tratamiento y la forma de paliar problemas medioambientales, principalmente de contaminación por compuestos tóxicos xenobióticos o de origen natural, mediante procesos biotecnológicos con microorganismos. En particular, se pretende que los alumnos puedan: 1.- Conocer las principales fuentes de contaminación y la naturaleza de los compuestos 1

2 contaminantes, ya sean de origen natural o xenobiótico. 2.- Adquirir los conocimientos básicos de bioquímica, biología molecular y biotecnología para entender la complejidad de los procesos de biodegradación y biorremediación microbianos. 3.- Desarrollar la capacidad integrar conocimientos y de resolución de problemas medioambientales mediante la aplicación de la biotecnología. 4.- Entender la repercusión de la biotecnología en la sociedad actual, y en particular las ventajas e inconvenientes que plantean muchas de las aplicaciones biotecnológicas. Además de los objetivos básicos señalados, se pretende que el alumno adquiera ciertas destrezas y habilidades, como la capacidad de abordar estudios y trabajos bibliográficos con un cierto nivel de profundidad, la realización de actividades en grupo, la capacidad de comparar y relacionar conceptos y de aplicarlos a problemáticas medioambientales específicas, el interés por las nuevas tecnologías aplicadas a la biología y el medio ambiente, y el desarrollo de actitudes críticas basadas en el conocimiento científico de los temas que pueden provocar controversia y problemas éticos, como el uso y la liberación en la naturaleza de microorganismos modificados genéticamente. Metodología de trabajo del alumno Segundo cuatrimestre (nº de horas): Clases teóricas: Clases prácticas: Exposiciones y seminarios: Tutorías especializadas (presenciales o virtuales): A) Colectivas: B) Individuales: opcional (la profesora dispone de 6 h semanales) Realización de actividades académicas dirigidas: A) Con presencia del profesor: B) Sin presencia del profesor: Otro trabajo personal autónomo: A) Horas de estudio: B) Preparación de trabajo personal: C) Realización de exámenes A) Examen escrito: B) Exámenes orales (control del trabajo personal): C) Examen práctico: Técnicas Docentes Señalar con una X las técnicas que va a utilizar en el desarrollo de la asignatura Sesiones académicas teóricas Sesiones académicas prácticas Exposición y debate Visitas y excursiones Tutorías especializadas Otras (indicar) Realización de examen Desarrollo y justificación: Debido a que no se impartirá esta asignatura el próximo curso, se realizarán tutorías individuales a petición del alumno. Las tutorías serán personalizadas y estarán encaminadas a la orientación y 2

3 resolución de dudas, la discusión y puesta en común sobre temas de interés relacionados con la asignatura y la realización de búsquedas bibliográficas por Internet por las que los alumnos podrán completar y actualizar sus conocimientos. Bloques temáticos Dividir el temario en bloques (sin nº máximo ni mínimo) Bibliografía Tecnología básica (Temas 0, 1 y 2) Ciclos biogeoquímicos y problemáticas medioambientales asociadas (Temas 3, 4 y 5) Contaminación y tratamiento de residuos (Temas 6 y 7) Biodegradación y biorremediación (Temas 8, 9, 10 y 11) General: Castillo F, Roldán MD, Blasco R, Huertas MJ, Caballero FJ, Moreno-Vivián C y Martínez- Luque M. Biotecnología Ambiental. Editorial Tébar, Madrid (2005). Específica: 1.- Atlas RM y Bartha R, Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental, 4ª ed., Addison-Wesley (2002). 2.- Wainwright M, An Introduction to Environmental Biotechnology, Kluwer (1999). 3.- Ahmed N, Qureshi FM, Khan OY, Industrial and Environmental Biotechnology, Horizon Scientific Press (2001). 4.- Madigan MT, Martinko JM, Parker J. Brock Biology of Microorganism, 8ª ed., Prentince Hall (1997). 5.- Harborne JB. Introduction to Ecological Biochemistry. Academic Press, London (1988). 6.- Gibson DT. Microbial Degradation of Organic Compounds. Marcel Dekker, NY (1984). 7.- Labrega MD, Buckurgham PL, Evans JC. Tratamiento, Eliminación y Recuperación de Suelos. McGraw-Hill (1996). 8.- O'Neil P. Environmental Chemistry. Chapman and Hall, London (1985). 9.- Fry JC, Day MJ. Bacterial Genetics in Natural Environments. Chapman and Hall (1990) Ehrlich HL. Geomicrobiology. 3ª Ed. Marcel Dekker (1996). Técnicas de evaluación Enumerar, tomando como referencia el catálogo de la guía común. La evaluación de la asignatura se basará en el contenido teórico del programa, así se realizará mediante un examen escrito y supondrá el 100% de la calificación definitiva. Incluir criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso) Organización Docente Semanal Distribución del número de horas que se especifican en el apartado de Metodología en 18 semanas para una asignatura cuatrimestral y 36 para una anual (clases + periodo de exámenes). Indicar el número de horas que, a cada tipo de sesión, va a dedicar el estudiante cada semana. 3

4 Semanas Segundo cuatrimestre 1ª semana 2ª semana 3ª semana 4ª semana 5ª semana 6ª semana 7ª semana 8ª semana 9ª semana 10ª semana 11ª semana 12ª semana 13ª semana de sesiones teóricas sesiones prácticas exposiciones y seminarios visita y excursiones tutorías especializadas de. Exámenes Temas del temario a tratar TOTAL Tema 0. Biotecnología ambiental. Presentación de la asignatura. Importancia de la biotecnología en la sociedad actual. Interés de la biotecnología ambiental y aplicación de la biotecnología a diferentes problemáticas medioambientales. Programa de contenidos Teóricos: Con indicación de las competencias que se van a trabajar en cada lección Tema 1. Tecnología enzimática. Obtención y producción de enzimas. Inmovilización de enzimas. Aplicaciones analíticas, clínicas, industriales y medioambientales de las enzimas. Tema 2. Técnicas básicas de biología molecular. Clonación del DNA. Técnicas de hibridación. Análisis transcripcional y expresión de genes. PCR. Mutagénesis y secuenciación del DNA. Genómica y proteómica. Metagenómica. Tema 3. Ciclo del carbono. Compuestos carbonados en la biosfera. Metilotrofia y metanotrofia. Metanogénesis. Fijación del CO2. Tema 4. Ciclos del nitrógeno y del azufre. Fijación de N2. Desnitrificación. Nitrificación. Asimilación de nitrato y del amonio. Otros procesos del ciclo del nitrógeno en la biosfera. Ciclo del azufre. Tema 5. Problemáticas medioambientales asociadas a los ciclos biogeoquímicos. Ciclos del hierro, del fósforo y de otros elementos. Biominería. Lluvia ácida. Contaminación por fertilizantes nitrogenados. Eutrofización. Calentamiento global y efecto invernadero. Tema 6. Contaminación química y biológica. Conceptos generales. Causas y tipos de contaminación. Compuestos naturales y compuestos xenobióticos. Biodegradación. Biocorrosión y biodeterioro. Biotransformación. Interferidores hormonales. Diseño de biorreactores y biosensores. Tema 7. Tratamiento de residuos y formas de evitar la contaminación. Emisión y transporte de sustancias contaminantes. Tratamiento de residuos tóxicos Control biológico de plagas. Competencia, antibiosis y explotación. Organismos utilizados para la biodegradación. Tema 8. Biodegradación por microorganismos. Conceptos generales. Biodegradación in situ y ex situ. Bioestimulación (adición de nutrientes). Biomagnificación (inoculación con microorganismos). Bioquímica de los organismos acidófilos, alcalófilos, termófilos y halófilos. Perspectivas biotecnológicas. Tema 9. Biodegradación de los compuestos naturales. Biodegradación de petróleo y sus derivados. Biodegradación de alpechines. Biodegradación de cianuro y derivados. Biodegradación de alquilbencenos: el plásmido TOL. Biodegradación de hidrocarburos policíclicos. Tema 10. Biodegradación de compuestos xenobióticos. Biodegradación de hidrocarburos 4

5 clorados. Biodegradación de compuestos aromáticos clorados. Biodegradación de bifenilos policlorados (PCBs) y dioxinas cloradas. Biodegradación de compuestos nitroaromáticos en ambientes óxicos y anóxicos. Biodegradación de plásticos. Tema 11. Utilización biotecnológica de organismos modificados genéticamente. Evolución natural de las rutas catabólicas. Construcción de rutas metabólicas por ingeniería genética. Construcción de microorganismos indicadores de la contaminación y de biosensores. Mecanismos de contención: contención génica y contención biológica. Fitorremediación. Rizoextracción, rizoestabilización y rizofiltración. Eliminación de la contaminación en la rizosfera por la acción conjunta microorganismo-planta. Programa de contenidos Prácticos: Con indicación de las competencias que se van a trabajar: Mecanismo de Control y Seguimiento: Al margen de las contempladas a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogerán aquí los mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de cada asignatura No se realizarán prácticas de esta asignatura. La materia no se impartirá en el próximo curso académico. A petición de los alumnos se realizará un seguimiento mediante las sesiones de tutorías individualizadas. 5