Microbiología Aplicada
(Curso Académico 2023 - 2024)

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• CEH25 - Obtener información, diseñar experimentos e interpretar los resultados
• CEH23 - Gestionar, conservar y restaurar poblaciones y ecosistemas.
• CEH22 - Evaluar el impacto ambiental. Diagnosticar y solucionar problemas medioambientales.
• CEH20 - Diseñar modelos de proceso biológicos.
• CEH19 - Muestrear, caracterizar y manejar poblaciones y comunidades.
• CEH16 - Realizar bioensayos y diagnósticos biológicos
• CEH14 - Diseñar y aplicar procesos biotecnológicos.
• CEH13 - Desarrollar y aplicar productos y procesos de microorganismos.
• CEH12 - Realizar el aislamiento y cultivo de microorganismos y virus.
• CEH11 - Manipular material genético, realizar análisis genético y llevar a cabo asesoramiento genético.
• CEH10 - Identificar y analizar material de origen biológico y sus anomalías.
• CEH9 - Evaluar actividades metabólicas.
• CEH8 - Aislar, analizar e identificar biomoléculas. Identificar y utilizar bioindicadores.
• CEH7 - Realizar análisis filogenéticos.
• CEH5 - Analizar y caracterizar muestras de origen humano y otros materiales biológicos.
• CEH4 - Obtener, manejar, conservar y observar especímenes.

• CES34 - Flujos de energía y ciclos biogeoquímicos en los ecosistemas.
• CES33 - Estructura y dinámica de comunidades.
• CES32 - Interacciones entre especies.
• CES31 - Estructura y dinámica de poblaciones.
• CES29 - Ciclos biológicos.
• CES28 - Adaptaciones funcionales al medio.
• CES27 - Bases de la inmunidad.
• CES26 - Regulación de la actividad microbiana.
• CES16 - Señalización celular.
• CES15 - Vías metabólicas.
• CES14 - Replicación, transcripción, traducción y modificación del material genético.
• CES13 - Estructura y función de biomoléculas.
• CES10 - Diversidad de microorganismos y virus.

• CG1 - Conocer los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Biología, así como una perspectiva histórica de su desarrollo.
• CG2 - Reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados sobre problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de herramientas biológicas.
• CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
• CG4 - Comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas en Biología tanto a un público especializado como no especializado.
• CG5 - Estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos, nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica

CONTENIDOS TEÓRICOS
- Profesor/a: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez

Bloque1. INTRODUCCIÓN

Lección 1.- CONCEPTOS GENERALES EN MICROBIOLOGÍA APLICADA.
Perspectiva histórica: Aplicaciones de los microorganismos. Microbiología aplicada y Biotecnología. Objetivos e impacto de la biotecnología industrial. Microorganismos de interés industrial: características y principales grupos taxonómicos. Búsqueda y selección de microorganismos de interés.

Bloque 2. BIOINGENIERÍA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES

Lección 2.- CULTIVO MICROBIANO CON FINES BIOTECNOLÓGICOS.
Medios de cultivo y nutrición de microorganismos industriales. Crecimiento de microorganismos en diferentes ambientes: controlados y complejos. Rutas metabólicas para la biosíntesis de productos microbianos: metabolismo primario y metabolismo secundario. Superproducción de metabolitos por microorganismos.

Lección 3.- FERMENTADORES Y TIPOS DE FERMENTACIONES. Fermentadores aeróbicos. Fermentadores anaeróbicos. Diseño de fermentadores. Escalado de las fermentaciones industriales: de las factorías microbianas a las factorías industriales.

Lección 4.- CONTROL Y SEGUIMIENTO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN.
Procesos upstream, midstream y downstream.Esterilidad en microbiología industrial. Mezclado y evaluación del oxígeno disuelto. Aireación y agitación. Técnicas para el control de parámetros: manuales y automáticos. Extracción de productos de la fermentación.

Bloque 3. LOS MICROORGANISMOS COMO FACTORÍAS INDUSTRIALES

Lección 5.- COMPUESTOS QUÍMICOS DE INTERÉS INDUSTRIAL.
Producción de ácidos orgánicos: succínico, cítrico y acético. Producción de aminoácidos: Ácido Glutámico y Lisina. Producción de colorantes y pigmentos. Producción de enzimas. 

Lección 6.- PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES. Concepto de biorefinería. Producción de biocombustibles: butanol, biodiésel, etanol, metano e hidrógeno. Electroquímica microbiana. BIOTRANSFORMACIONES MICROBIANAS. Principales aplicaciones. Factores importantes en las biotransformaciones. Bioprocesos utilizados en las biotransformaciones.

Bloque 4. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

Lección 7.- PRESENCIA DE MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS. Crecimiento de microorganismos en alimentos: factores intrínsecos y extrínsecos. Control del deterioro de los alimentos producido por microorganismos: técnicas basadas en la temperatura, presión, etc. El concepto Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos (APPCC). Enfermedades transmitidas por alimentos. Microorganismos como alimentos y complementos alimenticios.

Lección 8.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. PRODUCCIÓN DE ADITIVOS ALIMENTARIOS.
Producción de vino: fermentación alcohólica. Fermentación maloláctica. Producción de cerveza: tipos de fermentaciones. Producción de pan y derivados. Producción de aditivos alimentarios: vitaminas, polisacáridos, nucleósidos.

Lección 9.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN LÁCTICA. PROBIÓTICOS Y PREBIÓTICOS.
Producción de derivados lácteos: queso, yogurt, etc. Producción de encurtidos. Elaboración de derivados cárnicos fermentados: embutidos y otros productos. Otras fermentaciones: producción de mijo, sushi, salsa de soja, fermentaciones de pescado, etc. Probióticos y prebióticos.

Bloque 5. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA

Lección 10.- PRODUCCIÓN MICROBIANA DE ANTIBIÓTICOS.
Aislamiento y caracterización de cepas productoras de antibióticos. Biosíntesis de penicilinas, aminoglucósidos, policétidos y glucopéptidos: precursores y rutas bioquímicas. Producción industrial de antibióticos. Otros antimicrobianos: bacteriocinas.

Lección 11.- OTROS PRODUCTOS DE INTERÉS FARMACÉUTICO.
Producción de hormonas. Producción de alcaloides. Producción de compuestos antitumorales. Papel de los microorganismos en el desarrollo de vacunas. 


Bloque 6. APLICACIONES AMBIENTALES DE LOS MICROORGANISMOS

Lección 12.- INTERACCIONES DE LOS MICROORGANISMOS CON COMPUESTOS XENOBIÓTICOS Y METALES. MICROORGANISMOS Y BIODETERIORO.
Principales tipos de xenobióticos y compuestos inorgánicos contaminantes. Biodegradación de Pesticidas. Biodegradación de polímeros sintéticos: otros xenobióticos de importancia ambiental. Biodegradación de hidrocarburos del petróleo. Interacciones microorganismo-metal: efectos tóxicos y mecanismos detoxificantes. Microorganismos y biodeterioro.

Lección 13.- BIORRECUPERACIÓN (BIOREMEDIATION).
Consideraciones generales: biodegradación y biorrecuperación. Métodos de biorrecuperación in situ y ex situ. Aplicaciones de los microorganismos en procesos de biorrecuperación ambiental. Biorrecuperación de ecosistemas: suelos y acuíferos contaminados. Biorremediación de ambientes marinos. Biorremediación de aires contaminados.

Lección 14.- TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES Y RESIDUOS DOMÉSTICOS.
Tratamiento de residuos líquidos: demandas bioquímica y química de oxígeno (DBO, DQO). Tratamiento de aguas residuales. Eutroficación. Tratamiento de residuos sólidos. Microbiología del agua y salud pública.

Bloque 7. APLICACIONES AGRÍCOLAS DE LOS MICROORGANISMOS

Lección 15.- INTERACCIONES MICROORGANISMO-PLANTA: UNA PERSPECTIVA BIOTECNOLÓGICA.
Importancia de las interacciones microorganismo-planta: ¿por qué las plantas necesitan a los microorganismos?. Microorganismos de importancia agrícola. Los microorganismos como biofertilizantes. El biocontrol como alternativa a los pesticidas químicos (Biopesticidas). Insecticidas microbianos, seguridad alimentaria y salud humana.



PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Profesorado: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez, Dra. Milagros León Barrios, Dra. Victoria de Zárate Machado y Dr. Leandro de León Guerra

Práctica 1.- Producción de aminoácidos (Ácido Glutámico) por Corynebacterium glutamicum.

Práctica 2.- Biotransformaciones microbianas. Reducción de un grupo carbonilo utilizando Saccharomyces cerevissiae.

Práctica 3.- Producción de bebidas mediante fermentación alcohólica. Elaboración de cerveza.

Práctica 4.- Producción de alimentos mediante fermentación láctica (Queso). Aislamiento e identificación de bacterias lácticas.

Práctica 5.- Aislamiento de microorganismos presuntamente productores de antibióticos y evaluación de su espectro de actividad.

Práctica 6.- Análisis microbiológico de productos cosméticos.

Práctica 7.- Estudio de la biodegradación de compuestos xenobióticos por bacterias (Pseudomonas putida), actinomicetos (Streptomyces setonii) y hongos (Phanerochaete chrysosporium y/o Fusarium proliferatum).

Práctica 8.- Búsqueda y selección de microorganismos marinos degradadores de hidrocarburos.

Práctica 9.- Aislamiento e identificación de bacterias fitopatógenas a partir de hojas y/o tubérculos infectados.

Práctica 10.- Aislamiento y cuantificación de microorganismos del suelo degradadores de pesticidas.
 

- Profesor/a: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez
- Manejo de protocolos de laboratorio para el desarrollo de los trabajos prácticos y utilización de bibliografía necesaria para el seguimiento de la asignatura.

Esta asignatura comprende dos tipos de enseñanzas, teórica y práctica. Los fundamentos teóricos de la asignatura se impartirán siguiendo la metodología de clase magistral expositiva, si bien podrá combinarse, cuando la situación lo requiera, con discusiones y/o coloquios interactivos, sobre algún tema concreto de la asignatura. Asimismo, apoyándonos en la plataforma de docencia virtual, podremos disponer de nuevos recursos que faciliten el acceso de los alumnos al material iconográfico de apoyo a la clases magistrales, así como la oportunidad de llevar a cabo tutorías virtuales, en aquellos casos que fueran necesarios. En consecuencia, cabe esperar que estas distintas estrategias docentes estimulen el interés del alumno a participar de una forma más activa en el proceso enseñanza-aprendizaje. En cuanto a la docencia práctica se refiere, los trabajos elegidos para realizar en el laboratorio se llevarán a cabo en forma de cursillo intensivo a lo largo de una semana. Estas clases prácticas en el laboratorio permitirán al alumno, en primer lugar, adquirir las habilidades prácticas necesarias para utilizar a los microorganismos en un determinado proceso y, por otro, constatar la importancia del conocimiento de la biología del microoganismo en cuestión, para culminar con éxito el reto planteado.
Todas las tareas del alumno (estudio, lecturas, ejercicios, prácticas…) serán orientadas por el profesor en las sesiones de tutorías. Con respecto a las tutorías individualizadas o en grupo muy reducido, se atenderá a los estudiantes para discutir cuestiones concretas en relación con sus tareas o para tratar de resolver cualquier otra dificultad del alumno, o grupo de alumnos, relacionada con la asignatura.
 

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	30,00	0,00	30,0	[CG3], [CG2], [CG1], [CES10], [CES13], [CES14], [CES15], [CES16], [CES26], [CES27], [CES28], [CES29], [CES31], [CES32], [CES33], [CES34], [CEH4], [CEH5], [CEH7], [CEH8], [CEH9], [CEH10], [CEH11], [CEH12], [CEH13], [CEH14], [CEH16], [CEH19], [CEH20], [CEH22], [CEH23], [CEH25]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	20,00	0,00	20,0	[CG3], [CEH4], [CEH5], [CEH7], [CEH8], [CEH9], [CEH10], [CEH11], [CEH12], [CEH13], [CEH14], [CEH16], [CEH19], [CEH20], [CEH22], [CEH23], [CEH25]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias	3,00	0,00	3,0	[CG2]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	30,00	30,0	[CG5]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	15,00	15,0	[CG5]
Preparación de exámenes	0,00	45,00	45,0	[CG2], [CG1]
Realización de exámenes	5,00	0,00	5,0	[CG4]
Asistencia a tutorías	2,00	0,00	2,0	[CG4], [CG2]
Total horas
Total ECTS

1.- Bhima Bhukya and  Anjana Devi Tangutur. 2017. Microbial Biotechnology. Technological challenges and development trends. Apple Academic Press 
 

2.- Farshad Darvishi Harzevili and  Hongzhan Chen (Eds.) 2015. Microbial Biotechnology. Progress and Trends. CRC Press.

3.- Saxena Sanjai. 2015. Applied Microbiology. Springer.

1- Perestelo, F. 2023. Guía docente para la enseñanza teórica y práctica de la asignatura  Microbiología Aplicada.

2.- Okafor, N. 2007. Modern Industrial Microbiology and Biotechnology. Science Publishers.

3.- Glazer, A.N., Nikkaido, H. 2007. Microbial Biotechnology. Fundamentals and Applied Microbiology. 2nd Ed. Cambridge University Press.

4.- Soetaert, W. and Vandamme, E.J. 2010. Industrial Biotechnology. Sustainable Growth and Economic Success. Wiley-VCH Verlag.

5.- Wittman, C. and Liao, J.C. 2017. Industrial Biotechnology. Products and Processes. Wiley-VCH.

7.- Malik, A., Grohmann, E., Alves, M. (Eds.). 2013. Management of Microbial Resources in the Environment. Springer.

8.- Kumar, G.V., Zeilinger, S., Ferreira, F.E.X., Durán-Domínguez de Bazua, M.C. & Purchase, D. 2016. Microbial Applications: Recent Advancements and Future Developments. De Gruyter, Inc.

9.- Stanbury, P.F., Whitaker, A. and Hall, S.J. 2017. Principles of Fermentations Technology (3th Ed.). Elsevier. 

Inamuddin, Mohd Imran Ahamed and Ram Prasad (Eds.). 2022. Application of Microbes in Environmental and Microbial Biotechnology

De manera general, la evaluación será continua realizándose diversos tipos de actividades a lo largo del curso con el objetivo de valorar si el alumnado ha alcanzado las competencias y los resultados del aprendizaje de la asignatura, tal como especifica el Reglamento de Evaluación y Calificación de la ULL (Aprobado en la sesión del Consejo de Gobierno del día 21 de junio de 2022; modificado por acuerdos del CGo de 13-07-2022, 8-11-2022 y 31-05-2023). Atendiendo a la disposición transitoria contemplada en este reglamento, la distribución de porcentajes de las pruebas evaluativas se mantendrá tal y como se contempla en la memoria de verificación de la titulación

El nivel de conocimientos alcanzados por los alumnos en la materia, se evaluará en dos convocatorias:
La 1ª Convocatoria, correspondiente a la finalización del cuatrimestre, evaluará los conocimientos y competencias adquiridos por los alumnos a lo largo del desarrollo de la asignatura, siguiendo las estrategias evaluativas que se detallan: los contenidos teóricos de la asignatura se evaluarán mediante un examen tipo test, donde el alumno deberá alcanzar, al menos 35 puntos de los 70 posibles. La evaluación continua por su parte, comprenderá las actividades desarrolladas por el alumno a lo largo del curso, centrando la atención en las competencias adquiridas durante su estancia en el laboratorio de prácticas: para ello, se evaluarán las habilidades y destrezas adquiridas (con un máximo de 10 puntos),  así como su nivel de conocimientos (con un máximo de 20 puntos). Los alumnos que suspendan, en esta 1ª Convocatoria, el examen correspondiente a los contenidos teóricos de la asignatura pero hayan superado la evaluación continua, podrán mantener ésta, hasta la celebración de las pruebas correspondientes a la 2ª convocatoria. La calificación de suspenso que constará en el acta será la obtenida en el examen realizado sobre los contenidos teóricos de la asignatura.
 
La 2ª Convocatoria seguirá las pautas descritas para la primera, es decir, un examen tipo test para evaluar los conocimientos teóricos adquiridos en la materia y, en el caso de haber superado la evaluación contínua, la calificación final será obtenida teniendo en cuenta que las pruebas objetivas representan una ponderación del 70%. Los alumnos que hayan suspendido la evaluación continua, deberán acudir a una evaluación única en la que, junto al examen teórico tipo test antes descrito, deberá realizar un examen para acreditar los conocimientos y competencias aquiridas durante la realización de las clases prácticas; a este respecto, el alumno deberá realizar un examen teórico sobre los contenidos de las prácticas y, además, un examen en el laboratorio, donde deberá demostrar las competencias, habilidades y destrezas adquiridas, mediante la resolución de un supuesto práctico. 

Tribunales de 5ª y 6ª convocatoria y de la convocatoria adicional.
El alumnado que se encuentre en la quinta o posteriores convocatorias y desee ser evaluado por un Tribunal, deberá presentar una solicitud a través del procedimiento habilitado en la sede electrónica, dirigida a la persona responsable de su Facultad (Decana). Dicha solicitud deberá realizarse con una antelación mínima de diez días hábiles al comienzo del periodo de exámenes.

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CG2], [CG1], [CES10], [CES13], [CES14], [CES15], [CES16], [CES26], [CES27], [CES28], [CES29], [CES31], [CES32], [CES33], [CES34]	Se evaluará el nivel de conocimientos teóricos alcanzados por el alumno/a mediante exámenes tipo test, si bien podrán incluir algunas preguntas de respuesta corta. Para aprobar un examen deberá obtenerse una calificación igual o superior al cinco.	70,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CG4], [CG3], [CEH4], [CEH5], [CEH7], [CEH8], [CEH9], [CEH10], [CEH11], [CEH12], [CEH13], [CEH14], [CEH16], [CEH19], [CEH20], [CEH22], [CEH23], [CEH25]	Se evaluará el nivel de conocimientos prácticos alcanzados por el alumno/a mediante exámenes mixtos tests/respuesta corta, con un máximo de 20 puntos.	20,00 %
Evaluación continua de la actividad desempañada en las clases prácticas	[CG5], [CG3], [CEH4], [CEH5], [CEH7], [CEH8], [CEH9], [CEH10], [CEH11], [CEH12], [CEH13], [CEH14], [CEH16], [CEH19], [CEH20], [CEH22], [CEH23], [CEH25]	Se valorará la actitud, el trabajo desarrollado y la destreza adquirida durante la realización de las prácticas hasta un máximo de 10 puntos	10,00 %

En el cronograma se recoge el desarrollo de las clases teóricas con indicación de los temas impartidos en cada semana, así como de las sesiones de tutoría, seminarios y prácticas, en estos tres últimos casos, referidos a un grupo.
 

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Lección 1	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	1.00	1.00	2.00
Semana 2:	Lección 2 y primera sesión de tutorías	Clase magistral de desarrollo del tema indicado  y primera sesión de tutoría académica	3.00	6.00	9.00
Semana 3:	Lección 3	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	2.00	2.00	4.00
Semana 4:	Lección 4	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	2.00	2.00	4.00
Semana 5:	Lección 5 y primera sesión de seminarios	Clase magistral de desarrollo del tema indicado y sesión de seminarios	4.00	2.00	6.00
Semana 6:	Lección 6	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	2.00	2.00	4.00
Semana 7:	Lección 7	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	3.00	2.00	5.00
Semana 8:	Lección 8	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	2.00	2.00	4.00
Semana 9:	Lección 9	Clase magistral de desarrollo del tema indicado y realización de las clases prácticas (20 horas)	22.00	2.00	24.00
Semana 10:	Lección 10 y segunda sesión de seminarios	Clase magistral de desarrollo del tema indicado y segundo seminario	3.00	5.00	8.00
Semana 11:	Lección 11	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	2.00	9.00	11.00
Semana 12:	Lecciones 12 y tercera sesión de seminarios	Clase magistral de desarrollo del tema indicado y tercer seminario	3.00	2.00	5.00
Semana 13:	Lección 13	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	3.00	4.00	7.00
Semana 14:	Lección 14 y segunda sesión de tutorías	Clase magistral de desarrollo del tema indicado y segunda sesión de tutoría académica	3.00	2.00	5.00
Semana 15:	Lección 15	Clase magistral de desarrollo del tema indicado	3.00	2.00	5.00
Semana 16 a 18:	Semanas 16 a 18 Evaluación	Trabajo autónomo del alumno para la evaluación de las competencias adquiridas en la asignatura.	2.00	45.00	47.00
Total			60.00	90.00	150.00