Esta asignatura se imparte en el segundo cuatrimestre del segundo curso y se sitúa dentro del módulo denominado Fundamentos Básicos de Biotecnología. En ella se van a aplicar los conceptos y procedimientos básicos de Microbiología en el desarrollo de procesos biotecnológicos, por lo que se recomienda haber cursado con éxito la asignatura Microbiología del primer cuatrimestre. También es conveniente haber superado Biosíntesis de Macromoléculas y su Regulación y Genética porque se hace referencia frecuentemente a conceptos y procesos que se estudian en estas asignaturas. A su vez, la asignatura Microorganismos y Producción Industrial es básica y fundamental para cursar en el tercer curso la asignatura obligatoria Laboratorio Integrado de Biotecnología y la optativa de cuarto curso Biotecnología Microbiana.



Es una asignatura vinculada directamente a la profesión de biotecnología porque gran parte de los procesos biotecnológicos implican células o componentes microbianos. La enorme diversidad y versatilidad de los microorganismos, junto con su rápido crecimiento y fácil manipulación, los convierten en herramientas indispensables en biotecnología, en la producción de alimentos y bebidas, fármacos y vacunas, enzimas, productos químicos, biocombustibles, y también en la mejora de la producción agrícola y en la solución de problemas medioambientales. Las aplicaciones biotecnológicas de los microorganismos en el momento actual son numerosas y muy diversas, pero son solo una pequeña muestra de su enorme potencial, dado que conocemos y somos capaces de cultivar menos del 1 % de los microorganismos existentes. De esta manera, la búsqueda de nuevos microorganismos mediante nuevas metodologías es un reto actual para la Biotecnología y abre la posibilidad de nuevas aplicaciones en todos los campos.



Esta asignatura va dirigida a aquellas etapas del proceso de producción industrial que se desarrollan en el laboratorio, como son la selección y aislamiento de los microorganismos más adecuados para el proceso, su cultivo, mejora, caracterización y conservación. Se dedica una especial atención al análisis del crecimiento microbiano en sistemas discontinuos y en sistemas continuos como el quimiostato. En las clases prácticas se utilizan diversas técnicas de medida del crecimiento para estimar e interpretar comparativamente los parámetros de crecimiento en diferentes situaciones, teniendo como objetivo la optimización del proceso productivo.



La segunda parte de la asignatura está dedicada a presentar una panorámica general de la diversidad microbiana, principalmente de procariotas y hongos. En primer lugar se describe la revolución que ha supuesto la nueva clasificación filogenética de los seres vivos gracias al desarrollo de técnicas moleculares y a la utilización de moléculas como cronómetros evolutivos. Y por último se estudian las características más importantes de los principales microorganismos utilizados en biotecnología, sus aplicaciones presentes y las perspectivas futuras.

Después de cursar con éxito esta asignatura el alumno:

RA1. Diseñar correctamente procedimientos experimentales para el aislamiento, selección, cultivo, mejora y conservación de microorganismos de interés biotecnológico.

RA2. Ejecutar correctamente procedimientos experimentales para el aislamiento, selección, cultivo, mejora y conservación de microorganismos de interés biotecnológico.

RA3. Analizar adecuadamente los parámetros de crecimiento microbiano en cultivo discontinuo y en cultivo continuo.

RA4. Explicar los mecanismos de acción y de resistencia a los antimicrobianos y las estrategias de búsqueda de nuevos compuestos.

RA5. Describir con precisión y rigor las características de los principales microorganismos de interés biotecnológico y relacionarlas con sus aplicaciones presentes y futuras.

RA6. Crear informes debidamente fundamentados sobre diseño de protocolos y resultados de experimentos de laboratorio.

RA7. Transmitir ideas con claridad y conocimiento sobre los microorganismos y la producción industrial.

PROGRAMA TEÓRICO

1. Introducción. Desarrollo histórico. Productos microbianos. Etapas de un proceso de producción.

2. Aislamiento y selección de microorganismos de interés industrial. Microorganismos utilizados en la industria. Criterios de selección. Cultivos de enriquecimiento. Aislamiento y selección.

3. Crecimiento microbiano. Cultivo discontinuo y cultivo continuo. Técnicas de medida.

4. Mejora de la producción. Superación de los mecanismos reguladores del metabolismo: modificación del medio y condiciones de cultivo y modificación de los microorganismos.

5. Conservación y mantenimiento de cepas microbianas. Desecación. Congelación. Liofilización. Colecciones de cultivos.

6. Antibióticos: mecanismos de acción y resistencia. Estrategias de búsqueda de nuevos antimicrobianos.

7. Diversidad microbiana. Sistemas de clasificación.

8. Procariotas de interés industrial. Arqueas. Bacterias fotosintéticas. Bacterias Gram negativas.

9. Procariotas de interés industrial. Bacterias Gram positivas.

10. Hongos: características generales.

11. Hongos utilizados en la industria: Rhizopus. Mucor. Saccharomyces. Aspergillus. Penicillium. Candida. Trichoderma.

12. Otros microorganismos de interés industrial



PROGRAMA PRÁCTICO

1. Observación, cultivo e identificación de hongos filamentosos

2. Observación e identificación de levaduras

3. Métodos de medida del crecimiento

4. Estimación de los parámetros de crecimiento

5. Aislamiento de microorganismos productores de proteasas

6. Espectro de acción de los antimicrobianos

Clases magistrales: exposición por el docente de los conceptos y fundamentos teóricos. Para facilitar la comprensión se proporcionan en la plataforma digital preguntas guía y cuestionarios en los que se aplican los conceptos a casos prácticos concretos. Para su resolución es recomendable ampliar la información recurriendo a bibliografía especializada.



Trabajo basado en proyectos: trabajo en equipo para la elaboración de un informe con la descripción detallada y justificada de un procedimiento experimental para resolver un proceso concreto y exposición del mismo.



Seminarios: las clases de seminarios se emplean en la resolución de problemas de crecimiento microbiano. Los estudiantes disponen de los enunciados de los problemas en la plataforma digital y en horas no presenciales los analizan y proponen soluciones, trabajando bien individualmente o en grupos. En las horas presenciales se plantean las dificultades que han surgido y se proponen y discuten las soluciones más adecuadas.



Prácticas de laboratorio: aplicación experimental de los procedimientos y conceptos explicados en las clases magistrales, análisis de los datos y elaboración de un informe escrito.



Prácticas de campo: los alumnos visitan empresas biotecnológicas en las que se utilizan microorganismos y elaboran un informe escrito.



Otras actividades: participación en foros abiertos en la plataforma digital sobre temas de actualidad en biotecnología.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 45
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 25
  • Trabajos individuales (%): 10
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 20

La normativa reguladora de la evaluación del alumnado en las titulaciones oficiales de Grado puede consultarse en la siguiente dirección:

http://www.ehu.eus/es/web/estudiosdegrado-gradukoikasketak/ebaluaziorako-arautegia



El sistema de evaluación utilizado es la evaluación continua complementado con una prueba en la fecha oficial establecida para la convocatoria de exámenes correspondiente.



La prueba realizada en la fecha oficial consiste en un examen escrito con preguntas cortas y de desarrollo. Se valorará la corrección, precisión y elaboración de las respuestas. Para aprobar el examen se precisa demostrar un conocimiento equilibrado de toda la materia. Para aprobar la asignatura es imprescindible aprobar este examen. Nota mínima 5/10. (45 % de la calificación final).



Además de esta prueba final se realizan una serie de pruebas y actividades de evaluación durante el periodo formativo:



1) Trabajo basado en proyectos. Se valora el informe escrito, la exposición oral y la coevaluación por los integrantes del equipo (20 % de la calificación final).



2) Seminarios de problemas. Se valora la participación activa y la corrección en la resolución de los problemas y casos planteados (10 % de la calificación final).



3) Prácticas de laboratorio. La evaluación es continua y mediante la valoración de un informe escrito como trabajo de equipo. La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria. Es imprescindible obtener una calificación de aprobado (5/10) en las prácticas de laboratorio para aprobar la asignatura (20 % de la calificación final).



4) Prácticas de campo (visitas a empresas). Se valora la asistencia y el informe presentado (5 % de la calificación final).



En caso de renunciar al sistema de evaluación continua el alumno debe comunicar su renuncia por escrito al profesor en las 9 primeras semanas del curso. En este caso la calificación final se obtendrá mediante la realización de un examen sobre los contenidos teóricos y un examen (teórico-práctico) sobre los contenidos prácticos. La contribución de estos exámenes a la calificación final será: 70 % contenidos teóricos y 30 % contenidos prácticos.



En el caso de la evaluación continua no presentarse al examen final supone automáticamente la renuncia a la convocatoria. En este caso en el acta constará "No presentado"



Durante el desarrollo de las pruebas de evaluación quedará prohibida la utilización de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos telefónicos, electrónicos, informáticos, o de otro tipo, por parte del alumnado. Solo se permite llevar calculadora cuando se indique. Ante cualquier caso de práctica deshonesta o fraudulenta se procederá aplicando lo dispuesto en el protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU.

Las calificaciones obtenidas en las pruebas realizadas durante el periodo formativo (trabajo basado en proyectos, seminarios de problemas y prácticas) se mantienen en la convocatoria extraordinaria y el alumno solo deberá superar el examen escrito en la fecha oficial. En caso de que el alumno quiera renunciar a las calificaciones obtenidas en la evaluación continua y optar a un 100 % en la calificación final debe comunicarlo al profesorado, en cuyo caso la calificación final se obtendrá mediante la realización de un examen sobre los contenidos teóricos y un examen (teórico-práctico) sobre los contenidos prácticos. La contribución de estos exámenes a la calificación final será: 70 % contenidos teóricos y 30 % contenidos prácticos.



En el caso de la evaluación continua no presentarse al examen final supone automáticamente la renuncia a la convocatoria. En este caso en el acta constará "No presentado"



Durante el desarrollo de las pruebas de evaluación quedará prohibida la utilización de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos telefónicos, electrónicos, informáticos, o de otro tipo, por parte del alumnado. Solo se permite llevar calculadora cuando se indique. Ante cualquier caso de práctica deshonesta o fraudulenta se procederá aplicando lo dispuesto en el protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU.

Bata de laboratorio para la realización de las prácticas

Bibliografía básica

. Baltz RH, Demain A, Davies J. (2010). Manual of industrial Microbiology and Biotechnology. 3ª Ed. ASM Press.

. Lee Y (2013) Microbial biotechnology: principles and applications. Word Scientific Pub.

. Leveau J, Bouix M. (2000) Microbiología industrial. Los microorganismos de interés industrial. Acribia S.A. Zaragoza.

. Madigan MT, Bender KS, Buckley DH, Sattley WM, Stahl DA (2020). Brock Biology of microorganisms (16ª ed.). Pearson, London.

. Ratledge C (2006) Basic Biotechnology. Cambridge Univ. Press.

. Renneberg R (2016) Biotechnology for Beginners. AcademicPress, NewYork.

. Tortora GJ, Funke BR, Case CL, Weber D, Bair W (2019). Microbiology: an Introduction (13ª Ed). Pearson, New York.

. Waites MJ, Morgan NL,Rockey JS, Hington G (2001) Industrial Microbiology. An Introduction. Blackwell Science, Oxford.

. Willey JM, Sandman K, Wood D (2022). Prescott's Microbiology (12ª Ed). MacGraw-Hill Education, New York.

Bibliografía de profundización

. Bamforth CW (2006) Brewing: New technologies. CRC Press
. El-Mansi EMT, Nielsen J, Mousdale D ,Allman T, Carlson R (2019) Fermentation microbiology and biotechnology. 4ª Ed. CRC Press.
. Hui YH, Evranuz EO (2012) Handbook of Plant-Based Fermented Food and Beverage Technology Two Volume Set, 2ª Ed: Handbook of Plant-Based Fermented Food and Beverage Technology. 2ª Ed. CRC Press.
. Lahtinen S,Ouwehand AC,Salminen S, Wright A (2019) Lactic Acid Bacteria: Microbiological and Functional Aspects. 5ª Ed. CRC Press.
. Okafor N y Okeke BC (2018) Modern Industrial Microbiology and Biotechnology (2ª Ed.). CRC Press.
. Scragg A (2005) Environmental Microbiology. 2ª Ed. Oxford University Press.
. Seidman LA, Moore CJ (2022) Basic Laboratory Methods for Biotechnology. 3ª Ed. Benjamin-Cummings.
. Singh Jr VP, Stapleton RD (2002) Biotransformations: Bioremediation Technology for Health and Environmental Protection Progress in Industrial Microbiology. Elsevier.
. Smith JE (2009) Biotechnology. 5ª Ed. Cambridge University Press.
. Spencer JFT, Ragout de Spencer AL (2010) Food Microbiology Protocols (Methods in Biotechnology) Humana Press.
. Stanbury PF, Whitaker A, Hall SJ (2016) Principles of Fermentation Technology. 3ª Ed. Elsevier.
. Thieman WJ, Palladino MA, Thieman W. (2019) Introduction to Biotechnology. 4ª Ed. Pearson Education.
. Tkacz JS, Lange L (2004) Advances in Fungal Biotechnology for Industry, Agriculture, and Medicine CPL Scientific Publishing Services Limited

Revistas

Applied and Environmental Microbiology
Biotechnology Advances
Biotechnology Annual Review
Critical Reviews in Biotechnology
Current Opinion in Biotechnology
Journal of Applied Microbiology
Journal of Biotechnology
Microbial Biotechnology
Microbiology Today
Nature Biotechnology
The Scientist
Microbial Cell Factories
Trends in Biotechnology

Direcciones web

www.ncbi.nlm.nih.gov/
www.asm.org
www.cnb.csic.es
www.simbhq.org
www.semicrobiologia.org
www.efbiotechnology.org
www.bio.org
https://schaechter.asmblog.org/schaechter/
www.microbeworld.org