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Júpiter - Sistema de Graduação

Instituto de Ciências Biomédicas
 
Microbiologia
 
Disciplina: BMM0122 - Microbiologia Aplicada para Engenheiros Ambientais
Introductory Microbiology for Environmental Engineers

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2016 Desativação:

Objetivos
Fornecer aos alunos os conhecimentos básicos de microbiologia para engenheiros ambientais:morfologia e estrutura das células microbianas, genética, ecologia e fisiologia bacteriana. Mais especificamente será tratado o papel dos microrganismos nos ciclos geoquímicos e na biodegradação de compostos tóxicos. Também será apresentada uma visão geral das técnicas empregadas para isolamento, cultivo, controle de crescimento, determinação das unidades formadoras de colônias (UFC), determinação de padrão de resistência a antibióticos, e identificação dos microrganismos.
Como estes alunos não cursaram nenhuma disciplina de bioquímica, os primeiros três blocos de aulas serão reservados para uma introdução a bioquímica.
 
To provide students with basic knowledge of micobiology to environmental engineers: morphology and structure of microbial cells, genetics, ecology and bacterial physiology. More specifically will be treated the role of microorganisms in geochemical cycles and biodegradation of toxics compounds.It will also be presented an overview of the techniques ued for isolation , cultivation, growth control, determination of colony forming units (CFU), determination of antibiotic resistance pattern and identification of microorganisms.

As these students did not attend any discipline of biochemistry, the first three classes of blocks will be reserved for an introduction to biochemistry.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
56628 - Dolores Ursula Mehnert
2030202 - Welington Luiz de Araujo
 
Programa Resumido
Fornecer aos alunos os conhecimentos básicos de microbiologia para engenheiros ambientais:morfologia e estrutura das células microbianas, genética, ecologia e fisiologia bacteriana. Mais especificamente será tratado o papel dos microrganismos nos ciclos geoquímicos e na biodegradação de compostos tóxicos. Também será apresentada uma visão geral das técnicas empregadas para isolamento, cultivo, controle de crescimento, determinação das unidades formadoras de colônias (UFC), determinação de padrão de resistência a antibióticos, e identificação dos microrganismos.
Como estes alunos não cursaram nenhuma disciplina de bioquímica, os primeiros três blocos de aulas serão reservados para uma introdução a bioquímica.
 
To provide students with basic knowledge of micobiology to environmental engineers: morphology and structure of microbial cells, genetics, ecology and bacterial physiology. More specifically will be treated the role of microorganisms in geochemical cycles and biodegradation of toxics compounds.It will also be presented an overview of the techniques ued for isolation , cultivation, growth control, determination of colony forming units (CFU), determination of antibiotic resistance pattern and identification of microorganisms.
As these students did not attend any discipline of biochemistry, the first three classes of blocks will be reserved for an introduction to biochemistry.
 
 
Programa
TEÓRICO

Fundamentos da Bioquímica: as moléculas da vida; açúcares, ácidos graxos, aminoácidos, ATP e outras moléculas essenciais ao metabolismo energético, polissacarídeos, fosfolipídeos (membranas biológicas), proteínas (estruturas primária, secundária, terciária e quaternária; co-fatores; vitaminas), polissacarídeos (estruturais:componentes da membrana), enzimas (kM, Vmax, kcat)

Genética: nucleotídeos e ácidos nucleicos, estrutura de DNA e RNA, sistema de codificação de aminoácidos, transcrição e tradução, estrutura de genes (operon, promotor, gene estrutural:somente procariotos), regulação gênica (princípios básicos), mutações, transferência de genes. PCR.

Morfologia e Estrutura: diferentes tipos de morfologias bacterianas, estrutura interna de células procarióticas e eucarióticas, estrutura da parede de Gram+ e Gram-, diferenças estruturais entre a membrana interna e externa de Gram negativas.

Nutrição /metabolismo/crescimento: Tipos de metabolismo (oligotrófico, heterotrófico), fontes de energia e carbono ( autotrófico, fototrófico, etc.), macro e micronutrientes, cadeia metabólica (noção), sistema de geração de energia aeróbio: glicólise, ciclo de Krebs, cadeia de transporte de elétrons, exoenzimas, transporte, catabolismo e anabolismo, regulação metabólica (princípios básicos somente), crescimento microbiano ( exponencial vs limitado por nutrientes, fases de crescimento, equações básicas).

Controle de microrganismos: processos e mecanismos: calor, radiação (UV e ionizante), sanitizantes químicos, métodos de filtração (membranas), antibióticos, estratégias baseadas na alteração do ambiente (conservantes).

Ecologia microbiana/ciclos biogeoquímicos:biodiversidade, fundamentos da ecologia, ciclos do C,N,S P. Integrar com processos biológicos de remoção de N e P em RTEs e microbiologia de lodos ativados (bulking). Biodegradação de poluentes:hidrocarbonetos, organoclorados, bio-transformação de metais.

Patógenos microbianos de veiculação hídrica: O conceito de microrganismo indicador para monitoramento de qualidade de água e os principais patógenos de veiculação hídrica.

Vírus: fundamentos, vírus patogênicos de veiculação hídrica, monitoramento.

Fungos: fungos, qualidade de ar interior, questão de alérgenos microbianos e fúngicos transmitidos pelo ar, bio-deterioração.

Anaeróbios: fundamentos (fermentação, redução de nitrato, sulfato, metanogênicas, redutoras de ferro, manganês, etc), ecologia, fotossintéticas anaeróbicas, aplicação em sistemas de tratamento de resíduos sólidos e líquidos.

Biofilmes: fundamentos, biofouling em diferentes industrias, biofilmes em sistemas de saneamento básico (fisiologia e ecologia), controle de biofilmes, bio-deterioração e bio-corrosão ( mecanismos, organismos, etc.). Biorremediação: atenuação natural e técnicas básicas de estimulação bacteriana.


PRÁTICO

Introdução ao trabalho em laboratório em microbiologia, coloração de Gram, semeadura, isolamento e identificação de microrganismos, cultivo e identificação de fungos, análise de água, ecologia microbiana.
 
Theory
Fundamentals of Biochemistry: the molecules of life: sugars, fatty acids, amino acids, ATP and other molecules essential to energy metabolism, polysaccharides, phospholipids (biological membranes), proteins (primary structures, secondary, tertiary and quaternary, cofactors, vitamins) , polysaccharides (Structural: membrane components), enzymes (kM, Vmax, kcat).

Genetic: nucleotides and nucleic acids, DNA and RNA structure, the amino acid coding system, transcription and translation, gene structure (operon promoter, structural gene: only prokaryotes) gene regulation (basics), mutations, gene transfer and PCR.

Morphology and structure: different bacterial morphologies internal structure of prokaryotic and eukaryotic cell wall structure of Gram + and Gram structural differences between the inner and outer membrane of Gram-negative bacteria.

Nutrition / metabolism / growth: metabolism types (oligotrophic, heterotrophic), sources of energy and carbon (autotrophic, phototrophic, etc.), macro- and micronutrients, metabolic chain (notion), aerobic power generation system: glycolysis, cycle Krebs, electron transport chain, exoenzymes, transport, catabolism and anabolism, metabolic regulation (basics only), microbial growth (exponential vs. limited by nutrients, growth stages, basic equations).

Microorganisms Control: Processes and mechanisms: heat, radiation (UV, ionizing), chemical sanitizers, filtration methods (membranes), antibiotics, strategies based on environmental change (preservatives).

Microbial Ecology / biogeochemical cycles: biodiversity, ecology fundamentals of C cycles, N, S, P. Integrating with biological processes for the removal of nitrogen and phosphorus in sewage treatment plants and microbiology of activated sludge (bulking). Biodegradation of pollutants: hydrocarbons, organochlorine, biotransformation of metals.

Microbial waterborne pathogens: The concept of indicator organism for water quality monitoring and the waterborne pathogens.

Virus: fundamentals, pathogenic waterborne viruses, monitoring.

Fungi: Fungi, indoor air quality, microbial matter of fungal allergens and airborne, biodeterioration.

Anaerobic: Fundamentals (fermentation, nitrate reduction, sulfate, methanogenic, reducing iron, manganese, etc.), ecology, anaerobic photosynthetic, application in the treatment of solid and liquid wastes.

Biofilms: fundamentals, biofouling in different industries, biofilms in sanitation systems (physiology and ecology), biofilm control, biodeterioration and biocorrosion (mechanisms, agencies, etc.). Bioremediation: natural attenuation and basic techniques of bacterial stimulation.

Practical Approach

Introduction to laboratory work in microbiology, Gram stain, Seeding, isolation, and identification of microorganisms, cultivation and identification of fungi, water analysis, microbial ecology.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas teóricas e práticas, valendo-se dos recursos visuais cabíveis.
Critério
Os alunos participam das aulas teóricas e práticas; realizam trabalhos em grupos ou individualmente e desenvolvem projetos de pesquisa.
Norma de Recuperação
Provas escritas após cada aula envolvendo aspectos teóricos e/ou práticos da matéria ministrada. Avaliação final por questões de múltipla escolha , abrangendo todo o programa do curso. Prova prática para verificar o aprendizado do conteúdo das aulas práticas.

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OBSERVAÇÃO: Será oferecida prova de recuperação (Res. COG 3583/89) nos meses de julho para as disciplinas do 1o semestre e em fevereiro para as disciplinas do 2o semestre, exigindo-se média igual ou superior a 5,0 (cinco) para aprovação.
 
Bibliografia
     
- Madigan,M.T. ; Martinko, J. M. e Parker, J. Microbiologia de Brock. 10 edição. Pearson Education do Brasil Ltda.
- Voet, D; Voet, J. Bioquimica. Artmed Editora, 3ª edição, 2006.
- Barbosa, H. R. & Torres, B. B. Microbiologia Básica. Atheneu, São Paulo, 1999.
- Maier, RM; Pepper, I.L.; Gerba,C.P. Environmental Microbiology. Academic Press, 2nd edition, 2009.
 

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