Ciências Biológicas

Código:

EQ0013

Sigla:

CB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências da Vida

Ocorrência: 2006/2007 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEQ	0	Plano de estudos de transição para 2006/07	2	6	6	-
MIEQ	89	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Apresentar conceitos básicos de microbiologia, genética, biologia e fisiologia celular tomando como exemplo diversas aplicações biotecnológicas. Motivar os alunos para a utilização de sistemas biológicos na obtenção de produtos que não são possíveis de obter por via química ou como complemento a processos químicos já estabelecidos.

Programa

1. INTRODUÇÃO À BIOTECNOLOGIA

a) Definição de biotecnologia
b) Áreas da biotecnologia
c) Organigrama de um processo biotecnológico
d) Aspectos históricos

2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA

a) Principais elementos químicos
b) A água como solvente dos sistemas biológicos
c) Principais componentes químicos das estruturas celulares: Polissacarídeos, Lípidos, Ácidos nucleicos, Proteínas

3. DIVERSIDADE DE SERES VIVOS

a) Árvore filogenética universal
b) Diversidade de microrganismos: procariotas, eucariotas e vírus
c) Microrganismos procariotas e eucariotas: estrutura e diversidade morfológica
d) Vírus: morfologia, infecção e multiplicação.

4. ESTRUTURAS CELULARES-ESTUDO COMPARATIVO EM ORGANISMOS DOS 3 DOMÍNIOS BIOLÓGICOS

a) Membrana citoplasmática e parede celular
b) Organelos: Retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomas, núcleo
c) Movimento flagelar; Quimiotaxia em procariotas
d) Formas de dormência: endósporos, esporos e quistos
e) Substâncias poliméricas extra e intracelulares: glicocálix e compostos de reserva.

5. PRINCIPAIS ORGANISMOS USADOS EM BIOTECNOLOGIA

a) Tipos de organismos usados (bactérias, fungos, leveduras, células animais, plantas e animais transgénicos)
b) Estudo comparativo dos vários hospedeiros

6. PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS

a) Principais produtos obtidos por via biológica
b) Matérias-primas utilizadas

c) Metabolismo
c1) Anabolismo e catabolismo: Classificação dos organismos consoante a fonte de energia e a fonte de carbono
c2) Catabolismo: Introdução (compostos de alta energia, reacções redox e torre de electrões)
c3) Enzimas: o que são e para que servem
c4) Processos catabólicos: Glicólise, ciclo de Krebs e respiração aeróbia
c5) Fermentação
c6) Respiração anaeróbia
c7) Litotrofia
c 8) Fotossíntese (anoxigénica e oxigénica)

d) Factores que controlam o desenvolvimento microbiano
d1) Nutrientes, temperatura, pH, actividade da água, pressão e oxigénio

e) Reprodução celular
e1) Procariotas: assexuada por fissão binária;
e2) Eucariotas: assexuada (mitose) e sexuada (meiose).

f) Crescimento populacional microbiano, quantificação
f1) Contagem do nº total de células e células viáveis
f2) Determinação da biomassa e turbidimetria

g) Crescimento celular
g1) Curva de crescimento em sistema fechado (cinética)
g2) Morte Celular, esterilização
g3) Crescimento em “batch”
g4) Crescimento em contínuo
g5) Crescimento em “fed-batch”

h) Design de reactores biológicos
h1) Agitação
h2) Arejamento
h3) Transferência de calor e massa
h4) Geometrias não convencionais

i) Recuperação do produto
i1) Ruptura celular, captura do produto, polimento, formulação

7. NOÇÕES DE GENÉTICA MICROBIANA

a) Replicação do DNA
b) Transferência de informação genética
c) Transcrição
d) Código genético
e) Ribossomas
f) Síntese proteica
g) Contrastes na transferência de informação em procariotas e eucariotas
h) Variabilidade genotípica versus fenotípica
i) Variabilidade genotípica: Mutações e agentes mutagénicos
j) Recombinação genética em eucariotas e procariotas (transformação, transdução e conjugação).

8. ENGENHARIA GENÉTICA

a) Reacção de PCR
b) Vectores de clonagem
c) Melhoramento de organismos
d) DNA recombinante e organismos transgénicos

9. NOÇÕES DE ENGENHARIA ENZIMÁTICA

a) Estabilidade e actividade
b) Reactores enzimáticos
c) Regulação enzimática (“Feedback”; Indução enzimática; Repressão enzimática; Repressão catabólica).

10. APLICAÇÕES BIOMÉDICAS

a) Terapia génica
b) Vacinas de DNA
c) Células estaminais

Bibliografia Obrigatória

Madigan, Michael T; Biology of Microorganisms. ISBN: 0-13-571225-4

Bibliografia Complementar

Pelczar, Jr., Michael Joseph; Microbiologia. ISBN: 85-346-0196-8 (vol.1)
Stryer, Lubert; Biochemistry. ISBN: 0-7167-2009-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição oral da matéria com auxílio do quadro e de transparências. Motivação ao raciocínio dedutivo e à participação dos alunos.

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Engenharia biológica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	56,00
Mini teste	Exame	1,50		2006-10-27
Mini teste	Exame	1,50		2006-12-15
Trabalho de pesquisa	Trabalho escrito			2006-12-06
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Para obterem aprovação à disciplina, os alunos deverão obter classificações superiores a 8 valores, quer nos mini-testes quer no trabalho de grupo. A nota final tem que ser superior a 9.5 valores.

Fórmula de cálculo da classificação final

N = 0.35xMT1 + 0.35xMT2 + 0.3xTrab

N - Nota final
MT1 - Mini teste 1
MT2 - Mini teste 2
Trab - Nota do trabalho

Provas e trabalhos especiais

Cada grupo de três alunos deverá entregar até ao dia 6 de Dezembro, um trabalho de pesquisa tendo por base um artigo a fornecer pelo docente. A lista de artigos será disponibilizada na página de conteúdos da disciplina no início do semestre. Os artigos serão sorteados nas primeiras aulas e os alunos devem entregar até dia 27 de Outubro uma ficha resumo do artigo de acordo com um formato específico a fornecer.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final de acordo com as regras gerais.

Melhoria de classificação

Os alunos que pretendam subir nota poderão fazê-lo por exame a decorrer na época de recurso.

Observações

Serão considerados dois períodos especiais de avaliação teórica (mini-testes). Os mini-testes são provas escritas, sem consulta, sobre temas teóricos com a duração de 1,5 h. O primeiro mini-teste será efectuado na 7ª semana - MT1 (27 de Outubro) e o segundo na 14ª semana – MT2 (15 de Dezembro). Ambos os mini-testes são obrigatórios. A nota mínima dos mini-testes é de 8 valores.
Para obterem aprovação à disciplina os alunos deverão obter classificações finais iguais ou superiores a 9,5 valores. Os alunos que não conseguirem obter aprovação na avaliação distribuída podem utilizar o exame de recurso em substituição das notas dos mini testes.