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Oggetto:
Oggetto:

Biochimica Ambientale

Oggetto:

Environmental Biochemistry

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
SSP0013C
Docente
Dott. Francesca Valetti (Docente Titolare dell'insegnamento)
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
2
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
SCIENZE PROPEDEUTICHE E AMBIENTALI I (SSP0013)
Prerequisiti

Conoscenze base di Biochimica, caratteristiche delle proteine e degli enzimi, basi principali del metabolismo

Basics in biochemistry, protein and enzymes structure and function, basics of metabolism
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti: conoscenza teorico-pratica delle più vie metaboliche microbiche implicate nei cicli ambientali di C, N, S e P e del ruolo dei meccanismi biochimici nella gestione dei problemi ambientali di controlli, inquinamento e disinquinamento.

Lo studente dovrà essere in grado di comprendere le tecniche biochimiche per il monitoraggio degli inquinanti ambientali, la produzione di energia e il biorisanamento che sono attinenti alle attività di controllo e prevenzione specifici del profilo professionale che la LM descrive, con u particolare riferimento alle realtà industriali e /o territoriali italiane.

The course aims to provide students with: theoretical-practical knowledge of the most microbial metabolic pathways involved in the environmental cycles of C, N, S and P and the role of biochemical mechanisms in the management of environmental problems of control, pollution and depollution.

The student should be able to understand the biochemical techniques for the monitoring of environmental pollutants, energy production and bioremediation that are relevant to the specific control and prevention activities of the professional profile that the LM describes, with particular reference to the Italian industrial and/or territorial realities.

 

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Gli studenti dovranno acquisire le seguenti capacità:

CONOSCENZA e CAPACITA’ di comprensione:
- conoscere e discutere le problematiche biochimiche  e i metabolismi visti a lezione
- conoscere le strategie e i metodi biochimici di monitoraggio ambientale

CAPACITA’ APPLICATIVE:
- dimostrare di comprendere articoli e casi studio riferiti al monitoraggio e alla gestione ambientale con strumenti biochimici e di interfacciarsi con esperti
- saper programmare e gestire strategie di controllo ambientale con approcci biochimici/biobased

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
-  saper analizzare la letteratura recente e leggere criticamente i risultati di progetti di monitoraggio che si basano sulle conoscenze e gli approcci della biochimica ambientale

ABILITA' NELLA COMUNICAZIONE:    
- presentare alla prova orale una problematica biochimica ambientale con lettura critica e discussione dei risultati
- il materiale di letteratura dei test-cases  è proposto prevalentemente in inglese 

Students will need to acquire the following skills:

KNOWLEDGE and CAPACITY of understanding:
- to know and discuss biochemical issues and metabolisms seen in class
- know the biochemical strategies and methods of environmental monitoring

APPLICATION SKILLS:
- demonstrate understanding of articles and case studies related to environmental monitoring and management with biochemical tools and interfacing with experts
- know how to plan and manage environmental control strategies with biochemical/bio-based approaches

AUTONOMY OF JUDGMENT:
- being able to analyse recent literature and critically read the results of monitoring projects that are based on the knowledge and approaches of environmental biochemistry

COMMUNICATION SKILLS:    
- to present an environmental biochemistry problem to the oral test with critical reading and discussion of the results
- the literature material of the test-cases is proposed mainly in English 

Oggetto:

Programma

-  Introduzione al corso, revisione dei concetti base di biochimica delle proteine e degli enzimi
-  Visione complessiva del metabolismo con introduzione ai vari cicli biologici rilevanti per la biochimica ambientale (C, N, P, S)
-  Discussione sulle prospettive di approcci biochimici e biotecnologici alla gestione ambientale, inclusi cenni all’impatto sociale e politico/economico e analisi della corretta dei dati biochimici diffusi all’opinione pubblica
-  Il ciclo del carbonio, le emissioni di CO2: implicazioni per i gas serra, controllo di processi di low carbon emission, strategie biochimiche di cattura della CO2 (naturali e implementazioni tecnologiche), strategie di controllo
-  Test-case sulle strategie biochimiche per il controllo e il contenimento delle emissioni di CO2 in atmosfera
-  Digestione anaerobica (produzione di idrogeno, metanogenesi): i meccanismi metabolici microbici, i controlli, il digestato e i suoi contaminanti (controlli su molecole e microorganismi)
-  Test-case sui controlli biochimici su impianti di digestione anaerobica
-  Ciclo dell’azoto, metabolismi microbici implicati, emissioni in atmosfera e strategie biochimiche e microbiologiche di contenimento e di riduzione
-  Analisi di esempi di controllo del rilascio di n2o in atmosfere tramite modulazione dei metabolismi microbici
-  Inquinanti ambientali aromatici ciclici e policiclici, fenoli e aromatici clorurati: le vie metaboliche per la biotrasformazione e il biorisanamento (idrossilazione, via del beta-keto-adipato)
-  Esempi di risanamento ambientale in siti contaminati da molecole aromatiche e fenoliche tramite strategie biochimiche
-  Gli enzimi come indicatori e come strumenti di misura analitica, i biosensori 
-  Esempi di applicazione della biosensoristica e di kit basati su enzimi per il rilevamento di parametri di controllo ambientale
-  Target biologici (enzimi, proteine, regolatori) dei principali inquinanti ambientali, inclusi gli interferenti endocrini e gli inquinanti emergenti
-  Esempi di target proteici e metabolici di alcuni inquinanti ambientali di interesse.

- Introduction to the course, review of basic concepts of protein and enzyme biochemistry
- Overall view of metabolism with introduction to the various biological cycles relevant to environmental biochemistry (C, N, P, S)
- Discussion on the prospects for biochemical and biotechnological approaches to environmental management, including social and political/economic impacts and analysis of the correctness of biochemical data disseminated to public opinion
- The carbon cycle, CO2 emissions: implications for greenhouse gases, control of low carbon emission processes, biochemical strategies for CO2 capture (natural and technological implementations), control strategies
- Test case on biochemical strategies for the control and containment of CO2 emissions into the atmosphere
- Anaerobic digestion (hydrogen production, methanogenesis): microbial metabolic mechanisms, controls, digestate and its contaminants (controls on molecules and microorganisms)
- Test cases on biochemical controls on anaerobic digestion plants
- Nitrogen cycle, microbial metabolisms involved, atmospheric emissions and biochemical and microbiological containment and reduction strategies
- Analysis of examples of control of n2o release into atmospheres by modulation of microbial metabolisms
- Cyclic and polycyclic aromatic environmental pollutants, phenols and chlorinated aromatics: metabolic pathways for biotransformation and bioremediation (hydroxylation, beta-keto-adipate pathway)
- Examples of environmental remediation in sites contaminated by aromatic and phenolic molecules through biochemical strategies
- Enzymes as indicators and as analytical measuring instruments, biosensors 
- Examples of biosensor application and enzyme-based kits for the detection of environmental control parameters
- Biological targets (enzymes, proteins, regulators) of major environmental pollutants, including endocrine disruptors and emerging pollutants
- Examples of protein and metabolic targets of certain environmental pollutants of interest.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Il corso è organizzato in lezioni frontali e analisi di test-cases basati su articoli assegnati o protocolli/normative attinenti che vengono poi discussi in aula. Tale discussione in aula sarà strutturata per i singoli moduli in modo analogo alla discussione richiesta in fase di colloquio orale all’esame.

In caso si rendesse necessario, il corso verrà svolto in modalità integrata inserendo i contenuti su piattaforma Moodle (video, materiale di approfondimento, esercitazioni), le lezioni verranno svolte su Webex in sincrono al link https://unito.webex.com/meet/francesca.valetti con registrazioni messe poi a disposizione. La frequenza alle lezioni WebEx verrà considerata come presenza.

 

The course is organized in frontal lessons and test-cases analysis based on assigned articles or relevant protocols/regulations which are then discussed in the classroom. This classroom discussion will be structured for the individual modules in a similar way to the discussion required during the oral interview at the exam.

If necessary, the course will be carried out in integrated mode by inserting the contents on the Moodle platform (videos, in-depth material, exercises), the lessons will be carried out on Webex in synchronization with recordings made available later (link:https://unito.webex.com/meet/francesca.valetti). Attendance at WebEx lessons will be considered as presence.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Test scritto con valutazione in trentesimi con quiz a risposta multipla, domande semistrutturate e brevi problemi da risolvere. Integrazione orale su un argomento trasversale con relazione scritta guida su un argmoneto scelto dallo studente

Written test with evaluation in thirtieths with multiple-choice quizzes, semi-structured questions and short problems to solve. Oral integration on a transversal topic with a written guide report on a topic chosen by the student

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Slide presentate a lezione, materiale fornito dalla docente e articoli/reviews scaricabili dalla rete.

Lectures slides and papers/reviews made available by teacher



Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 20/10/2021 16:01
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