Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
Tancar
Menú

Estudia

Dades generals

Curs acadèmic:
2007
Descripció:
Anàlisi del paper que desenvolupen els microorganismes en els cicles biogeoquímics (C, N, S, Fe, ...), gràcies a les seves capacitats metabòliques, i les conseqüències i utilitats ambientals de la seva activitat.
Crèdits:
5
Idioma principal de les classes:
Català
S’utilitza oralment la llengua anglesa en l'assignatura:
Poc (25%)
S’utilitzen documents en llengua anglesa:
Indistintament (50%)

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
Frederic Gich Batlle  / Xavier Vila Portella

Horaris:

Activitat Horari Aula
Teoria1 dc-dj 12-13:30 E10

Grup SE

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
Frederic Gich Batlle  / Xavier Vila Portella

Horaris:

Activitat Horari Aula
Teoria1 dc-dj 12-13:30 E10

Competències

  • Capacitat de treball en equip
  • Capacitat d'anàlisi i síntesi
  • Concepte i origen de la vida
  • Avaluar activitats metabòliques
  • Mostrejar, caracteritzar i manipular poblacions i ecosistemes
  • Dissenyar experiments, obtenció de resultats i interpretació

Altres Competències

  • Estudiar el paper dels microorganismes en els cicles biogeoquímics, tant en el present, en els ecosistemes actuals, com en el passat, al llarg de la història del planeta.
  • Posar de manifest la importància de les activitats microbianes per al funcionament dels ecosistemes, a través de la transformació d'elements importants per als éssers vius (el ferro, el sofre, el nitrogen, el carboni, etc.).
  • Entendre els procediments experimentals que poden permetre estudiar els processos geomicrobiològics i els microorganismes que en són responsables.
  • Analitzar el paper dels microorganismes en la modificació d'elements i compostos que poden ser tòxics o perjudicials (com el mercuri i altres metalls pesants, els hidrocarburs o els xenobiòtics), tant per als ecosistemes com per a l'home.
  • Avaluar la seva aplicabilitat en aspectes com: lluita contra la pol.lució, biorremediació, control de la biodeterioració, utilització en processos de mineria, depuració, ...

Continguts

1. GENERALITATS:

          1.1. INTRODUCCIÓ.

                    1.1.1. La Geomicrobiologia: objectius i desenvolupament històric. Principals metabolismes bacterians implicats en les transformacions biogeoquímiques i factors ambientals que els influencien. Concepte de cicle biogeoquímic i regulació biològica: la hipòtesi Gaia.

          1.2. MÈTODES.

                    1.2.1. Estudis de camp: mètodes per detectar l'activitat microbiana, recol.lecció de mostres, identificació dels agents actius, ... Estudis de laboratori: sistemes oberts, semioberts i tancats. Aplicació de tècniques de microbiologia molecular. Mètodes isotòpics.

          1.3. CICLES BIOGEOQUÍMICS, MICROORGANISMES I EVOLUCIÓ DELS AMBIENTS TERRESTRES

                    1.3.1. Els ambients pre-biòtics. L’origen de la vida i els primers metabolismes anoxigènics. Modificacions degudes a l’activitat dels primers microorganismes. L’ecosistema anaeròbic primitiu. Coevolució dels microorganismes i els ambients terrestres.

                    1.3.2. Aparició de la fotosíntesi oxigènica i transició cap a un ambient oxidant. Hipòtesis sobre la formació de dipòsits d'òxids de ferro (BIF). Modificacions dels ambients en condicions oxidants i aparició de nous metabolismes bacterians. Evolució dels principals cicles biogeoquímics.

2. TRANSFORMACIONS GEOMICROBIANES:

          2.1. CICLES DEL CARBONI, HIDROGEN I OXIGEN.

                    2.1.1. Característiques generals dels tres cicles i imbricacions. Compartimentació dels cicles. Balanç fotosíntesi-respiració i altres metabolismes bacterians. El sistema carbonat. El cicle del metà: metanogènics, metilòtrofs i oxidadors de metà.

                    2.1.2. Descomposició i mineralització. Degradació microbiana de polímers naturals (lignina, pectina). Acumulació de matèria orgànica en sediments. Diagènesi i catagènesi. Formació i maduració de substàncies húmiques, carbó, querogen i petroli.

          2.2. CICLE DEL NITROGEN.

                    2.2.1. Característiques generals del cicle del N i processos microbians implicats. Compartimentació dels processos i conseqüències. Transformacions que tenen lloc en els sediments, l'aigua i el sòl. Amonificació i assimilació d'amoni pels microorganismes. Oxidació aeròbia de l'amoni (nitrificació).

                    2.2.2. Reducció desassimilatòria de nitrat (desnitrificació) i reducció assimilatòria (biosíntesi). Oxidació anaeròbia de l'amoni (anammox). Factors ambientals que afecten els processos d’oxidació i reducció. Fixació de N2 (lliure i simbiont). El Nitrogen i la fertilització dels sòls. Ecologia microbiana i aspectes ambientals del cicle del N.

          2.3. CICLE DEL SOFRE.

                    2.3.1. Característiques generals del cicle del S i processos microbians implicats. Compartimentació dels processos. Bacteris oxidadors de S: quimiolitotròfics (aerobis) i fototròfics (anaerobis). Oxidació microbiana de sulfurs. Factors que regulen les seves activitats.

                    2.3.2. Reducció assimilatòria i desassimilatòria de sulfat. Relacions amb el Fe i altres metalls. Formació de sulfurs metàlics. Ecologia microbiana del cicle del S. Les sorgències hidrotermals profundes ("deep-sea vents"). El cicle del DMS, el canvi climàtic i les pluges àcides.

          2.4. ALTRES TRANSFORMACIONS GEOMICROBIANES.

                    2.4.1. Geomicrobiologia del Fe i el Mn. Processos microbians d’oxidació i reducció de Fe. L’activitat oxidadora de Thiobacillus ferrooxidans. Oxidació de sulfurs metàlics i de pirita, formació de dipòsits de Ferro. Oxidació i reducció de Mn, processos de precipitació i deposició.

                    2.4.2. El cicle del P: solubilització i precipitació de fosfats; formació de fosfina. Ca i Si: utilització per bacteris, diatomees i altres microorganismes; precipitació i resolubilització. Processos d’oxidació, reducció i metilació de metalls; efectes biològics i toxicitat. El cicle del Hg.

3. GEOMICROBIOLOGIA APLICADA:

          3.1. BIODEGRADACIÓ DE COMPOSTOS RECALCITRANTS.

                    3.1.1. Compostos recalcitrants, persistència i biomagnificació. Contaminació per petroli i altres combustibles fòssils. Biorremediació. Biodegradació del petroli: processos aerobis i anaerobis.

                    3.1.2. Xenobiòtics: pesticides i polímers sintètics. Transformacions microbianes d'aquests compostos. Desclorinació reductiva. Conseqüències evolutives. Plàstics biodegradables i d'origen bacterià.

          3.2. BIODETERIORACIÓ: CONTROL I APLICACIONS.

                    3.2.1. Aspectes ecològics de la biodeterioració i conseqüències de la degradació de materials. Corrosió de conduccions metàliques i formació de vesícules microbianes. Mecanismes de corrosió de la pedra.

          3.3. REGULACIÓ DE L'ACTIVITAT GEOMICROBIANA EN MINERIA I CONTROL DE RESIDUS.

                    3.3.1. Obtenció i recuperació de metalls per processos microbians. Processos hidrometal.lúrgics. Utilització de microorganismes en mineria per lixiviació microbiana ("microbial leaching").

                    3.3.2. Activitats geomicrobianes en el tractament i degradació de residus: depuració i compostatge. Aplicacions dels processos de transformació de Nitrogen per a l'eliminació de nutrients en depuradores.

4. PRÀCTIQUES: Les classes pràctiques es dediquen al desenvolupament d'un experiment relacionat amb l'activitat microbiana en el cicle del Nitrogen, que permet adonar-se de la importància de les transformacions que porten a terme els microorganismes i la seva utilitat. Per a la seva realització s'utilitzen diferents metodologies (químiques, moleculars, microbiològiques) que són habituals en els estudis geomicrobiològics i l'estudiant es familiaritza amb el disseny d'experiments i la interpretació de resultats. Al final de les pràctiques, s'ha de confeccionar un informe científic amb els resultats obtinguts.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Elaboració individual de treballs 0 10,00 10,00
Sessió expositiva 30,00 15,00 45,00
Sessió pràctica 20,00 5,00 25,00
Treball en equip 0 20,00 20,00
Total 50,00 50,00 100

Bibliografia

  • Atlas, Ronald M, Bartha, Richard (cop. 2002). Ecología microbiana y microbiología ambiental (2ª ed). Madrid [etc.]: Addison Wesley Pearson.
  • Ehrlich, Henry Lutz (cop. 2002). Geomicrobiology (4th ed., rev. and expanded). New York [etc.]: Marcel Dekker.
  • Fenchel, Tom, King, Gary M, Blackburn, T. Henry (cop. 1998). Bacterial biogeochemistry, : the ecophysiology of mineral cycling (2nd ed). San Diego: Academic Press.
  • Madigan, Michael T, Martinko, John M, Parker, Jack (cop. 1998). Brock biología de los microorganismos. Madrid [etc.]: Prentice Hall.
  • Schlesinger, William H (2000). Biogeoquímica, : un análisis del cambio global. Barcelona: Ariel.

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Classes presencials de continguts teòrics. Examen teòric, com a part de l'examen final.
Elaboració de treballs en grup sobre els continguts teòrics. Correcció dels exercicis d'avaluació continuada.
Classes presencials de pràctiques en el laboratori. Examen pràctic, com a part de l'examen final.
Elaboració d'un informe de les pràctiques. Correcció de l'informe de pràctiques.

Qualificació

Les contribucions de la teoria i de les pràctiques a la qualificació final de l'assignatura mantenen la mateixa proporció que el nombre de crèdits assignats a cadascuna de les parts (60% i 40%), però cal aprovar-les totes dues per separat. L'examen teòric (40% de la nota final) consisteix en preguntes curtes en les que l'alumne ha de demostrar la seva comprensió dels continguts de l'assignatura, més que la seva capacitat de retenció de la informació. A més, durant el semestre es proposen alguns exercicis d'avaluació continuada que s'han de treballar en grup i que també es valoren com a part de la teoria (20% de la nota total). La presentació d'aquests treballs és obligatòria per aprovar la part teòrica de l'assignatura. Les pràctiques s'avaluen mitjançant un informe (15% de la nota total) i unes preguntes a l'examen final (25%). L'assistència a les classes pràctiques i la presentació del treball corresponent són obligatòries per a l'aprovació de la part pràctica de l'assignatura. Per presentar-se a l'examen de la segona convocatòria, caldrà haver entregat els exercicis d'avaluació continuada i l'informe de pràctiques.

Observacions

Per tal de cursar aquesta assignatura és convenient tenir un bon nivell de coneixements d'ecologia microbiana i metabolismes bacterians, així com d'ecologia i microbiologia generals.

Assignatures recomanades

  • Ecologia
  • Ecologia microbiana
  • Microbiologia
  • Microbiologia II

Escull quins tipus de galetes acceptes que el web de la Universitat de Girona pugui guardar en el teu navegador.

Les imprescindibles per facilitar la vostra connexió. No hi ha opció d'inhabilitar-les, atès que són les necessàries pel funcionament del lloc web.

Permeten recordar les vostres opcions (per exemple llengua o regió des de la qual accediu), per tal de proporcionar-vos serveis avançats.

Proporcionen informació estadística i permeten millorar els serveis. Utilitzem cookies de Google Analytics que podeu desactivar instal·lant-vos aquest plugin.

Per a oferir continguts publicitaris relacionats amb els interessos de l'usuari, bé directament, bé per mitjà de tercers (“adservers”). Cal activar-les si vols veure els vídeos de Youtube incrustats en el web de la Universitat de Girona.