Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Fundamentos de Bioquímica Ambiental. Bioprocessos e meio ambiente. Estrutura de Macromoléculas. Metabolismo de nutrientes. Biotecnologia, Biocombustíveis, Bioplásticos, Clonagem e Biorremediação.

JUSTIFICATIVA

O conteúdo mostrará a importância da Bioquímica Ambiental e dos Bioprocessos Aplicados na Engenharia Ambiental. O aluno conhecerá propostas de pesquisa e aplicações da Bioquímica e de Bioprocessos na área ambiental. A disciplina tratará de temas importantes na atualidade como Bioquímica, Biologia Molecular e Biotecnologia, Biocombustíveis, Transgênicos e Biorremediação.

OBJETIVO

Objetivo Geral

Estudar as estruturas e o metabolismo das macromoléculas biológicas.

Objetivos Específicos

Oferecer conhecimentos dos principais processos metabólicos de ocorrência nos organismos. Oferecer ao aluno conhecimento das estruturas das biomoléculas, suas funcionalidades nos organismos e ambiente e a aplicação de bioprocessos na geração de bioprodutos de interesse industrial e ambiental.

PROGRAMA

TEÓRICO

1 Conceitos e fundamentos de bioprocessos

1.1 Tipos de bioprocessos aplicados à Engenharia Ambiental e Sanitária

2 Introdução às biomoléculas

2.1 Tipos de biomoléculas importantes em bioprocessos

3 Manutenção do pH e importância de sistemas de tamponamento

3.1 Definição de ácidos e soluções tampão

3.2 Importância da manutenção do pH nas reações metabólicas

3.3 Curva de titulação de ácidos e importância de pKa

4 Aminoácidos

4.1 Estrutura 3D, isômeros D e L

4.2 Classificação de aminoácidos

4.3 Curva de titulação de aminoácidos

4.4 Ponto isolétrico (pI) e cálculo de pI

5 Proteínas

5.1 Classificação quanto à forma (Globulares/Fibrosas) e composição

5.2 Níveis estruturais (estrutura primária, secundária, supersecundária, terciária e quaternária)

5.3 Desnaturação protéica

6 Enzimas

6.1 Conceitos e mecanismos de ação enzimática

6.2 Classificação e regulação

6.3 Aplicações de enzimas na indústria e na área ambiental

6.4 Produção de enzimas microbianas a partir de resíduos agroindustriais

7 Carboidratos

7.1 Fórmula Geral, definição e importância

7.2 Monossacarídeos (aldoses e cetoses), configuração, estruturas cíclicas, açúcares redutores

7.3 Ligações glicosídicas e oligossacarídeos (dissacarídeos)

7.4 Polissacarídeos estruturais e de reserva, glicoproteínas, proteoglicanos e peptidoglicanos

7.5 Biopolímeros e bioplásticos (tipos, produção e extração)

8 Lipídeos

8.1 Definição e funções

8.2 Tipos de lipídeos e classificação

8.3 Reações de hidrogenação e saponificação

8.4 Aplicação de lipases na produção de biodiesel

9 Ácidos nucleicos

9.1 Estrutura de nucleotídeos

9.2 Formação de polinucleotídeos

9.3 Tecnologia do DNA recombinante (enzimas de enzimas, vetores de clonagem, transformação)

9.4 Aplicações de organismos geneticamente modificados (OGMs) na área ambiental

10 Introdução ao metabolismo

10.1 Biotransformações dos nutrientes e bioenergética

10.2 Rotas bioenergéticas. Catabolismo x Anabolismo

10.3 Reações de oxidorredução e moléculas carreadoras de elétrons

10.4 Produção de ATP

11 Catabolismo de Carboidratos

11.1 Glicólise

11.2 Fermentações

11.3 Ciclo do ácido cítrico

11.4 Respiração aeróbica e fosforilação oxidativa

11.5 Produção de bioetanol de 1ª e 2ª geração

12 Anabolismo de Carboidratos

12.1 Gliconeogênese

12.2 Fotossíntese

13. Biodegradação aeróbica de efluentes contaminados com gorduras

13.1 Catabolismo de triglicerídeos: ação de lipases

13.2 Catabolismo de triglicerídeos: destino do glicerol

13.3 Catabolismo de triglicerídeos: destino dos ácidos graxos (β-oxidação)

13.4 Mineralização (ciclo do ácido cítrico e respiração aeróbica)

PRÁTICO

1 Equipamentos de utilidade e normas de segurança em um laboratório de bioquímica

2 Preparo de soluções tampão

3 Espectrofotometria e construção de curva padrão para dosagem de atividade enzimática

4 Dosagem da atividade de enzimas microbianas no solo, como indicador de impacto ambiental

5 Reciclagem do óleo de cozinha com a produção de sabão (saponificação)

6 Demanda bioquímica de oxigênio: indicador de poluição ambiental

7 Geração de relatórios aplicados à Bioquímica Ambiental

8 Seminários: Bioprocessos na produção de biocombustíveis: bioetanol, biodiesel e biogás; biotecnologia ambiental: biorremediação; aplicação de enzimas no tratamento de efluentes e produção de bioplásticos

METODOLOGIA

O conteúdo teórico será desenvolvido em sala de aula, com aulas expositivas com auxílio do quadro e data-show, juntamente com atividades de fixação como resolução de exercícios, leitura e discussão de textos previamente disponibilizados. O material de apoio contará com livros constantes na biblioteca, e-books, além de material bibliográfico disponibilizado pela professora via Plataforma Teams.

O conteúdo prático constará de aulas práticas de laboratório e seminário.

O programa será desenvolvido em 15 semanas, somando 60 horas/aula em atividades presenciais e 12 horas em atividades acadêmicas extras (TDE - Trabalho discente efetivo), totalizando 72 horas.

Atividades Acadêmicas Extras: serão desenvolvidas atividades para complementação da carga horária da disciplina fora do horário de aulas, envolvendo vídeos, listas de exercícios e seminário (com carga horária total de 12 horas/aula). A verificação de assiduidade será realizada através da apresentação dos seminários nos dias estabelecidos, conforme cronograma.

Não será permitido a gravação das aulas.

Parte Teórica:

• Serão desenvolvidas aulas teóricas expositivas e dialogadas, com duração de 2h:50min e intervalo de 20 minutos no meio da aula.

• Horários e datas: 5ª feira das 8:00-10:40h.

• As aulas teóricas serão desenvolvidas na sala de aula especificada em grade horaria no site do curso.

Parte Prática:

• Horários e datas: 5ª feira às 10:40-11:30h.

• Descrição da atividade: aulas práticas presenciais em laboratório, seminários e listas de exercícios.

• Local: Laboratório de Microbiologia Ambiental (LAMIC), Bloco 2E, sala 113, campus Umuarama

Temas dos Seminários:

1. Produção de Bioplásticos.

2. Produção de Bioetanol de 2ª (celulósico) e 3ª geração (algas).

3. Produção de Biodiesel de plantas e algas.

4. Aplicação de enzimas no tratamento de efluentes.

* Os seminários terão duração de 30 minutos e serão formados por grupos. O número de alunos por grupo dependerá do número de alunos matriculados na disciplina. No dia da apresentação, os alunos serão sorteados para apresentação. Cada aluno deverá expor sua apresentação por cerca de 8 ± 1 minutos. Serão DESCONTADOS pontos do aluno que não cumprir ou ultrapassar o tempo. Após cada seminário, cada grupo terá cerca de 10-20 minutos para discussão dos temas.

* Recursos que deverão ser utilizados:

• Todo o material didático será disponibilizado na sala de aula virtual criada no Microsoft Teams.

• Endereço web de localização dos arquivos: Pasta “ICIAG33301 Bioquímica Ambiental” no Microsoft Teams: https://teams.microsoft.com/l/channel/19%3a8587a80f13f1493493dae48be6787447%40thread.tacv2/Geral?groupId=306564e8-1632-4844-b6be-05edf56eeef6&tenantId=cd5e6d23-cb99-4189-88ab-1a9021a0c451

• Material de apoio: slides de aulas, apostilas, vídeo-aulas, trechos de capítulos, roteiros e lista de exercícios.

• Todos os materiais disponibilizados serão para uso exclusivo na disciplina, sendo proibida a sua reprodução ou disponibilização para terceiros.

Cronograma de atividades:

Atividades Acadêmicas Extras:

AVALIAÇÃO

Formas de avaliação: provas teóricas, prova prática e apresentação de seminários.

• As provas devem ser respondidas individualmente sem consulta, nos horários de aulas.

• Os alunos serão submetidos a 3 provas teóricas, 1 prova prática e 1 seminário.

Quadro de avaliações:

Cômputo da Nota Final:

A nota final será a soma das provas teóricas, prática e seminário.

Seguindo o art. 141 das Novas Normas de Graduação (Resolução CONGRAD 46/2022), os estudantes que não atingirem a nota mínima de aprovação e tiverem no mínimo 75% de frequência, poderão realizar a avaliação de recuperação. Será aplicada uma prova no dia 18/09/2025 no valor de 25 pontos em substituição a menor nota teórica (sobre o conteúdo da menor nota teórica). Caso a nota da recuperação seja inferior à nota obtida anteriormente, será mantida a maior nota. Nota máxima: 60 pontos.

OBSERVAÇÕES:

• Os alunos que não realizarem as atividades avaliativas nas datas marcadas não terão direito à segunda chamada, exceto em casos previstos pela legislação vigente da UFU.

• As notas das avaliações serão divulgadas em até 14 dias, conforme as Normas de Graduação da UFU.

• As vistas de notas serão realizadas individualmente e deverão ser agendadas formalmente via-email em até 24 horas após a divulgação das notas.

• Validação da assiduidade dos discentes: A frequência dos estudantes será computada através de chamada realizada no início da aula, com tolerância de até 15 minutos de atraso.

• Para dúvidas e atendimento, entrar em contato pelo email: milla.baffi@ufu.br

BIBLIOGRAFIA

Básica

CAMPBELL, M. K. Bioquímica. Porto Alegre: Thomson, 2016. 812 p.

LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. São Paulo: Sarvier Almed, 2013, 1298 p.

MARZZOCO, A.; BAYARDO, T. Bioquímica básica. São Paulo: Guanabara Koogan, 2007. 386 p.

Complementar

BORZANI, W. et al. Biotecnologia industrial: processos fermentativos e enzimáticos. São Paulo: Edgard Blücher, 2001. v. 1.

BUCKERIDGE, M. S.; GOLDMAN, G. H. Routes to cellulosic ethanol. New York: Springer, 2011. 270 p.

MADIGAN, M. T; MARTINKO, J. M. Microbiologia de Brock. Porto Alegre: Artmed, 2016. 1006 p.

MASTROENI, M.F. Bioquímica: práticas adaptadas. São Paulo: Atheneu, 2008.134 p.

MELO, I. S.; AZEVEDO, J. L. Microbiologia ambiental. Brasília: Embrapa Meio Ambiente. 2008. 647 p.

Ebooks adicionais:

- https://www.sistemas.ufu.br/biblioteca-gateway/minhabiblioteca/9788582710050

- https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788522126347/pageid/0

- https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9786556901732/pageid/0

- https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788582714867/pageid/0

- https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595026544/pageid/0

APROVAÇÃO

O presente Plano de Ensino será analisado em reunião do Colegiado.

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Documento assinado eletronicamente por Milla Alves Baffi, Professor(a) do Magistério Superior, em 26/09/2025, às 09:20, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 6389074 e o código CRC 26DF2AE6.

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