Il corso di Matematica e principi di Statistica si propone di fornire agli studenti gli strumenti di base dell'analisi matematica e della statistica al fine di essere in grado di studiare, analizzare e discutere situazioni e fenomeni reali attraverso l'utilizzo di modelli matematici e strumenti statistici.
Con specifico riferimento ai descrittori di Dublino, l'insegnamento declina gli obiettivi formativi come segue:
Conoscenza e capacità di comprensione : al termine del corso gli studenti acquisiranno una conoscenza specifica sulle metodologie di analisi matematica e statistica per leggere, descrivere, specificare e interpretare un fenomeno reale attraverso strumenti tecnici di natura matematica e statistica. Con riferimento agli argomenti di analisi matematica, gli studenti svilupperanno conoscenze metodologiche e saranno forniti degli strumenti base per lo studio di funzioni lineari e trascendenti sia attraverso lo studio dei limiti che del calcolo differenziale e saranno, altresì, in grado di elaborare problemi reali attraverso l’uso dell’algebra lineare e del calcolo matriciale. Per quanto riguarda le nozioni di statistica, lo scopo del corso è quello di fornire agli studenti la conoscenze metodologiche e capacità di utilizzare metodi e strumenti per: a) l’analisi descrittiva dei dati; b) l’introduzione allo studio di fenomeni in condizioni di incertezza, attraverso le nozioni della teoria della probabilità e variabili aleatorie; c) lo studio delle relazioni tra variabili sia da un punto di vista descrittivo che di introduzione alla modellazione attraverso funzioni lineari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al termine del corso, gli studenti avranno acquisito conoscenze metodologiche e capacità analitiche e saranno in grado di interpretare in autonomia analisi e ricerche empiriche sulle più rilevanti aree di intervento, anche applicate, pertinenti e affini al corso di laurea. Gli studenti saranno in grado di: i) valutare i risultati delle analisi empiriche; considerare l’appropriatezza delle metodologie matematiche e statistiche utilizzate; individuare gli eventuali limiti delle analisi svolte e considerare l’utilizzo di approcci alternativi;.
Autonomia di giudizio: il corso è volto a favorire un approccio critico sull’utilizzo dei differenti approcci, metodi e tecniche per la modellazione matematico-statistica e di analisi dei dati per l’interpretazione dei fenomeni applicati negli ambiti di interesse del corso di laurea. Gli studenti: i) svilupperanno capacità critiche sull’utilizzo di vari metodi in relazione agli obiettivi di analisi del fenomeno oggetto di studio; ii) saranno in grado di valutare l’apporto di una specifica metodologia di analisi matematica e di analisi dei dati allo studio di fenomeni reali, anche complessi; iii) svilupperanno la capacità di integrare coerentemente il contributo fornito dai metodi di analisi quantitativa con le competenze interdisciplinari dello studente.
Abilità comunicative: gli studenti avranno maturato competenze specifiche per comunicare in maniera univoca e chiara lo schema di analisi adottato per lo studio empirico e per modellare, attraverso l’analisi matematica e la statistica, fenomeni reali. La capacità di comunicazione efficace sarà validata anche attraverso la verifica delle capacità logico-argomentative e di sintesi.
Capacità di apprendimento: le metodologie didattiche utilizzate durate il corso e l'utilizzo di modalità di verifica dell’apprendimento focalizzate sullo studio di funzioni reali e analisi di problemi basati sullo studio di distribuzioni empiriche contribuiranno a rafforzare la capacità di autonomia di giudizio e lo sviluppo di competenze di auto-apprendimento da parte degli studenti.
Nozioni introduttive: richiami di calcolo numerico. Unità di misura e fattori di conversione. Operazioni. Notazione scientifica. Approssimazioni. Uguaglianze e disuguaglianze. Percentuali. Elementi di geometria analitica: coordinate cartesiane. Rette e segmenti. Coniche. Equazioni e disequazioni.Nozioni di teoria degli insiemi.
Statistica descrittiva di base e analisi dei dati: distribuzione di un carattere statistico e sua rappresentazione grafica. Misure di posizione, variabilità e forma di una distribuzione. Analisi dell’associazione tra due caratteri, il metodo dei minimi quadrati ed introduzione ai modelli di regressione lineare.
Nozione di funzione e proprietà. Funzioni algebriche: funzioni lineari, quadratiche, polinomiali, funzioni potenza e funzioni razionali. Funzioni trascendenti: funzioni esponenziali e logaritmiche. Introduzione alle funzioni trigonometriche. La composizione funzionale. L’inversione funzionale. La definizione a tratti. Introduzione alla modellistica per sistemi a tempo discreto.
Algebra lineare: vettori, spazi vettoriali, rappresentazione geometrica dei vettori, dipendenza e indipendenza lineare. Matrici e determinanti. Rango di una matrice. Operazioni sulle matrici. Sistemi di equazioni lineari. Teorema di Rouché-Capelli. Regola di Cramer. Autovalori e autovettori.
Calcolo combinatorio ed elementi di teoria della probabilità. Nozione di evento. Distribuzioni di probabilità. Assiomi della probabilità. Eventi indipendenti e incompatibili. Probabilità condizionata. Teorema di Bayes. Variabili casuali e distribuzioni di probabilità. Introduzione all’inferenza statistica ed alla teoria dei test di ipotesi.
Definizione di limite, proprietà e calcolo dei limiti. Limiti di funzioni, continuità e asintoti. Studio qualitativo delle funzioni.
Definizione e calcolo delle derivate: funzioni algebriche e funzioni trascendenti. Crescenza e decrescenza. Minimi e massimi. Concavità e convessità. Sviluppo di Taylor. Cenni alle derivate parziali.
Calcolo integrale: definizione di integrale, proprietà dell’integrale. Integrale indefinito. Integrazione per parti, integrazione per sostituzione. Integrali definiti.
Modalità Esame
L'esame consiste in una PROVA SCRITTA che comprende quesiti pratici e teorici e si intende superato conseguendo un voto almeno pari a 18/30.
La prova scritta è strutturata con lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti trattati nel corso e la capacità di applicare correttamente le nozioni teoriche nella risoluzione di esercizi.
Nella valutazione della prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà conto del livello di conoscenza teorica degli argomenti e della capacità di applicare correttamente i concetti e le nozioni teoriche nella risoluzione degli esercizi.
La PROVA ORALE è facoltativa. Ogni studente che abbia superato la prova scritta (conseguendo un voto almeno pari a 18/30) può comunque sostenere la prova orale.
Testi adottati
TESTO DI RIFERIMENTO:
Cea D., Secondi L. Elementi di Statistica e Matematica. Per le scienze applicate. Libreria universitaria Edizioni, 2022
Di Pietro M, Milliani S, Secondi L., Esercizi e Applicazioni di Statistica e matematica. Libreria universitaria Edizioni, 2024
-Materiale didattico e esercitazioni messe a disposizione disponibili nel Portale dello studente.
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali (48 ore)
Esercitazioni (8 ore)
Modalità di frequenza
Il corso è strutturato in lezioni di didattica frontale ed esercitazioni, per le quali è fortemente raccomandata la frequenza da parte degli studenti. Le lezioni e le esercitazioni in aula consentiranno agli studenti di acquisire gli strumenti metodologici tipici del corso attraverso il riferimento ad applicazioni numeriche e applicate.
Bibliografia
• Abate M. (2017) Matematica e Statistica. Le basi per le scienze della vita. Mc-Graw Hill Education
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2013) Algebra lineare e geometria analitica. Eserciziario. Pearson
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2019) Algebra lineare e geometria analitica. Pearson
• Annaratone S. (2017) Matematica sul campo. Metodi ed esempi per le scienze della vita. Pearson
• Bigatti A.M., Robbiano L. (2014) Matematica di base. Casa Editrice Ambrosiana
• Biggeri, L., Bini, M., Coli, A., Grassini, L., Maltagliati, M. (2012). Statistica per le decisioni aziendali. Pearson
• Bodine E.N., Lenhart S, Gross L.J., (2017) Matematica per le scienze della vita. UTET università
• Bonino D, Crucinio F.R, Fontana R, Pellerey F (2017) Elementi di statistica per l’ingegneria e l’architettura. Società editrice Esculapio
• Borra S, Di Ciaccio A. (2008) Statistica. Metodologie per le scienze economiche e sociali. Mc-Graw Hill
• Bramanti M., Pagani C.D., Salsa S. (2008). Analisi Matematica I. Zanichelli
• Cicchitelli G., D’Urso P., Minozzo M. (2018) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Cicchitelli, G. (2012) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Guerraggio A. (2018) Matematica per le scienze. Pearson
• Hass J., Weir M.D., Thomas G.B. (2014) Analisi matematica 1. Pearson
• Leoni R. (1998) Introduzione alla statistica descrittiva. Libreria Alfani Editrice
• Leti G. (1983) Statistica descrittiva. Il Mulino
• Marucci A. (2016) Lezioni di matematica generale. Edizioni Sette Città
• Monti A.C. (2008) Introduzione alla statistica. Edizioni Scientifiche Italiane
• Piccolo D. (1998) Statistica. Il Mulino
• Stock J.H., Watson M.K. (2012) Introduzione all’econometria. Pearson
• Villani V., Gentili G. (2012). Matematica. Comprendere e interpretare fenomeni delle scienze della vita. McGrawHill (Quinta edizione).
• Whitlock M., Schulter D. (2022) Analisi statistica dei dati biologici. Zanichelli
16173 - BIOLOGIA ANIMALE
SIMONA PICCHIETTI
Primo Semestre
8
BIO/05
Obiettivi formativi
L’insegnamento ha l’obiettivo principale di fornire tutte le nozioni di base per comprendere la correlazione tra morfologia, anatomia e funzione di organi e apparati in taxa invertebrati e vertebrati. Le principali conoscenze da acquisire riguarderanno: - elementi di base di tassonomia e classificazione; elementi di genetica di popolazione - teorie evolutive - i principali adattamenti degli animali in relazione all'ambiente di vita - la sistematica dei più importanti phyla animali. Le principali abilità (ossia la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite) saranno: - l’utilizzo del microscopio ottico per la classificazione sistematica dei principali gruppi di invertebrati, nonché la valutazione sistematica di preparati di animali interi sotto formaldeide e la ricostruzione anatomica di animali attraverso modelli in plastica; - Collegare le differenze dell’organizzazione anatomo-fisiologica degli animali alle diverse nicchie ecologiche da questi occupate.
RISULTATI APPRENDIMENTO ATTESI
Nella valutazione dello studente si terrà conto del livello di conoscenza degli argomenti trattati, della capacità di analisi e di applicare le conoscenze acquisite nonché dell'autonomia di giudizio. Si terrà conto inoltre della capacità di sintesi, della padronanza di espressione e comunicazione e della capacità di effettuare collegamenti all'interno della disciplina o interdisciplinari.
STORIA EVOLUTIVA DELLA DIVERSITA’ BIOLOGICA
I princìpi della vita.
Le molecole organiche e le origini della vita.
I procarioti e l’inizio della diversità metabolica.
Le origini della diversità degli eucarioti.
La pluricellularità.
LA CELLULA EUCARIOTE ANIMALE
La struttura delle membrane cellulari.
I movimenti tra l’interno e l’esterno delle cellule.
L’organizzazione interna delle cellule.
Il sistema di endomembrane.
La gestione dell’energia nelle cellule.
Citoscheletro e movimento cellulare.
Giunzioni cellulari: correlazione strutturale e funzionale con il citoscheletro.
La matrice extracellulare.
Comunicazione cellulare.
La base strutturale dell'informazione cellulare.
Il ciclo cellulare.
La divisione cellulare meiotica.
EREDITARIETA’ E GENOMA
Ereditarietà, geni e cromosomi
Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà.
L’espressione genica: dal gene alla proteina.
Mutazioni e variazione genetica.
La regolazione dell’espressione genica.
I genomi.
Geni, sviluppo ed evoluzione.
FORME E FUNZIONI NEGLI ANIMALI
Piani corporei degli animali.
Tessuti e organi.
Fisiologia, Omeostasi e termoregolazione.
Superficie del corpo, sostegno, movimento e locomozione.
Metabolismo, Nutrizione e digestione.
Circolazione e sistemi circolatori.
Scambi gassosi.
Regolazione dei liquidi interni ed escrezione.
Neuroni sinapsi e segnalazione.
La riproduzione e lo sviluppo.
Rapporti tra organismi ed ambiente.
I sistemi di difesa degli animali.
LA DIVERSITÀ DEGLI ANIMALI
Principali taxa animali (caratteristiche generali): Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.
L’IMPORTANZA DELLA SISTEMATICA NELL’ATTUALE CONTESTO SCIENTIFICO
La specie nella gerarchia del vivente.
Come scrivere il nome di una specie.
I concetti di specie.
Classificazione e filogenesi (cenni).
Sono previste esercitazioni pratiche obbligatorie in laboratorio (8 h). Ogni esercitazione sarà suddivisa in più turni in funzione del numero degli studenti; ogni turno avrà la durata di 2 h.
Modalità Esame
L'esame mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi. Il voto viene determinato attraverso una verifica delle conoscenze mediante una prova scritta che consiste nella compilazione di un elaborato con sei domande aperte (tempo a disposizione 2h).
I criteri di valutazione sono:
- la pertinenza e l’efficacia delle risposte in rapporto ai contenuti del programma;
- il livello di articolazione della risposta;
- la adeguatezza del linguaggio disciplinare utilizzato;
- la capacità di effettuare collegamenti tra argomenti diversi.
La prova scritta si intende superata con una votazione di almeno 18/30.
Testi adottati
• Biologia Come funziona la vita. James R. Morris, Daniel L. Hartl, Andrew H Knoll, Robert A. Lue, Melissa Michael. Zanichelli
• Biologia 5. La biologia degli animali. David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, Sally Hacker. Zanichelli
• Campbell Biologia e genetica. Dodicesima Edizione Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, P. V. Minorsky, R. Orr. Pearson
• Manuale di Zoologia a cura di Loriano Ballarin. Piccin
• Zoologia Seconda edizione M. Casiraghi, M. de Eguileor, C. Cerrano, S. Puce. UTET
Modalità di frequenza
Tre lezioni a settimana. Frequenza obbligatoria per le attività di laboratorio (8 ore).
119537 - BIOLOGIA VEGETALE E PRINCIPI DI BIOTECNOLOGIE VEGETALI
ELISA OVIDI
Primo Semestre
8
BIO/01
Obiettivi formativi
L'obiettivo di questo corso è quello di sviluppare le conoscenze e le capacità di comprensione della citologia, dell'anatomia e della morfologia delle piante. Queste conoscenze e competenze saranno applicate nella comprensione del meccanismo di funzionamento degli organismi vegetali in termini di attività fotosintetica, di trasporto dell'acqua e processi riproduttivi. Inoltre, lo studente svilupperà le competenze per conoscere il mondo delle piante che gli saranno poi utili nel proseguimento del suo corso di studi. In termini formativi lo studente sarà stimolato nel processo di apprendimento e svilupperà capacità indipendenti di valutazione, giudizio e di comunicazione.
L’obiettivo della parte del corso dedicata ai principi di biotecnologie vegetali è di sviluppare le conoscenze e le capacità di comprensione delle basi delle biotecnologie applicate alle piante. Tali conoscenze saranno strumento per la comprensione delle applicazioni del mondo vegetale, alla trasformazione e ottenimento di prodotti funzionali. L’autonomia di giudizio e la capacità di apprendere saranno l’obiettivo finale del corso, capacità che gli permetteranno anche di sviluppare le abilità comunicative necessarie al proseguimento del percorso formativo.
Biologia vegetale:
Gli organismi vegetali
La nozione di organismo vegetale. La biodiversità. Piante e uomo: aspetti ecologici, economici e sociali
La cellula vegetale
La parete cellulare: biosintesi, struttura, composizione chimica e funzione.
La membrana citoplasmatica: struttura, composizione chimica e funzione.
I plastidi. Il cloroplasto: aspetti strutturali e funzionali. La fotosintesi. Aspetti fisiologici del processo di fotosintesi. Il citoscheletro: i microtubuli, i microfilamenti, proteine associate strutturali e motori molecolari. Aspetti peculiari del processo di divisione cellulare: la banda preprofasica, il fuso mitotico, il fragmoplasto.
Piante: struttura e funzione
Tessuti vegetali. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti fondamentali, di sostegno, tegumentali, di assorbimento, secretori e conduttori.
La radice: funzioni della radice, struttura primaria e secondaria, radici laterali e avventizie; assorbimento dell'acqua e sali minerali. Il trasporto della linfa grezza.
Il fusto: funzioni del fusto, struttura primaria nelle monocotiledoni e dicotiledoni; cambio cribro vascolare, struttura secondaria; sughero, fellogeno e felloderma.
La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico. Il trasporto della linfa elaborata.
Il fiore: il gineceo e l'androceo. L'impollinazione.
Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto.
Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.
Principi di Biotecnologie Vegetali (solo per Studenti L-2):
Cosa sono le Biotecnologie. Le vecchie Biotecnologie per la produzione di alimenti: le colture idroponiche, le colture cellulari vegetali. La Rivoluzione Verde degli anni '50-70 del secolo scorso.
Esempi di applicazioni attuali delle Biotecnologie Vegetali: Biotecnologie da piante trasformate e da piante non trasformate, le Biotecnologie Vegetali per miglioramento qualitativo degli alimenti, nuove applicazioni delle colture idroponiche, nuove applicazioni delle colture cellulari vegetali, le biomasse. La trasformazione delle piante, il Molecular Farming, piante vaccino, piante per la produzione di Biocarburanti e Bioplastica, molecole di origine vegetale per la produzione di farmaci. Considerazioni: Le Biotecnologie Vegetali ed il loro impatto sulla Società. Ricadute positive e negative in termini economici, occupazionali, ambientali e sanitari.
Modalità Esame
L’esame si compone di due parti:
1. Prova scritta (obbligatoria)
Valuta la preparazione teorica e la capacità di applicazione dei concetti fondamentali della biologia vegetale e di principi di biotecnologie vegetali.
Comprende:
- Quesiti a risposta multipla
- Due domande a risposta aperta (breve)
- Una domanda a risposta aperta (estesa)
Il punteggio massimo ottenibile è 30/30.
2. Prova orale (facoltativa)
Lo studente che ottiene un punteggio pari o superiore a 24/30 nella prova scritta può sostenere una prova orale facoltativa, finalizzata a:
- Approfondire tematiche specifiche del programma
- Chiarire eventuali risposte ambigue o incomplete
- Incrementare il punteggio finale fino a un massimo di +3 punti, o conseguire la lode
Testi adottati
Testi di riferimento per la Biologia Vegetale:
- Pasqua G., Abbate G., Forni C., Botanica Generale e Diversità Vegetale, Piccin Editore, Padova.
- Mauseth J.D., Botanica (parte generale), Idelson Gnocchi Editori, Napoli.
- Rost T.L., Barbour M.G., Stocking C.R., Murphy T.M., Biologia delle Piante, Zanichelli Editore, Bologna.
Testi di riferimento per Principi di Biotecnologie Vegetali:
- Tiezzi A., Biotecnologie Vegetali, il futuro che viene da lontano. Argomenti per una riflessione”. Casa Editrice Aracne, Roma, 2011.
- Tiezzi A. Dispensa "La Scienza ci dice....", 2022.
- Pasqua G., Forni C. Biotecnologie Vegetali, Piccin Editore, Padova.
Il Docente mette a disposizione tutte le diapositive ed i filmati mostrati durante il Corso.
Modalità di svolgimento
Il Corso si svolgerà in modalità tradizionale con lezioni in presenza (40 ore di Biologia vegetale per gli studenti dei corsi di Laurea L-2 e L-25 e 16 ore di Principi di Biotecnologie vegetali per gli studenti del corso di Laurea L-2). L'insegnamento consisterà di lezioni durante il quale il Docente esporrà gli argomenti riportati nel programma del Corso. Tutte le diapositive mostrate durante le lezioni saranno a disposizione degli studenti sulla piattaforma Moodle.
Saranno inoltre condotte lezioni in laboratorio (8 ore per entrambi i corsi di Laurea) allo scopo di far acquisire allo studente esperienze pratiche e di stimolare all'apprendimento della materia.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni è facoltativa. Il Docente auspica la presenza degli studenti, utile per migliorare la loro capacità di apprendimento
Bibliografia
Vedi testi
14963 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
FELICE GRANDINETTI
Secondo Semestre
8
CHIM/03
Obiettivi formativi
Con il presente insegnamento si intende fornire agli studenti i concetti generali relativi agli aspetti chimici della catalisi e alle sue applicazioni in campo biologico e biotecnologico. Partendo dagli aspetti fondamentali della cinetica chimica, si svilupperà un percorso che dovrà al suo esito mettere in grado lo studente di discutere il meccanismo di reazione di alcuni processi di interesse biotecnologico, individuando l'eventuale natura catalitica degli stessi e discutendone in maniera critica le varie fasi e le possibili applicazioni industriali.
Conoscenza e capacità di comprensione: acquisizione da parte dello studente di contenuti specifici relativamente a: i) principi generali della cinetica chimica e della catalisi; ii) individuazione di processi catalici di interesse biotecnologico, con descrizione dettagliata delle varie fasi; iii) collocazione dei sistemi studiati nell'ambito più generale della catalisi e biocatalisi industriale. 2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: verrà curata la capacità dello studente di analizzare, alla luce delle conoscenze acquisite, il possibile interesse, anche su larga scala, di un processo di natura catalitica, sia naturale che di sintesi, esaminandone criticamente le varie fasi e gli eventuali obiettivi applicativi. 3) Autonomia di giudizio; l’insegnamento dovrà fornire allo studente la capacità di lavorare in autonomia di giudizio anche attraverso la consultazione critica e la comparazione di materiali didattici di varia tipologia. Si svilupperà inoltre in ogni caso la capacità del singolo di interagire criticamente con gli altri componenti di una classe omogenea, stimolando in particolare l'interazione fra i componenti della stessa. 4) Abilità comunicative: lo studente che frequenta l’insegnamento verrà continuamente sollecitato ad illustrare, anche mediante tecniche audiovisive, i progressi fatti nello studio della disciplina e nell'apprendimento dei concetti presentati. Il docente stimolerà inoltre la discussione anche mediante uno scambio di opinioni tra gli studenti frequentanti, che diventeranno così parte attiva nel processo di comunicazione e di elaborazione del singolo. 5) Capacità di apprendere: verrà costantemente stimolata anche attraverso la somministrazione di test e di esercizi da svolgere in maniera autonoma, con l'obiettivo di restituirne i risultati e di confrontarli con quelli ottenuti dagli studenti che frequentano la stessa classe. Verranno inoltre svolti esercizi in classe e simulazioni della prova finale.
Concetti introduttivi. Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici. Teoria atomica della materia. Proprietà atomiche: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo. Struttura dell' atomo: Modello di Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Configurazione elettronica degli elementi. Regole dell Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: Legame ionico, covalente e di coordinazione. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Legami intermolecolari. Legame a idrogeno. Formule chimiche. Nomenclatura dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di molecole e ioni tipici. Lo stato gassoso: Leggi dei gas. Equazione di stato per i gas ideali. Gas reali (cenni). Lo stato solido: Strutture cristalline e loro simmetrie. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. Termodinamica chimica: Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Energia libera. Terzo principio della termodinamica. Equilibrio chimico: Criteri di spontaneità ed equilibrio nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa e sua derivazione. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei ed eterogenei. Soluzioni: Concentrazione e sue unità di misura. Proprietà colligative delle soluzioni ideali. Equilibri acido-base: Definizioni generali. Forza degli acidi e delle basi. Struttura e proprietà acido-base. Autoionizzazione dell' acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi e di sali. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base e curve di titolazione. Equilibri di solubilità: Solubilità e fattori che la influenzano. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune. Cinetica chimica: Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi. Elementi di chimica inorganica: Composti inorganici di interesse biologico ed ambientale: ossigeno ed ozono, ossidi dell'azoto, ossidi dello zolfo, composti del fluoro e del cloro. Il Corso prevede lo svolgimento di calcoli stechiometrici relativi agli argomenti teorici sopra elencati.
Modalità Esame
L'esame prevede lo svolgimento di una prova scritta, riguardante gli esercizi di stechiometria, e di una prova orale, che serve a valutare le conoscenze generali acquisite dallo studente, in particolare gli aspetti fondamentali della disciplina. La prova scritta può essere svolta in un'unica soluzione, oppure attraverso due valutazioni in itinere, la prima delle quali propedeutica alla seconda.
Testi adottati
1) AA.VV. Le basi della Chimica, EDIZIONI A.L.E. 2022
2) AA. VV. Stechiometria, EDIZIONI A.L.E. 2021
3) Dispense dal materiale utilizzato a lezione
4) Raccolta di esercizi d'esame
Modalità di svolgimento
Il corso viene erogato attraverso lezioni frontali basate anche sulla proiezione di slights e sull'illustrazione analitica di esercizi numerici svolti alla lavagna.
Modalità di frequenza
Consigliata ma non obbligatoria
Bibliografia
1) M. Casarin, L. Casella, R. d'Agostino, A. Filippi, F. Grandinetti, R. Purrello, N. Re, M. Speranza, Chimica Generale e Inorganica, Edi-Ermes, Milano.
2) F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni
15038 - IDONEITA' LINGUA INGLESE
Secondo Semestre
6
L-LIN/12
Obiettivi formativi
Corso "BIOTECHNOLOGY- Level B1 DIBAF" 2021-22
Obiettivi formativi
Gli obiettivi didattici minimi del corso sono finalizzati a permettere allo studente/alla studentessa di leggere e comprendere (reading-comprehension) efficacemente testi in inglese quali brevi articoli scientifici e/o divulgativi, capitoli di libri, ect.. Obiettivo secondario é lo sviluppo dell'abilità di ascolto di brevi testi audio/video sulle medesime tematiche.
Gli obiettivi formativi includono inoltre:
i. l'analisi grammaticale e stilistica dei testi;
ii. l'apprendimento lessicale, e sono finalizzati al superamento dell'accertamento finale/esame di profitto.
Risultati di apprendimento attesi
1) Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di avere acquisito un grado di conoscenza e di comprensione di contenuti linguistici (lettura, comprensione ed analisi di testi scientifici) almeno di livello B1-B1+.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di saper applicare la conoscenza acquisita e la comprensione dei contenuti didattici erogati attraverso il superamento con sicurezza della prova d'accertamento finale
3) Autonomia di giudizio
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di saper analizzare in modo critico ed in autonomia il materiale didattico disponibile, e di proporre anche attività di autoapprendimento in autonomia.
4) Abilità comunicative
Durante la frequenza del corso/laboratorio gli studenti/le studentesse dovranno dimostrare anche sufficienti abilità comunicative orali in lingua inglese.
5) Capacità di apprendere
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare una capacità di apprendere i contenuti didattici di un livello almeno pari a B1-B1+.
15613 - DIRITTO EUROPEO DELLE BIOTECNOLOGIE
Secondo Semestre
6
IUS/14
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
18424 - FISICA
BRUNO OLIVIERI
Secondo Semestre
7
FIS/07
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso, gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito:
• La conoscenza dei principi fondamentali della fisica classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo) e moderna, con particolare riferimento ai fenomeni rilevanti per i sistemi biologici.
• La capacità di comprendere come le leggi della fisica si applicano ai processi biochimici e biologici.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
• Gli studenti dovranno essere in grado di:
• Applicare i concetti fisici per risolvere problemi quantitativi relativi a fenomeni biologici e biotecnologici.
• Utilizzare strumenti matematici e modelli fisici per analizzare dati sperimentali.
• Interpretare il funzionamento di tecnologie biotecnologiche basate su principi fisici, come spettroscopia, microscopia e risonanza magnetica.
Autonomia di giudizio:
Essere in grado di:
• Valutare in modo critico l'applicabilità dei principi fisici ai problemi biotecnologici.
• Analizzare dati sperimentali e trarre conclusioni basate su evidenze scientifiche.
Abilità comunicative:
Gli studenti dovranno aver sviluppato la capacità di:
• Comunicare in modo chiaro e rigoroso concetti e risultati fisici, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
• Collaborare efficacemente in contesti interdisciplinari per affrontare problemi complessi.
Capacità di apprendere:
• Essere in grado di apprendere autonomamente nuovi concetti e metodologie fisiche, aggiornandosi costantemente in funzione delle evoluzioni del settore biotecnologico.
Il corso introduce ai concetti ed agli approcci sperimentali della chimica organica, operando il consolidamento di principi acquisiti nell’ambito dei corsi di fisica e di chimica generale ed inorganica per procedere alla conoscenza della chimica del carbonio. Saranno fornite, nella prima parte del corso, le basi culturali e pratiche per la comprensione della struttura delle molecole organiche, ponendo una particolare attenzione alle relazioni esistenti tra la struttura chimica e le proprietà chimico-fisiche e biologiche ad esse associate. I diversi stati fisici di ibridazione del carbonio permetteranno la visione tridimensionale delle molecole, facilitando la comprensione del loro ruolo nella cellula. La seconda parte del corso è dedicata alla applicazione delle proprietà nel contesto della reattività chimica. Lo studente avrà la possibilità di avere le risposte per alcune tra le domande fondamentali nel suo percorso di studi: perché le molecole reagiscono? Quali sono i fattori sperimentali che controllano la cinetica delle reazioni? Quando una reazione è sotto controllo termodinamico piuttosto che cinetico? Come è possibile sintetizzare molecole complesse a partire da semplici reagenti? Quale è l’impatto della chimica organica sull’ambiente e come è possibile ridurlo? Queste conoscenze permetteranno allo studente di affrontare i corsi di studio successivi con una forte competenza strutturale e molecolare.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
• Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Conoscenza dei principi che regolano la formazione del legame chimico, attraverso l’impiego di teorie tradizionali (teoria del legame di valenza) e avanzate (teoria dell’orbitale molecolare e cenni di meccanica quantistica). Conoscenza della nomencletura e della classificazione (teoria dei gruppi funzionali) delle molecole organiche, con una particolare attenzione alla associazione tra famiglia di molecole organiche e proprietà biologiche e chimico-fisiche. Conoscenza della reattività delle molecole organiche e dei parametri sperimentali in grado di controllare la termodinamica e la cinetica delle trasformazioni organiche. Conoscenza della relazione tra le molecole organiche e l’origine della vita.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): In aggiunta alle conoscenze acquisite attraverso lo studio della chimica organica, gli studenti potranno applicare i concetti acquisiti per la risoluzione di esercizi pratici inerenti l’identificazione e la classificazione delle sostanze in base alla loro attività sull’organismo, l’effetto della chiralità sull’attivita farmacologica, la possibilità di separare sostanze organiche isomere e le metodologie generali per la loro analisi e per il loro riconoscimento.
• Autonomia di giudizio (making judgements): Il corso offre collegamenti con altre discipline del percorso di Laurea (fisica, chimica generale, biochimica, biologia molecolare, chimica computazionale e genetica) fornendo una conoscenza integrata. Il giudizio critico dello studente sarà stimolato facendo continuo riferimento alla lettura di studi recenti pubblicati in riviste scientifiche del settore, ponendo in discussione le problematiche attuali relative ad alcuni dei concetti fondamentali della disciplina. Grazie alla natura multi- ed interdisciplinare della chimica organica, sarà inoltre possibile collegare le nozioni acquisite alle problematiche di altre discipline, permettendo allo studente la formazione di una propria autonomia di giudizio circa l’efficacia di un approccio scientifico integrato.
• Abilità comunicative (communication skills): Al termine di ogni parte essenziale del corso gli studenti saranno invitati a formare dei gruppi di lavoro per sviluppare soluzioni e competere con gli altri nella risoluzione di esercizi pratici. Lo strumento didattico è volto a far crescere le capacità comunicative e l’abilità di sapere lavorare in un gruppo, il tutto finalizzato al consolidamento dei concetti acquisiti.
• Capacità di apprendere (learning skills): le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate durante lo svolgimento del corso tramite prove di esonero che permetteranno di seguire individualmente lo stato di maturazione della conoscenza, evidenziando le capacità di restituzione dello studente.
Alcani e cicloalcani. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria di struttura. Analisi conformazionale (etano, butano, cicloesano). Stabilità dei cicloalcani (tensione angolare, tensione torsionale, tensione sterica). Derivati del cicloesano (stereoisomeria cis-trans). Alcani biciclici e policiclici. Ruolo naturale ed applicazioni degli alcani.
Alcheni. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp2. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Stabilità (calore di idrogenazione, calore di combustione). Sistema di nomenclatura (E)-(Z) per gli alcheni. Cicloalcheni.
Alchini. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alcoli. Eteri. Ammine. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici. Esteri ed ammidi. Introduzione. Struttura. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Stereochimica. Introduzione. Chiralità del carbonio. Enantiomeri e molecole chirali. Rappresentazione grafica. Nomenclatura (R) (S). Attività ottica (potere rotatorio specifico, definizione di racemo, purezza ottica). Diastereoisomeri (composti meso).
Composti aromatici. Introduzione. Benzene. Struttura e stabilità. Regola di Huckel. Altri composti aromatici. Nomenclatura dei derivati del benzene. Fenomeni di induzione e di risonanza. Composti aromatici eterociclici. I composti aromatici in biochimica.
Carboidrati. Classificazione. Monosaccaridi. Mutarotazione e formazione dei glucosidi. Configurazione D o L. Disaccaridi. Polisaccaridi.
Proteine. Struttura degli amminoacidi. Nomenclatura. Legame peptidico. Oligopeptidi.
Modulo B. LA REATTIVITA'
Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilità e struttura. Termodinamica e cinetica. Alogenazione degli alcani superiori.
Gli alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila. Reazione SN2. Reazione SN1. Meccanismi ed andamenti stereochimici. Effetti del solvente e del gruppo uscente. Reazioni di eliminazione. Reazione E1. Reazione E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione.
Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Alogenazione del benzene. Effetto dei sostituenti.
Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligonucleotidi.
Lipidi. Reazione di saponificazione.
Modalità Esame
VALUTAZIONE DEL PROFITTO
L'esame finale è una prova scritta seguita da un esame orale. La prova finale verte sull'ultima edizione del programma di chimica organica. L’esame scritto è costituito da due domande teoriche e da tre problemi relativi agli argomenti del corso. Le domande sono costruite per verificare la capacità di conoscenza e il collegamento tra i contenuti del corso. L’esame orale consiste nella revisione del compito scritto e nell’approfondimento di alcuni dei suoi contenuti. Il voto finale corrisponde alla media delle due prove.
DESCRIZIONE DEI METODI DI ACCERTAMENTO
L'esame si svolge nelle forme stabilite dal Regolamento Didattico di Ateneo. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta). In particolare, le domande avranno come obiettivo la verifica degli obiettivi di apprendimento: Conoscenza delle teorie che interpretano la formazione dei legami chimici, applicazione di tali teorie per la costruzione delle molecole organiche, classificazione delle molecole organiche in base alla loro struttura, proprietà chimico-fisiche e reattività. Il calendario degli appelli e l'iscrizione agli appelli di esame vengono fatti tramite il portale di Ateneo.
Testi adottati
Chimica Organica Essenziale, Bruno Botta, EdiTes
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula supportate da esercitazioni pratiche nella risoluzione di problemi attinenti i contenuti della lezione. Per le attività di didattica frontale sono previsti 7 CFU.
Modalità di frequenza
La frequenza al corso, sebbene altamente consigliata, è facoltativa
118978 - GENETICA
SILVIA BONGIORNI
Primo Semestre
9
BIO/18
Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire agli studenti le informazioni necessarie alla comprensione delle basi teoriche della genetica classica e molecolare e degli approcci sperimentali che ne hanno permesso la definizione. Gli studenti dovranno apprendere la logica dell’analisi genetica formale e le metodologie della dissezione genetica dei fenomeni biologici. Verranno fornite le nozioni per capire il cambiamento paradigmatico avvenuto nell'era post-genomica, e verrà stimolata la comprensione dell’importanza dei sistemi modello sia eucariotici sia procariotici.
Il corso si propone di fornire la base per ulteriori studi di approfondimento in tutti i campi della genetica.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1) Conoscenza e capacità di comprensione (“knowledge and understanding”): Al termine delle attività formative, gli studenti, attraverso le conoscenze della genetica formale, potranno gestire in modo progettuale le metodiche complementari derivanti dalle conoscenze delle tecniche del DNA ricombinante.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione (“applying knowledge and understanding”): Gli studenti saranno stimolati a selezionare gli approcci metodologici/sperimentali più appropriati e rilevanti per il raggiungimento di specifici obiettivi (es. produzione biotecnologica di farmaci, proteine ricombinanti ecc.).
3) Autonomia di giudizio (“making judgements”): L’insegnamento fornirà allo studente la capacità di lavorare in autonomia fornendo appropriate tipologie di materiali didattici (lezioni in forma di presentazioni, specifiche monografie, letteratura scientifica rilevante, piattaforme informatiche) e lo svolgimento di congrue attività di laboratorio sincronizzate con la parte teorica del corso.
4) Abilità comunicative (“communication skills”): Gli studenti saranno stimolati ad una attiva partecipazione alle lezioni ed opportunamente stimolati alla progettazione e soluzione di specifici scenari inerenti alle differenti fasi evolutive del corso.
5) Capacità di apprendere (“learning skills”): Le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate in itinere e verificate attraverso la singola capacità di risolvere rilevanti e specifici scenari di interesse, diversi da quelli prospettati durante il corso.
1. La trasmissione dei caratteri
1.1 Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
1.2 Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
1.3 La teoria cromosomica dell’eredità
1.4 Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
2. Natura e azione dei geni
2.1 DNA: struttura, replicazione e ricombinazione
2.2 L’espressione genica: il flusso dell’informazione dal DNA alle proteine passando per l’RNA
3. Le mutazioni
3.1 Dissezione dell’anatomia e della funzione dei geni attraverso le mutazioni
4. I cromosomi.
4.1 Il cromosoma eucariotico.
4.2 Riarrangiamenti cromosomici.
4.3 Alterazioni della ploidia.
4.4 Eredità non mendeliana degli organelli extranucleari
5. La genetica dei batteri
6. La regolazione della funzione dei geni
6.1 La regolazione genica nei procarioti
6.2 La regolazione genica negli eucarioti
6.3. L’epigenetica
7. Oltre i geni e il genoma del singolo individuo.
7.1 Genetica di popolazione
7.2 Analisi genetica dei caratteri complessi
8. Genetica applicata
8.1 La manipolazione genica
8.2 Le biotecnologie genetiche
Modalità Esame
Durante la settimana di sospensione della didattica del mese di novembre, sarà possibile svolgere una valutazione in itinere su una parte del programma, verosimilmente la seguente:
1. La trasmissione dei caratteri
a. Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
b. Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
c. La teoria cromosomica dell’eredità
d. Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
La prova in itinere di novembre si intende superata se lo studente abbia raggiunto una valutazione uguale o maggiore di 18/30.
La prova in itinere di novembre ha validità per l’intero anno accademico 2024/2025, cioè fino agli appelli di settembre 2025 (compresi).
Durante gli appelli successivi (sessione gennaio-febbraio, aprile, giugno-luglio, settembre) si svolgerà una prova scritta finale sulla seconda parte del corso, oppure prove scritte su tutto il programma per chi non ha superato o sostenuto l’esonero di novembre.
Tutte prove scritte, compresa la prova in itinere di novembre, consistono principalmente in esercizi ma anche in domande aperte.
Gli esercizi consistono nell'applicazione pratica delle nozioni di Genetica spiegate a lezione e che permettano di capire se lo studente abbia acquisito la capacità di ragionare secondo i paradigmi della trasmissione ereditaria dei caratteri.
Gli esercizi assegnati non si discostano da quelli svolti nelle esercitazioni.
Il voto finale risulta dalla media fra la prova in itinere (se sostenuta) e la prova scritta finale.
Se il voto finale è uguale o superiore a 18/30 lo studente può di norma decidere di confermarlo, senza sostenere la prova orale.
Testi adottati
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula, presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie e video. Esercitazioni volte alla risoluzione di problemi che dimostrano le conoscenze degli aspetti formali della genetica e la capacità di applicarli, sulla fattispecie degli esercizi che costituiranno i compiti di esame.
Le lezioni frontali equivalgono a 9 cfu (72 ore)
Modalità di frequenza
Facoltativa
Bibliografia
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
120427 - MICROBIOLOGIA E PRINCIPI DI MICROBIOLOGIA APPLICATA
MAURIZIO PETRUCCIOLI
Primo Semestre
9
BIO/19
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Il corso si svolgera’ secondo la seguente articolazione:
1. Storia della Microbiologia (cenni): la scoperta del mondo dei microrganismi; la controversia sulla generazione spontanea; i microrganismi come agenti di malattia e loro ruolo nella trasformazione della sostanza organica.
2. Basi tecniche del laboratorio di microbiologia: il microscopio, richiami di fisica ottica; preparati a fresco e colorati; microscopia elettronica (a trasmissione ed a scansione), cenni; la coltura pura ed il suo ottenimento; principi generali di nutrizione microbica; preparazione dei terreni colturali; teoria e pratica della sterilizzazione; controlli di sterilità.
3. Citologia della cellula procariota ed eucariota: generalità; struttura ed ultrastruttura della cellula batterica; struttura e funzione della membrana; sistemi di trasporto attraverso la membrana; la parete cellulare, composizione chimica e caratteristiche; la parete dei batteri Gram+ e Gram-; la parete degli archebatteri e degli eucarioti; la capsula e la virulenza ad essa legata; il movimento e gli organi di movimento; la chemiotassi; la endospora batterica, struttura, funzione ed importanza; cenni alle spore degli eucarioti ed alla alternanza di generazione; il mitocondrio e la funzione respiratoria; cenni all'arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare.
4. Fisiologia cellulare: richiami di chimica e biochimica cellulare (energia di attivazione; catalisi ed enzimi; le reazioni biologiche di ossidoriduzione; trasportatori di idrogeno e di elettroni; i composti fosfato con legami ricchi di energia); produzione di energia nei sistemi biologici; la glicolisi e le vie simili; riossidazione del NAD ridotto: fermentazione e respirazione; la fermentazione alcolica e lattica; la respirazione aerobica; il ciclo degli acidi tricarbossilici; il sistema di trasporto degli elettroni; bilancio energetico della respirazione; cenni alla respirazione anaerobica; biosintesi e ricambio del materiale cellulare.
5. Sviluppo microbico: crescita di una singola cellula e di una popolazione microbica; misura dello sviluppo e curva di crescita; repressione catabolica e diauxia; effetto delle condizioni colturali sullo sviluppo microbico.
6. Principi di genetica molecolare e genetica batterica: richiami alla struttura del DNA; azione degli enzimi di restrizione; replicazione del DNA; elementi genetici; riarrangiamento dei geni; trasposoni; il processo di trascrizione; struttura e funzione di mRNA e tRNA; il processo di traduzione e la sintesi proteica; il codice genetico; agenti mutageni e mutazioni; la ricombinazione nei batteri; trasformazione, trasduzione e coniugazione; plasmidi e loro significato biologico.
7. Virologia: natura della particella virale; conte virali; caratteristiche generali della riproduzione virale; principi di genetica dei virus; batteriofagi a RNA; batteriofagi icosaedrici a singolo filamento di DNA; virus DNA a doppio filamento; i virus batterici temperati e la lisogenia; le principali famiglie di virus animali (cenni).
8. Ecologia microbica: richiami alle tecniche di isolamento ed identificazione dei microrganismi; interazioni tra popolazioni microbiche e con altri organismi; comunita’ microbiche ed ecosistemi; i principali cicli biogeochimici (carbonio, azoto, ferro, ecc.); ruolo dei microrganismi nella decontaminazione ambientale; catabolismo aerobio o anaerobio di inquinanti organici e trattamento delle acque reflue.
9. Biotecnologie microbiche: i microrganismi di interesse industriale; screening da ambienti naturali e da collezioni; il fermentatore, geometria ed impieghi; il processo di scale-up; metaboliti primari e secondari; cenni su produzione di antibiotici, di enzimi, aminoacidi e sulla immobilizzazione.
Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno i seguenti argomenti:
1. Microscopia e osservazioni microscopiche; osservazioni a fresco; colorazioni semplici e differenziali e osservazioni di preparati colorati;
2. Terreini di coltura: preparazione di terrini liquidi e solidificabili;
3. La coltura pura e suo isolamento: lo spandimento e lo strisciamento, il re-isolamento; le colture di arricchimento;
4. Coltivazione di microrganismi e misurazione dello sviluppo microbico (conta diretta e conta colturale; peso secco; turbidimetria).
Modalità Esame
La prova in itinere, svolta a circa meta’ del semestre, consiste in un questionario con risposte aperte e chiuse.
Chi ha sostenuto la prova in itinere e ne accetta l’esito positivo svolge la prova orale finale su argomenti diversi da quelli oggetto della prova in itinere. In questo caso, l’ orale consiste in 2-3 domande di cui, in genere, 1-2 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche.
Nel caso non venga svolta la prova in itinere o non se ne accetti l’esito, l’ orale consiste in 3-5 domande di cui, in genere, 1 sulle esercitazioni di laboratorio, 1-3 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche. In situazioni particolari o peculiarità di uno o più candidati, l'esame potrà essere svolto in forma scritta con cinque domande a risposta aperta, valutate come per l'orale. Ai candidati sarà concessa un'ora e mezzo di tempo per rispondere.
Nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), delle capacità critiche e di formulare di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione ed uso del linguaggio scientifico-tecnico (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Testi adottati
Testi suggeriti tra cui scegliere:
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/E - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley - Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, D.A. Stahl, D.P. Clark, Pearson, 2012. Volumi 1 e 2.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, Casa Editrice Ambrosiana. Volumi 1 e 2A.
- Biologia dei microrgaismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, 2012.
Modalità di frequenza
La frequenza è facoltativa anche se è molto consigliata per discussioni in aula e soprattutto per la partecipazione ad attività pratiche e esercitazioni di laboratorio
Bibliografia
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/Ed. - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
119530 - BIOINFORMATICA PER LA GENOMICA
DANIELE PIETRUCCI
Secondo Semestre
6
AGR/17
Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire allo studente gli strumenti bioinformatici per lo studio del genoma
Nell’ambito del corso, inoltre, verranno presi in considerazione linguaggi di programmazione, tecniche e tecnologie di biologia molecolare, programmi di analisi e risorse informatiche
RISULTATI ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito la conoscenza:
- Delle tecnologie di sequenziamento di nucleotidi;
- Di linguaggi di programmazione e programmi per l’analisi dati;
- Di accedere a database e banche dati;
- Di conoscere i principali algoritmi utilizzati nell’ambito della genomica.
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE:
Alla fine del corso, lo studente sarà in grado di capire come l’analisi dati attraverso gli strumenti bioinformatici maggiormente utilizzati facilita la comprensione di processi biologici complessi. L’uso di linguaggi di programmazione facilita e capacita queste analisi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso darà allo studente la capacità di giudicare autonomamente i dati e le situazioni, e la capacità di risolvere problemi relativi a diversi contesti biologici, usando diversi strumenti bioinformatici.
ABILITA’ COMUNICATIVE:
Durante il corso verranno fornite le capacità e le informazioni per comunicare correttamente e per interagire in modo costruttivo con tutti gli attori facenti parte del settore bioinformatico, sia nell’ambito della ricerca universitaria che nel contesto lavorativo.
CAPACITÀ DI APPRENDERE:
Il corso darà la capacità di approfondire, aggiornare e ampliare le conoscenze dello studente relative alla bioinformatica
Storia della bioinformatica. Introduzione ai concetti generali di informatica: hardware, software, programmi, algoritmi, supercalcolatori, Artificial Intelligence, cenni sull’efficienza degli algoritmi. Fondamenti di genomica: concetto di genoma, progetto genoma umano. Tecnologie di sequenziamento di prima, seconda e terza generazione. Banche dati di letteratura scientifica (pubmed) e sequenze biologiche (ncbi, entrez, uniprot). Il formato FASTA. Algoritmi di allineamento tra coppie di sequenze: needleman-wunsch e smith-waterman. Algoritmo BLASTN. Algoritmi di allineamento multiplo e cenni sugli alberi filogenetici. Formato dei dati di sequenziamento: formato FASTQ. Cenni di analisi dati di esperimenti omici (trascrittomica, epigenomica, metagenomica). Assemblaggio dei genomi e predizione dei geni. Cenni di programmazione in Python: variabili, operazioni aritmetiche, operatori di confronto, operatori booleani, operatori di confronto, strutture di controllo e comandi di iterazione. Librerie Python utili per la bioinformatica.
Modalità Esame
Esame scritto. Sei domande, ognuna da sei punti. Se il punteggio è pari o superiore a 34 il voto finale sarà “30 e lode”.
Testi adottati
Fondamenti di bioinformatica
Zanichelli Editore
Autori: Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Chiara Romualdi, Graziano Pesole
Slide e altro materiale del docente fornito a lezione
Modalità di frequenza
Frequenza in aula
119576 - CHIMICA BIOLOGICA
FRANCESCO BUONOCORE
Secondo Semestre
9
BIO/10
Obiettivi formativi
Coerentemente con gli obiettivi formativi generali enunciati nella corrispondente sezione della scheda SUA, questo corso d’insegnamento si propone di fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Biotecnologie (classe L-2) i fondamenti della Biochimica, intesa come disciplina che studia la struttura e la funzione biologica delle biomolecole, oltre che le reazioni metaboliche alle quali esse partecipano. L’acquisizione dei concetti biochimici di base ha lo scopo di dotare gli aspiranti biotecnologi di conoscenze teoriche e di strumenti metodologici indispensabili per la loro futura attività professionale, oltre che per attendere - con profitto - ai contenuti degli altri insegnamenti del secondo e terzo anno.
Il corso di Chimica Biologica inizia con l’illustrazione delle relazioni struttura-funzione di alcune biomolecole (amminoacidi, proteine, carboidrati e lipidi) e del loro comportamento in ambiente acquoso. Il corso prosegue, quindi, affrontando i principi fondamentali della cinetica enzimatica e della bioenergetica. Nella parte finale, il corso affronterà lo studio delle vie centrali del metabolismo cellulare.
Nello specifico, gli obiettivi di questo corso d’insegnamento possono così riassumersi:
1. conoscenza e capacità di comprensione di informazioni generali sugli aspetti chimici e biologici degli aminoacidi proteici, di peptidi e proteine;
2. conoscenza e capacità di comprensione applicate a fenomeni biologici quali la denaturazione reversibile delle proteine e del processo folding proteico;
3. comprensione dei fenomeni allosterici;
4. acquisizione dei concetti di base della cinetica enzimatica e della bioenergetica;
5. aspetti generali del metabolismo;
6. autonomia di giudizio;
7. abilità comunicative;
8. capacità di apprendere.
Tali conoscenze saranno da applicare in ambito biotecnologico. Saranno valutate le capacità comunicative e l'attitudine ad imparare.
PARTE GENERALE
I principi generali dell'indagine biochimica. Gli elementi chimici della materia vivente; l'acqua e le sue proprietà chimico-fisiche; il ruolo dell’acqua nei processi biologici; il legame idrogeno e gli altri legami deboli. Interazioni tra molecole e macromolecole di interesse biologico. Soluzioni tampone.
Struttura e proprietà degli aminoacidi proteici. Legame peptidico e geometria del gruppo peptidico. Ionizzazione di aminoacidi. Le proteine e le loro molteplici funzioni. La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Studio della struttura e della funzione di proteine globulari (mioglobina, emoglobina e immunoglobuline) e fibrose (collageno e cheratine). Il folding delle proteine e i meccanismi cellulari che aiutano tale processo.
Carboidrati. Struttura e proprietà dei principali carboidrati. Lipidi. Lipidi semplici e complessi. Struttura e proprietà di acidi grassi, triacilgliceroli e dei principali lipidi di membrana. Natura, ruolo e classificazione degli enzimi. Coenzimi e vitamine.
Cinetica e termodinamica delle reazioni catalizzate. Equazione di Michaelis-Menten. Significato e determinazione di KM, VMAX e Numero di turnover. Inibizione enzimatica. Principi di regolazione dell’attività enzimatica. Enzimi allosterici.
METABOLISMO
Aspetti generali del metabolismo: reazioni endoergoniche ed esoergoniche; composti ad alta energia; reazioni accoppiate; scopi e aspetti distintivi del catabolismo e dell'anabolismo.
La glicolisi e il destino aerobico del piruvato; il complesso enzimatico della Piruvato deidrogenasi. Le vie fermentative del piruvato. Il ciclo dell'acido citrico. La via del fosfogluconato. Il processo di gluconeogenesi. Metabolismo di disaccaridi e polisaccaridi (glicogeno e amido). Regolazione del metabolismo dei carboidrati.
La produzione di energia nel metabolismo centrale; la catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. Il catabolismo delle proteine. Turnover proteico, l'ubiquitina e il complesso del proteasoma. Enzimi proteolitici coinvolti nel processo di digestione delle proteine alimentari e loro specificità. Destino dell'azoto alfa-amminico degli aminoacidi. Considerazioni generali sul destino dello scheletro carbonioso degli aminoacidi.
Cenni sul catabolismo dei triacilgliceroli (lipasi e beta-ossidazione degli acidi grassi) e sul Ciclo dell'urea.
Modalità Esame
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Lessons in the classroom with power point presentations, videos, animations.
Modalità di valutazione
L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati di apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale.
L’esame si svolgerà rivolgendo allo studente una serie di domande tese a verificare e valutare:
- la conoscenza delle nozioni biochimiche di base;
- l’acquisizione di una capacità (dello studente) di utilizzare queste conoscenze per risolvere specifici quesiti biochimici;
- il grado di capacità comunicativa (uso di un corretto linguaggio scientifico – concisione, chiarezza ed efficacia nella risposta e/o nell’argomentazione).
Allo studente saranno rivolte almeno tre domande su argomenti del corso, quali:
- aspetti della biochimica di base;
- aspetti strutturali delle biomolecole;
- uno specifico metabolismo.
Una prova in itinere potrà essere effettuata.
Testi adottati
Principali testi adottati:
OET, VOET, PRATT: Fondamenti di biochimica (Zanichelli Editore).
NELSON, COX: I Principi di Biochimica di Lehninger (Zanichelli Editore).
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia la partecipazione alle lezioni in presenza è vivamente consigliata.
Bibliografia
Non è presente una particolare bibliografia di riferimento. Gli argomenti sono tutti presenti sui libri di testo
119577 - BIOLOGIA MOLECOLARE
ANNA GRAZIA FICCA
Secondo Semestre
9
BIO/11
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire delle solide conoscenze di base di Biologia molecolare. A fianco della trattazione dei processi di trascrizione, traduzione, replicazione, una parte del corso verrà dedicata ad esempi di meccanismi molecolari di regolazione della trascrizione e della traduzione. Un altro obiettivo del corso è l'acquisizione di conoscenze generali sulle principali metodologie di biologia molecolare, di alcune tecniche avanzate di sequenziamento del DNA, di analisi genomiche e post-genomiche in modo da fornire le basi per successivi studi specialistici richiesti per l'inserimento in contesti professionali relativi alle biotecnologiche avanzate.
RISULTATI ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Alla fine del corso, lo studente acquisirà:
- capacità di capire la complessità del flusso di informazione dal gene alla proteina.
- capacità di comprendere e interpretare dati relativi a processi biomolecolari studiati con approcci su larga scala.
- capacità di affrontare, durante gli studi successivi, i continui sviluppi della biologia molecolare, disciplina in continua espansione
- capacità di trasferire le conoscenze di biologia molecolare a problematiche affini nell'ambito delle innumerevoli applicazioni biotecnologiche.
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE: Lo studente conosce i principi alla base delle principali tecniche di Biologia Molecolare quali il clonaggio, la PCR e il sequenziamento del DNA per applicazioni pratiche nel campo biomedico, farmaceutico, industriale e vegetale
ABILITA’ COMUNICATIVE: Aver sviluppato la capacità di comprendere e discutere la struttura degli acidi nucleici, del genoma e della cromatina; i meccanismi molecolari della replicazione, della trascrizione, della regolazione genica e della sintesi proteica
Programma.
Aspetti storici: dalla scoperta del DNA al codice genetico
La struttura del DNA
a) struttura chimica degli acidi nucleici – struttura a doppia elica – i parametri strutturali e stabilità della doppia elica - conformazioni delle eliche (A, B, Z) - denaturazione e rinaturazione delle eliche.
b) Organizzazione del DNA: superavvolgimento- impacchettamento del genoma – le proteine (nucleosomi) ed i livelli di organizzazione della cromatina nei sistemi eucariotici. Analisi della cromatina mediante digestione enzimatica con nucleasi.
La struttura dell'RNA
a) chimica del ribosio
b) L'RNA assume strutture secondarie e terziarie.
La Replicazione del DNA: modello del replicone - l'inizio e la terminazione della replicazione nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi, classificazioni e proprietà biochimiche.
La trascrizione nei procarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Struttura della RNA polimerasi e i fattori sigma. Struttura dell’ Operone. Siti Operatore e Promotori (promotori forti e deboli). .
• Repressori ed attivatori: l’ operone Lac e l’ operone araBAD
• L’ attenuazione: l’ operone del Trp
La trascrizione negli eucarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Le RNA polimerasi I, II, III e fattori generali della trascrizione. Il motivo CTD della subunità maggiore dell’RNA polimerasi II e ruolo funzionale.
• Regolazione della trascrizione negli eucarioti: struttura modulare dei promotori eucariotici – regione enhancer – struttura dell’ enhanceosoma – struttura modulare dei fattori di trascrizione (trans-attivatori) che regolano la trascrizione. Esempi di attivazione della trascrizione ( geni regolati da ormoni tiroidei, attivazione del gene IFNB).
Processamento, maturazione e modificazioni chimiche dei trascitti:
• processamento degli rRNA e tRNA
• capping, poliadenilazione e splicing degli mRNA eucariotici
Editing dell'RNA
La Traduzione dell’ mRNA: apparato di traduzione e suoi componenti
• ribosoma – rRNA – tRNA – aminoacil-tRNA sintetasi – fattori d’inizio, d’allungamento e terminazione della traduzione - antibiotici inibitori della sintesi proteica.
• Il codice genetico: la decifrazione - la degenerazione - le deviazioni.
Manipolazioni genetiche: uso delle endonucleasi per le strategie di clonaggio molecolare – elettroforesi - interpretazione di un profilo di restrizione enzimatica del DNA - tecniche di clonaggio - i vettori di clonaggio - amplificazione genica - metodo Sanger per il sequenziamento del DNA- analisi dei promotori (uso di geni reporter).
Il programma verrà svolto durante le ore di lezione frontale che saranno pari a 64 (32 lezioni, pari a 8CFU)ezioni)
Saranno organizzate esercitazioni pratiche presso il laboratorio didattico di Biochimica (4 ore) e presso il laboratorio di Bioinformatica (4 ore, previa disponibilità dell'aula) per un totale di 1 CFU.
La data e l’orario delle esercitazioni saranno comunicati direttamente dal docente in aula.
Il docente determinerà le modalità per la suddivisione nei gruppi di lavoro e comunicherà i turni di laboratorio. Alle esercitazioni saranno ammessi gli studenti che avranno frequentato un numero di lezioni distribuite lungo tutto il periodo del corso. Il numero verrà definito durante il corso.
Modalità Esame
Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso tutti gli argomenti del programma del corso. A secondo della numerosità degli iscritti ai singoli esami, la verifica potrà essere svolta mediante colloquio orale oppure mediante un esame scritto (test che comprende quiz a domanda singola o a risposta multipla).
Esempio: lo studente descriva il processo di trascrizione del DNA in RNA nei sistemi procariotici
Testi adottati
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
Modalità di svolgimento
La didattica è rappresentata da lezioni frontali.
Per la didattica saranno usate diapositive in formato ppt e video dimostrativi selezionati dal docente.
Il materiale didattico sarà disponibile sul sito Google classroom utilizzando un numero di accesso fornito dal docente.
Tale materiale non è sostitutivo dei testi di riferimento ma integrativo ed esplicativo di questi, e costituisce una guida per la selezione e la comprensione degli argomenti da trattare.
Saranno organizzate esercitazioni pratiche (1 CFU) presso i laboratori didattici. Al termine dell'esercitazione è richiesta la consegna di una relazione.
Le modalità di partecipazione verranno fornite dal docente durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia, considerando che la didattica sarà
organizzata per assicurare la centralità del ruolo attivo dello studente, la partecipazione alle lezioni è
vivamente consigliata soprattutto per poter partecipare alle esercitazioni pratiche che si terranno verso la fine del corso..
Bibliografia
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
119529 - FISIOLOGIA UMANA
DAVIDE CERVIA
Secondo Semestre
9
BIO/09
Obiettivi formativi
aOBIETTIVI FORMATIVI Comprendere gli elementi di base delle funzioni dell’organismo ed in particolare saper descrivere: i principi fondamentali di fisiologia cellulare e di elettrofisiologia; le interazioni elementari delle cellule; l’organizzazione e la funzionalità generale del sistema nervoso; i meccanismi della trasduzione sensoriale, della contrattilità muscolare, e dei principali sistemi vegetativi responsabili dell’omeostasi corporea. b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI (Descrittori di Dublino) CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE: Per il superamento dell’esame lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto una conoscenza e una capacità di comprensione delle tematiche inerenti il funzionamento dell’organismo e delle sue componenti nervose e non eccitabili che gli permetta di impostare la discussione di problematiche teoriche in modo logico e completo. CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente dovrà dimostrare di saper impostare la trattazione di problemi applicativi nell'ambito della Fisiologia generale e dei sistemi integrati. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà avere acquisito conoscenze tali da permettergli di descrivere i meccanismi alla base delle funzioni trattate e saper valutare in modo autonomo e motivato eventuali opinioni diverse su eventuali aspetti problematici. ABILITA' COMUNICATIVE: Al termine del corso, lo studente dovrà aver raggiunto un'appropriata organizzazione di un proprio pensiero, intorno alle diverse tematiche del corso, da permettergli di esporre gli argomenti in forma organica e con linguaggio scientifico appropriato. CAPACITA' DI APPRENDIMENTO: Lo studente dovrà essere capace di esaminare e comprendere testi e materiale scientifico, in modo tale da impiegarli in contesti quotidiani per la professione e per la ricerca.
Fisiologia della cellula: membrana cellulare e trasporti, comunicazione tra cellule, proprietà elettriche attive e passive, trasmissione sinaptica e conduzione del segnale nervoso.
Organizzazione generale del sistema nervoso, tipi cellulari.
Funzione sensoriale: sistema somatosensoriale, visivo, uditivo, vestibolare, gustativo, olfattivo.
Fisiologia del muscolo scheletrico.
Funzione cardiaca e circolatoria.
Funzione respiratoria.
Funzione renale.
Funzione endocrina.
Modalità Esame
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito i principi di base che regolano le funzioni e la comunicazione delle cellule, con particolare riferimento alle cellule eccitabili. Lo studente dovrà conoscere i processi fisiologici ed i meccanismi di funzionamento del sistema nervoso, muscolare, delle strutture sensoriali e dei principali sistemi vegetativi.
A seconda dell'appello, la modalità di valutazione potrà essere solo orale, solo scritta o entrambe (a scelta).
Nella prova orale la conoscenza e la padronanza degli argomenti, la chiarezza espositiva, la visione della disciplina e l'uso corretto della terminologia tecnica saranno considerati come elementi di valutazione (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Nella prova scritta sarà somministrato un test con 20 domande a risposta multipla di cui una sola corretta e 4 domande a risposta aperta (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Testi adottati
-“Fisiologia, dalle molecole ai sistemi integrati”, Carbone, Cicirata, Aicardi (EdiSES)
-“Fisiologia Umana, Fondamenti”, Autori vari (Edi-Ermes)
-"Fisiologia", Berne & Levy (CEA)
-"Fisiologia medica", Guyton & Hall (Edra)
- possono comunque andare bene anche altri testi di Fisiologia generale, purché aggiornati
- “slides” delle lezioni messe a disposizione dal docente a fine corso sulla piattaforma istituzionale (importanti come integrazione dettagliata del programma svolto)
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali
Modalità di frequenza
La partecipazione alle lezioni non è obbligatoria
Bibliografia
nessuna
INSEGNAMENTO
SEMESTRE
CFU
SSD
LINGUA
16177 - CHIMICA FISICA BIOLOGICA
FERNANDO PORCELLI
Primo Semestre
7
CHIM/02
Obiettivi formativi
Il corso introdurrà gli studenti ai principi e agli approcci sperimentali propri della chimica fisica applicati alle scienze biologiche. Scopo del corso è fornire agli studenti le informazioni necessarie per una conoscenza critica dei principi e delle applicazioni della chimica fisica che vanno dalla termodinamica classica, alla cinetica, all'elettrochimica ed alle teorie quantomeccaniche necessarie per la comprensione della spettroscopia. Tali argomenti verranno trattati prestando particolare attenzione alle loro applicazioni in campo biotecnologico,
Risultati apprendimento
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE : conoscere i principi che stanno alla base della chimica fisica con particolare riguardo al trattamento termodinamico, cinetico e quantomeccanico, ed essere in grado di comprenderne le potenzialità ed il loro utilizzo per lo studio di sistemi biologici. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: partendo dagli esempi discussi durante il corso avere una comprensione dei differenti approcci teorico-sperimentali per la risoluzione di problemi in campo biotecnologico.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: essere in grado di interpretare i risultati sperimentali e di calcolo ottenuti e discuterli in maniera logica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le metodologie e le tecniche trattate nel corso.
ABILITA' COMUNICATIVE: Essere in grado di discutere temi scientifici inerenti la chimica fisica ed applicarli a processi biologici e biotecnologici.
Proprieta’ dei gas. Il gas perfetto. Le leggi dei gas. I gas reali.
Il primo principio. Lavoro, Calore ed Energia. Il primo principio della termodinamica: energia interna, Entalpia e Capacità termica. Termochimica. Alimenti e scorte di energia Le entalpie di formazione standard. La dipendenza dell’entalpia di reazione dalla temperatura. ITC e “ligand binding” . DSC: Differential Scanning Calorimetry Energetica delle interazioni molecolari.
Il secondo principio. Trasformazioni spontanee e dispersione dell’energia. L’Entropia. Variazioni di entropia. Entropia ed interpretazione statistica. Applicazioni biologiche. Energia libera di Gibbs. Potenziale chimico ed equilibrio. Le soluzioni: soluzioni ideali (legge di Raoult e legge di Henry). Soluzioni ideali diluite: attività. Grandezze parziali molari. Definizione del potenziale chimico per i liquidi. Proprietà colligative: Pressione osmotica. Equilibri Acido base. Equilibri di "ligand-binding"
Elettrochimica. Termodinamica del trasferimento elettronico. Celle elettrochimiche: Potenziali di riduzione ed energia libera. Potenziali di riposo e di azione nei sistemi cellulari.
Cinetica chimica. Velocità di reazione ed ordine di reazione. Leggi di velocità delle reazioni a singolo stadio. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione. Cenni di dinamica di reazione molecolare.
Teoria Quantistica. Insuccessi della Fisica Classica. Dualismo Onda-Corpuscolo. Equazione di Schroedinger. Moto Traslazionale: particella nella scatola. Moto Rotazionale. Moto Vibrazionale.
Cenni di spettroscopia.
Aspetti generali e tecniche sperimentali. Regole di selezione. Spettri rotazionali puri. Spettri vibrazionali. Spettri elettronici di biomolecole. Legge di Lambert-Beer. Cenni di spettroscopia di fluorescenza.
Modalità Esame
L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
L'esame consta di una prova orale sugli argomenti trattati che mira a valutare
a) il grado di preparazione raggiunto,
b) la chiarezza espositiva,
c) la capacità di collegare osservazioni e concetti.
Nel corso della prova potranno essere trattati anche esempi numerici.
Testi adottati
Atkins P., Ratcliffe G., Wormald M., De Paula J. Chimica fisica per le scienze della vita, PICCIN
Ulteriori testi consigliati
Atkins De Paula - Elementi di Chimica Fisica, Zanichelli
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
Modalità di svolgimento
Le lezioni frontali verranno svolte in aula con l'ausilio di presentazioni power point con illustrazioni grafiche. Derivazioni di relazioni verranno esplicitate alla lavagna per analizzarne i vari passaggi e renderle chiare a tutti. Nel corso verranno anche effettuate esercitazioni numeriche. Durante il semestre verranno effettuate delle prove in itinere (3).
Modalità di frequenza
La frequenza non e' obbligatoria
Bibliografia
Appunti del corso
Atkins De Paula - Elementi di CHimica Fisica, Zanichelli
Atkins- De Paula: Chimica Fisica Biologica, Zanichelli.
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
GRUPPO OPZIONALE A11 PROFILO BIOLOGICO-INDUSTRIALE
-
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PRINCIPI DI SCIENZE OMICHE
ANNA MARIA TIMPERIO
6
BIO/11
Obiettivi formativi
OBIETTIVI FORMATIVI:
il corso di scienze 'OMICHE' si propone di guidare lo studente in un percorso che parte dalle nozioni base della chimica delle proteine per arrivare alle loro più ampie e recenti applicazioni nello studio globale delle proteine espresse in specifiche condizioni o delle interazioni proteina-proteina al fine di definire il ruolo funzionale di una proteina nel contesto biologico di appartenenza. Durante il corso gli studenti acquisiranno nozioni sulle principali tecniche analitiche e preparative impiegate in studi di proteomica e competenze teorico-pratiche nell’identificazione di proteine e nell’interpretazione di spettri di massa MALDI ed ESI in applicazioni biomolecolari.
b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI:
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Aver acquisito una buona capacità di comprensione delle scienze omiche in ambito biotecnologico
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicata:
Saper integrare le conoscenze acquisite nelle singole discipline in un sapere interdisciplinare necessario per affrontare qualsiasi problema complesso nel settore delle biotecnologie in particolare saper applicare le conoscenze di spettrometria di massa alle diverse applicazioni relative alle biotecnologie.
3 ) Autonomia di giudizio
Gli studentid dovranno sviluppare la capacità di elaborare informazioni complesse e/o frammentarie e di pervenire a idee e giudizi originali e autonomii capace di reperire e selezionare criticamente le sorgenti di dati bibliografici , banche dati, e la
letteratura in campo scientifico. L'autonomia di giudizio viene sviluppata tramite lo studio critico di articoli scientifici.
4) Abilità comunicative:
Lo studente sarà in grado di sostenere una discussione critica pubblica sugli argomenti trattati in particolare sarà capace di applicare le tecniche di proteomica per qualsiasi argomento scientifico di interesse.. Sarà capace di lavorare in gruppo nell'ambito della progettazione ed esecuzione di protocolli sperimentali perchè sono previsti crediti di laboratorio.
5) Capacità di apprendere:
Lo studente avrà la capacità di individuare, applicare e sviluppare tecniche innovative nel campo di pertinenza, di
lavorare in modo autonomo.
PRINCIPI DI SCIENZE “OMICHE”
Introduzione:
• Scienze “omiche” e biologia dei sistemi complessi.
• La rivoluzione dell'ipotesi a posteriori e la ricerca di nuove ipotesi.
• Cosa sono le scienze “omiche”?.
• Dalle proteine alla proteomica, dai metaboliti alla metabolomica e dai lipidi alla lipidomica.
• Relazione tra la proteomica e le altre scienze post-genomiche.
Piattaforme tecnologiche:
• Preparazione del campione (piante, batteri, animali): preparazione dell’estratto proteico per analisi DIGE, linee generali di preparazione dei campioni per analisi LC-MS.
• Analisi dell’espressione proteica, di metaboliti e di lipidi mediante tecniche elettroforetiche
o Applicazioni dell’ SDS-PAGE e dell’IEF alla proteomica, metabolomica e lipidomica.
o DIfferential Gel Electrophoresis (DIGE), 2D-DIGE a saturazione
o Elettroforesi capillare (CE), elettroforesi bidimensionale (2DE).
o Applicazioni della 2-DE in proteomica: limiti e prospettive.
o Elettroforesi Blu Nativa su gel di poliacrilammide (Blue Native PAGE).
o Clear Native PAGE (CN-PAGE).
o Elettroforesi ‘gel free’
o Elettroforesi su acetato di cellulosa
• Metodi di rivelazione post analisi: Colorazione inversa, Coloranti fluorescenti, Analisi d’immagine per tecnologie multiplexing
• Metodi di rivelazione di modifiche post-traduzionali in spettrometria di massa:
o Glicosilazione, Fosforilazione, Nitrazione, Carbonilazione
• Analisi dell’espressione proteica mediante tecniche cromatografiche:
o Approccio proteomico Bottom-up
o Approccio proteomico Middle-down
o Approccio proteomico top-down
o Separazioni multidimensionali
• Spettrometria di massa: introduzione e concetti di risoluzione ed accuratezza
o Le sorgenti più impiegate in ambito proteomico: MALDI, ESI
o Le sorgenti più impiegate in campo metabolomico: EI
o Le sorgenti più impiegate in campo lipidomico: ESI, MALDI
o Gli analizzatori: quadrupolari, TOF, e trappole ionica, ORBITRAP, ibridi
• La spettrometria di massa tandem (MS\MS)
Metodi quantitativi: sistemi di cromatografia liquida (LC) a fase inversa (RP) accoppiata ad analisi di spettrometria di massa.
o Strategie di quantificazione relativa basate sulla marcatura con isotopi stabili (iTRAQ, SILAC spike-in, Super-SILAC e organismi SILAC, ICAT, O18)
o Strategie di quantificazione relativa senza marcatura (metodiche “label-free”: intensity-based e spectral-counting, calcolo del PAI e dell’emPAI).
o Proteomica , metabolomica e lipidomica quantitativa mirata: SRM
Tecniche accoppiate: GC-MS, EC-MS, LC-MS\MS, MudPIT
Anna Maria Timperio
Modalità Esame
L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’ attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Testi adottati
T. Alberio, M. Fasano, P. Roncada "PROTEOMICA" EdiSES; I. Lavagnini, F. Magno, R. Seraglia e P. Traldi "Quantitative Applications of Mass Spectrometry (English Edition)" WILEY.
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula supportate da presentazioni in PowerPoint con figure, schemi di processo e video. Per tale attività sono previste 40 ore. Sono previste anche esercitazioni in laboratorio didattico che metteranno gli studenti in condizione di prendere confidenza con la preparazione dei tamponi e estrazioni di materiale biologico, determinazione di proteine e loro analisi in spettrometria di massa. Per questa attività sono previste 8 ore.
Modalità di frequenza
Lezioni frontali in aula supportate da presentazioni in PowerPoint con figure, schemi di processo e video. Per tale attività sono previste 40 ore. Sono previste anche esercitazioni in laboratorio didattico che metteranno gli studenti in condizione di prendere confidenza con la preparazione dei tamponi e estrazioni di materiale biologico, determinazione di proteine e loro analisi in spettrometria di massa. Per questa attività sono previste 8 ore.
Bibliografia
Liebler DC. Introduction to proteomics: tools for the new biology. Totowa, NJ: Humana Press
2002.
Rivista Società Italiana di Medicina Generale N.5 VOL.25 2018
NEUROSCIENZE E NEUROTECNOLOGIE FONDAMENTALI
DAVIDE CERVIA
6
BIO/09
Obiettivi formativi
a) OBIETTIVI FORMATIVI
Comprendere gli elementi di base della fisiologia e neurofisiologia del sistema nervoso centrale, ed in particolare saper descrivere: gli eventi generali che portano alla formazione delle principali aree del cervello e delle sinapsi, i meccanismi generali di riparazione e rigenerazione, le basi del controllo del movimento, le funzioni cerebrali complesse, le caratteristiche generali di malattie neurodegenerative, i metodi che si possono applicare nell’ambito delle neuroscienze
b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI (Descrittori di Dublino)
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE: Per il superamento dell’esame lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto una conoscenza e una capacità di comprensione delle tematiche inerenti al funzionamento del sistema nervoso centrale, alla neurodegenerazione e alle neurotecnologie che gli permetta di impostare la discussione di problematiche teoriche in modo logico e completo.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente dovrà dimostrare di saper impostare la trattazione di problemi applicativi nell'ambito delle neuroscienze e neurotecnologie.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà avere acquisito conoscenze tali da permettergli di descrivere i meccanismi alla base delle funzioni trattate e saper valutare in modo autonomo e motivato eventuali opinioni diverse su eventuali aspetti problematici.
ABILITA' COMUNICATIVE: Al termine del corso, lo studente dovrà aver raggiunto un'appropriata organizzazione di un proprio pensiero, intorno alle diverse tematiche del corso, da permettergli di esporre gli argomenti in forma organica e con linguaggio scientifico appropriato.
CAPACITA' DI APPRENDIMENTO: Lo studente dovrà essere capace di esaminare e comprendere testi e materiale scientifico, in modo tale da impiegarli in contesti quotidiani per la professione e per la ricerca.
Sviluppo del sistema nervoso, formazione delle principali aree e delle sinapsi, identità e circuiteria neuronale, riparazione e rigenerazione;
Sistema nervoso centrale e neurotrasmissione;
Controllo centrale del movimento;
Funzioni cerebrali complesse: apprendimento e memoria, ritmo sonno-veglia, rappresentazioni neurali delle emozioni e della coscienza, linguaggio;
Malattie neurodegenerative e disturbi del sistema nervoso centrale, cenni;
Metodi nelle neuroscienze: elettrofisiologia, elettroencefalografia, flusso sanguigno del cervello, neuroimaging, stimolazione e misurazione dell’attività neurale, modelli in vitro/ex vivo/in vivo di cellule/tessuti del SNC, modelli di barriera ematoencefalica, colture organotipiche.
Modalità Esame
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito i principi di base che regolano il sistema nervoso centrale e le metodologie che si possono applicare nel campo delle neuroscienze. La conoscenza e la padronanza degli argomenti, la chiarezza espositiva, la visione della disciplina e l'uso corretto della terminologia tecnica saranno considerati come elementi di valutazione (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Testi adottati
- Neuroscienze, autori Purves, Augustine, Fitzpatrick, Hall, Lamantia, Mooney, casa editrice Zanichelli
- Neuroscienze cognitive, autori Gazzaniga, Ivry, Mangun, casa editrice Zanichelli
- Principi di neuroscienze, autori Kandel, Schwartz, Jessel, Siegelbaum, Hudspeth, casa editrice Ambrosiana
- Neuroscienze Esplorando il cervello, autori Bear, Connors, Paradiso, casa editrice Edra
- possono comunque andare bene anche altri testi di Fisiologia umana, purché aggiornati
- articoli scientifici selezionati dal docente
-“slides” delle lezioni messe a disposizione dal docente a fine corso sulla piattaforma istituzionale (importanti come integrazione dettagliata del programma svolto)
Modalità di frequenza
La partecipazione alle lezioni non è obbligatoria
Bibliografia
vedere i libri di testo consigliati
118979 - CHIMICA E BIOTECNOLOGIE DELLE FERMENTAZIONI
-
12
-
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Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
MICROBIOLOGIA DEI PROCESSI FERMENTATIVI
SILVIA CROGNALE
6
BIO/19
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
119531 - BIOLOGIA CELLULARE E IMMUNOLOGIA COMPARATA
GIUSEPPE SCAPIGLIATI
Secondo Semestre
6
BIO/05
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Prova orale e/o scritta con esposizione di argomenti del corso, eventuale prova in itinere.
La eventuale prova scritta è a domande con risposta multipla
Testi adottati
Gerald Karp, BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE, Ed. EDISES
Ginelli, M. Malcovati, MOLECOLE, CELLULE E ORGANISMI, Ed. EDISES
A. Abbas, AH. Lichtman, S Pillai,LE BASI DELL'IMMUNOLOGIA. FISIOPATOLOGIA DEL SISTEMA IMMUNITARIO, Ed. EDRA
Modalità di frequenza
Fortemente consigliata
GRUPPO OPZIONALE A11 PROFILO BIOLOGICO-INDUSTRIALE
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METODOLOGIE BIOCHIMICHE
ESTHER IMPERLINI
6
BIO/10
Obiettivi formativi
OBIETTIVI FORMATIVI
L’insegnamento di Metodologie Biochimiche intende fornire agli studenti un quadro teorico e pratico di alcune delle principali metodiche preparative e analitiche che trovano impiego non solo nel campo della ricerca biochimica, ma anche in altri campi tra cui quello biomedico e ambientale.
In particolare, le conoscenze impartite riguardano metodologie per l’identificazione, l’isolamento e lo studio strutturale e funzionale delle macromolecole biologiche, nonché strumenti di bioinformatica per l'analisi dei risultati sperimentali e per la loro descrizione. Verranno, inoltre, trattate tecniche per l’analisi sia delle singole proteine che di interi proteomi.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso gli studenti
- conosceranno i principi alla base delle tecniche impiegate nelle indagini biochimiche (centrifugazione, spettroscopia, elettroforesi, cromatografia, spettrometria) ed i parametri su cui poter agire per mettere a punto una particolare indagine biochimica;
- saranno in grado di descrivere gli elementi strutturali dei principali strumenti di un laboratorio biochimico (centrifuga, spettrofotometro, spettrometro);
- conosceranno correttamente la terminologia appropriata impiegata nelle metodologie biochimiche.
2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso gli studenti
- saranno in grado di orientarsi correttamente sulla scelta delle più opportune procedure biochimiche per il raggiungimento degli obiettivi sperimentali definiti in fase di progettazione della ricerca;
- sapranno valutare il possibile impatto delle variazioni dei parametri in gioco in un esperimento biochimico e nelle principali indagini strumentali cliniche;
- sapranno svolgere praticamente gli esperimenti affrontati nella parte di laboratorio.
3. Autonomia di giudizio
Gli studenti dovranno essere in grado di comprendere e discutere criticamente i risultati sperimentali ottenuti in laboratorio ed utilizzarli come base di partenza per la pianificazione degli esperimenti successivi.
4. Abilità comunicative
Gli studenti dovranno avere la capacità di trasmettere le conoscenze acquisite in modo chiaro e comprensibile, anche a persone non competenti, e dovranno dimostrare l’abilità di presentare l’informazione anche con grafici e formule.
5. Capacità di apprendere
Condizione di successo nell’apprendimento è la capacità di leggere e comprendere un lavoro scientifico di argomento biochimico.
Parte teorica (40 ore):
- I principi dell’indagine biochimica.
- Soluzioni tampone e pH. Ionizzazione di amminoacidi e proteine in funzione del pH.
- Teoria degli errori; accuratezza e precisione.
- Tecniche di centrifugazione: principi base della sedimentazione; centrifughe e loro uso; rotori; metodi di separazione nella centrifugazione preparativa; centrifugazione differenziale; centrifugazione in gradiente di densità; ultracentrifugazione analitica.
- Strategie di purificazione proteica; lisi cellulare ed estrazione proteica; dialisi ed ultrafiltrazione; precipitazione frazionata con sali, con solventi organici, al punto isoelettrico, al calore.
- Spettrofotometria: leggi ed applicazioni; legge di Lambert-Beer; gruppi cromofori e spettri di assorbimento di proteine ed acidi nucleici; metodi spettrofotometrici per la determinazione della concentrazione delle proteine: metodo del Biureto, di Lowry e di Bradford; dosaggio enzimatico.
- Metodi cromatografici: cromatografia per assorbimento, di ripartizione, di affinità, ad esclusione molecolare, a scambio ionico, di interazione idrofobica, cromatografia liquida a fase inversa, HPLC.
- Tecniche elettroforetiche: teoria, leggi, apparati; classificazione dei metodi elettroforetici; elettroforesi di agarosio, acrilammide e SDS-PAGE; tecniche di rivelazione e colorazione dei gel elettroforetici; elettroforesi bidimensionale classica (2-DE) e analisi differenziale su gel (tecnologia DIGE).
- Tecniche immunochimiche: western blot; immunoprecipitazione e immunoaffinità come strategie per l’analisi dei complessi proteici e delle interazioni proteiche.
- Metodologie biochimiche applicate alla moderna proteomica.
Parte pratica (8 ore):
- Lisi cellulare ed estrazione di proteine da matrici biologiche.
- Determinazione della concentrazione proteica di un campione incognito mediante il metodo spettrofotometrico di Bradford.
- Preparazione di un gel di poliacrilammide in presenza di SDS (SDS-PAGE) e Illustrazione degli apparati per l'elettroforesi e/o western blotting.
- Corsa elettroforetica e determinazione del peso molecolare di proteine mediante SDS-PAGE.
Modalità Esame
L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati d’apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale.
Tale esame sarà volto a valutare le capacità raggiunte dallo studente in relazione alla conoscenza e comprensione delle basi teoriche e delle applicazioni in campo biologico delle diverse metodologie preparative e analitiche trattate durante le parte teorica del corso. Nella valutazione della prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà anche conto della capacità di analisi, di sintesi, della padronanza di espressione e della capacità di fare collegamenti fra i vari argomenti trattati.
Allo studente saranno rivolte domande (generalmente 3) nell’ambito delle seguenti tematiche:
Strategie per isolare e purificare proteine;
tecniche di separazione in un laboratorio di Biochimica;
procedure biochimiche per l'analisi quantitative e qualitative.
Testi adottati
- Bonaccorsi di Patti M. C., Contestabile R., Di Salvo M. L. Metodologie biochimiche. Prima ed., 2012, Casa Editrice Ambrosiana.
- De Marco C., Cini C., Principi di metodologia biochimica. Prima ed., 2009, Piccin Nuova Libraria.
- Stoppini M., Bellotti V., Biochimica Applicata. Prima ed., 2012, EdiSES.
- Reed R., Holmes D., Weyers J., Jones A. Metodologie di base per le scienze biomolecolari. Prima ed., 2002, Zanichelli editore.
Per le attività pratiche di laboratorio vengono fornite dispense dal docente.
Modalità di svolgimento
L’insegnamento prevede lezioni frontali in aula (40 ore) e attività di laboratorio (8 ore) volte all’approfondimento pratico delle nozioni impartite.
Le lezioni frontali sono realizzate con il supporto di presentazioni ppt.
Per garantire una migliore fruibilità delle esercitazioni gli studenti saranno suddivisi in piccoli gruppi e, durante le attività pratiche, saranno seguiti dal docente e da un cultore della materia con funzione di esercitatore.
Non viene imposto l'obbligo di frequenza, ma è vivamente consigliato agli studenti frequentanti di seguire anche le attività pratiche di laboratorio.
Modalità di frequenza
Frequenza raccomandata ma facoltativa
Bibliografia
Vedi "Testi adottati".
BIOFARMACEUTICA
6
BIO/14
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
118979 - CHIMICA E BIOTECNOLOGIE DELLE FERMENTAZIONI
-
12
-
-
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
CHIMICA E BIOTECNOLOGIE DELLE FERMENTAZIONI
FRANCESCA LUZIATELLI
6
CHIM/11
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Recupero e purificazione dei prodotti di fermentazione
- Rimozione di cellule microbiche e di altre sostanze solide
- Separazione della schiuma
- Precipitazione
- Filtrazione
- Centrifugazione
- Lisi cellulare
- Estrazione liquido-liquido, con micelle inverse e liquido supercritico
- Adsorbimento
- Rimozione di prodotti volatili
- Cromatografia
- Processi a membrana
- Essiccamento
- Cristallizzazione
Esempi di processi fermentativi di interesse industriale
Modalità Esame
Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso tutti gli argomenti del programma.
L'esame finale in presenza prevede una prova scritta con domande che coprono tutti gli argomenti del programma.
L'esame finale on line via streaming prevede solo una verifica orale
Testi adottati
Materiale fornito dal docente
Modalità di frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata
Obiettivi del corso:
Il corso conferisce agli studenti le conoscenze di base sul tema della bioetica. Gli studenti del corso avranno la possibilità di apprendere la realtà più significativa riguardante: le biotecnologie agro-forestali, agro-ambientali, agro-alimentari, le biotecnologie mediche, la proprietà intelletuale e gli aspetti socio-scientifici. Il corso si propone, inoltre, l'obiettivo di collegare gli studenti a riflessioni e dibattiti sulle biotecnologie e di aiutare loro a sviluppare un modello decisionale di bioetica dopo un ragionamento critico etico. I risultati di apprendimento attesi a conclusione dell’insegnamento sono i seguenti:
(i) lo studente sarà in grado di acquisire conoscenze, abilità, e competenze di comprendere, analizzare, e descrivere le implicazioni pratiche e conseguenti questioni etiche delle biotecnologie. Si mira, inoltre, a far acquisire conoscenze teorico-sperimentali dell’etica applicata. Tutte queste conoscenze, abilità, e competenze consentiranno allo studente di comprendere e analizzare sia gli elementi fondamentali della bioetica sia quelli interdisciplinari.
(ii) Lo studente sarà in grado di tradurre sul piano pratico le conoscenze teoriche e di argomentare problematiche nell’ambito della bioetica nelle biotechnologie. Attraverso casi di studio, gli studenti acquisiranno la capacità di applicare sul piano pratico le conoscenze teoriche attuando ragionamento critico e sviluppando modelli decisionali di bioetica.
(iii) Lo studente avrà, inoltre, la capacità di interpretare in modo autonomo sia le conoscenze di base che applicate della bioetica. Questa capacità verrà acquisita, in particolar modo, grazie alla frequenza di attività pratiche e esercizi interattivi in aula.
(iv) Lo studente che frequenta l’insegnamento sarà in grado di comunicare in modo critico, scientifico, e con linguaggio appropriato, le conoscenze connesse con l’etica e bioetica. Tale abilità saranno conseguite anche grazie all’ampio uso che viene fatto delle presentazioni powerpoint in aula e all’interazione, dialogo e scambio di opinioni tra gli studenti e tra studenti ed il docente sia in occasione delle lezioni frontali che durante i casi di studio.
(v) Gli studenti comprenderanno e acquisiranno i metodi di indagine e di pensiero critico in ambito etico e bioetico. Saranno, quindi, in grado di approfondire autonomamente le conoscenze e competenze acquisite. Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula su temi specifici dell’insegnamento e nei casi di studio.
Il corso di Matematica e principi di Statistica si propone di fornire agli studenti gli strumenti di base dell'analisi matematica e della statistica al fine di essere in grado di studiare, analizzare e discutere situazioni e fenomeni reali attraverso l'utilizzo di modelli matematici e strumenti statistici.
Con specifico riferimento ai descrittori di Dublino, l'insegnamento declina gli obiettivi formativi come segue:
Conoscenza e capacità di comprensione : al termine del corso gli studenti acquisiranno una conoscenza specifica sulle metodologie di analisi matematica e statistica per leggere, descrivere, specificare e interpretare un fenomeno reale attraverso strumenti tecnici di natura matematica e statistica. Con riferimento agli argomenti di analisi matematica, gli studenti svilupperanno conoscenze metodologiche e saranno forniti degli strumenti base per lo studio di funzioni lineari e trascendenti sia attraverso lo studio dei limiti che del calcolo differenziale e saranno, altresì, in grado di elaborare problemi reali attraverso l’uso dell’algebra lineare e del calcolo matriciale. Per quanto riguarda le nozioni di statistica, lo scopo del corso è quello di fornire agli studenti la conoscenze metodologiche e capacità di utilizzare metodi e strumenti per: a) l’analisi descrittiva dei dati; b) l’introduzione allo studio di fenomeni in condizioni di incertezza, attraverso le nozioni della teoria della probabilità e variabili aleatorie; c) lo studio delle relazioni tra variabili sia da un punto di vista descrittivo che di introduzione alla modellazione attraverso funzioni lineari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al termine del corso, gli studenti avranno acquisito conoscenze metodologiche e capacità analitiche e saranno in grado di interpretare in autonomia analisi e ricerche empiriche sulle più rilevanti aree di intervento, anche applicate, pertinenti e affini al corso di laurea. Gli studenti saranno in grado di: i) valutare i risultati delle analisi empiriche; considerare l’appropriatezza delle metodologie matematiche e statistiche utilizzate; individuare gli eventuali limiti delle analisi svolte e considerare l’utilizzo di approcci alternativi;.
Autonomia di giudizio: il corso è volto a favorire un approccio critico sull’utilizzo dei differenti approcci, metodi e tecniche per la modellazione matematico-statistica e di analisi dei dati per l’interpretazione dei fenomeni applicati negli ambiti di interesse del corso di laurea. Gli studenti: i) svilupperanno capacità critiche sull’utilizzo di vari metodi in relazione agli obiettivi di analisi del fenomeno oggetto di studio; ii) saranno in grado di valutare l’apporto di una specifica metodologia di analisi matematica e di analisi dei dati allo studio di fenomeni reali, anche complessi; iii) svilupperanno la capacità di integrare coerentemente il contributo fornito dai metodi di analisi quantitativa con le competenze interdisciplinari dello studente.
Abilità comunicative: gli studenti avranno maturato competenze specifiche per comunicare in maniera univoca e chiara lo schema di analisi adottato per lo studio empirico e per modellare, attraverso l’analisi matematica e la statistica, fenomeni reali. La capacità di comunicazione efficace sarà validata anche attraverso la verifica delle capacità logico-argomentative e di sintesi.
Capacità di apprendimento: le metodologie didattiche utilizzate durate il corso e l'utilizzo di modalità di verifica dell’apprendimento focalizzate sullo studio di funzioni reali e analisi di problemi basati sullo studio di distribuzioni empiriche contribuiranno a rafforzare la capacità di autonomia di giudizio e lo sviluppo di competenze di auto-apprendimento da parte degli studenti.
Nozioni introduttive: richiami di calcolo numerico. Unità di misura e fattori di conversione. Operazioni. Notazione scientifica. Approssimazioni. Uguaglianze e disuguaglianze. Percentuali. Elementi di geometria analitica: coordinate cartesiane. Rette e segmenti. Coniche. Equazioni e disequazioni.Nozioni di teoria degli insiemi.
Statistica descrittiva di base e analisi dei dati: distribuzione di un carattere statistico e sua rappresentazione grafica. Misure di posizione, variabilità e forma di una distribuzione. Analisi dell’associazione tra due caratteri, il metodo dei minimi quadrati ed introduzione ai modelli di regressione lineare.
Nozione di funzione e proprietà. Funzioni algebriche: funzioni lineari, quadratiche, polinomiali, funzioni potenza e funzioni razionali. Funzioni trascendenti: funzioni esponenziali e logaritmiche. Introduzione alle funzioni trigonometriche. La composizione funzionale. L’inversione funzionale. La definizione a tratti. Introduzione alla modellistica per sistemi a tempo discreto.
Algebra lineare: vettori, spazi vettoriali, rappresentazione geometrica dei vettori, dipendenza e indipendenza lineare. Matrici e determinanti. Rango di una matrice. Operazioni sulle matrici. Sistemi di equazioni lineari. Teorema di Rouché-Capelli. Regola di Cramer. Autovalori e autovettori.
Calcolo combinatorio ed elementi di teoria della probabilità. Nozione di evento. Distribuzioni di probabilità. Assiomi della probabilità. Eventi indipendenti e incompatibili. Probabilità condizionata. Teorema di Bayes. Variabili casuali e distribuzioni di probabilità. Introduzione all’inferenza statistica ed alla teoria dei test di ipotesi.
Definizione di limite, proprietà e calcolo dei limiti. Limiti di funzioni, continuità e asintoti. Studio qualitativo delle funzioni.
Definizione e calcolo delle derivate: funzioni algebriche e funzioni trascendenti. Crescenza e decrescenza. Minimi e massimi. Concavità e convessità. Sviluppo di Taylor. Cenni alle derivate parziali.
Calcolo integrale: definizione di integrale, proprietà dell’integrale. Integrale indefinito. Integrazione per parti, integrazione per sostituzione. Integrali definiti.
Modalità Esame
L'esame consiste in una PROVA SCRITTA che comprende quesiti pratici e teorici e si intende superato conseguendo un voto almeno pari a 18/30.
La prova scritta è strutturata con lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti trattati nel corso e la capacità di applicare correttamente le nozioni teoriche nella risoluzione di esercizi.
Nella valutazione della prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà conto del livello di conoscenza teorica degli argomenti e della capacità di applicare correttamente i concetti e le nozioni teoriche nella risoluzione degli esercizi.
La PROVA ORALE è facoltativa. Ogni studente che abbia superato la prova scritta (conseguendo un voto almeno pari a 18/30) può comunque sostenere la prova orale.
Testi adottati
TESTO DI RIFERIMENTO:
Cea D., Secondi L. Elementi di Statistica e Matematica. Per le scienze applicate. Libreria universitaria Edizioni, 2022
Di Pietro M, Milliani S, Secondi L., Esercizi e Applicazioni di Statistica e matematica. Libreria universitaria Edizioni, 2024
-Materiale didattico e esercitazioni messe a disposizione disponibili nel Portale dello studente.
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali (48 ore)
Esercitazioni (8 ore)
Modalità di frequenza
Il corso è strutturato in lezioni di didattica frontale ed esercitazioni, per le quali è fortemente raccomandata la frequenza da parte degli studenti. Le lezioni e le esercitazioni in aula consentiranno agli studenti di acquisire gli strumenti metodologici tipici del corso attraverso il riferimento ad applicazioni numeriche e applicate.
Bibliografia
• Abate M. (2017) Matematica e Statistica. Le basi per le scienze della vita. Mc-Graw Hill Education
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2013) Algebra lineare e geometria analitica. Eserciziario. Pearson
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2019) Algebra lineare e geometria analitica. Pearson
• Annaratone S. (2017) Matematica sul campo. Metodi ed esempi per le scienze della vita. Pearson
• Bigatti A.M., Robbiano L. (2014) Matematica di base. Casa Editrice Ambrosiana
• Biggeri, L., Bini, M., Coli, A., Grassini, L., Maltagliati, M. (2012). Statistica per le decisioni aziendali. Pearson
• Bodine E.N., Lenhart S, Gross L.J., (2017) Matematica per le scienze della vita. UTET università
• Bonino D, Crucinio F.R, Fontana R, Pellerey F (2017) Elementi di statistica per l’ingegneria e l’architettura. Società editrice Esculapio
• Borra S, Di Ciaccio A. (2008) Statistica. Metodologie per le scienze economiche e sociali. Mc-Graw Hill
• Bramanti M., Pagani C.D., Salsa S. (2008). Analisi Matematica I. Zanichelli
• Cicchitelli G., D’Urso P., Minozzo M. (2018) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Cicchitelli, G. (2012) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Guerraggio A. (2018) Matematica per le scienze. Pearson
• Hass J., Weir M.D., Thomas G.B. (2014) Analisi matematica 1. Pearson
• Leoni R. (1998) Introduzione alla statistica descrittiva. Libreria Alfani Editrice
• Leti G. (1983) Statistica descrittiva. Il Mulino
• Marucci A. (2016) Lezioni di matematica generale. Edizioni Sette Città
• Monti A.C. (2008) Introduzione alla statistica. Edizioni Scientifiche Italiane
• Piccolo D. (1998) Statistica. Il Mulino
• Stock J.H., Watson M.K. (2012) Introduzione all’econometria. Pearson
• Villani V., Gentili G. (2012). Matematica. Comprendere e interpretare fenomeni delle scienze della vita. McGrawHill (Quinta edizione).
• Whitlock M., Schulter D. (2022) Analisi statistica dei dati biologici. Zanichelli
Nozioni introduttive: richiami di calcolo numerico. Unità di misura e fattori di conversione. Operazioni. Notazione scientifica. Approssimazioni. Uguaglianze e disuguaglianze. Percentuali. Elementi di geometria analitica: coordinate cartesiane. Rette e segmenti. Coniche. Equazioni e disequazioni.Nozioni di teoria degli insiemi.
Statistica descrittiva di base e analisi dei dati: distribuzione di un carattere statistico e sua rappresentazione grafica. Misure di posizione, variabilità e forma di una distribuzione. Analisi dell’associazione tra due caratteri, il metodo dei minimi quadrati ed introduzione ai modelli di regressione lineare.
Nozione di funzione e proprietà. Funzioni algebriche: funzioni lineari, quadratiche, polinomiali, funzioni potenza e funzioni razionali. Funzioni trascendenti: funzioni esponenziali e logaritmiche. Introduzione alle funzioni trigonometriche. La composizione funzionale. L’inversione funzionale. La definizione a tratti. Introduzione alla modellistica per sistemi a tempo discreto.
Algebra lineare: vettori, spazi vettoriali, rappresentazione geometrica dei vettori, dipendenza e indipendenza lineare. Matrici e determinanti. Rango di una matrice. Operazioni sulle matrici. Sistemi di equazioni lineari. Teorema di Rouché-Capelli. Regola di Cramer. Autovalori e autovettori.
Calcolo combinatorio ed elementi di teoria della probabilità. Nozione di evento. Distribuzioni di probabilità. Assiomi della probabilità. Eventi indipendenti e incompatibili. Probabilità condizionata. Teorema di Bayes. Variabili casuali e distribuzioni di probabilità. Introduzione all’inferenza statistica ed alla teoria dei test di ipotesi.
Definizione di limite, proprietà e calcolo dei limiti. Limiti di funzioni, continuità e asintoti. Studio qualitativo delle funzioni.
Definizione e calcolo delle derivate: funzioni algebriche e funzioni trascendenti. Crescenza e decrescenza. Minimi e massimi. Concavità e convessità. Sviluppo di Taylor. Cenni alle derivate parziali.
Calcolo integrale: definizione di integrale, proprietà dell’integrale. Integrale indefinito. Integrazione per parti, integrazione per sostituzione. Integrali definiti.
Modalità Esame
L'esame consiste in una PROVA SCRITTA che comprende quesiti pratici e teorici e si intende superato conseguendo un voto almeno pari a 18/30.
La prova scritta è strutturata con lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti trattati nel corso e la capacità di applicare correttamente le nozioni teoriche nella risoluzione di esercizi.
Nella valutazione della prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà conto del livello di conoscenza teorica degli argomenti e della capacità di applicare correttamente i concetti e le nozioni teoriche nella risoluzione degli esercizi.
La PROVA ORALE è facoltativa. Ogni studente che abbia superato la prova scritta (conseguendo un voto almeno pari a 18/30) può comunque sostenere la prova orale.
Testi adottati
TESTO DI RIFERIMENTO:
Cea D., Secondi L. Elementi di Statistica e Matematica. Per le scienze applicate. Libreria universitaria Edizioni, 2022
Di Pietro M, Milliani S, Secondi L., Esercizi e Applicazioni di Statistica e matematica. Libreria universitaria Edizioni, 2024
-Materiale didattico e esercitazioni messe a disposizione disponibili nel Portale dello studente.
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali (48 ore)
Esercitazioni (8 ore)
Modalità di frequenza
Il corso è strutturato in lezioni di didattica frontale ed esercitazioni, per le quali è fortemente raccomandata la frequenza da parte degli studenti. Le lezioni e le esercitazioni in aula consentiranno agli studenti di acquisire gli strumenti metodologici tipici del corso attraverso il riferimento ad applicazioni numeriche e applicate.
Bibliografia
• Abate M. (2017) Matematica e Statistica. Le basi per le scienze della vita. Mc-Graw Hill Education
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2013) Algebra lineare e geometria analitica. Eserciziario. Pearson
• Anichini G., Conti G., Paoletti R. (2019) Algebra lineare e geometria analitica. Pearson
• Annaratone S. (2017) Matematica sul campo. Metodi ed esempi per le scienze della vita. Pearson
• Bigatti A.M., Robbiano L. (2014) Matematica di base. Casa Editrice Ambrosiana
• Biggeri, L., Bini, M., Coli, A., Grassini, L., Maltagliati, M. (2012). Statistica per le decisioni aziendali. Pearson
• Bodine E.N., Lenhart S, Gross L.J., (2017) Matematica per le scienze della vita. UTET università
• Bonino D, Crucinio F.R, Fontana R, Pellerey F (2017) Elementi di statistica per l’ingegneria e l’architettura. Società editrice Esculapio
• Borra S, Di Ciaccio A. (2008) Statistica. Metodologie per le scienze economiche e sociali. Mc-Graw Hill
• Bramanti M., Pagani C.D., Salsa S. (2008). Analisi Matematica I. Zanichelli
• Cicchitelli G., D’Urso P., Minozzo M. (2018) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Cicchitelli, G. (2012) Statistica: principi e metodi. Pearson
• Guerraggio A. (2018) Matematica per le scienze. Pearson
• Hass J., Weir M.D., Thomas G.B. (2014) Analisi matematica 1. Pearson
• Leoni R. (1998) Introduzione alla statistica descrittiva. Libreria Alfani Editrice
• Leti G. (1983) Statistica descrittiva. Il Mulino
• Marucci A. (2016) Lezioni di matematica generale. Edizioni Sette Città
• Monti A.C. (2008) Introduzione alla statistica. Edizioni Scientifiche Italiane
• Piccolo D. (1998) Statistica. Il Mulino
• Stock J.H., Watson M.K. (2012) Introduzione all’econometria. Pearson
• Villani V., Gentili G. (2012). Matematica. Comprendere e interpretare fenomeni delle scienze della vita. McGrawHill (Quinta edizione).
• Whitlock M., Schulter D. (2022) Analisi statistica dei dati biologici. Zanichelli
16173 - BIOLOGIA ANIMALE
SIMONA PICCHIETTISIMONA PICCHIETTI
Primo Semestre
8
BIO/05
Obiettivi formativi
L’insegnamento ha l’obiettivo principale di fornire tutte le nozioni di base per comprendere la correlazione tra morfologia, anatomia e funzione di organi e apparati in taxa invertebrati e vertebrati. Le principali conoscenze da acquisire riguarderanno: - elementi di base di tassonomia e classificazione; elementi di genetica di popolazione - teorie evolutive - i principali adattamenti degli animali in relazione all'ambiente di vita - la sistematica dei più importanti phyla animali. Le principali abilità (ossia la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite) saranno: - l’utilizzo del microscopio ottico per la classificazione sistematica dei principali gruppi di invertebrati, nonché la valutazione sistematica di preparati di animali interi sotto formaldeide e la ricostruzione anatomica di animali attraverso modelli in plastica; - Collegare le differenze dell’organizzazione anatomo-fisiologica degli animali alle diverse nicchie ecologiche da questi occupate.
RISULTATI APPRENDIMENTO ATTESI
Nella valutazione dello studente si terrà conto del livello di conoscenza degli argomenti trattati, della capacità di analisi e di applicare le conoscenze acquisite nonché dell'autonomia di giudizio. Si terrà conto inoltre della capacità di sintesi, della padronanza di espressione e comunicazione e della capacità di effettuare collegamenti all'interno della disciplina o interdisciplinari.
STORIA EVOLUTIVA DELLA DIVERSITA’ BIOLOGICA
I princìpi della vita.
Le molecole organiche e le origini della vita.
I procarioti e l’inizio della diversità metabolica.
Le origini della diversità degli eucarioti.
La pluricellularità.
LA CELLULA EUCARIOTE ANIMALE
La struttura delle membrane cellulari.
I movimenti tra l’interno e l’esterno delle cellule.
L’organizzazione interna delle cellule.
Il sistema di endomembrane.
La gestione dell’energia nelle cellule.
Citoscheletro e movimento cellulare.
Giunzioni cellulari: correlazione strutturale e funzionale con il citoscheletro.
La matrice extracellulare.
Comunicazione cellulare.
La base strutturale dell'informazione cellulare.
Il ciclo cellulare.
La divisione cellulare meiotica.
EREDITARIETA’ E GENOMA
Ereditarietà, geni e cromosomi
Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà.
L’espressione genica: dal gene alla proteina.
Mutazioni e variazione genetica.
La regolazione dell’espressione genica.
I genomi.
Geni, sviluppo ed evoluzione.
FORME E FUNZIONI NEGLI ANIMALI
Piani corporei degli animali.
Tessuti e organi.
Fisiologia, Omeostasi e termoregolazione.
Superficie del corpo, sostegno, movimento e locomozione.
Metabolismo, Nutrizione e digestione.
Circolazione e sistemi circolatori.
Scambi gassosi.
Regolazione dei liquidi interni ed escrezione.
Neuroni sinapsi e segnalazione.
La riproduzione e lo sviluppo.
Rapporti tra organismi ed ambiente.
I sistemi di difesa degli animali.
LA DIVERSITÀ DEGLI ANIMALI
Principali taxa animali (caratteristiche generali): Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.
L’IMPORTANZA DELLA SISTEMATICA NELL’ATTUALE CONTESTO SCIENTIFICO
La specie nella gerarchia del vivente.
Come scrivere il nome di una specie.
I concetti di specie.
Classificazione e filogenesi (cenni).
Sono previste esercitazioni pratiche obbligatorie in laboratorio (8 h). Ogni esercitazione sarà suddivisa in più turni in funzione del numero degli studenti; ogni turno avrà la durata di 2 h.
Modalità Esame
L'esame mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi. Il voto viene determinato attraverso una verifica delle conoscenze mediante una prova scritta che consiste nella compilazione di un elaborato con sei domande aperte (tempo a disposizione 2h).
I criteri di valutazione sono:
- la pertinenza e l’efficacia delle risposte in rapporto ai contenuti del programma;
- il livello di articolazione della risposta;
- la adeguatezza del linguaggio disciplinare utilizzato;
- la capacità di effettuare collegamenti tra argomenti diversi.
La prova scritta si intende superata con una votazione di almeno 18/30.
Testi adottati
• Biologia Come funziona la vita. James R. Morris, Daniel L. Hartl, Andrew H Knoll, Robert A. Lue, Melissa Michael. Zanichelli
• Biologia 5. La biologia degli animali. David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, Sally Hacker. Zanichelli
• Campbell Biologia e genetica. Dodicesima Edizione Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, P. V. Minorsky, R. Orr. Pearson
• Manuale di Zoologia a cura di Loriano Ballarin. Piccin
• Zoologia Seconda edizione M. Casiraghi, M. de Eguileor, C. Cerrano, S. Puce. UTET
Modalità di frequenza
Tre lezioni a settimana. Frequenza obbligatoria per le attività di laboratorio (8 ore).
STORIA EVOLUTIVA DELLA DIVERSITA’ BIOLOGICA
I princìpi della vita.
Le molecole organiche e le origini della vita.
I procarioti e l’inizio della diversità metabolica.
Le origini della diversità degli eucarioti.
La pluricellularità.
LA CELLULA EUCARIOTE ANIMALE
La struttura delle membrane cellulari.
I movimenti tra l’interno e l’esterno delle cellule.
L’organizzazione interna delle cellule.
Il sistema di endomembrane.
La gestione dell’energia nelle cellule.
Citoscheletro e movimento cellulare.
Giunzioni cellulari: correlazione strutturale e funzionale con il citoscheletro.
La matrice extracellulare.
Comunicazione cellulare.
La base strutturale dell'informazione cellulare.
Il ciclo cellulare.
La divisione cellulare meiotica.
EREDITARIETA’ E GENOMA
Ereditarietà, geni e cromosomi
Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà.
L’espressione genica: dal gene alla proteina.
Mutazioni e variazione genetica.
La regolazione dell’espressione genica.
I genomi.
Geni, sviluppo ed evoluzione.
FORME E FUNZIONI NEGLI ANIMALI
Piani corporei degli animali.
Tessuti e organi.
Fisiologia, Omeostasi e termoregolazione.
Superficie del corpo, sostegno, movimento e locomozione.
Metabolismo, Nutrizione e digestione.
Circolazione e sistemi circolatori.
Scambi gassosi.
Regolazione dei liquidi interni ed escrezione.
Neuroni sinapsi e segnalazione.
La riproduzione e lo sviluppo.
Rapporti tra organismi ed ambiente.
I sistemi di difesa degli animali.
LA DIVERSITÀ DEGLI ANIMALI
Principali taxa animali (caratteristiche generali): Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.
L’IMPORTANZA DELLA SISTEMATICA NELL’ATTUALE CONTESTO SCIENTIFICO
La specie nella gerarchia del vivente.
Come scrivere il nome di una specie.
I concetti di specie.
Classificazione e filogenesi (cenni).
Sono previste esercitazioni pratiche obbligatorie in laboratorio (8 h). Ogni esercitazione sarà suddivisa in più turni in funzione del numero degli studenti; ogni turno avrà la durata di 2 h.
Modalità Esame
L'esame mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi. Il voto viene determinato attraverso una verifica delle conoscenze mediante una prova scritta che consiste nella compilazione di un elaborato con sei domande aperte (tempo a disposizione 2h).
I criteri di valutazione sono:
- la pertinenza e l’efficacia delle risposte in rapporto ai contenuti del programma;
- il livello di articolazione della risposta;
- la adeguatezza del linguaggio disciplinare utilizzato;
- la capacità di effettuare collegamenti tra argomenti diversi.
La prova scritta si intende superata con una votazione di almeno 18/30.
Testi adottati
• Biologia Come funziona la vita. James R. Morris, Daniel L. Hartl, Andrew H Knoll, Robert A. Lue, Melissa Michael. Zanichelli
• Biologia 5. La biologia degli animali. David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, Sally Hacker. Zanichelli
• Campbell Biologia e genetica. Dodicesima Edizione Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, P. V. Minorsky, R. Orr. Pearson
• Manuale di Zoologia a cura di Loriano Ballarin. Piccin
• Zoologia Seconda edizione M. Casiraghi, M. de Eguileor, C. Cerrano, S. Puce. UTET
Modalità di frequenza
Tre lezioni a settimana. Frequenza obbligatoria per le attività di laboratorio (8 ore).
119537 - BIOLOGIA VEGETALE E PRINCIPI DI BIOTECNOLOGIE VEGETALI
ELISA OVIDIELISA OVIDI
Primo Semestre
8
BIO/01
Obiettivi formativi
L'obiettivo di questo corso è quello di sviluppare le conoscenze e le capacità di comprensione della citologia, dell'anatomia e della morfologia delle piante. Queste conoscenze e competenze saranno applicate nella comprensione del meccanismo di funzionamento degli organismi vegetali in termini di attività fotosintetica, di trasporto dell'acqua e processi riproduttivi. Inoltre, lo studente svilupperà le competenze per conoscere il mondo delle piante che gli saranno poi utili nel proseguimento del suo corso di studi. In termini formativi lo studente sarà stimolato nel processo di apprendimento e svilupperà capacità indipendenti di valutazione, giudizio e di comunicazione.
L’obiettivo della parte del corso dedicata ai principi di biotecnologie vegetali è di sviluppare le conoscenze e le capacità di comprensione delle basi delle biotecnologie applicate alle piante. Tali conoscenze saranno strumento per la comprensione delle applicazioni del mondo vegetale, alla trasformazione e ottenimento di prodotti funzionali. L’autonomia di giudizio e la capacità di apprendere saranno l’obiettivo finale del corso, capacità che gli permetteranno anche di sviluppare le abilità comunicative necessarie al proseguimento del percorso formativo.
Biologia vegetale:
Gli organismi vegetali
La nozione di organismo vegetale. La biodiversità. Piante e uomo: aspetti ecologici, economici e sociali
La cellula vegetale
La parete cellulare: biosintesi, struttura, composizione chimica e funzione.
La membrana citoplasmatica: struttura, composizione chimica e funzione.
I plastidi. Il cloroplasto: aspetti strutturali e funzionali. La fotosintesi. Aspetti fisiologici del processo di fotosintesi. Il citoscheletro: i microtubuli, i microfilamenti, proteine associate strutturali e motori molecolari. Aspetti peculiari del processo di divisione cellulare: la banda preprofasica, il fuso mitotico, il fragmoplasto.
Piante: struttura e funzione
Tessuti vegetali. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti fondamentali, di sostegno, tegumentali, di assorbimento, secretori e conduttori.
La radice: funzioni della radice, struttura primaria e secondaria, radici laterali e avventizie; assorbimento dell'acqua e sali minerali. Il trasporto della linfa grezza.
Il fusto: funzioni del fusto, struttura primaria nelle monocotiledoni e dicotiledoni; cambio cribro vascolare, struttura secondaria; sughero, fellogeno e felloderma.
La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico. Il trasporto della linfa elaborata.
Il fiore: il gineceo e l'androceo. L'impollinazione.
Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto.
Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.
Principi di Biotecnologie Vegetali (solo per Studenti L-2):
Cosa sono le Biotecnologie. Le vecchie Biotecnologie per la produzione di alimenti: le colture idroponiche, le colture cellulari vegetali. La Rivoluzione Verde degli anni '50-70 del secolo scorso.
Esempi di applicazioni attuali delle Biotecnologie Vegetali: Biotecnologie da piante trasformate e da piante non trasformate, le Biotecnologie Vegetali per miglioramento qualitativo degli alimenti, nuove applicazioni delle colture idroponiche, nuove applicazioni delle colture cellulari vegetali, le biomasse. La trasformazione delle piante, il Molecular Farming, piante vaccino, piante per la produzione di Biocarburanti e Bioplastica, molecole di origine vegetale per la produzione di farmaci. Considerazioni: Le Biotecnologie Vegetali ed il loro impatto sulla Società. Ricadute positive e negative in termini economici, occupazionali, ambientali e sanitari.
Modalità Esame
L’esame si compone di due parti:
1. Prova scritta (obbligatoria)
Valuta la preparazione teorica e la capacità di applicazione dei concetti fondamentali della biologia vegetale e di principi di biotecnologie vegetali.
Comprende:
- Quesiti a risposta multipla
- Due domande a risposta aperta (breve)
- Una domanda a risposta aperta (estesa)
Il punteggio massimo ottenibile è 30/30.
2. Prova orale (facoltativa)
Lo studente che ottiene un punteggio pari o superiore a 24/30 nella prova scritta può sostenere una prova orale facoltativa, finalizzata a:
- Approfondire tematiche specifiche del programma
- Chiarire eventuali risposte ambigue o incomplete
- Incrementare il punteggio finale fino a un massimo di +3 punti, o conseguire la lode
Testi adottati
Testi di riferimento per la Biologia Vegetale:
- Pasqua G., Abbate G., Forni C., Botanica Generale e Diversità Vegetale, Piccin Editore, Padova.
- Mauseth J.D., Botanica (parte generale), Idelson Gnocchi Editori, Napoli.
- Rost T.L., Barbour M.G., Stocking C.R., Murphy T.M., Biologia delle Piante, Zanichelli Editore, Bologna.
Testi di riferimento per Principi di Biotecnologie Vegetali:
- Tiezzi A., Biotecnologie Vegetali, il futuro che viene da lontano. Argomenti per una riflessione”. Casa Editrice Aracne, Roma, 2011.
- Tiezzi A. Dispensa "La Scienza ci dice....", 2022.
- Pasqua G., Forni C. Biotecnologie Vegetali, Piccin Editore, Padova.
Il Docente mette a disposizione tutte le diapositive ed i filmati mostrati durante il Corso.
Modalità di svolgimento
Il Corso si svolgerà in modalità tradizionale con lezioni in presenza (40 ore di Biologia vegetale per gli studenti dei corsi di Laurea L-2 e L-25 e 16 ore di Principi di Biotecnologie vegetali per gli studenti del corso di Laurea L-2). L'insegnamento consisterà di lezioni durante il quale il Docente esporrà gli argomenti riportati nel programma del Corso. Tutte le diapositive mostrate durante le lezioni saranno a disposizione degli studenti sulla piattaforma Moodle.
Saranno inoltre condotte lezioni in laboratorio (8 ore per entrambi i corsi di Laurea) allo scopo di far acquisire allo studente esperienze pratiche e di stimolare all'apprendimento della materia.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni è facoltativa. Il Docente auspica la presenza degli studenti, utile per migliorare la loro capacità di apprendimento
Biologia vegetale:
Gli organismi vegetali
La nozione di organismo vegetale. La biodiversità. Piante e uomo: aspetti ecologici, economici e sociali
La cellula vegetale
La parete cellulare: biosintesi, struttura, composizione chimica e funzione.
La membrana citoplasmatica: struttura, composizione chimica e funzione.
I plastidi. Il cloroplasto: aspetti strutturali e funzionali. La fotosintesi. Aspetti fisiologici del processo di fotosintesi. Il citoscheletro: i microtubuli, i microfilamenti, proteine associate strutturali e motori molecolari. Aspetti peculiari del processo di divisione cellulare: la banda preprofasica, il fuso mitotico, il fragmoplasto.
Piante: struttura e funzione
Tessuti vegetali. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti fondamentali, di sostegno, tegumentali, di assorbimento, secretori e conduttori.
La radice: funzioni della radice, struttura primaria e secondaria, radici laterali e avventizie; assorbimento dell'acqua e sali minerali. Il trasporto della linfa grezza.
Il fusto: funzioni del fusto, struttura primaria nelle monocotiledoni e dicotiledoni; cambio cribro vascolare, struttura secondaria; sughero, fellogeno e felloderma.
La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico. Il trasporto della linfa elaborata.
Il fiore: il gineceo e l'androceo. L'impollinazione.
Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto.
Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.
Principi di Biotecnologie Vegetali (solo per Studenti L-2):
Cosa sono le Biotecnologie. Le vecchie Biotecnologie per la produzione di alimenti: le colture idroponiche, le colture cellulari vegetali. La Rivoluzione Verde degli anni '50-70 del secolo scorso.
Esempi di applicazioni attuali delle Biotecnologie Vegetali: Biotecnologie da piante trasformate e da piante non trasformate, le Biotecnologie Vegetali per miglioramento qualitativo degli alimenti, nuove applicazioni delle colture idroponiche, nuove applicazioni delle colture cellulari vegetali, le biomasse. La trasformazione delle piante, il Molecular Farming, piante vaccino, piante per la produzione di Biocarburanti e Bioplastica, molecole di origine vegetale per la produzione di farmaci. Considerazioni: Le Biotecnologie Vegetali ed il loro impatto sulla Società. Ricadute positive e negative in termini economici, occupazionali, ambientali e sanitari.
Modalità Esame
L’esame si compone di due parti:
1. Prova scritta (obbligatoria)
Valuta la preparazione teorica e la capacità di applicazione dei concetti fondamentali della biologia vegetale e di principi di biotecnologie vegetali.
Comprende:
- Quesiti a risposta multipla
- Due domande a risposta aperta (breve)
- Una domanda a risposta aperta (estesa)
Il punteggio massimo ottenibile è 30/30.
2. Prova orale (facoltativa)
Lo studente che ottiene un punteggio pari o superiore a 24/30 nella prova scritta può sostenere una prova orale facoltativa, finalizzata a:
- Approfondire tematiche specifiche del programma
- Chiarire eventuali risposte ambigue o incomplete
- Incrementare il punteggio finale fino a un massimo di +3 punti, o conseguire la lode
Testi adottati
Testi di riferimento per la Biologia Vegetale:
- Pasqua G., Abbate G., Forni C., Botanica Generale e Diversità Vegetale, Piccin Editore, Padova.
- Mauseth J.D., Botanica (parte generale), Idelson Gnocchi Editori, Napoli.
- Rost T.L., Barbour M.G., Stocking C.R., Murphy T.M., Biologia delle Piante, Zanichelli Editore, Bologna.
Testi di riferimento per Principi di Biotecnologie Vegetali:
- Tiezzi A., Biotecnologie Vegetali, il futuro che viene da lontano. Argomenti per una riflessione”. Casa Editrice Aracne, Roma, 2011.
- Tiezzi A. Dispensa "La Scienza ci dice....", 2022.
- Pasqua G., Forni C. Biotecnologie Vegetali, Piccin Editore, Padova.
Il Docente mette a disposizione tutte le diapositive ed i filmati mostrati durante il Corso.
Modalità di svolgimento
Il Corso si svolgerà in modalità tradizionale con lezioni in presenza (40 ore di Biologia vegetale per gli studenti dei corsi di Laurea L-2 e L-25 e 16 ore di Principi di Biotecnologie vegetali per gli studenti del corso di Laurea L-2). L'insegnamento consisterà di lezioni durante il quale il Docente esporrà gli argomenti riportati nel programma del Corso. Tutte le diapositive mostrate durante le lezioni saranno a disposizione degli studenti sulla piattaforma Moodle.
Saranno inoltre condotte lezioni in laboratorio (8 ore per entrambi i corsi di Laurea) allo scopo di far acquisire allo studente esperienze pratiche e di stimolare all'apprendimento della materia.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni è facoltativa. Il Docente auspica la presenza degli studenti, utile per migliorare la loro capacità di apprendimento
Bibliografia
Vedi testi
14963 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
FELICE GRANDINETTIFELICE GRANDINETTI
Secondo Semestre
8
CHIM/03
Obiettivi formativi
Con il presente insegnamento si intende fornire agli studenti i concetti generali relativi agli aspetti chimici della catalisi e alle sue applicazioni in campo biologico e biotecnologico. Partendo dagli aspetti fondamentali della cinetica chimica, si svilupperà un percorso che dovrà al suo esito mettere in grado lo studente di discutere il meccanismo di reazione di alcuni processi di interesse biotecnologico, individuando l'eventuale natura catalitica degli stessi e discutendone in maniera critica le varie fasi e le possibili applicazioni industriali.
Conoscenza e capacità di comprensione: acquisizione da parte dello studente di contenuti specifici relativamente a: i) principi generali della cinetica chimica e della catalisi; ii) individuazione di processi catalici di interesse biotecnologico, con descrizione dettagliata delle varie fasi; iii) collocazione dei sistemi studiati nell'ambito più generale della catalisi e biocatalisi industriale. 2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: verrà curata la capacità dello studente di analizzare, alla luce delle conoscenze acquisite, il possibile interesse, anche su larga scala, di un processo di natura catalitica, sia naturale che di sintesi, esaminandone criticamente le varie fasi e gli eventuali obiettivi applicativi. 3) Autonomia di giudizio; l’insegnamento dovrà fornire allo studente la capacità di lavorare in autonomia di giudizio anche attraverso la consultazione critica e la comparazione di materiali didattici di varia tipologia. Si svilupperà inoltre in ogni caso la capacità del singolo di interagire criticamente con gli altri componenti di una classe omogenea, stimolando in particolare l'interazione fra i componenti della stessa. 4) Abilità comunicative: lo studente che frequenta l’insegnamento verrà continuamente sollecitato ad illustrare, anche mediante tecniche audiovisive, i progressi fatti nello studio della disciplina e nell'apprendimento dei concetti presentati. Il docente stimolerà inoltre la discussione anche mediante uno scambio di opinioni tra gli studenti frequentanti, che diventeranno così parte attiva nel processo di comunicazione e di elaborazione del singolo. 5) Capacità di apprendere: verrà costantemente stimolata anche attraverso la somministrazione di test e di esercizi da svolgere in maniera autonoma, con l'obiettivo di restituirne i risultati e di confrontarli con quelli ottenuti dagli studenti che frequentano la stessa classe. Verranno inoltre svolti esercizi in classe e simulazioni della prova finale.
Concetti introduttivi. Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici. Teoria atomica della materia. Proprietà atomiche: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo. Struttura dell' atomo: Modello di Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Configurazione elettronica degli elementi. Regole dell Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: Legame ionico, covalente e di coordinazione. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Legami intermolecolari. Legame a idrogeno. Formule chimiche. Nomenclatura dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di molecole e ioni tipici. Lo stato gassoso: Leggi dei gas. Equazione di stato per i gas ideali. Gas reali (cenni). Lo stato solido: Strutture cristalline e loro simmetrie. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. Termodinamica chimica: Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Energia libera. Terzo principio della termodinamica. Equilibrio chimico: Criteri di spontaneità ed equilibrio nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa e sua derivazione. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei ed eterogenei. Soluzioni: Concentrazione e sue unità di misura. Proprietà colligative delle soluzioni ideali. Equilibri acido-base: Definizioni generali. Forza degli acidi e delle basi. Struttura e proprietà acido-base. Autoionizzazione dell' acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi e di sali. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base e curve di titolazione. Equilibri di solubilità: Solubilità e fattori che la influenzano. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune. Cinetica chimica: Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi. Elementi di chimica inorganica: Composti inorganici di interesse biologico ed ambientale: ossigeno ed ozono, ossidi dell'azoto, ossidi dello zolfo, composti del fluoro e del cloro. Il Corso prevede lo svolgimento di calcoli stechiometrici relativi agli argomenti teorici sopra elencati.
Modalità Esame
L'esame prevede lo svolgimento di una prova scritta, riguardante gli esercizi di stechiometria, e di una prova orale, che serve a valutare le conoscenze generali acquisite dallo studente, in particolare gli aspetti fondamentali della disciplina. La prova scritta può essere svolta in un'unica soluzione, oppure attraverso due valutazioni in itinere, la prima delle quali propedeutica alla seconda.
Testi adottati
1) AA.VV. Le basi della Chimica, EDIZIONI A.L.E. 2022
2) AA. VV. Stechiometria, EDIZIONI A.L.E. 2021
3) Dispense dal materiale utilizzato a lezione
4) Raccolta di esercizi d'esame
Modalità di svolgimento
Il corso viene erogato attraverso lezioni frontali basate anche sulla proiezione di slights e sull'illustrazione analitica di esercizi numerici svolti alla lavagna.
Modalità di frequenza
Consigliata ma non obbligatoria
Bibliografia
1) M. Casarin, L. Casella, R. d'Agostino, A. Filippi, F. Grandinetti, R. Purrello, N. Re, M. Speranza, Chimica Generale e Inorganica, Edi-Ermes, Milano.
2) F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni
Concetti introduttivi. Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici. Teoria atomica della materia. Proprietà atomiche: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo. Struttura dell' atomo: Modello di Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Configurazione elettronica degli elementi. Regole dell Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: Legame ionico, covalente e di coordinazione. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Legami intermolecolari. Legame a idrogeno. Formule chimiche. Nomenclatura dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di molecole e ioni tipici. Lo stato gassoso: Leggi dei gas. Equazione di stato per i gas ideali. Gas reali (cenni). Lo stato solido: Strutture cristalline e loro simmetrie. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. Termodinamica chimica: Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Energia libera. Terzo principio della termodinamica. Equilibrio chimico: Criteri di spontaneità ed equilibrio nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa e sua derivazione. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei ed eterogenei. Soluzioni: Concentrazione e sue unità di misura. Proprietà colligative delle soluzioni ideali. Equilibri acido-base: Definizioni generali. Forza degli acidi e delle basi. Struttura e proprietà acido-base. Autoionizzazione dell' acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi e di sali. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base e curve di titolazione. Equilibri di solubilità: Solubilità e fattori che la influenzano. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune. Cinetica chimica: Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi. Elementi di chimica inorganica: Composti inorganici di interesse biologico ed ambientale: ossigeno ed ozono, ossidi dell'azoto, ossidi dello zolfo, composti del fluoro e del cloro. Il Corso prevede lo svolgimento di calcoli stechiometrici relativi agli argomenti teorici sopra elencati.
Modalità Esame
L'esame prevede lo svolgimento di una prova scritta, riguardante gli esercizi di stechiometria, e di una prova orale, che serve a valutare le conoscenze generali acquisite dallo studente, in particolare gli aspetti fondamentali della disciplina. La prova scritta può essere svolta in un'unica soluzione, oppure attraverso due valutazioni in itinere, la prima delle quali propedeutica alla seconda.
Testi adottati
1) AA.VV. Le basi della Chimica, EDIZIONI A.L.E. 2022
2) AA. VV. Stechiometria, EDIZIONI A.L.E. 2021
3) Dispense dal materiale utilizzato a lezione
4) Raccolta di esercizi d'esame
Modalità di svolgimento
Il corso viene erogato attraverso lezioni frontali basate anche sulla proiezione di slights e sull'illustrazione analitica di esercizi numerici svolti alla lavagna.
Modalità di frequenza
Consigliata ma non obbligatoria
Bibliografia
1) M. Casarin, L. Casella, R. d'Agostino, A. Filippi, F. Grandinetti, R. Purrello, N. Re, M. Speranza, Chimica Generale e Inorganica, Edi-Ermes, Milano.
2) F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni
15038 - IDONEITA' LINGUA INGLESE
Secondo Semestre
6
L-LIN/12
Obiettivi formativi
Corso "BIOTECHNOLOGY- Level B1 DIBAF" 2021-22
Obiettivi formativi
Gli obiettivi didattici minimi del corso sono finalizzati a permettere allo studente/alla studentessa di leggere e comprendere (reading-comprehension) efficacemente testi in inglese quali brevi articoli scientifici e/o divulgativi, capitoli di libri, ect.. Obiettivo secondario é lo sviluppo dell'abilità di ascolto di brevi testi audio/video sulle medesime tematiche.
Gli obiettivi formativi includono inoltre:
i. l'analisi grammaticale e stilistica dei testi;
ii. l'apprendimento lessicale, e sono finalizzati al superamento dell'accertamento finale/esame di profitto.
Risultati di apprendimento attesi
1) Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di avere acquisito un grado di conoscenza e di comprensione di contenuti linguistici (lettura, comprensione ed analisi di testi scientifici) almeno di livello B1-B1+.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di saper applicare la conoscenza acquisita e la comprensione dei contenuti didattici erogati attraverso il superamento con sicurezza della prova d'accertamento finale
3) Autonomia di giudizio
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare di saper analizzare in modo critico ed in autonomia il materiale didattico disponibile, e di proporre anche attività di autoapprendimento in autonomia.
4) Abilità comunicative
Durante la frequenza del corso/laboratorio gli studenti/le studentesse dovranno dimostrare anche sufficienti abilità comunicative orali in lingua inglese.
5) Capacità di apprendere
Lo studente/la studentessa dovrà dimostrare una capacità di apprendere i contenuti didattici di un livello almeno pari a B1-B1+.
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Al termine del corso, gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito:
• La conoscenza dei principi fondamentali della fisica classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo) e moderna, con particolare riferimento ai fenomeni rilevanti per i sistemi biologici.
• La capacità di comprendere come le leggi della fisica si applicano ai processi biochimici e biologici.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
• Gli studenti dovranno essere in grado di:
• Applicare i concetti fisici per risolvere problemi quantitativi relativi a fenomeni biologici e biotecnologici.
• Utilizzare strumenti matematici e modelli fisici per analizzare dati sperimentali.
• Interpretare il funzionamento di tecnologie biotecnologiche basate su principi fisici, come spettroscopia, microscopia e risonanza magnetica.
Autonomia di giudizio:
Essere in grado di:
• Valutare in modo critico l'applicabilità dei principi fisici ai problemi biotecnologici.
• Analizzare dati sperimentali e trarre conclusioni basate su evidenze scientifiche.
Abilità comunicative:
Gli studenti dovranno aver sviluppato la capacità di:
• Comunicare in modo chiaro e rigoroso concetti e risultati fisici, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
• Collaborare efficacemente in contesti interdisciplinari per affrontare problemi complessi.
Capacità di apprendere:
• Essere in grado di apprendere autonomamente nuovi concetti e metodologie fisiche, aggiornandosi costantemente in funzione delle evoluzioni del settore biotecnologico.
Il corso introduce ai concetti ed agli approcci sperimentali della chimica organica, operando il consolidamento di principi acquisiti nell’ambito dei corsi di fisica e di chimica generale ed inorganica per procedere alla conoscenza della chimica del carbonio. Saranno fornite, nella prima parte del corso, le basi culturali e pratiche per la comprensione della struttura delle molecole organiche, ponendo una particolare attenzione alle relazioni esistenti tra la struttura chimica e le proprietà chimico-fisiche e biologiche ad esse associate. I diversi stati fisici di ibridazione del carbonio permetteranno la visione tridimensionale delle molecole, facilitando la comprensione del loro ruolo nella cellula. La seconda parte del corso è dedicata alla applicazione delle proprietà nel contesto della reattività chimica. Lo studente avrà la possibilità di avere le risposte per alcune tra le domande fondamentali nel suo percorso di studi: perché le molecole reagiscono? Quali sono i fattori sperimentali che controllano la cinetica delle reazioni? Quando una reazione è sotto controllo termodinamico piuttosto che cinetico? Come è possibile sintetizzare molecole complesse a partire da semplici reagenti? Quale è l’impatto della chimica organica sull’ambiente e come è possibile ridurlo? Queste conoscenze permetteranno allo studente di affrontare i corsi di studio successivi con una forte competenza strutturale e molecolare.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
• Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Conoscenza dei principi che regolano la formazione del legame chimico, attraverso l’impiego di teorie tradizionali (teoria del legame di valenza) e avanzate (teoria dell’orbitale molecolare e cenni di meccanica quantistica). Conoscenza della nomencletura e della classificazione (teoria dei gruppi funzionali) delle molecole organiche, con una particolare attenzione alla associazione tra famiglia di molecole organiche e proprietà biologiche e chimico-fisiche. Conoscenza della reattività delle molecole organiche e dei parametri sperimentali in grado di controllare la termodinamica e la cinetica delle trasformazioni organiche. Conoscenza della relazione tra le molecole organiche e l’origine della vita.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): In aggiunta alle conoscenze acquisite attraverso lo studio della chimica organica, gli studenti potranno applicare i concetti acquisiti per la risoluzione di esercizi pratici inerenti l’identificazione e la classificazione delle sostanze in base alla loro attività sull’organismo, l’effetto della chiralità sull’attivita farmacologica, la possibilità di separare sostanze organiche isomere e le metodologie generali per la loro analisi e per il loro riconoscimento.
• Autonomia di giudizio (making judgements): Il corso offre collegamenti con altre discipline del percorso di Laurea (fisica, chimica generale, biochimica, biologia molecolare, chimica computazionale e genetica) fornendo una conoscenza integrata. Il giudizio critico dello studente sarà stimolato facendo continuo riferimento alla lettura di studi recenti pubblicati in riviste scientifiche del settore, ponendo in discussione le problematiche attuali relative ad alcuni dei concetti fondamentali della disciplina. Grazie alla natura multi- ed interdisciplinare della chimica organica, sarà inoltre possibile collegare le nozioni acquisite alle problematiche di altre discipline, permettendo allo studente la formazione di una propria autonomia di giudizio circa l’efficacia di un approccio scientifico integrato.
• Abilità comunicative (communication skills): Al termine di ogni parte essenziale del corso gli studenti saranno invitati a formare dei gruppi di lavoro per sviluppare soluzioni e competere con gli altri nella risoluzione di esercizi pratici. Lo strumento didattico è volto a far crescere le capacità comunicative e l’abilità di sapere lavorare in un gruppo, il tutto finalizzato al consolidamento dei concetti acquisiti.
• Capacità di apprendere (learning skills): le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate durante lo svolgimento del corso tramite prove di esonero che permetteranno di seguire individualmente lo stato di maturazione della conoscenza, evidenziando le capacità di restituzione dello studente.
Alcani e cicloalcani. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria di struttura. Analisi conformazionale (etano, butano, cicloesano). Stabilità dei cicloalcani (tensione angolare, tensione torsionale, tensione sterica). Derivati del cicloesano (stereoisomeria cis-trans). Alcani biciclici e policiclici. Ruolo naturale ed applicazioni degli alcani.
Alcheni. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp2. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Stabilità (calore di idrogenazione, calore di combustione). Sistema di nomenclatura (E)-(Z) per gli alcheni. Cicloalcheni.
Alchini. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alcoli. Eteri. Ammine. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici. Esteri ed ammidi. Introduzione. Struttura. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Stereochimica. Introduzione. Chiralità del carbonio. Enantiomeri e molecole chirali. Rappresentazione grafica. Nomenclatura (R) (S). Attività ottica (potere rotatorio specifico, definizione di racemo, purezza ottica). Diastereoisomeri (composti meso).
Composti aromatici. Introduzione. Benzene. Struttura e stabilità. Regola di Huckel. Altri composti aromatici. Nomenclatura dei derivati del benzene. Fenomeni di induzione e di risonanza. Composti aromatici eterociclici. I composti aromatici in biochimica.
Carboidrati. Classificazione. Monosaccaridi. Mutarotazione e formazione dei glucosidi. Configurazione D o L. Disaccaridi. Polisaccaridi.
Proteine. Struttura degli amminoacidi. Nomenclatura. Legame peptidico. Oligopeptidi.
Modulo B. LA REATTIVITA'
Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilità e struttura. Termodinamica e cinetica. Alogenazione degli alcani superiori.
Gli alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila. Reazione SN2. Reazione SN1. Meccanismi ed andamenti stereochimici. Effetti del solvente e del gruppo uscente. Reazioni di eliminazione. Reazione E1. Reazione E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione.
Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Alogenazione del benzene. Effetto dei sostituenti.
Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligonucleotidi.
Lipidi. Reazione di saponificazione.
Modalità Esame
VALUTAZIONE DEL PROFITTO
L'esame finale è una prova scritta seguita da un esame orale. La prova finale verte sull'ultima edizione del programma di chimica organica. L’esame scritto è costituito da due domande teoriche e da tre problemi relativi agli argomenti del corso. Le domande sono costruite per verificare la capacità di conoscenza e il collegamento tra i contenuti del corso. L’esame orale consiste nella revisione del compito scritto e nell’approfondimento di alcuni dei suoi contenuti. Il voto finale corrisponde alla media delle due prove.
DESCRIZIONE DEI METODI DI ACCERTAMENTO
L'esame si svolge nelle forme stabilite dal Regolamento Didattico di Ateneo. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta). In particolare, le domande avranno come obiettivo la verifica degli obiettivi di apprendimento: Conoscenza delle teorie che interpretano la formazione dei legami chimici, applicazione di tali teorie per la costruzione delle molecole organiche, classificazione delle molecole organiche in base alla loro struttura, proprietà chimico-fisiche e reattività. Il calendario degli appelli e l'iscrizione agli appelli di esame vengono fatti tramite il portale di Ateneo.
Testi adottati
Chimica Organica Essenziale, Bruno Botta, EdiTes
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula supportate da esercitazioni pratiche nella risoluzione di problemi attinenti i contenuti della lezione. Per le attività di didattica frontale sono previsti 7 CFU.
Modalità di frequenza
La frequenza al corso, sebbene altamente consigliata, è facoltativa
Alcani e cicloalcani. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria di struttura. Analisi conformazionale (etano, butano, cicloesano). Stabilità dei cicloalcani (tensione angolare, tensione torsionale, tensione sterica). Derivati del cicloesano (stereoisomeria cis-trans). Alcani biciclici e policiclici. Ruolo naturale ed applicazioni degli alcani.
Alcheni. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp2. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Stabilità (calore di idrogenazione, calore di combustione). Sistema di nomenclatura (E)-(Z) per gli alcheni. Cicloalcheni.
Alchini. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alcoli. Eteri. Ammine. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici. Esteri ed ammidi. Introduzione. Struttura. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Stereochimica. Introduzione. Chiralità del carbonio. Enantiomeri e molecole chirali. Rappresentazione grafica. Nomenclatura (R) (S). Attività ottica (potere rotatorio specifico, definizione di racemo, purezza ottica). Diastereoisomeri (composti meso).
Composti aromatici. Introduzione. Benzene. Struttura e stabilità. Regola di Huckel. Altri composti aromatici. Nomenclatura dei derivati del benzene. Fenomeni di induzione e di risonanza. Composti aromatici eterociclici. I composti aromatici in biochimica.
Carboidrati. Classificazione. Monosaccaridi. Mutarotazione e formazione dei glucosidi. Configurazione D o L. Disaccaridi. Polisaccaridi.
Proteine. Struttura degli amminoacidi. Nomenclatura. Legame peptidico. Oligopeptidi.
Modulo B. LA REATTIVITA'
Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilità e struttura. Termodinamica e cinetica. Alogenazione degli alcani superiori.
Gli alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila. Reazione SN2. Reazione SN1. Meccanismi ed andamenti stereochimici. Effetti del solvente e del gruppo uscente. Reazioni di eliminazione. Reazione E1. Reazione E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione.
Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Alogenazione del benzene. Effetto dei sostituenti.
Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligonucleotidi.
Lipidi. Reazione di saponificazione.
Modalità Esame
VALUTAZIONE DEL PROFITTO
L'esame finale è una prova scritta seguita da un esame orale. La prova finale verte sull'ultima edizione del programma di chimica organica. L’esame scritto è costituito da due domande teoriche e da tre problemi relativi agli argomenti del corso. Le domande sono costruite per verificare la capacità di conoscenza e il collegamento tra i contenuti del corso. L’esame orale consiste nella revisione del compito scritto e nell’approfondimento di alcuni dei suoi contenuti. Il voto finale corrisponde alla media delle due prove.
DESCRIZIONE DEI METODI DI ACCERTAMENTO
L'esame si svolge nelle forme stabilite dal Regolamento Didattico di Ateneo. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta). In particolare, le domande avranno come obiettivo la verifica degli obiettivi di apprendimento: Conoscenza delle teorie che interpretano la formazione dei legami chimici, applicazione di tali teorie per la costruzione delle molecole organiche, classificazione delle molecole organiche in base alla loro struttura, proprietà chimico-fisiche e reattività. Il calendario degli appelli e l'iscrizione agli appelli di esame vengono fatti tramite il portale di Ateneo.
Testi adottati
Chimica Organica Essenziale, Bruno Botta, EdiTes
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula supportate da esercitazioni pratiche nella risoluzione di problemi attinenti i contenuti della lezione. Per le attività di didattica frontale sono previsti 7 CFU.
Modalità di frequenza
La frequenza al corso, sebbene altamente consigliata, è facoltativa
15607 - MICROBIOLOGIA E PRINCIPI DI MICROBIOLOGIA INDUSTRIALE
MAURIZIO PETRUCCIOLIMAURIZIO PETRUCCIOLI
Primo Semestre
9
BIO/19
Obiettivi formativi
A) OBIETTIVI FORMATIVI
Fornire agli studenti conoscenze fondamentali del mondo dei microrganismi (procarioti in particolare) quali struttura e funzione (citologia e fisiologia) e genetica della cellula procariote, sviluppo e conseguente crescita delle popolazioni. Lo studente, inoltre, dovrà acquisire una visione generale dell'impatto dei microrganismi in natura (cicli biogeochimici, p. es.) e delle loro potenzialità applicative a livello industriale e ambientale. Verranno inoltre fornite alcune conoscenze di base di virologia. E' scopo del corso anche quello di far prendere agli studenti confidenza con alcune tecniche di base del laboratorio di Microbiologia.
B) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1) Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
L’insegnamento contribuirà a far acquisire conoscenze e capacità di comprendere e descrivere le strutture ed i processi biologici fondamentali nell'ambito della microbiologia. Si mira, inoltre, a far acquisire conoscenze teorico-sperimentali della microbiologia relativamente ad aspetti cellulari, morfologici, biochimici, fisiologici e genetici. Tutte queste informazioni consentiranno allo studente di comprendere sia gli elementi fondamentali della microbiologia sia quelli interdisciplinari.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)
Lo studente sarà in grado di tradurre sul piano pratico le conoscenze teoriche e di argomentare problematiche nell’ambito della microbiologia generale e soprattutto industriale e ambientale. Attraverso le attività di laboratorio, gli studenti acquisiranno la capacità di applicare sul piano pratico le conoscenze teoriche attuando tecniche di base tipiche del laboratorio di microbiologia.
3) Autonomia di giudizio (making judgements);
Lo studente avrà la capacità di interpretare in modo autonomo sia le conoscenze di base che applicate della microbiologia. Questa capacità verrà acquisita, in particolar modo, grazie alla frequenza di attività pratiche ed esercitazioni in aula e laboratorio.
4) Per le abilità comunicative (communication skills)
Lo studente che frequenta l’insegnamento sarà in grado di presentare, anche con l'ausilio delle opportune tecniche audiovisive ed in modo critico, le conoscenze connesse con la microbiologia generale e applicata. Tale abilità saranno conseguite anche grazie all’ampio uso che viene fatto delle presentazioni power point in aula e al dialogo e scambio di opinioni tra gli studenti ed il docente sia in occasione delle lezioni frontali che durante le attività di laboratorio.
5) La capacità di apprendere (learning skills)
Gli studenti comprenderanno e acquisiranno i metodi di indagine e di lavoro in ambito microbiologico. Saranno, quindi, in grado di approfondire autonomamente le conoscenze e competenze acquisite. Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula su temi specifici dell’insegnamento e nelle attività di laboratorio.
Il corso si svolgera’ secondo la seguente articolazione:
1. Storia della Microbiologia (cenni): la scoperta del mondo dei microrganismi; la controversia sulla generazione spontanea; i microrganismi come agenti di malattia e loro ruolo nella trasformazione della sostanza organica.
2. Basi tecniche del laboratorio di microbiologia: il microscopio, richiami di fisica ottica; preparati a fresco e colorati; microscopia elettronica (a trasmissione ed a scansione), cenni; la coltura pura ed il suo ottenimento; principi generali di nutrizione microbica; preparazione dei terreni colturali; teoria e pratica della sterilizzazione; controlli di sterilità.
3. Citologia della cellula procariota ed eucariota: generalità; struttura ed ultrastruttura della cellula batterica; struttura e funzione della membrana; sistemi di trasporto attraverso la membrana; la parete cellulare, composizione chimica e caratteristiche; la parete dei batteri Gram+ e Gram-; la parete degli archebatteri e degli eucarioti; la capsula e la virulenza ad essa legata; il movimento e gli organi di movimento; la chemiotassi; la endospora batterica, struttura, funzione ed importanza; cenni alle spore degli eucarioti ed alla alternanza di generazione; il mitocondrio e la funzione respiratoria; cenni all'arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare.
4. Fisiologia cellulare: richiami di chimica e biochimica cellulare (energia di attivazione; catalisi ed enzimi; le reazioni biologiche di ossidoriduzione; trasportatori di idrogeno e di elettroni; i composti fosfato con legami ricchi di energia); produzione di energia nei sistemi biologici; la glicolisi e le vie simili; riossidazione del NAD ridotto: fermentazione e respirazione; la fermentazione alcolica e lattica; la respirazione aerobica; il ciclo degli acidi tricarbossilici; il sistema di trasporto degli elettroni; bilancio energetico della respirazione; cenni alla respirazione anaerobica; biosintesi e ricambio del materiale cellulare.
5. Sviluppo microbico: crescita di una singola cellula e di una popolazione microbica; misura dello sviluppo e curva di crescita; repressione catabolica e diauxia; effetto delle condizioni colturali sullo sviluppo microbico.
6. Principi di genetica molecolare e genetica batterica: richiami alla struttura del DNA; azione degli enzimi di restrizione; replicazione del DNA; elementi genetici; riarrangiamento dei geni; trasposoni; il processo di trascrizione; struttura e funzione di mRNA e tRNA; il processo di traduzione e la sintesi proteica; il codice genetico; agenti mutageni e mutazioni; la ricombinazione nei batteri; trasformazione, trasduzione e coniugazione; plasmidi e loro significato biologico.
7. Virologia: natura della particella virale; conte virali; caratteristiche generali della riproduzione virale; principi di genetica dei virus; batteriofagi a RNA; batteriofagi icosaedrici a singolo filamento di DNA; virus DNA a doppio filamento; i virus batterici temperati e la lisogenia; le principali famiglie di virus animali (cenni).
8. Ecologia microbica: richiami alle tecniche di isolamento ed identificazione dei microrganismi; interazioni tra popolazioni microbiche e con altri organismi; comunita’ microbiche ed ecosistemi; i principali cicli biogeochimici (carbonio, azoto, ferro, ecc.); ruolo dei microrganismi nella decontaminazione ambientale; catabolismo aerobio o anaerobio di inquinanti organici e trattamento delle acque reflue.
9. Biotecnologie microbiche: i microrganismi di interesse industriale; screening da ambienti naturali e da collezioni; il fermentatore, geometria ed impieghi; il processo di scale-up; metaboliti primari e secondari; cenni su produzione di antibiotici, di enzimi, aminoacidi e sulla immobilizzazione.
Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno i seguenti argomenti:
1. Microscopia e osservazioni microscopiche; osservazioni a fresco; colorazioni semplici e differenziali e osservazioni di preparati colorati;
2. Terreini di coltura: preparazione di terrini liquidi e solidificabili;
3. La coltura pura e suo isolamento: lo spandimento e lo strisciamento, il re-isolamento; le colture di arricchimento;
4. Coltivazione di microrganismi e misurazione dello sviluppo microbico (conta diretta e conta colturale; peso secco; turbidimetria).
Modalità Esame
La prova in itinere, svolta a circa meta’ del semestre, consiste in un questionario con risposte aperte e chiuse.
Chi ha sostenuto la prova in itinere e ne accetta l’esito positivo svolge la prova orale finale su argomenti diversi da quelli oggetto della prova in itinere. In questo caso, l’ orale consiste in 2-3 domande di cui, in genere, 1-2 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche.
Nel caso non venga svolta la prova in itinere o non se ne accetti l’esito, l’ orale consiste in 3-5 domande di cui, in genere, 1 sulle esercitazioni di laboratorio, 1-3 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche. In situazioni particolari o peculiarità di uno o più candidati, l'esame potrà essere svolto in forma scritta con cinque domande a risposta aperta, valutate come per l'orale. Ai candidati sarà concessa un'ora e mezzo di tempo per rispondere.
Nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), delle capacità critiche e di formulare di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione ed uso del linguaggio scientifico-tecnico (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Testi adottati
Testi suggeriti tra cui scegliere:
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/E - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley - Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, D.A. Stahl, D.P. Clark, Pearson, 2012. Volumi 1 e 2.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, Casa Editrice Ambrosiana. Volumi 1 e 2A.
- Biologia dei microrgaismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, 2012.
Modalità di frequenza
La frequenza è facoltativa anche se è molto consigliata per discussioni in aula e soprattutto per la partecipazione ad attività pratiche e esercitazioni di laboratorio
Bibliografia
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/Ed. - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
Il corso si svolgera’ secondo la seguente articolazione:
1. Storia della Microbiologia (cenni): la scoperta del mondo dei microrganismi; la controversia sulla generazione spontanea; i microrganismi come agenti di malattia e loro ruolo nella trasformazione della sostanza organica.
2. Basi tecniche del laboratorio di microbiologia: il microscopio, richiami di fisica ottica; preparati a fresco e colorati; microscopia elettronica (a trasmissione ed a scansione), cenni; la coltura pura ed il suo ottenimento; principi generali di nutrizione microbica; preparazione dei terreni colturali; teoria e pratica della sterilizzazione; controlli di sterilità.
3. Citologia della cellula procariota ed eucariota: generalità; struttura ed ultrastruttura della cellula batterica; struttura e funzione della membrana; sistemi di trasporto attraverso la membrana; la parete cellulare, composizione chimica e caratteristiche; la parete dei batteri Gram+ e Gram-; la parete degli archebatteri e degli eucarioti; la capsula e la virulenza ad essa legata; il movimento e gli organi di movimento; la chemiotassi; la endospora batterica, struttura, funzione ed importanza; cenni alle spore degli eucarioti ed alla alternanza di generazione; il mitocondrio e la funzione respiratoria; cenni all'arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare.
4. Fisiologia cellulare: richiami di chimica e biochimica cellulare (energia di attivazione; catalisi ed enzimi; le reazioni biologiche di ossidoriduzione; trasportatori di idrogeno e di elettroni; i composti fosfato con legami ricchi di energia); produzione di energia nei sistemi biologici; la glicolisi e le vie simili; riossidazione del NAD ridotto: fermentazione e respirazione; la fermentazione alcolica e lattica; la respirazione aerobica; il ciclo degli acidi tricarbossilici; il sistema di trasporto degli elettroni; bilancio energetico della respirazione; cenni alla respirazione anaerobica; biosintesi e ricambio del materiale cellulare.
5. Sviluppo microbico: crescita di una singola cellula e di una popolazione microbica; misura dello sviluppo e curva di crescita; repressione catabolica e diauxia; effetto delle condizioni colturali sullo sviluppo microbico.
6. Principi di genetica molecolare e genetica batterica: richiami alla struttura del DNA; azione degli enzimi di restrizione; replicazione del DNA; elementi genetici; riarrangiamento dei geni; trasposoni; il processo di trascrizione; struttura e funzione di mRNA e tRNA; il processo di traduzione e la sintesi proteica; il codice genetico; agenti mutageni e mutazioni; la ricombinazione nei batteri; trasformazione, trasduzione e coniugazione; plasmidi e loro significato biologico.
7. Virologia: natura della particella virale; conte virali; caratteristiche generali della riproduzione virale; principi di genetica dei virus; batteriofagi a RNA; batteriofagi icosaedrici a singolo filamento di DNA; virus DNA a doppio filamento; i virus batterici temperati e la lisogenia; le principali famiglie di virus animali (cenni).
8. Ecologia microbica: richiami alle tecniche di isolamento ed identificazione dei microrganismi; interazioni tra popolazioni microbiche e con altri organismi; comunita’ microbiche ed ecosistemi; i principali cicli biogeochimici (carbonio, azoto, ferro, ecc.); ruolo dei microrganismi nella decontaminazione ambientale; catabolismo aerobio o anaerobio di inquinanti organici e trattamento delle acque reflue.
9. Biotecnologie microbiche: i microrganismi di interesse industriale; screening da ambienti naturali e da collezioni; il fermentatore, geometria ed impieghi; il processo di scale-up; metaboliti primari e secondari; cenni su produzione di antibiotici, di enzimi, aminoacidi e sulla immobilizzazione.
Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno i seguenti argomenti:
1. Microscopia e osservazioni microscopiche; osservazioni a fresco; colorazioni semplici e differenziali e osservazioni di preparati colorati;
2. Terreini di coltura: preparazione di terrini liquidi e solidificabili;
3. La coltura pura e suo isolamento: lo spandimento e lo strisciamento, il re-isolamento; le colture di arricchimento;
4. Coltivazione di microrganismi e misurazione dello sviluppo microbico (conta diretta e conta colturale; peso secco; turbidimetria).
Modalità Esame
La prova in itinere, svolta a circa meta’ del semestre, consiste in un questionario con risposte aperte e chiuse.
Chi ha sostenuto la prova in itinere e ne accetta l’esito positivo svolge la prova orale finale su argomenti diversi da quelli oggetto della prova in itinere. In questo caso, l’ orale consiste in 2-3 domande di cui, in genere, 1-2 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche.
Nel caso non venga svolta la prova in itinere o non se ne accetti l’esito, l’ orale consiste in 3-5 domande di cui, in genere, 1 sulle esercitazioni di laboratorio, 1-3 sulla parte di Microbiologia Generale e 1-2 sulle parti di Ecologia e Biotecnologie Microbiche. In situazioni particolari o peculiarità di uno o più candidati, l'esame potrà essere svolto in forma scritta con cinque domande a risposta aperta, valutate come per l'orale. Ai candidati sarà concessa un'ora e mezzo di tempo per rispondere.
Nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), delle capacità critiche e di formulare di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione ed uso del linguaggio scientifico-tecnico (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Testi adottati
Testi suggeriti tra cui scegliere:
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/E - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley - Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, D.A. Stahl, D.P. Clark, Pearson, 2012. Volumi 1 e 2.
- Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, Casa Editrice Ambrosiana. Volumi 1 e 2A.
- Biologia dei microrgaismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, 2012.
Modalità di frequenza
La frequenza è facoltativa anche se è molto consigliata per discussioni in aula e soprattutto per la partecipazione ad attività pratiche e esercitazioni di laboratorio
Bibliografia
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 16/Ed. -Michael T. Madigan, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, W. Matthew Sattley, Pearson, 2022
- Brock, Biologia dei microrganismi - Microbiologia generale, ambientale e industriale 14/Ed. - di Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, Pearson, 2015.
- Biologia dei microrganismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, nuova edizione (3^ edizione), 2018.
- Microbiologia di D.R. Wessner, D. Dupont e T.C. Charles, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.
118978 - GENETICA
SILVIA BONGIORNISILVIA BONGIORNI
Primo Semestre
9
BIO/18
Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire agli studenti le informazioni necessarie alla comprensione delle basi teoriche della genetica classica e molecolare e degli approcci sperimentali che ne hanno permesso la definizione. Gli studenti dovranno apprendere la logica dell’analisi genetica formale e le metodologie della dissezione genetica dei fenomeni biologici. Verranno fornite le nozioni per capire il cambiamento paradigmatico avvenuto nell'era post-genomica, e verrà stimolata la comprensione dell’importanza dei sistemi modello sia eucariotici sia procariotici.
Il corso si propone di fornire la base per ulteriori studi di approfondimento in tutti i campi della genetica.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1) Conoscenza e capacità di comprensione (“knowledge and understanding”): Al termine delle attività formative, gli studenti, attraverso le conoscenze della genetica formale, potranno gestire in modo progettuale le metodiche complementari derivanti dalle conoscenze delle tecniche del DNA ricombinante.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione (“applying knowledge and understanding”): Gli studenti saranno stimolati a selezionare gli approcci metodologici/sperimentali più appropriati e rilevanti per il raggiungimento di specifici obiettivi (es. produzione biotecnologica di farmaci, proteine ricombinanti ecc.).
3) Autonomia di giudizio (“making judgements”): L’insegnamento fornirà allo studente la capacità di lavorare in autonomia fornendo appropriate tipologie di materiali didattici (lezioni in forma di presentazioni, specifiche monografie, letteratura scientifica rilevante, piattaforme informatiche) e lo svolgimento di congrue attività di laboratorio sincronizzate con la parte teorica del corso.
4) Abilità comunicative (“communication skills”): Gli studenti saranno stimolati ad una attiva partecipazione alle lezioni ed opportunamente stimolati alla progettazione e soluzione di specifici scenari inerenti alle differenti fasi evolutive del corso.
5) Capacità di apprendere (“learning skills”): Le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate in itinere e verificate attraverso la singola capacità di risolvere rilevanti e specifici scenari di interesse, diversi da quelli prospettati durante il corso.
1. La trasmissione dei caratteri
1.1 Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
1.2 Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
1.3 La teoria cromosomica dell’eredità
1.4 Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
2. Natura e azione dei geni
2.1 DNA: struttura, replicazione e ricombinazione
2.2 L’espressione genica: il flusso dell’informazione dal DNA alle proteine passando per l’RNA
3. Le mutazioni
3.1 Dissezione dell’anatomia e della funzione dei geni attraverso le mutazioni
4. I cromosomi.
4.1 Il cromosoma eucariotico.
4.2 Riarrangiamenti cromosomici.
4.3 Alterazioni della ploidia.
4.4 Eredità non mendeliana degli organelli extranucleari
5. La genetica dei batteri
6. La regolazione della funzione dei geni
6.1 La regolazione genica nei procarioti
6.2 La regolazione genica negli eucarioti
6.3. L’epigenetica
7. Oltre i geni e il genoma del singolo individuo.
7.1 Genetica di popolazione
7.2 Analisi genetica dei caratteri complessi
8. Genetica applicata
8.1 La manipolazione genica
8.2 Le biotecnologie genetiche
Modalità Esame
Durante la settimana di sospensione della didattica del mese di novembre, sarà possibile svolgere una valutazione in itinere su una parte del programma, verosimilmente la seguente:
1. La trasmissione dei caratteri
a. Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
b. Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
c. La teoria cromosomica dell’eredità
d. Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
La prova in itinere di novembre si intende superata se lo studente abbia raggiunto una valutazione uguale o maggiore di 18/30.
La prova in itinere di novembre ha validità per l’intero anno accademico 2024/2025, cioè fino agli appelli di settembre 2025 (compresi).
Durante gli appelli successivi (sessione gennaio-febbraio, aprile, giugno-luglio, settembre) si svolgerà una prova scritta finale sulla seconda parte del corso, oppure prove scritte su tutto il programma per chi non ha superato o sostenuto l’esonero di novembre.
Tutte prove scritte, compresa la prova in itinere di novembre, consistono principalmente in esercizi ma anche in domande aperte.
Gli esercizi consistono nell'applicazione pratica delle nozioni di Genetica spiegate a lezione e che permettano di capire se lo studente abbia acquisito la capacità di ragionare secondo i paradigmi della trasmissione ereditaria dei caratteri.
Gli esercizi assegnati non si discostano da quelli svolti nelle esercitazioni.
Il voto finale risulta dalla media fra la prova in itinere (se sostenuta) e la prova scritta finale.
Se il voto finale è uguale o superiore a 18/30 lo studente può di norma decidere di confermarlo, senza sostenere la prova orale.
Testi adottati
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula, presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie e video. Esercitazioni volte alla risoluzione di problemi che dimostrano le conoscenze degli aspetti formali della genetica e la capacità di applicarli, sulla fattispecie degli esercizi che costituiranno i compiti di esame.
Le lezioni frontali equivalgono a 9 cfu (72 ore)
Modalità di frequenza
Facoltativa
Bibliografia
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
1. La trasmissione dei caratteri
1.1 Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
1.2 Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
1.3 La teoria cromosomica dell’eredità
1.4 Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
2. Natura e azione dei geni
2.1 DNA: struttura, replicazione e ricombinazione
2.2 L’espressione genica: il flusso dell’informazione dal DNA alle proteine passando per l’RNA
3. Le mutazioni
3.1 Dissezione dell’anatomia e della funzione dei geni attraverso le mutazioni
4. I cromosomi.
4.1 Il cromosoma eucariotico.
4.2 Riarrangiamenti cromosomici.
4.3 Alterazioni della ploidia.
4.4 Eredità non mendeliana degli organelli extranucleari
5. La genetica dei batteri
6. La regolazione della funzione dei geni
6.1 La regolazione genica nei procarioti
6.2 La regolazione genica negli eucarioti
6.3. L’epigenetica
7. Oltre i geni e il genoma del singolo individuo.
7.1 Genetica di popolazione
7.2 Analisi genetica dei caratteri complessi
8. Genetica applicata
8.1 La manipolazione genica
8.2 Le biotecnologie genetiche
Modalità Esame
Durante la settimana di sospensione della didattica del mese di novembre, sarà possibile svolgere una valutazione in itinere su una parte del programma, verosimilmente la seguente:
1. La trasmissione dei caratteri
a. Le leggi di Mendel: fattori e principi dell’eredità
b. Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni complesse fra genotipo e fenotipo
c. La teoria cromosomica dell’eredità
d. Associazione e mappatura dei geni sui cromosomi
La prova in itinere di novembre si intende superata se lo studente abbia raggiunto una valutazione uguale o maggiore di 18/30.
La prova in itinere di novembre ha validità per l’intero anno accademico 2024/2025, cioè fino agli appelli di settembre 2025 (compresi).
Durante gli appelli successivi (sessione gennaio-febbraio, aprile, giugno-luglio, settembre) si svolgerà una prova scritta finale sulla seconda parte del corso, oppure prove scritte su tutto il programma per chi non ha superato o sostenuto l’esonero di novembre.
Tutte prove scritte, compresa la prova in itinere di novembre, consistono principalmente in esercizi ma anche in domande aperte.
Gli esercizi consistono nell'applicazione pratica delle nozioni di Genetica spiegate a lezione e che permettano di capire se lo studente abbia acquisito la capacità di ragionare secondo i paradigmi della trasmissione ereditaria dei caratteri.
Gli esercizi assegnati non si discostano da quelli svolti nelle esercitazioni.
Il voto finale risulta dalla media fra la prova in itinere (se sostenuta) e la prova scritta finale.
Se il voto finale è uguale o superiore a 18/30 lo studente può di norma decidere di confermarlo, senza sostenere la prova orale.
Testi adottati
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula, presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie e video. Esercitazioni volte alla risoluzione di problemi che dimostrano le conoscenze degli aspetti formali della genetica e la capacità di applicarli, sulla fattispecie degli esercizi che costituiranno i compiti di esame.
Le lezioni frontali equivalgono a 9 cfu (72 ore)
Modalità di frequenza
Facoltativa
Bibliografia
Genetica. Dall'analisi formale alla genomica
Michael Goldberg, Janice A. Fischer, Leroy Hood
McGraw-Hill Education
III° edizione italiana
119530 - BIOINFORMATICA PER LA GENOMICA
DANIELE PIETRUCCIDANIELE PIETRUCCI
Secondo Semestre
6
AGR/17
Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire allo studente gli strumenti bioinformatici per lo studio del genoma
Nell’ambito del corso, inoltre, verranno presi in considerazione linguaggi di programmazione, tecniche e tecnologie di biologia molecolare, programmi di analisi e risorse informatiche
RISULTATI ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito la conoscenza:
- Delle tecnologie di sequenziamento di nucleotidi;
- Di linguaggi di programmazione e programmi per l’analisi dati;
- Di accedere a database e banche dati;
- Di conoscere i principali algoritmi utilizzati nell’ambito della genomica.
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE:
Alla fine del corso, lo studente sarà in grado di capire come l’analisi dati attraverso gli strumenti bioinformatici maggiormente utilizzati facilita la comprensione di processi biologici complessi. L’uso di linguaggi di programmazione facilita e capacita queste analisi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso darà allo studente la capacità di giudicare autonomamente i dati e le situazioni, e la capacità di risolvere problemi relativi a diversi contesti biologici, usando diversi strumenti bioinformatici.
ABILITA’ COMUNICATIVE:
Durante il corso verranno fornite le capacità e le informazioni per comunicare correttamente e per interagire in modo costruttivo con tutti gli attori facenti parte del settore bioinformatico, sia nell’ambito della ricerca universitaria che nel contesto lavorativo.
CAPACITÀ DI APPRENDERE:
Il corso darà la capacità di approfondire, aggiornare e ampliare le conoscenze dello studente relative alla bioinformatica
Storia della bioinformatica. Introduzione ai concetti generali di informatica: hardware, software, programmi, algoritmi, supercalcolatori, Artificial Intelligence, cenni sull’efficienza degli algoritmi. Fondamenti di genomica: concetto di genoma, progetto genoma umano. Tecnologie di sequenziamento di prima, seconda e terza generazione. Banche dati di letteratura scientifica (pubmed) e sequenze biologiche (ncbi, entrez, uniprot). Il formato FASTA. Algoritmi di allineamento tra coppie di sequenze: needleman-wunsch e smith-waterman. Algoritmo BLASTN. Algoritmi di allineamento multiplo e cenni sugli alberi filogenetici. Formato dei dati di sequenziamento: formato FASTQ. Cenni di analisi dati di esperimenti omici (trascrittomica, epigenomica, metagenomica). Assemblaggio dei genomi e predizione dei geni. Cenni di programmazione in Python: variabili, operazioni aritmetiche, operatori di confronto, operatori booleani, operatori di confronto, strutture di controllo e comandi di iterazione. Librerie Python utili per la bioinformatica.
Modalità Esame
Esame scritto. Sei domande, ognuna da sei punti. Se il punteggio è pari o superiore a 34 il voto finale sarà “30 e lode”.
Testi adottati
Fondamenti di bioinformatica
Zanichelli Editore
Autori: Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Chiara Romualdi, Graziano Pesole
Slide e altro materiale del docente fornito a lezione
Storia della bioinformatica. Introduzione ai concetti generali di informatica: hardware, software, programmi, algoritmi, supercalcolatori, Artificial Intelligence, cenni sull’efficienza degli algoritmi. Fondamenti di genomica: concetto di genoma, progetto genoma umano. Tecnologie di sequenziamento di prima, seconda e terza generazione. Banche dati di letteratura scientifica (pubmed) e sequenze biologiche (ncbi, entrez, uniprot). Il formato FASTA. Algoritmi di allineamento tra coppie di sequenze: needleman-wunsch e smith-waterman. Algoritmo BLASTN. Algoritmi di allineamento multiplo e cenni sugli alberi filogenetici. Formato dei dati di sequenziamento: formato FASTQ. Cenni di analisi dati di esperimenti omici (trascrittomica, epigenomica, metagenomica). Assemblaggio dei genomi e predizione dei geni. Cenni di programmazione in Python: variabili, operazioni aritmetiche, operatori di confronto, operatori booleani, operatori di confronto, strutture di controllo e comandi di iterazione. Librerie Python utili per la bioinformatica.
Modalità Esame
Esame scritto. Sei domande, ognuna da sei punti. Se il punteggio è pari o superiore a 34 il voto finale sarà “30 e lode”.
Testi adottati
Fondamenti di bioinformatica
Zanichelli Editore
Autori: Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Chiara Romualdi, Graziano Pesole
Slide e altro materiale del docente fornito a lezione
Modalità di frequenza
Frequenza in aula
119576 - CHIMICA BIOLOGICA
FRANCESCO BUONOCOREFRANCESCO BUONOCORE
Secondo Semestre
9
BIO/10
Obiettivi formativi
Coerentemente con gli obiettivi formativi generali enunciati nella corrispondente sezione della scheda SUA, questo corso d’insegnamento si propone di fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Biotecnologie (classe L-2) i fondamenti della Biochimica, intesa come disciplina che studia la struttura e la funzione biologica delle biomolecole, oltre che le reazioni metaboliche alle quali esse partecipano. L’acquisizione dei concetti biochimici di base ha lo scopo di dotare gli aspiranti biotecnologi di conoscenze teoriche e di strumenti metodologici indispensabili per la loro futura attività professionale, oltre che per attendere - con profitto - ai contenuti degli altri insegnamenti del secondo e terzo anno.
Il corso di Chimica Biologica inizia con l’illustrazione delle relazioni struttura-funzione di alcune biomolecole (amminoacidi, proteine, carboidrati e lipidi) e del loro comportamento in ambiente acquoso. Il corso prosegue, quindi, affrontando i principi fondamentali della cinetica enzimatica e della bioenergetica. Nella parte finale, il corso affronterà lo studio delle vie centrali del metabolismo cellulare.
Nello specifico, gli obiettivi di questo corso d’insegnamento possono così riassumersi:
1. conoscenza e capacità di comprensione di informazioni generali sugli aspetti chimici e biologici degli aminoacidi proteici, di peptidi e proteine;
2. conoscenza e capacità di comprensione applicate a fenomeni biologici quali la denaturazione reversibile delle proteine e del processo folding proteico;
3. comprensione dei fenomeni allosterici;
4. acquisizione dei concetti di base della cinetica enzimatica e della bioenergetica;
5. aspetti generali del metabolismo;
6. autonomia di giudizio;
7. abilità comunicative;
8. capacità di apprendere.
Tali conoscenze saranno da applicare in ambito biotecnologico. Saranno valutate le capacità comunicative e l'attitudine ad imparare.
PARTE GENERALE
I principi generali dell'indagine biochimica. Gli elementi chimici della materia vivente; l'acqua e le sue proprietà chimico-fisiche; il ruolo dell’acqua nei processi biologici; il legame idrogeno e gli altri legami deboli. Interazioni tra molecole e macromolecole di interesse biologico. Soluzioni tampone.
Struttura e proprietà degli aminoacidi proteici. Legame peptidico e geometria del gruppo peptidico. Ionizzazione di aminoacidi. Le proteine e le loro molteplici funzioni. La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Studio della struttura e della funzione di proteine globulari (mioglobina, emoglobina e immunoglobuline) e fibrose (collageno e cheratine). Il folding delle proteine e i meccanismi cellulari che aiutano tale processo.
Carboidrati. Struttura e proprietà dei principali carboidrati. Lipidi. Lipidi semplici e complessi. Struttura e proprietà di acidi grassi, triacilgliceroli e dei principali lipidi di membrana. Natura, ruolo e classificazione degli enzimi. Coenzimi e vitamine.
Cinetica e termodinamica delle reazioni catalizzate. Equazione di Michaelis-Menten. Significato e determinazione di KM, VMAX e Numero di turnover. Inibizione enzimatica. Principi di regolazione dell’attività enzimatica. Enzimi allosterici.
METABOLISMO
Aspetti generali del metabolismo: reazioni endoergoniche ed esoergoniche; composti ad alta energia; reazioni accoppiate; scopi e aspetti distintivi del catabolismo e dell'anabolismo.
La glicolisi e il destino aerobico del piruvato; il complesso enzimatico della Piruvato deidrogenasi. Le vie fermentative del piruvato. Il ciclo dell'acido citrico. La via del fosfogluconato. Il processo di gluconeogenesi. Metabolismo di disaccaridi e polisaccaridi (glicogeno e amido). Regolazione del metabolismo dei carboidrati.
La produzione di energia nel metabolismo centrale; la catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. Il catabolismo delle proteine. Turnover proteico, l'ubiquitina e il complesso del proteasoma. Enzimi proteolitici coinvolti nel processo di digestione delle proteine alimentari e loro specificità. Destino dell'azoto alfa-amminico degli aminoacidi. Considerazioni generali sul destino dello scheletro carbonioso degli aminoacidi.
Cenni sul catabolismo dei triacilgliceroli (lipasi e beta-ossidazione degli acidi grassi) e sul Ciclo dell'urea.
Modalità Esame
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Lessons in the classroom with power point presentations, videos, animations.
Modalità di valutazione
L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati di apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale.
L’esame si svolgerà rivolgendo allo studente una serie di domande tese a verificare e valutare:
- la conoscenza delle nozioni biochimiche di base;
- l’acquisizione di una capacità (dello studente) di utilizzare queste conoscenze per risolvere specifici quesiti biochimici;
- il grado di capacità comunicativa (uso di un corretto linguaggio scientifico – concisione, chiarezza ed efficacia nella risposta e/o nell’argomentazione).
Allo studente saranno rivolte almeno tre domande su argomenti del corso, quali:
- aspetti della biochimica di base;
- aspetti strutturali delle biomolecole;
- uno specifico metabolismo.
Una prova in itinere potrà essere effettuata.
Testi adottati
Principali testi adottati:
OET, VOET, PRATT: Fondamenti di biochimica (Zanichelli Editore).
NELSON, COX: I Principi di Biochimica di Lehninger (Zanichelli Editore).
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia la partecipazione alle lezioni in presenza è vivamente consigliata.
Bibliografia
Non è presente una particolare bibliografia di riferimento. Gli argomenti sono tutti presenti sui libri di testo
PARTE GENERALE
I principi generali dell'indagine biochimica. Gli elementi chimici della materia vivente; l'acqua e le sue proprietà chimico-fisiche; il ruolo dell’acqua nei processi biologici; il legame idrogeno e gli altri legami deboli. Interazioni tra molecole e macromolecole di interesse biologico. Soluzioni tampone.
Struttura e proprietà degli aminoacidi proteici. Legame peptidico e geometria del gruppo peptidico. Ionizzazione di aminoacidi. Le proteine e le loro molteplici funzioni. La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Studio della struttura e della funzione di proteine globulari (mioglobina, emoglobina e immunoglobuline) e fibrose (collageno e cheratine). Il folding delle proteine e i meccanismi cellulari che aiutano tale processo.
Carboidrati. Struttura e proprietà dei principali carboidrati. Lipidi. Lipidi semplici e complessi. Struttura e proprietà di acidi grassi, triacilgliceroli e dei principali lipidi di membrana. Natura, ruolo e classificazione degli enzimi. Coenzimi e vitamine.
Cinetica e termodinamica delle reazioni catalizzate. Equazione di Michaelis-Menten. Significato e determinazione di KM, VMAX e Numero di turnover. Inibizione enzimatica. Principi di regolazione dell’attività enzimatica. Enzimi allosterici.
METABOLISMO
Aspetti generali del metabolismo: reazioni endoergoniche ed esoergoniche; composti ad alta energia; reazioni accoppiate; scopi e aspetti distintivi del catabolismo e dell'anabolismo.
La glicolisi e il destino aerobico del piruvato; il complesso enzimatico della Piruvato deidrogenasi. Le vie fermentative del piruvato. Il ciclo dell'acido citrico. La via del fosfogluconato. Il processo di gluconeogenesi. Metabolismo di disaccaridi e polisaccaridi (glicogeno e amido). Regolazione del metabolismo dei carboidrati.
La produzione di energia nel metabolismo centrale; la catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. Il catabolismo delle proteine. Turnover proteico, l'ubiquitina e il complesso del proteasoma. Enzimi proteolitici coinvolti nel processo di digestione delle proteine alimentari e loro specificità. Destino dell'azoto alfa-amminico degli aminoacidi. Considerazioni generali sul destino dello scheletro carbonioso degli aminoacidi.
Cenni sul catabolismo dei triacilgliceroli (lipasi e beta-ossidazione degli acidi grassi) e sul Ciclo dell'urea.
Modalità Esame
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Lessons in the classroom with power point presentations, videos, animations.
Modalità di valutazione
L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati di apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale.
L’esame si svolgerà rivolgendo allo studente una serie di domande tese a verificare e valutare:
- la conoscenza delle nozioni biochimiche di base;
- l’acquisizione di una capacità (dello studente) di utilizzare queste conoscenze per risolvere specifici quesiti biochimici;
- il grado di capacità comunicativa (uso di un corretto linguaggio scientifico – concisione, chiarezza ed efficacia nella risposta e/o nell’argomentazione).
Allo studente saranno rivolte almeno tre domande su argomenti del corso, quali:
- aspetti della biochimica di base;
- aspetti strutturali delle biomolecole;
- uno specifico metabolismo.
Una prova in itinere potrà essere effettuata.
Testi adottati
Principali testi adottati:
OET, VOET, PRATT: Fondamenti di biochimica (Zanichelli Editore).
NELSON, COX: I Principi di Biochimica di Lehninger (Zanichelli Editore).
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula utilizzando anche presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie, oggetti tridimensionali virtuali, video, animazioni.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia la partecipazione alle lezioni in presenza è vivamente consigliata.
Bibliografia
Non è presente una particolare bibliografia di riferimento. Gli argomenti sono tutti presenti sui libri di testo
119577 - BIOLOGIA MOLECOLARE
ANNA GRAZIA FICCAANNA GRAZIA FICCA
Secondo Semestre
9
BIO/11
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire delle solide conoscenze di base di Biologia molecolare. A fianco della trattazione dei processi di trascrizione, traduzione, replicazione, una parte del corso verrà dedicata ad esempi di meccanismi molecolari di regolazione della trascrizione e della traduzione. Un altro obiettivo del corso è l'acquisizione di conoscenze generali sulle principali metodologie di biologia molecolare, di alcune tecniche avanzate di sequenziamento del DNA, di analisi genomiche e post-genomiche in modo da fornire le basi per successivi studi specialistici richiesti per l'inserimento in contesti professionali relativi alle biotecnologiche avanzate.
RISULTATI ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Alla fine del corso, lo studente acquisirà:
- capacità di capire la complessità del flusso di informazione dal gene alla proteina.
- capacità di comprendere e interpretare dati relativi a processi biomolecolari studiati con approcci su larga scala.
- capacità di affrontare, durante gli studi successivi, i continui sviluppi della biologia molecolare, disciplina in continua espansione
- capacità di trasferire le conoscenze di biologia molecolare a problematiche affini nell'ambito delle innumerevoli applicazioni biotecnologiche.
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE: Lo studente conosce i principi alla base delle principali tecniche di Biologia Molecolare quali il clonaggio, la PCR e il sequenziamento del DNA per applicazioni pratiche nel campo biomedico, farmaceutico, industriale e vegetale
ABILITA’ COMUNICATIVE: Aver sviluppato la capacità di comprendere e discutere la struttura degli acidi nucleici, del genoma e della cromatina; i meccanismi molecolari della replicazione, della trascrizione, della regolazione genica e della sintesi proteica
Programma.
Aspetti storici: dalla scoperta del DNA al codice genetico
La struttura del DNA
a) struttura chimica degli acidi nucleici – struttura a doppia elica – i parametri strutturali e stabilità della doppia elica - conformazioni delle eliche (A, B, Z) - denaturazione e rinaturazione delle eliche.
b) Organizzazione del DNA: superavvolgimento- impacchettamento del genoma – le proteine (nucleosomi) ed i livelli di organizzazione della cromatina nei sistemi eucariotici. Analisi della cromatina mediante digestione enzimatica con nucleasi.
La struttura dell'RNA
a) chimica del ribosio
b) L'RNA assume strutture secondarie e terziarie.
La Replicazione del DNA: modello del replicone - l'inizio e la terminazione della replicazione nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi, classificazioni e proprietà biochimiche.
La trascrizione nei procarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Struttura della RNA polimerasi e i fattori sigma. Struttura dell’ Operone. Siti Operatore e Promotori (promotori forti e deboli). .
• Repressori ed attivatori: l’ operone Lac e l’ operone araBAD
• L’ attenuazione: l’ operone del Trp
La trascrizione negli eucarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Le RNA polimerasi I, II, III e fattori generali della trascrizione. Il motivo CTD della subunità maggiore dell’RNA polimerasi II e ruolo funzionale.
• Regolazione della trascrizione negli eucarioti: struttura modulare dei promotori eucariotici – regione enhancer – struttura dell’ enhanceosoma – struttura modulare dei fattori di trascrizione (trans-attivatori) che regolano la trascrizione. Esempi di attivazione della trascrizione ( geni regolati da ormoni tiroidei, attivazione del gene IFNB).
Processamento, maturazione e modificazioni chimiche dei trascitti:
• processamento degli rRNA e tRNA
• capping, poliadenilazione e splicing degli mRNA eucariotici
Editing dell'RNA
La Traduzione dell’ mRNA: apparato di traduzione e suoi componenti
• ribosoma – rRNA – tRNA – aminoacil-tRNA sintetasi – fattori d’inizio, d’allungamento e terminazione della traduzione - antibiotici inibitori della sintesi proteica.
• Il codice genetico: la decifrazione - la degenerazione - le deviazioni.
Manipolazioni genetiche: uso delle endonucleasi per le strategie di clonaggio molecolare – elettroforesi - interpretazione di un profilo di restrizione enzimatica del DNA - tecniche di clonaggio - i vettori di clonaggio - amplificazione genica - metodo Sanger per il sequenziamento del DNA- analisi dei promotori (uso di geni reporter).
Il programma verrà svolto durante le ore di lezione frontale che saranno pari a 64 (32 lezioni, pari a 8CFU)ezioni)
Saranno organizzate esercitazioni pratiche presso il laboratorio didattico di Biochimica (4 ore) e presso il laboratorio di Bioinformatica (4 ore, previa disponibilità dell'aula) per un totale di 1 CFU.
La data e l’orario delle esercitazioni saranno comunicati direttamente dal docente in aula.
Il docente determinerà le modalità per la suddivisione nei gruppi di lavoro e comunicherà i turni di laboratorio. Alle esercitazioni saranno ammessi gli studenti che avranno frequentato un numero di lezioni distribuite lungo tutto il periodo del corso. Il numero verrà definito durante il corso.
Modalità Esame
Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso tutti gli argomenti del programma del corso. A secondo della numerosità degli iscritti ai singoli esami, la verifica potrà essere svolta mediante colloquio orale oppure mediante un esame scritto (test che comprende quiz a domanda singola o a risposta multipla).
Esempio: lo studente descriva il processo di trascrizione del DNA in RNA nei sistemi procariotici
Testi adottati
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
Modalità di svolgimento
La didattica è rappresentata da lezioni frontali.
Per la didattica saranno usate diapositive in formato ppt e video dimostrativi selezionati dal docente.
Il materiale didattico sarà disponibile sul sito Google classroom utilizzando un numero di accesso fornito dal docente.
Tale materiale non è sostitutivo dei testi di riferimento ma integrativo ed esplicativo di questi, e costituisce una guida per la selezione e la comprensione degli argomenti da trattare.
Saranno organizzate esercitazioni pratiche (1 CFU) presso i laboratori didattici. Al termine dell'esercitazione è richiesta la consegna di una relazione.
Le modalità di partecipazione verranno fornite dal docente durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia, considerando che la didattica sarà
organizzata per assicurare la centralità del ruolo attivo dello studente, la partecipazione alle lezioni è
vivamente consigliata soprattutto per poter partecipare alle esercitazioni pratiche che si terranno verso la fine del corso..
Bibliografia
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
Programma.
Aspetti storici: dalla scoperta del DNA al codice genetico
La struttura del DNA
a) struttura chimica degli acidi nucleici – struttura a doppia elica – i parametri strutturali e stabilità della doppia elica - conformazioni delle eliche (A, B, Z) - denaturazione e rinaturazione delle eliche.
b) Organizzazione del DNA: superavvolgimento- impacchettamento del genoma – le proteine (nucleosomi) ed i livelli di organizzazione della cromatina nei sistemi eucariotici. Analisi della cromatina mediante digestione enzimatica con nucleasi.
La struttura dell'RNA
a) chimica del ribosio
b) L'RNA assume strutture secondarie e terziarie.
La Replicazione del DNA: modello del replicone - l'inizio e la terminazione della replicazione nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi, classificazioni e proprietà biochimiche.
La trascrizione nei procarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Struttura della RNA polimerasi e i fattori sigma. Struttura dell’ Operone. Siti Operatore e Promotori (promotori forti e deboli). .
• Repressori ed attivatori: l’ operone Lac e l’ operone araBAD
• L’ attenuazione: l’ operone del Trp
La trascrizione negli eucarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Le RNA polimerasi I, II, III e fattori generali della trascrizione. Il motivo CTD della subunità maggiore dell’RNA polimerasi II e ruolo funzionale.
• Regolazione della trascrizione negli eucarioti: struttura modulare dei promotori eucariotici – regione enhancer – struttura dell’ enhanceosoma – struttura modulare dei fattori di trascrizione (trans-attivatori) che regolano la trascrizione. Esempi di attivazione della trascrizione ( geni regolati da ormoni tiroidei, attivazione del gene IFNB).
Processamento, maturazione e modificazioni chimiche dei trascitti:
• processamento degli rRNA e tRNA
• capping, poliadenilazione e splicing degli mRNA eucariotici
Editing dell'RNA
La Traduzione dell’ mRNA: apparato di traduzione e suoi componenti
• ribosoma – rRNA – tRNA – aminoacil-tRNA sintetasi – fattori d’inizio, d’allungamento e terminazione della traduzione - antibiotici inibitori della sintesi proteica.
• Il codice genetico: la decifrazione - la degenerazione - le deviazioni.
Manipolazioni genetiche: uso delle endonucleasi per le strategie di clonaggio molecolare – elettroforesi - interpretazione di un profilo di restrizione enzimatica del DNA - tecniche di clonaggio - i vettori di clonaggio - amplificazione genica - metodo Sanger per il sequenziamento del DNA- analisi dei promotori (uso di geni reporter).
Il programma verrà svolto durante le ore di lezione frontale che saranno pari a 64 (32 lezioni, pari a 8CFU)ezioni)
Saranno organizzate esercitazioni pratiche presso il laboratorio didattico di Biochimica (4 ore) e presso il laboratorio di Bioinformatica (4 ore, previa disponibilità dell'aula) per un totale di 1 CFU.
La data e l’orario delle esercitazioni saranno comunicati direttamente dal docente in aula.
Il docente determinerà le modalità per la suddivisione nei gruppi di lavoro e comunicherà i turni di laboratorio. Alle esercitazioni saranno ammessi gli studenti che avranno frequentato un numero di lezioni distribuite lungo tutto il periodo del corso. Il numero verrà definito durante il corso.
Modalità Esame
Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso tutti gli argomenti del programma del corso. A secondo della numerosità degli iscritti ai singoli esami, la verifica potrà essere svolta mediante colloquio orale oppure mediante un esame scritto (test che comprende quiz a domanda singola o a risposta multipla).
Esempio: lo studente descriva il processo di trascrizione del DNA in RNA nei sistemi procariotici
Testi adottati
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
Modalità di svolgimento
La didattica è rappresentata da lezioni frontali.
Per la didattica saranno usate diapositive in formato ppt e video dimostrativi selezionati dal docente.
Il materiale didattico sarà disponibile sul sito Google classroom utilizzando un numero di accesso fornito dal docente.
Tale materiale non è sostitutivo dei testi di riferimento ma integrativo ed esplicativo di questi, e costituisce una guida per la selezione e la comprensione degli argomenti da trattare.
Saranno organizzate esercitazioni pratiche (1 CFU) presso i laboratori didattici. Al termine dell'esercitazione è richiesta la consegna di una relazione.
Le modalità di partecipazione verranno fornite dal docente durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Tuttavia, considerando che la didattica sarà
organizzata per assicurare la centralità del ruolo attivo dello studente, la partecipazione alle lezioni è
vivamente consigliata soprattutto per poter partecipare alle esercitazioni pratiche che si terranno verso la fine del corso..
Bibliografia
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Watson,J.D., Baker T.A., Bell S.P. Gann A., Levine M., Losick R. "Biologia molecolare del gene" VIII edizione (2022) Zanichelli
Capranico G., Martegani E., Musci G., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna V. "Biologia molecolare" II edizione (2022) EdiSES
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Lizabeth A. Allison "Fondamenti di Biologia molecolare" II ed (2023) Zanichelli
Ulteriore materiale didattico (video, file pdf, quiz per testare il livello di apprendimento) verranno forniti dal docente.
119529 - FISIOLOGIA UMANA
DAVIDE CERVIADAVIDE CERVIA
Secondo Semestre
9
BIO/09
Obiettivi formativi
aOBIETTIVI FORMATIVI Comprendere gli elementi di base delle funzioni dell’organismo ed in particolare saper descrivere: i principi fondamentali di fisiologia cellulare e di elettrofisiologia; le interazioni elementari delle cellule; l’organizzazione e la funzionalità generale del sistema nervoso; i meccanismi della trasduzione sensoriale, della contrattilità muscolare, e dei principali sistemi vegetativi responsabili dell’omeostasi corporea. b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI (Descrittori di Dublino) CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE: Per il superamento dell’esame lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto una conoscenza e una capacità di comprensione delle tematiche inerenti il funzionamento dell’organismo e delle sue componenti nervose e non eccitabili che gli permetta di impostare la discussione di problematiche teoriche in modo logico e completo. CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente dovrà dimostrare di saper impostare la trattazione di problemi applicativi nell'ambito della Fisiologia generale e dei sistemi integrati. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà avere acquisito conoscenze tali da permettergli di descrivere i meccanismi alla base delle funzioni trattate e saper valutare in modo autonomo e motivato eventuali opinioni diverse su eventuali aspetti problematici. ABILITA' COMUNICATIVE: Al termine del corso, lo studente dovrà aver raggiunto un'appropriata organizzazione di un proprio pensiero, intorno alle diverse tematiche del corso, da permettergli di esporre gli argomenti in forma organica e con linguaggio scientifico appropriato. CAPACITA' DI APPRENDIMENTO: Lo studente dovrà essere capace di esaminare e comprendere testi e materiale scientifico, in modo tale da impiegarli in contesti quotidiani per la professione e per la ricerca.
Fisiologia della cellula: membrana cellulare e trasporti, comunicazione tra cellule, proprietà elettriche attive e passive, trasmissione sinaptica e conduzione del segnale nervoso.
Organizzazione generale del sistema nervoso, tipi cellulari.
Funzione sensoriale: sistema somatosensoriale, visivo, uditivo, vestibolare, gustativo, olfattivo.
Fisiologia del muscolo scheletrico.
Funzione cardiaca e circolatoria.
Funzione respiratoria.
Funzione renale.
Funzione endocrina.
Modalità Esame
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito i principi di base che regolano le funzioni e la comunicazione delle cellule, con particolare riferimento alle cellule eccitabili. Lo studente dovrà conoscere i processi fisiologici ed i meccanismi di funzionamento del sistema nervoso, muscolare, delle strutture sensoriali e dei principali sistemi vegetativi.
A seconda dell'appello, la modalità di valutazione potrà essere solo orale, solo scritta o entrambe (a scelta).
Nella prova orale la conoscenza e la padronanza degli argomenti, la chiarezza espositiva, la visione della disciplina e l'uso corretto della terminologia tecnica saranno considerati come elementi di valutazione (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Nella prova scritta sarà somministrato un test con 20 domande a risposta multipla di cui una sola corretta e 4 domande a risposta aperta (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Testi adottati
-“Fisiologia, dalle molecole ai sistemi integrati”, Carbone, Cicirata, Aicardi (EdiSES)
-“Fisiologia Umana, Fondamenti”, Autori vari (Edi-Ermes)
-"Fisiologia", Berne & Levy (CEA)
-"Fisiologia medica", Guyton & Hall (Edra)
- possono comunque andare bene anche altri testi di Fisiologia generale, purché aggiornati
- “slides” delle lezioni messe a disposizione dal docente a fine corso sulla piattaforma istituzionale (importanti come integrazione dettagliata del programma svolto)
Fisiologia della cellula: membrana cellulare e trasporti, comunicazione tra cellule, proprietà elettriche attive e passive, trasmissione sinaptica e conduzione del segnale nervoso.
Organizzazione generale del sistema nervoso, tipi cellulari.
Funzione sensoriale: sistema somatosensoriale, visivo, uditivo, vestibolare, gustativo, olfattivo.
Fisiologia del muscolo scheletrico.
Funzione cardiaca e circolatoria.
Funzione respiratoria.
Funzione renale.
Funzione endocrina.
Modalità Esame
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito i principi di base che regolano le funzioni e la comunicazione delle cellule, con particolare riferimento alle cellule eccitabili. Lo studente dovrà conoscere i processi fisiologici ed i meccanismi di funzionamento del sistema nervoso, muscolare, delle strutture sensoriali e dei principali sistemi vegetativi.
A seconda dell'appello, la modalità di valutazione potrà essere solo orale, solo scritta o entrambe (a scelta).
Nella prova orale la conoscenza e la padronanza degli argomenti, la chiarezza espositiva, la visione della disciplina e l'uso corretto della terminologia tecnica saranno considerati come elementi di valutazione (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Nella prova scritta sarà somministrato un test con 20 domande a risposta multipla di cui una sola corretta e 4 domande a risposta aperta (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Testi adottati
-“Fisiologia, dalle molecole ai sistemi integrati”, Carbone, Cicirata, Aicardi (EdiSES)
-“Fisiologia Umana, Fondamenti”, Autori vari (Edi-Ermes)
-"Fisiologia", Berne & Levy (CEA)
-"Fisiologia medica", Guyton & Hall (Edra)
- possono comunque andare bene anche altri testi di Fisiologia generale, purché aggiornati
- “slides” delle lezioni messe a disposizione dal docente a fine corso sulla piattaforma istituzionale (importanti come integrazione dettagliata del programma svolto)
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali
Modalità di frequenza
La partecipazione alle lezioni non è obbligatoria
Bibliografia
nessuna
INSEGNAMENTO
SEMESTRE
CFU
SSD
LINGUA
GRUPPO OPZIONALE A12 PROFILO AGRO-AMBIENTALE
-
-
-
-
APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE DI SOSTANZE VEGETALI
VALENTINA LAGHEZZA MASCI
6
BIO/01
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
La qualità dei prodotti alimentari vegetali. Principali processi di trasformazioni post raccolta degli ortofrutticoli. (0.5CFU) Fisiologia dei prodotti vegetali: cause di deperibilità e di decadimento nutrizionale. Prodotti di IV gamma. (0.5CFU) Scelta delle applicazioni tecnologiche postraccolta. (0.5CFU) Biosintesi dell'etilene. Etilene: frutti climaterici e frutti non climaterici. Ruolo dell’ACO e dell’ACS (studio del melone ACC ossiadasi antisenso) Competenza del frutto alla maturazione Percezione e trasduzione del segnale. Studi molecolari sulla maturazione di alcuni frutti. (2CFU)
Standards di qualità, norme alimentari, fattori di deperibilità dei prodotti. Inbitori biologici, chimici e di azione dell'etilene. Indici di maturazione e di qualità. Alterazioni dei prodotti in postraccolta. (1CFU)
Principi di tecnica frigorifera: ciclo frigorifero, tecniche di prerefrigerazione. La conservazione refrigerata. Il condizionamento dei prodotti ortofrutticoli. Le atmosfere controllate e modificate. Nuove tecnologie: utilizzo dell'ozono. (1.5CFU)
Modalità Esame
La preparazione sarà accertata attraverso la valutazione delle risposte fornite in forma orale o scritta dallo studente a quattro, cinque domande sugli argomenti del programma del corso in oggetto. Nel caso della prova scritta le domande saranno poste in forma aperta ed il candidato avrà un massimo di due ore per fornire le risposte. Ai fini della valutazione per l’attribuzione del voto finale espresso in trentesimi (con votazione da 18 a 30) con eventuale lode), si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato, della capacità di applicare i concetti teorici, della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari, della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi e della padronanza di espressione.
Testi adottati
Dispense/materiale in formato elettronico forniti dal docente.
Conservazione degli Ortofrutticoli Autori Anelli e Mencarelli Edagricole.
Postharvest Physiology of Perishable Plant Products. Autore Stanley J. Kays. Exon Press, Athens, GA
Power Point del docente
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Gli studenti sono vivamente invitati a partecipare in presenza alle lezioni frontali, alle esercitazioni, ai seminari ed alle visite didattiche che si svolgeranno durante il corso
Bibliografia
Cornelius S. Barry and James J. Giovannoni. Ethylene and Fruit Ripening. J Plant Growth Regul (2007) 26:143–159 DOI: 10.1007/s00344-007-9002-y
Lina Mayuoni, ZiporaTietel, Bhimanagouda S.Patil, Ron Porat. Does ethylene degreening affect internal quality of citrus fruit? Postharvest Biology and Technology
Vol. 62, Issue 1, October 2011, Pages 50-58.
J.C. Pech , M. Bouzayen, A. Latché. Climacteric fruit ripening: Ethylene-dependent and independent regulation of ripening pathways in melon fruit. Plant Science 175 (2008) 114–120.
Guis, M., Botondi, R., Ben-Amor, M., Ayub, R.,, Bouzayen, M., Pech, J.-C., Latché, A. Ripening-associated biochemical traits of Cantaloupe Charentais melons expressing an antisense ACC oxidase transgene. Journal of the American Society for Horticultural ScienceOpen Access Vol. 122, Issue 6, 1997, Pages 748-751.
Valentina Goffi, Luigi Zampella, Roberto Forniti, Milena Petriccione and Rinaldo Botondi. Effects of ozone postharvest treatment on physicochemical and qualitative traits of Actinidia chinensis ‘Soreli’ during cold storage. J Sci Food Agric (2019).
Rinaldo Botondi * , Marco Barone and Claudia Grasso. A Review into the Effectiveness of Ozone Technology for Improving the Safety and Preserving the Quality of Fresh-Cut Fruits and Vegetables. Foods 2021, 10, 748. https://doi.org/10.3390/foods10040748
16177 - CHIMICA FISICA BIOLOGICA
FERNANDO PORCELLIFERNANDO PORCELLI
Primo Semestre
7
CHIM/02
Obiettivi formativi
Il corso introdurrà gli studenti ai principi e agli approcci sperimentali propri della chimica fisica applicati alle scienze biologiche. Scopo del corso è fornire agli studenti le informazioni necessarie per una conoscenza critica dei principi e delle applicazioni della chimica fisica che vanno dalla termodinamica classica, alla cinetica, all'elettrochimica ed alle teorie quantomeccaniche necessarie per la comprensione della spettroscopia. Tali argomenti verranno trattati prestando particolare attenzione alle loro applicazioni in campo biotecnologico,
Risultati apprendimento
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE : conoscere i principi che stanno alla base della chimica fisica con particolare riguardo al trattamento termodinamico, cinetico e quantomeccanico, ed essere in grado di comprenderne le potenzialità ed il loro utilizzo per lo studio di sistemi biologici. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: partendo dagli esempi discussi durante il corso avere una comprensione dei differenti approcci teorico-sperimentali per la risoluzione di problemi in campo biotecnologico.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: essere in grado di interpretare i risultati sperimentali e di calcolo ottenuti e discuterli in maniera logica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti i sistemi biomolecolari utilizzando in maniera critica le metodologie e le tecniche trattate nel corso.
ABILITA' COMUNICATIVE: Essere in grado di discutere temi scientifici inerenti la chimica fisica ed applicarli a processi biologici e biotecnologici.
Proprieta’ dei gas. Il gas perfetto. Le leggi dei gas. I gas reali.
Il primo principio. Lavoro, Calore ed Energia. Il primo principio della termodinamica: energia interna, Entalpia e Capacità termica. Termochimica. Alimenti e scorte di energia Le entalpie di formazione standard. La dipendenza dell’entalpia di reazione dalla temperatura. ITC e “ligand binding” . DSC: Differential Scanning Calorimetry Energetica delle interazioni molecolari.
Il secondo principio. Trasformazioni spontanee e dispersione dell’energia. L’Entropia. Variazioni di entropia. Entropia ed interpretazione statistica. Applicazioni biologiche. Energia libera di Gibbs. Potenziale chimico ed equilibrio. Le soluzioni: soluzioni ideali (legge di Raoult e legge di Henry). Soluzioni ideali diluite: attività. Grandezze parziali molari. Definizione del potenziale chimico per i liquidi. Proprietà colligative: Pressione osmotica. Equilibri Acido base. Equilibri di "ligand-binding"
Elettrochimica. Termodinamica del trasferimento elettronico. Celle elettrochimiche: Potenziali di riduzione ed energia libera. Potenziali di riposo e di azione nei sistemi cellulari.
Cinetica chimica. Velocità di reazione ed ordine di reazione. Leggi di velocità delle reazioni a singolo stadio. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione. Cenni di dinamica di reazione molecolare.
Teoria Quantistica. Insuccessi della Fisica Classica. Dualismo Onda-Corpuscolo. Equazione di Schroedinger. Moto Traslazionale: particella nella scatola. Moto Rotazionale. Moto Vibrazionale.
Cenni di spettroscopia.
Aspetti generali e tecniche sperimentali. Regole di selezione. Spettri rotazionali puri. Spettri vibrazionali. Spettri elettronici di biomolecole. Legge di Lambert-Beer. Cenni di spettroscopia di fluorescenza.
Modalità Esame
L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
L'esame consta di una prova orale sugli argomenti trattati che mira a valutare
a) il grado di preparazione raggiunto,
b) la chiarezza espositiva,
c) la capacità di collegare osservazioni e concetti.
Nel corso della prova potranno essere trattati anche esempi numerici.
Testi adottati
Atkins P., Ratcliffe G., Wormald M., De Paula J. Chimica fisica per le scienze della vita, PICCIN
Ulteriori testi consigliati
Atkins De Paula - Elementi di Chimica Fisica, Zanichelli
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
Modalità di svolgimento
Le lezioni frontali verranno svolte in aula con l'ausilio di presentazioni power point con illustrazioni grafiche. Derivazioni di relazioni verranno esplicitate alla lavagna per analizzarne i vari passaggi e renderle chiare a tutti. Nel corso verranno anche effettuate esercitazioni numeriche. Durante il semestre verranno effettuate delle prove in itinere (3).
Modalità di frequenza
La frequenza non e' obbligatoria
Bibliografia
Appunti del corso
Atkins De Paula - Elementi di CHimica Fisica, Zanichelli
Atkins- De Paula: Chimica Fisica Biologica, Zanichelli.
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
Proprieta’ dei gas. Il gas perfetto. Le leggi dei gas. I gas reali.
Il primo principio. Lavoro, Calore ed Energia. Il primo principio della termodinamica: energia interna, Entalpia e Capacità termica. Termochimica. Alimenti e scorte di energia Le entalpie di formazione standard. La dipendenza dell’entalpia di reazione dalla temperatura. ITC e “ligand binding” . DSC: Differential Scanning Calorimetry Energetica delle interazioni molecolari.
Il secondo principio. Trasformazioni spontanee e dispersione dell’energia. L’Entropia. Variazioni di entropia. Entropia ed interpretazione statistica. Applicazioni biologiche. Energia libera di Gibbs. Potenziale chimico ed equilibrio. Le soluzioni: soluzioni ideali (legge di Raoult e legge di Henry). Soluzioni ideali diluite: attività. Grandezze parziali molari. Definizione del potenziale chimico per i liquidi. Proprietà colligative: Pressione osmotica. Equilibri Acido base. Equilibri di "ligand-binding"
Elettrochimica. Termodinamica del trasferimento elettronico. Celle elettrochimiche: Potenziali di riduzione ed energia libera. Potenziali di riposo e di azione nei sistemi cellulari.
Cinetica chimica. Velocità di reazione ed ordine di reazione. Leggi di velocità delle reazioni a singolo stadio. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione. Cenni di dinamica di reazione molecolare.
Teoria Quantistica. Insuccessi della Fisica Classica. Dualismo Onda-Corpuscolo. Equazione di Schroedinger. Moto Traslazionale: particella nella scatola. Moto Rotazionale. Moto Vibrazionale.
Cenni di spettroscopia.
Aspetti generali e tecniche sperimentali. Regole di selezione. Spettri rotazionali puri. Spettri vibrazionali. Spettri elettronici di biomolecole. Legge di Lambert-Beer. Cenni di spettroscopia di fluorescenza.
Modalità Esame
L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
L'esame consta di una prova orale sugli argomenti trattati che mira a valutare
a) il grado di preparazione raggiunto,
b) la chiarezza espositiva,
c) la capacità di collegare osservazioni e concetti.
Nel corso della prova potranno essere trattati anche esempi numerici.
Testi adottati
Atkins P., Ratcliffe G., Wormald M., De Paula J. Chimica fisica per le scienze della vita, PICCIN
Ulteriori testi consigliati
Atkins De Paula - Elementi di Chimica Fisica, Zanichelli
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
Modalità di svolgimento
Le lezioni frontali verranno svolte in aula con l'ausilio di presentazioni power point con illustrazioni grafiche. Derivazioni di relazioni verranno esplicitate alla lavagna per analizzarne i vari passaggi e renderle chiare a tutti. Nel corso verranno anche effettuate esercitazioni numeriche. Durante il semestre verranno effettuate delle prove in itinere (3).
Modalità di frequenza
La frequenza non e' obbligatoria
Bibliografia
Appunti del corso
Atkins De Paula - Elementi di CHimica Fisica, Zanichelli
Atkins- De Paula: Chimica Fisica Biologica, Zanichelli.
Klostermeier D. - Rudolph MG: Biophysical Chemistry, CRC Press
R. Chang : Chimica Fisica 1, 2 vol., Zanichelli
Donald A. McQuarrie, John D. Simon: Chimica Fisica Un approccio molecolare, Zanichelli
Kuriyan-Konforti-Wemmer: The Molecules of Life. Garland Sciences
119866 - BIOTECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI VEGETALI
-
12
-
-
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
BIOTECNOLOGIE GENETICHE
STEFANIA MASCI
6
AGR/07
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Si parte dai principi di base del DNA ricombinante illustrando il funzionamento degli enzimi di restrizione e di modificazione e il clonaggio genico attraverso i sistemi ospite-vettore.
Il meccanismo di funzionamento della PCR standard e quantitativa viene presentato in dettaglio, ma viene data particolare importanza anche alle applicazioni di tali metodologie, attraverso esempi specifici.
Tra i diversi metodi di sequenziamento del DNA, viene esposto solo il metodo di Sanger, sia nella sua versione manuale che automatizzata.
Vengono illustrate le diverse tecniche di analisi degli acidi nucleici e proteine, includendo l’elettroforesi su agarosio e su poliacrilammide e attraverso blotting (Southern, Northern e Western Blotting), nonché i diversi campi di applicazione di queste tecniche.
Viene descritto sia il processo di costruzione, che di analisi delle genoteche genomiche, di cDNA e di espressione, ponendo l’accento sulle informazioni ottenibili dal loro uso.
I progetti genoma relativi ad Arabidopsis thaliana e all’uomo vengono illustrati, spiegando i criteri di scelta degli organismi modello e le informazioni ottenute dalla conoscenza completa di tali genomi. Viene spiegata la differenza tra genomica strutturale, funzionale e comparativa, e illustrate le tecnologie proprie di ciascuna di queste branche, in particolare della strutturale (attraverso analisi delle genoteche genomiche per il sequenziamento di porzioni estese di DNA) e funzionale (attraverso le principali tecniche di analisi del trascrittoma e del proteoma).
Infine, viene presentato l’argomento relativo alle piante geneticamente modificate: come vengono realizzate attraverso i due sistemi principali (biolistico e Agrobatterio) illustrando vantaggi e svantaggi dell’uso di ciascuno, come si effettua un costrutto genico per l’espressione in pianta, quali sono le piante geneticamente modificate oggi presenti sul mercato, con accenni relativi alle problematiche inerenti all’accettabilità delle stesse.
Esercitazioni di laboratorio:
• Trasformazione batterica utilizzando un vettore plasmidico ricombinante, che viene estratto in una successiva esercitazione e caratterizzato mediante elettroforesi su gel di agarosio
• PCR standard per determinare la presenza di uno specifico transgene in piante GM di frumento
• SDS-PAGE per analizzare la composizione proteica di cariossidi di frumento
• Uso dello spettrofotometro per determinare la quantità di DNA e proteine
Se il numero di studenti è superiore a 30, le esercitazioni vengono svolte in turni.
Modalità Esame
Coloro che seguono regolarmente il corso, o che preferiscono sostenere l'esame in due parti, possono partecipare all'esonero scritto che si tiene a metà corso (durante l'apposita settimana di sospensione della didattica). Solo chi supera questo primo esonero, può sostenere la seconda e ultima parte dell'esame.
Gli esoneri scritti constano di domande a risposta multipla alle quali viene attribuito un punteggio positivo in caso di risposta corretta e negativo in caso di risposta sbagliata, oppure con domande a risposte aperte.
E' possibile sostenere la sola seconda parte oralmente
L'esame finale sull'intero programma è orale. In questo caso vengono poste due domande: una riguarda la prima parte del corso (fino alle genoteche incluse) e la seconda riguarda la parte finale. Il voto finale è la media dei due voti dei rispettivi esoneri o delle due domande orali, con maggiore attenzione alla seconda parte del corso.
Ci sono due domande che non permettono di continuare l'esame se non conosciute almeno a livello di sufficienza: 1) la PCR, standard e quantitativa, insieme alle sue applicazioni nel diversi campi 2) le Piante Geneticamente Modificate
Testi adottati
Brown T. 2017 (Zanichelli) Biotecnologie Molecolari
Diapositive del corso e altri materiali saranno messi a disposizione degli studenti dal docente sulla piattaforma Moodle
Modalità di frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma raccomandata in quanto non esistono testi specifici esaustivi, per cui ascoltare le lezioni risulta importante
Bibliografia
Brown T. 2017 (Zanichelli) Biotecnologie Molecolari
Diapositive del corso e altri materiali saranno messi a disposizione degli studenti dal docente sulla piattaforma Moodle
Si parte dai principi di base del DNA ricombinante illustrando il funzionamento degli enzimi di restrizione e di modificazione e il clonaggio genico attraverso i sistemi ospite-vettore.
Il meccanismo di funzionamento della PCR standard e quantitativa viene presentato in dettaglio, ma viene data particolare importanza anche alle applicazioni di tali metodologie, attraverso esempi specifici.
Tra i diversi metodi di sequenziamento del DNA, viene esposto solo il metodo di Sanger, sia nella sua versione manuale che automatizzata.
Vengono illustrate le diverse tecniche di analisi degli acidi nucleici e proteine, includendo l’elettroforesi su agarosio e su poliacrilammide e attraverso blotting (Southern, Northern e Western Blotting), nonché i diversi campi di applicazione di queste tecniche.
Viene descritto sia il processo di costruzione, che di analisi delle genoteche genomiche, di cDNA e di espressione, ponendo l’accento sulle informazioni ottenibili dal loro uso.
I progetti genoma relativi ad Arabidopsis thaliana e all’uomo vengono illustrati, spiegando i criteri di scelta degli organismi modello e le informazioni ottenute dalla conoscenza completa di tali genomi. Viene spiegata la differenza tra genomica strutturale, funzionale e comparativa, e illustrate le tecnologie proprie di ciascuna di queste branche, in particolare della strutturale (attraverso analisi delle genoteche genomiche per il sequenziamento di porzioni estese di DNA) e funzionale (attraverso le principali tecniche di analisi del trascrittoma e del proteoma).
Infine, viene presentato l’argomento relativo alle piante geneticamente modificate: come vengono realizzate attraverso i due sistemi principali (biolistico e Agrobatterio) illustrando vantaggi e svantaggi dell’uso di ciascuno, come si effettua un costrutto genico per l’espressione in pianta, quali sono le piante geneticamente modificate oggi presenti sul mercato, con accenni relativi alle problematiche inerenti all’accettabilità delle stesse.
Esercitazioni di laboratorio:
• Trasformazione batterica utilizzando un vettore plasmidico ricombinante, che viene estratto in una successiva esercitazione e caratterizzato mediante elettroforesi su gel di agarosio
• PCR standard per determinare la presenza di uno specifico transgene in piante GM di frumento
• SDS-PAGE per analizzare la composizione proteica di cariossidi di frumento
• Uso dello spettrofotometro per determinare la quantità di DNA e proteine
Se il numero di studenti è superiore a 30, le esercitazioni vengono svolte in turni.
Modalità Esame
Coloro che seguono regolarmente il corso, o che preferiscono sostenere l'esame in due parti, possono partecipare all'esonero scritto che si tiene a metà corso (durante l'apposita settimana di sospensione della didattica). Solo chi supera questo primo esonero, può sostenere la seconda e ultima parte dell'esame.
Gli esoneri scritti constano di domande a risposta multipla alle quali viene attribuito un punteggio positivo in caso di risposta corretta e negativo in caso di risposta sbagliata, oppure con domande a risposte aperte.
E' possibile sostenere la sola seconda parte oralmente
L'esame finale sull'intero programma è orale. In questo caso vengono poste due domande: una riguarda la prima parte del corso (fino alle genoteche incluse) e la seconda riguarda la parte finale. Il voto finale è la media dei due voti dei rispettivi esoneri o delle due domande orali, con maggiore attenzione alla seconda parte del corso.
Ci sono due domande che non permettono di continuare l'esame se non conosciute almeno a livello di sufficienza: 1) la PCR, standard e quantitativa, insieme alle sue applicazioni nel diversi campi 2) le Piante Geneticamente Modificate
Testi adottati
Brown T. 2017 (Zanichelli) Biotecnologie Molecolari
Diapositive del corso e altri materiali saranno messi a disposizione degli studenti dal docente sulla piattaforma Moodle
Modalità di frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma raccomandata in quanto non esistono testi specifici esaustivi, per cui ascoltare le lezioni risulta importante
Bibliografia
Brown T. 2017 (Zanichelli) Biotecnologie Molecolari
Diapositive del corso e altri materiali saranno messi a disposizione degli studenti dal docente sulla piattaforma Moodle
BIOTECNOLOGIE PER IL MIGLIORAMENTO DELLE PIANTE AGRARIE
ANDREA MAZZUCATO
6
AGR/07
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Programma
Le biotecnologie per il miglioramento delle produzioni vegetali
Cenni introduttivi sul ruolo delle biotecnologie applicate alle produzioni vegetali con riferimento all'ingegneria genetica, alle colture in vitro di cellule e tessuti, alle tecnologie per la diagnostica e la tracciabilità, allo studio della variabilità genetica per la filogenesi, la caratterizzazione varietale e la gestione del germoplasma,
Marcatori molecolari e analisi genetica
Concetto di marcatore genetico e introduzione all'analisi del polimorfismo molecolare.
I marcatori biochimici. I marcatori molecolari, ibridazione e PCR, marcatori RFLP e VNTR, marcatori RAPD, SCAR, CAPS, AFLP, SSR, ISSR, marcatori SNP.
Utilizzo dei marcatori molecolari
Studi di genetica formale e sviluppo di mappe di associazione;
ricerca di marcatori associati a loci che controllano caratteri qualitativi e quantitativi; loro uso nel miglioramento genetico con la selezione assistita.
Clonaggio posizionale di geni mendeliani e QTL; linkage disequilibrium e mappatura per associazione.
Colture in vitro vegetali
Principi di base e metodologici delle tecniche di colture in vitro vegetali; eventi morfogenetici, sterilizzazione, substrati.
Colture in vitro applicate alla produzione sementiera e vivastica; micropropagazione, seme sintetico, termoterapia e risanamento.
Colture in vitro applicate al miglioramento genetico; conservazione del germoplasma, variabilità somaclonale e selezione in vitro, produzione di doppio aploidi, manipolazione di protoplasti e ibridi somatici, embryo rescue, trasformazione genetica.
Argomenti delle esercitazioni
Ricerca in silico di marcatori microsatellite e individuazione di coppie di primer per amplificare la regione SSR.
Ricerca di single nucleotide polymorphism da librerie EST tramite allineamento di sequenze.
Allevamento di una popolazione F2 segregante marcatori morfologici e molecolari, fenotipizzazione, genotipizzazione (estrazione DNA, PCR, elettroforesi), analisi dei dati.
Modalità Esame
La valutazione ed il voto finale terrà conto delle conoscenze e dei concetti acquisiti, dell’abilità di analizzare problemi, di connettere conoscenze interdisciplinari, della padronanza e chiarezza di espressione e di esposizione.
Il voto finale di questo modulo (Biotecnologie per il miglioramento delle piante agrarie), essendo integrato con il modulo svolto dalla Prof. S, Masci, contribuirà al voto finale dell’esame nella misura del 50%.
Gli studenti frequentanti avranno la possibilità di sostenere una prova in itinere, scritta, sulla prima parte del corso riguardante le tecniche per rilevare i polimorfismi del DNA che li esonererà dal discutere questi argomenti all’esame. Gli studenti non frequentanti e coloro che non hanno sostenuto o accettato il voto della prova in itinere svolgeranno l’esame orale su tutto il programma.
Testi adottati
Barcaccia & Falcinelli - Genetica e genomica Vol. III - Liguori editore.
Materiale didattico fornito durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Bibliografia
Materiali di approfondimento su diversi argomenti del programma verranno indicati dal docente durante le lezioni e saranno comunque disponibili su Moodle.
Programma
Le biotecnologie per il miglioramento delle produzioni vegetali
Cenni introduttivi sul ruolo delle biotecnologie applicate alle produzioni vegetali con riferimento all'ingegneria genetica, alle colture in vitro di cellule e tessuti, alle tecnologie per la diagnostica e la tracciabilità, allo studio della variabilità genetica per la filogenesi, la caratterizzazione varietale e la gestione del germoplasma,
Marcatori molecolari e analisi genetica
Concetto di marcatore genetico e introduzione all'analisi del polimorfismo molecolare.
I marcatori biochimici. I marcatori molecolari, ibridazione e PCR, marcatori RFLP e VNTR, marcatori RAPD, SCAR, CAPS, AFLP, SSR, ISSR, marcatori SNP.
Utilizzo dei marcatori molecolari
Studi di genetica formale e sviluppo di mappe di associazione;
ricerca di marcatori associati a loci che controllano caratteri qualitativi e quantitativi; loro uso nel miglioramento genetico con la selezione assistita.
Clonaggio posizionale di geni mendeliani e QTL; linkage disequilibrium e mappatura per associazione.
Colture in vitro vegetali
Principi di base e metodologici delle tecniche di colture in vitro vegetali; eventi morfogenetici, sterilizzazione, substrati.
Colture in vitro applicate alla produzione sementiera e vivastica; micropropagazione, seme sintetico, termoterapia e risanamento.
Colture in vitro applicate al miglioramento genetico; conservazione del germoplasma, variabilità somaclonale e selezione in vitro, produzione di doppio aploidi, manipolazione di protoplasti e ibridi somatici, embryo rescue, trasformazione genetica.
Argomenti delle esercitazioni
Ricerca in silico di marcatori microsatellite e individuazione di coppie di primer per amplificare la regione SSR.
Ricerca di single nucleotide polymorphism da librerie EST tramite allineamento di sequenze.
Allevamento di una popolazione F2 segregante marcatori morfologici e molecolari, fenotipizzazione, genotipizzazione (estrazione DNA, PCR, elettroforesi), analisi dei dati.
Modalità Esame
La valutazione ed il voto finale terrà conto delle conoscenze e dei concetti acquisiti, dell’abilità di analizzare problemi, di connettere conoscenze interdisciplinari, della padronanza e chiarezza di espressione e di esposizione.
Il voto finale di questo modulo (Biotecnologie per il miglioramento delle piante agrarie), essendo integrato con il modulo svolto dalla Prof. S, Masci, contribuirà al voto finale dell’esame nella misura del 50%.
Gli studenti frequentanti avranno la possibilità di sostenere una prova in itinere, scritta, sulla prima parte del corso riguardante le tecniche per rilevare i polimorfismi del DNA che li esonererà dal discutere questi argomenti all’esame. Gli studenti non frequentanti e coloro che non hanno sostenuto o accettato il voto della prova in itinere svolgeranno l’esame orale su tutto il programma.
Testi adottati
Barcaccia & Falcinelli - Genetica e genomica Vol. III - Liguori editore.
Materiale didattico fornito durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Bibliografia
Materiali di approfondimento su diversi argomenti del programma verranno indicati dal docente durante le lezioni e saranno comunque disponibili su Moodle.
GRUPPO OPZIONALE A12 PROFILO AGRO-AMBIENTALE
-
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BIOTECNOLOGIE ANIMALI PER LA SOSTENIBILITà
VALENTINA DELLA BELLA
6
BIO/05
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
• Introduzione alle Biotecnologie. Panoramica sulle Biotecnologie animali: definizione, origine, crescita delle biotecnologie, principali steps della ricerca biotecnologica nella storia. Biotecnologie, sostenibilità ambientale e biodiversità.
• Origine ed evoluzione delle linee cellulari, trasferimento genico, implicazioni della manipolazione genica, esempi di proteine di importanza biomedica prodotte in colture cellulari. Ingegneria dei tessuti. Cellule staminali. Organ-on-chip.
• Ingegneria genetica per la creazione di animali transgenici a scopi commerciali o di ricerca: origine e significato del DNA ricombinante applicato ad animali, clonazione, punti chiave del processo di clonazione, esempi di applicazione di animali transgenici in agricoltura, insidi e rischi di natura tecnica, commerciale, sanitaria ed etica coinvolti nell’utilizzo di animali transgenici
• Biotecnologie animali e Novel Foods. Sostenibilità ambientale. Normativa europea e nazionale.
Carne coltivata: Introduzione e inquadramento del tema, tecnologie per produzione, considerazioni ambientali, per la salute umana e etiche.
Entomofagia: allevamento sostenibile di insetti per la produzione di mangimi e di cibo. Esempi applicativi in Italia.
• Biotecnologie in acquacoltura: introduzione sull’importanza e necessità dell’acquacoltura, pesci transgenici - requisiti per la commercializzazione e conseguenze ecosistemiche, poliploidia.
• Biotecnologie applicate al mare (Blue biotechnology)
• Biotecnologie applicate alla conservazione della specie animali
• Molecole di interesse biotecnologico ottenute da phyla animali invertebrati: biodiversità come fonte biotecnologica, esempi di molecole estratte e applicazioni
• Trattazione di questioni etiche relative all’utilizzo delle biotecnologie animali
• Progetto di gruppo e presentazione in aula da parte degli studenti (sviluppo capacità di analisi critica di un lavoro scientifico, esposizione pubblica, creazione di documenti multimediali a supporto della presentazione)
Modalità Esame
La prova orale si articola in genere su due domande, una di carattere generale sulle biotecnologie animali e la seconda di approfondimento su un argomento specifico. Durante la prova orale vengono accertate le conoscenze in relazione al programma trattato, la capacità di analisi, lo spirito critico, la padronanza di espressione e l'acquisizione di un linguaggio specifico, relativo alla materia.
La frequenza, pur altamente consigliata, non è obbligatoria.
PATOLOGIA VEGETALE E PRINCIPI DI BIOTECNOLOGIE FITOPATOLOGICHE
ANNA MARIA VETTRAINO
6
AGR/12
Obiettivi formativi
Obiettivo della disciplina è approfondire gli aspetti eziologici,biologici ed epidemiologici delle malattie delle piante provocate da fitopatogeni ed indicare criticamente gli approcci biotecnologici utilizzati in fitopatologia. Individuare le applicazioni biotecnologiche in campo agrario basate sull’uso di micororganismi.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
Acquisizione di metodologie avanzate per lo sviluppo di approcci biotecnologici da utilizzare in agricoltura, in particolare per la difesa dai principali fitopatogeni.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di eseguire autonomamente i rilievi e le elaborazioni necessarie per condurre un intervento di difesa fitosanitaria.
Autonomia di giudizio
Valutazione dei problemi fitopatologici e dei possibili approcci di difesa con metodi tradizionali e innovativi.
Abilità comunicative
Capacità di esporre i risultati degli studi svolti in linguaggio specifico, anche a un pubblico di non esperti.
Capacità d’apprendimento
Capacità di aggiornamento con la consultazione di pubblicazioni scientifiche e divulgative nazionali ed internazionali, proprie del settore
diagnostica dei principali patogeni, Real-Time PCR, LAMP, HMR, Metagenomica, esempi di fitopatie e strategie di controllo. Micorizzazione Agenti di Biocontrollo, formulazione dei prodotti biologici. Casi di studio
Modalità Esame
orale, scritta, valutazione del progetto
La prova di accertamento è scritta e conterrà una serie di domande volte ad accertare la conoscenza teorica da parte dello studente sulle teorie esposte a lezione
l'obiettivo della prova orale è verificare la capacità comunicativa dello studente
L'obiettivo della valutazione del progetti gruppo è verificare la capacità di lavorare in gruppo e di affrontare problematiche specifiche
Testi adottati
Fondamenti di Patologia Vegetale – Alberto Matta
Plant Pathology – G.N. Agrios
Patologia Vegetale – Giuseppe Belli
Materiale su piattaforma MOODLE
Modalità di frequenza
lezioni in classe ed eserciazioni in laboratorio sulle tematiche trattate durante le lezioni
Bibliografia
su moodle
15142 - ESAMI A SCELTA
Secondo Semestre
12
18453 - PROVA FINALE
Secondo Semestre
8
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
119531 - BIOLOGIA CELLULARE E IMMUNOLOGIA COMPARATA
GIUSEPPE SCAPIGLIATIGIUSEPPE SCAPIGLIATI
Secondo Semestre
6
BIO/05
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
Prova orale e/o scritta con esposizione di argomenti del corso, eventuale prova in itinere.
La eventuale prova scritta è a domande con risposta multipla
Testi adottati
Gerald Karp, BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE, Ed. EDISES
Ginelli, M. Malcovati, MOLECOLE, CELLULE E ORGANISMI, Ed. EDISES
A. Abbas, AH. Lichtman, S Pillai,LE BASI DELL'IMMUNOLOGIA. FISIOPATOLOGIA DEL SISTEMA IMMUNITARIO, Ed. EDRA
Prova orale e/o scritta con esposizione di argomenti del corso, eventuale prova in itinere.
La eventuale prova scritta è a domande con risposta multipla
Testi adottati
Gerald Karp, BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE, Ed. EDISES
Ginelli, M. Malcovati, MOLECOLE, CELLULE E ORGANISMI, Ed. EDISES
A. Abbas, AH. Lichtman, S Pillai,LE BASI DELL'IMMUNOLOGIA. FISIOPATOLOGIA DEL SISTEMA IMMUNITARIO, Ed. EDRA
Modalità di frequenza
Fortemente consigliata
119919 - BIOETICA
ANTOINE HARFOUCHEANTOINE HARFOUCHE
Secondo Semestre
7
AGR/06
Obiettivi formativi
Obiettivi del corso:
Il corso conferisce agli studenti le conoscenze di base sul tema della bioetica. Gli studenti del corso avranno la possibilità di apprendere la realtà più significativa riguardante: le biotecnologie agro-forestali, agro-ambientali, agro-alimentari, le biotecnologie mediche, la proprietà intelletuale e gli aspetti socio-scientifici. Il corso si propone, inoltre, l'obiettivo di collegare gli studenti a riflessioni e dibattiti sulle biotecnologie e di aiutare loro a sviluppare un modello decisionale di bioetica dopo un ragionamento critico etico. I risultati di apprendimento attesi a conclusione dell’insegnamento sono i seguenti:
(i) lo studente sarà in grado di acquisire conoscenze, abilità, e competenze di comprendere, analizzare, e descrivere le implicazioni pratiche e conseguenti questioni etiche delle biotecnologie. Si mira, inoltre, a far acquisire conoscenze teorico-sperimentali dell’etica applicata. Tutte queste conoscenze, abilità, e competenze consentiranno allo studente di comprendere e analizzare sia gli elementi fondamentali della bioetica sia quelli interdisciplinari.
(ii) Lo studente sarà in grado di tradurre sul piano pratico le conoscenze teoriche e di argomentare problematiche nell’ambito della bioetica nelle biotechnologie. Attraverso casi di studio, gli studenti acquisiranno la capacità di applicare sul piano pratico le conoscenze teoriche attuando ragionamento critico e sviluppando modelli decisionali di bioetica.
(iii) Lo studente avrà, inoltre, la capacità di interpretare in modo autonomo sia le conoscenze di base che applicate della bioetica. Questa capacità verrà acquisita, in particolar modo, grazie alla frequenza di attività pratiche e esercizi interattivi in aula.
(iv) Lo studente che frequenta l’insegnamento sarà in grado di comunicare in modo critico, scientifico, e con linguaggio appropriato, le conoscenze connesse con l’etica e bioetica. Tale abilità saranno conseguite anche grazie all’ampio uso che viene fatto delle presentazioni powerpoint in aula e all’interazione, dialogo e scambio di opinioni tra gli studenti e tra studenti ed il docente sia in occasione delle lezioni frontali che durante i casi di studio.
(v) Gli studenti comprenderanno e acquisiranno i metodi di indagine e di pensiero critico in ambito etico e bioetico. Saranno, quindi, in grado di approfondire autonomamente le conoscenze e competenze acquisite. Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula su temi specifici dell’insegnamento e nei casi di studio.
GRUPPO OPZIONALE A11 PROFILO BIOLOGICO-INDUSTRIALE
-
12
-
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17720 - PRINCIPI DI SCIENZE OMICHE
ANNA MARIA TIMPERIO
Terzo Anno / Primo Semestre
6
BIO/11
Obiettivi formativi
OBIETTIVI FORMATIVI:
il corso di scienze 'OMICHE' si propone di guidare lo studente in un percorso che parte dalle nozioni base della chimica delle proteine per arrivare alle loro più ampie e recenti applicazioni nello studio globale delle proteine espresse in specifiche condizioni o delle interazioni proteina-proteina al fine di definire il ruolo funzionale di una proteina nel contesto biologico di appartenenza. Durante il corso gli studenti acquisiranno nozioni sulle principali tecniche analitiche e preparative impiegate in studi di proteomica e competenze teorico-pratiche nell’identificazione di proteine e nell’interpretazione di spettri di massa MALDI ed ESI in applicazioni biomolecolari.
b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI:
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Aver acquisito una buona capacità di comprensione delle scienze omiche in ambito biotecnologico
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicata:
Saper integrare le conoscenze acquisite nelle singole discipline in un sapere interdisciplinare necessario per affrontare qualsiasi problema complesso nel settore delle biotecnologie in particolare saper applicare le conoscenze di spettrometria di massa alle diverse applicazioni relative alle biotecnologie.
3 ) Autonomia di giudizio
Gli studentid dovranno sviluppare la capacità di elaborare informazioni complesse e/o frammentarie e di pervenire a idee e giudizi originali e autonomii capace di reperire e selezionare criticamente le sorgenti di dati bibliografici , banche dati, e la
letteratura in campo scientifico. L'autonomia di giudizio viene sviluppata tramite lo studio critico di articoli scientifici.
4) Abilità comunicative:
Lo studente sarà in grado di sostenere una discussione critica pubblica sugli argomenti trattati in particolare sarà capace di applicare le tecniche di proteomica per qualsiasi argomento scientifico di interesse.. Sarà capace di lavorare in gruppo nell'ambito della progettazione ed esecuzione di protocolli sperimentali perchè sono previsti crediti di laboratorio.
5) Capacità di apprendere:
Lo studente avrà la capacità di individuare, applicare e sviluppare tecniche innovative nel campo di pertinenza, di
lavorare in modo autonomo.
PRINCIPI DI SCIENZE “OMICHE”
Introduzione:
• Scienze “omiche” e biologia dei sistemi complessi.
• La rivoluzione dell'ipotesi a posteriori e la ricerca di nuove ipotesi.
• Cosa sono le scienze “omiche”?.
• Dalle proteine alla proteomica, dai metaboliti alla metabolomica e dai lipidi alla lipidomica.
• Relazione tra la proteomica e le altre scienze post-genomiche.
Piattaforme tecnologiche:
• Preparazione del campione (piante, batteri, animali): preparazione dell’estratto proteico per analisi DIGE, linee generali di preparazione dei campioni per analisi LC-MS.
• Analisi dell’espressione proteica, di metaboliti e di lipidi mediante tecniche elettroforetiche
o Applicazioni dell’ SDS-PAGE e dell’IEF alla proteomica, metabolomica e lipidomica.
o DIfferential Gel Electrophoresis (DIGE), 2D-DIGE a saturazione
o Elettroforesi capillare (CE), elettroforesi bidimensionale (2DE).
o Applicazioni della 2-DE in proteomica: limiti e prospettive.
o Elettroforesi Blu Nativa su gel di poliacrilammide (Blue Native PAGE).
o Clear Native PAGE (CN-PAGE).
o Elettroforesi ‘gel free’
o Elettroforesi su acetato di cellulosa
• Metodi di rivelazione post analisi: Colorazione inversa, Coloranti fluorescenti, Analisi d’immagine per tecnologie multiplexing
• Metodi di rivelazione di modifiche post-traduzionali in spettrometria di massa:
o Glicosilazione, Fosforilazione, Nitrazione, Carbonilazione
• Analisi dell’espressione proteica mediante tecniche cromatografiche:
o Approccio proteomico Bottom-up
o Approccio proteomico Middle-down
o Approccio proteomico top-down
o Separazioni multidimensionali
• Spettrometria di massa: introduzione e concetti di risoluzione ed accuratezza
o Le sorgenti più impiegate in ambito proteomico: MALDI, ESI
o Le sorgenti più impiegate in campo metabolomico: EI
o Le sorgenti più impiegate in campo lipidomico: ESI, MALDI
o Gli analizzatori: quadrupolari, TOF, e trappole ionica, ORBITRAP, ibridi
• La spettrometria di massa tandem (MS\MS)
Metodi quantitativi: sistemi di cromatografia liquida (LC) a fase inversa (RP) accoppiata ad analisi di spettrometria di massa.
o Strategie di quantificazione relativa basate sulla marcatura con isotopi stabili (iTRAQ, SILAC spike-in, Super-SILAC e organismi SILAC, ICAT, O18)
o Strategie di quantificazione relativa senza marcatura (metodiche “label-free”: intensity-based e spectral-counting, calcolo del PAI e dell’emPAI).
o Proteomica , metabolomica e lipidomica quantitativa mirata: SRM
Tecniche accoppiate: GC-MS, EC-MS, LC-MS\MS, MudPIT
Anna Maria Timperio
Modalità Esame
L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’ attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Testi adottati
T. Alberio, M. Fasano, P. Roncada "PROTEOMICA" EdiSES; I. Lavagnini, F. Magno, R. Seraglia e P. Traldi "Quantitative Applications of Mass Spectrometry (English Edition)" WILEY.
Modalità di svolgimento
Lezioni frontali in aula supportate da presentazioni in PowerPoint con figure, schemi di processo e video. Per tale attività sono previste 40 ore. Sono previste anche esercitazioni in laboratorio didattico che metteranno gli studenti in condizione di prendere confidenza con la preparazione dei tamponi e estrazioni di materiale biologico, determinazione di proteine e loro analisi in spettrometria di massa. Per questa attività sono previste 8 ore.
Modalità di frequenza
Lezioni frontali in aula supportate da presentazioni in PowerPoint con figure, schemi di processo e video. Per tale attività sono previste 40 ore. Sono previste anche esercitazioni in laboratorio didattico che metteranno gli studenti in condizione di prendere confidenza con la preparazione dei tamponi e estrazioni di materiale biologico, determinazione di proteine e loro analisi in spettrometria di massa. Per questa attività sono previste 8 ore.
Bibliografia
Liebler DC. Introduction to proteomics: tools for the new biology. Totowa, NJ: Humana Press
2002.
Rivista Società Italiana di Medicina Generale N.5 VOL.25 2018
119532 - NEUROSCIENZE E NEUROTECNOLOGIE FONDAMENTALI
DAVIDE CERVIA
Terzo Anno / Primo Semestre
6
BIO/09
Obiettivi formativi
a) OBIETTIVI FORMATIVI
Comprendere gli elementi di base della fisiologia e neurofisiologia del sistema nervoso centrale, ed in particolare saper descrivere: gli eventi generali che portano alla formazione delle principali aree del cervello e delle sinapsi, i meccanismi generali di riparazione e rigenerazione, le basi del controllo del movimento, le funzioni cerebrali complesse, le caratteristiche generali di malattie neurodegenerative, i metodi che si possono applicare nell’ambito delle neuroscienze
b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI (Descrittori di Dublino)
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE: Per il superamento dell’esame lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto una conoscenza e una capacità di comprensione delle tematiche inerenti al funzionamento del sistema nervoso centrale, alla neurodegenerazione e alle neurotecnologie che gli permetta di impostare la discussione di problematiche teoriche in modo logico e completo.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente dovrà dimostrare di saper impostare la trattazione di problemi applicativi nell'ambito delle neuroscienze e neurotecnologie.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà avere acquisito conoscenze tali da permettergli di descrivere i meccanismi alla base delle funzioni trattate e saper valutare in modo autonomo e motivato eventuali opinioni diverse su eventuali aspetti problematici.
ABILITA' COMUNICATIVE: Al termine del corso, lo studente dovrà aver raggiunto un'appropriata organizzazione di un proprio pensiero, intorno alle diverse tematiche del corso, da permettergli di esporre gli argomenti in forma organica e con linguaggio scientifico appropriato.
CAPACITA' DI APPRENDIMENTO: Lo studente dovrà essere capace di esaminare e comprendere testi e materiale scientifico, in modo tale da impiegarli in contesti quotidiani per la professione e per la ricerca.
Sviluppo del sistema nervoso, formazione delle principali aree e delle sinapsi, identità e circuiteria neuronale, riparazione e rigenerazione;
Sistema nervoso centrale e neurotrasmissione;
Controllo centrale del movimento;
Funzioni cerebrali complesse: apprendimento e memoria, ritmo sonno-veglia, rappresentazioni neurali delle emozioni e della coscienza, linguaggio;
Malattie neurodegenerative e disturbi del sistema nervoso centrale, cenni;
Metodi nelle neuroscienze: elettrofisiologia, elettroencefalografia, flusso sanguigno del cervello, neuroimaging, stimolazione e misurazione dell’attività neurale, modelli in vitro/ex vivo/in vivo di cellule/tessuti del SNC, modelli di barriera ematoencefalica, colture organotipiche.
Modalità Esame
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito i principi di base che regolano il sistema nervoso centrale e le metodologie che si possono applicare nel campo delle neuroscienze. La conoscenza e la padronanza degli argomenti, la chiarezza espositiva, la visione della disciplina e l'uso corretto della terminologia tecnica saranno considerati come elementi di valutazione (espresso in 30esimi; sufficiente 18).
Testi adottati
- Neuroscienze, autori Purves, Augustine, Fitzpatrick, Hall, Lamantia, Mooney, casa editrice Zanichelli
- Neuroscienze cognitive, autori Gazzaniga, Ivry, Mangun, casa editrice Zanichelli
- Principi di neuroscienze, autori Kandel, Schwartz, Jessel, Siegelbaum, Hudspeth, casa editrice Ambrosiana
- Neuroscienze Esplorando il cervello, autori Bear, Connors, Paradiso, casa editrice Edra
- possono comunque andare bene anche altri testi di Fisiologia umana, purché aggiornati
- articoli scientifici selezionati dal docente
-“slides” delle lezioni messe a disposizione dal docente a fine corso sulla piattaforma istituzionale (importanti come integrazione dettagliata del programma svolto)
Modalità di frequenza
La partecipazione alle lezioni non è obbligatoria
Bibliografia
vedere i libri di testo consigliati
17531 - METODOLOGIE BIOCHIMICHE
ESTHER IMPERLINI
Terzo Anno / Secondo Semestre
6
BIO/10
Obiettivi formativi
OBIETTIVI FORMATIVI
L’insegnamento di Metodologie Biochimiche intende fornire agli studenti un quadro teorico e pratico di alcune delle principali metodiche preparative e analitiche che trovano impiego non solo nel campo della ricerca biochimica, ma anche in altri campi tra cui quello biomedico e ambientale.
In particolare, le conoscenze impartite riguardano metodologie per l’identificazione, l’isolamento e lo studio strutturale e funzionale delle macromolecole biologiche, nonché strumenti di bioinformatica per l'analisi dei risultati sperimentali e per la loro descrizione. Verranno, inoltre, trattate tecniche per l’analisi sia delle singole proteine che di interi proteomi.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso gli studenti
- conosceranno i principi alla base delle tecniche impiegate nelle indagini biochimiche (centrifugazione, spettroscopia, elettroforesi, cromatografia, spettrometria) ed i parametri su cui poter agire per mettere a punto una particolare indagine biochimica;
- saranno in grado di descrivere gli elementi strutturali dei principali strumenti di un laboratorio biochimico (centrifuga, spettrofotometro, spettrometro);
- conosceranno correttamente la terminologia appropriata impiegata nelle metodologie biochimiche.
2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso gli studenti
- saranno in grado di orientarsi correttamente sulla scelta delle più opportune procedure biochimiche per il raggiungimento degli obiettivi sperimentali definiti in fase di progettazione della ricerca;
- sapranno valutare il possibile impatto delle variazioni dei parametri in gioco in un esperimento biochimico e nelle principali indagini strumentali cliniche;
- sapranno svolgere praticamente gli esperimenti affrontati nella parte di laboratorio.
3. Autonomia di giudizio
Gli studenti dovranno essere in grado di comprendere e discutere criticamente i risultati sperimentali ottenuti in laboratorio ed utilizzarli come base di partenza per la pianificazione degli esperimenti successivi.
4. Abilità comunicative
Gli studenti dovranno avere la capacità di trasmettere le conoscenze acquisite in modo chiaro e comprensibile, anche a persone non competenti, e dovranno dimostrare l’abilità di presentare l’informazione anche con grafici e formule.
5. Capacità di apprendere
Condizione di successo nell’apprendimento è la capacità di leggere e comprendere un lavoro scientifico di argomento biochimico.
Parte teorica (40 ore):
- I principi dell’indagine biochimica.
- Soluzioni tampone e pH. Ionizzazione di amminoacidi e proteine in funzione del pH.
- Teoria degli errori; accuratezza e precisione.
- Tecniche di centrifugazione: principi base della sedimentazione; centrifughe e loro uso; rotori; metodi di separazione nella centrifugazione preparativa; centrifugazione differenziale; centrifugazione in gradiente di densità; ultracentrifugazione analitica.
- Strategie di purificazione proteica; lisi cellulare ed estrazione proteica; dialisi ed ultrafiltrazione; precipitazione frazionata con sali, con solventi organici, al punto isoelettrico, al calore.
- Spettrofotometria: leggi ed applicazioni; legge di Lambert-Beer; gruppi cromofori e spettri di assorbimento di proteine ed acidi nucleici; metodi spettrofotometrici per la determinazione della concentrazione delle proteine: metodo del Biureto, di Lowry e di Bradford; dosaggio enzimatico.
- Metodi cromatografici: cromatografia per assorbimento, di ripartizione, di affinità, ad esclusione molecolare, a scambio ionico, di interazione idrofobica, cromatografia liquida a fase inversa, HPLC.
- Tecniche elettroforetiche: teoria, leggi, apparati; classificazione dei metodi elettroforetici; elettroforesi di agarosio, acrilammide e SDS-PAGE; tecniche di rivelazione e colorazione dei gel elettroforetici; elettroforesi bidimensionale classica (2-DE) e analisi differenziale su gel (tecnologia DIGE).
- Tecniche immunochimiche: western blot; immunoprecipitazione e immunoaffinità come strategie per l’analisi dei complessi proteici e delle interazioni proteiche.
- Metodologie biochimiche applicate alla moderna proteomica.
Parte pratica (8 ore):
- Lisi cellulare ed estrazione di proteine da matrici biologiche.
- Determinazione della concentrazione proteica di un campione incognito mediante il metodo spettrofotometrico di Bradford.
- Preparazione di un gel di poliacrilammide in presenza di SDS (SDS-PAGE) e Illustrazione degli apparati per l'elettroforesi e/o western blotting.
- Corsa elettroforetica e determinazione del peso molecolare di proteine mediante SDS-PAGE.
Modalità Esame
L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati d’apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale.
Tale esame sarà volto a valutare le capacità raggiunte dallo studente in relazione alla conoscenza e comprensione delle basi teoriche e delle applicazioni in campo biologico delle diverse metodologie preparative e analitiche trattate durante le parte teorica del corso. Nella valutazione della prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà anche conto della capacità di analisi, di sintesi, della padronanza di espressione e della capacità di fare collegamenti fra i vari argomenti trattati.
Allo studente saranno rivolte domande (generalmente 3) nell’ambito delle seguenti tematiche:
Strategie per isolare e purificare proteine;
tecniche di separazione in un laboratorio di Biochimica;
procedure biochimiche per l'analisi quantitative e qualitative.
Testi adottati
- Bonaccorsi di Patti M. C., Contestabile R., Di Salvo M. L. Metodologie biochimiche. Prima ed., 2012, Casa Editrice Ambrosiana.
- De Marco C., Cini C., Principi di metodologia biochimica. Prima ed., 2009, Piccin Nuova Libraria.
- Stoppini M., Bellotti V., Biochimica Applicata. Prima ed., 2012, EdiSES.
- Reed R., Holmes D., Weyers J., Jones A. Metodologie di base per le scienze biomolecolari. Prima ed., 2002, Zanichelli editore.
Per le attività pratiche di laboratorio vengono fornite dispense dal docente.
Modalità di svolgimento
L’insegnamento prevede lezioni frontali in aula (40 ore) e attività di laboratorio (8 ore) volte all’approfondimento pratico delle nozioni impartite.
Le lezioni frontali sono realizzate con il supporto di presentazioni ppt.
Per garantire una migliore fruibilità delle esercitazioni gli studenti saranno suddivisi in piccoli gruppi e, durante le attività pratiche, saranno seguiti dal docente e da un cultore della materia con funzione di esercitatore.
Non viene imposto l'obbligo di frequenza, ma è vivamente consigliato agli studenti frequentanti di seguire anche le attività pratiche di laboratorio.
Modalità di frequenza
Frequenza raccomandata ma facoltativa
Bibliografia
Vedi "Testi adottati".
119999 - BIOFARMACEUTICA
Terzo Anno / Secondo Semestre
6
BIO/14
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
GRUPPO OPZIONALE A12 PROFILO AGRO-AMBIENTALE
-
12
-
-
119534 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE DI SOSTANZE VEGETALI
VALENTINA LAGHEZZA MASCI
Terzo Anno / Primo Semestre
6
BIO/01
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
119536 - BIOTECNOLOGIE DEI PRODOTTI ORTOFRUTTICOLI
RINALDO BOTONDI
Terzo Anno / Primo Semestre
6
AGR/15
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
La qualità dei prodotti alimentari vegetali. Principali processi di trasformazioni post raccolta degli ortofrutticoli. (0.5CFU) Fisiologia dei prodotti vegetali: cause di deperibilità e di decadimento nutrizionale. Prodotti di IV gamma. (0.5CFU) Scelta delle applicazioni tecnologiche postraccolta. (0.5CFU) Biosintesi dell'etilene. Etilene: frutti climaterici e frutti non climaterici. Ruolo dell’ACO e dell’ACS (studio del melone ACC ossiadasi antisenso) Competenza del frutto alla maturazione Percezione e trasduzione del segnale. Studi molecolari sulla maturazione di alcuni frutti. (2CFU)
Standards di qualità, norme alimentari, fattori di deperibilità dei prodotti. Inbitori biologici, chimici e di azione dell'etilene. Indici di maturazione e di qualità. Alterazioni dei prodotti in postraccolta. (1CFU)
Principi di tecnica frigorifera: ciclo frigorifero, tecniche di prerefrigerazione. La conservazione refrigerata. Il condizionamento dei prodotti ortofrutticoli. Le atmosfere controllate e modificate. Nuove tecnologie: utilizzo dell'ozono. (1.5CFU)
Modalità Esame
La preparazione sarà accertata attraverso la valutazione delle risposte fornite in forma orale o scritta dallo studente a quattro, cinque domande sugli argomenti del programma del corso in oggetto. Nel caso della prova scritta le domande saranno poste in forma aperta ed il candidato avrà un massimo di due ore per fornire le risposte. Ai fini della valutazione per l’attribuzione del voto finale espresso in trentesimi (con votazione da 18 a 30) con eventuale lode), si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato, della capacità di applicare i concetti teorici, della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari, della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi e della padronanza di espressione.
Testi adottati
Dispense/materiale in formato elettronico forniti dal docente.
Conservazione degli Ortofrutticoli Autori Anelli e Mencarelli Edagricole.
Postharvest Physiology of Perishable Plant Products. Autore Stanley J. Kays. Exon Press, Athens, GA
Power Point del docente
Modalità di frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. Gli studenti sono vivamente invitati a partecipare in presenza alle lezioni frontali, alle esercitazioni, ai seminari ed alle visite didattiche che si svolgeranno durante il corso
Bibliografia
Cornelius S. Barry and James J. Giovannoni. Ethylene and Fruit Ripening. J Plant Growth Regul (2007) 26:143–159 DOI: 10.1007/s00344-007-9002-y
Lina Mayuoni, ZiporaTietel, Bhimanagouda S.Patil, Ron Porat. Does ethylene degreening affect internal quality of citrus fruit? Postharvest Biology and Technology
Vol. 62, Issue 1, October 2011, Pages 50-58.
J.C. Pech , M. Bouzayen, A. Latché. Climacteric fruit ripening: Ethylene-dependent and independent regulation of ripening pathways in melon fruit. Plant Science 175 (2008) 114–120.
Guis, M., Botondi, R., Ben-Amor, M., Ayub, R.,, Bouzayen, M., Pech, J.-C., Latché, A. Ripening-associated biochemical traits of Cantaloupe Charentais melons expressing an antisense ACC oxidase transgene. Journal of the American Society for Horticultural ScienceOpen Access Vol. 122, Issue 6, 1997, Pages 748-751.
Valentina Goffi, Luigi Zampella, Roberto Forniti, Milena Petriccione and Rinaldo Botondi. Effects of ozone postharvest treatment on physicochemical and qualitative traits of Actinidia chinensis ‘Soreli’ during cold storage. J Sci Food Agric (2019).
Rinaldo Botondi * , Marco Barone and Claudia Grasso. A Review into the Effectiveness of Ozone Technology for Improving the Safety and Preserving the Quality of Fresh-Cut Fruits and Vegetables. Foods 2021, 10, 748. https://doi.org/10.3390/foods10040748
119535 - BIOTECNOLOGIE ANIMALI PER LA SOSTENIBILITà
VALENTINA DELLA BELLA
Terzo Anno / Secondo Semestre
6
BIO/05
Obiettivi formativi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
3) Autonomia di giudizio
4) Abilità comunicative
5) Capacità di apprendere
• Introduzione alle Biotecnologie. Panoramica sulle Biotecnologie animali: definizione, origine, crescita delle biotecnologie, principali steps della ricerca biotecnologica nella storia. Biotecnologie, sostenibilità ambientale e biodiversità.
• Origine ed evoluzione delle linee cellulari, trasferimento genico, implicazioni della manipolazione genica, esempi di proteine di importanza biomedica prodotte in colture cellulari. Ingegneria dei tessuti. Cellule staminali. Organ-on-chip.
• Ingegneria genetica per la creazione di animali transgenici a scopi commerciali o di ricerca: origine e significato del DNA ricombinante applicato ad animali, clonazione, punti chiave del processo di clonazione, esempi di applicazione di animali transgenici in agricoltura, insidi e rischi di natura tecnica, commerciale, sanitaria ed etica coinvolti nell’utilizzo di animali transgenici
• Biotecnologie animali e Novel Foods. Sostenibilità ambientale. Normativa europea e nazionale.
Carne coltivata: Introduzione e inquadramento del tema, tecnologie per produzione, considerazioni ambientali, per la salute umana e etiche.
Entomofagia: allevamento sostenibile di insetti per la produzione di mangimi e di cibo. Esempi applicativi in Italia.
• Biotecnologie in acquacoltura: introduzione sull’importanza e necessità dell’acquacoltura, pesci transgenici - requisiti per la commercializzazione e conseguenze ecosistemiche, poliploidia.
• Biotecnologie applicate al mare (Blue biotechnology)
• Biotecnologie applicate alla conservazione della specie animali
• Molecole di interesse biotecnologico ottenute da phyla animali invertebrati: biodiversità come fonte biotecnologica, esempi di molecole estratte e applicazioni
• Trattazione di questioni etiche relative all’utilizzo delle biotecnologie animali
• Progetto di gruppo e presentazione in aula da parte degli studenti (sviluppo capacità di analisi critica di un lavoro scientifico, esposizione pubblica, creazione di documenti multimediali a supporto della presentazione)
Modalità Esame
La prova orale si articola in genere su due domande, una di carattere generale sulle biotecnologie animali e la seconda di approfondimento su un argomento specifico. Durante la prova orale vengono accertate le conoscenze in relazione al programma trattato, la capacità di analisi, lo spirito critico, la padronanza di espressione e l'acquisizione di un linguaggio specifico, relativo alla materia.
La frequenza, pur altamente consigliata, non è obbligatoria.
15054 - PATOLOGIA VEGETALE E PRINCIPI DI BIOTECNOLOGIE FITOPATOLOGICHE
ANNA MARIA VETTRAINO
Terzo Anno / Secondo Semestre
6
AGR/12
Obiettivi formativi
Obiettivo della disciplina è approfondire gli aspetti eziologici,biologici ed epidemiologici delle malattie delle piante provocate da fitopatogeni ed indicare criticamente gli approcci biotecnologici utilizzati in fitopatologia. Individuare le applicazioni biotecnologiche in campo agrario basate sull’uso di micororganismi.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
Acquisizione di metodologie avanzate per lo sviluppo di approcci biotecnologici da utilizzare in agricoltura, in particolare per la difesa dai principali fitopatogeni.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di eseguire autonomamente i rilievi e le elaborazioni necessarie per condurre un intervento di difesa fitosanitaria.
Autonomia di giudizio
Valutazione dei problemi fitopatologici e dei possibili approcci di difesa con metodi tradizionali e innovativi.
Abilità comunicative
Capacità di esporre i risultati degli studi svolti in linguaggio specifico, anche a un pubblico di non esperti.
Capacità d’apprendimento
Capacità di aggiornamento con la consultazione di pubblicazioni scientifiche e divulgative nazionali ed internazionali, proprie del settore
diagnostica dei principali patogeni, Real-Time PCR, LAMP, HMR, Metagenomica, esempi di fitopatie e strategie di controllo. Micorizzazione Agenti di Biocontrollo, formulazione dei prodotti biologici. Casi di studio
Modalità Esame
orale, scritta, valutazione del progetto
La prova di accertamento è scritta e conterrà una serie di domande volte ad accertare la conoscenza teorica da parte dello studente sulle teorie esposte a lezione
l'obiettivo della prova orale è verificare la capacità comunicativa dello studente
L'obiettivo della valutazione del progetti gruppo è verificare la capacità di lavorare in gruppo e di affrontare problematiche specifiche
Testi adottati
Fondamenti di Patologia Vegetale – Alberto Matta
Plant Pathology – G.N. Agrios
Patologia Vegetale – Giuseppe Belli
Materiale su piattaforma MOODLE
Modalità di frequenza
lezioni in classe ed eserciazioni in laboratorio sulle tematiche trattate durante le lezioni
Bibliografia
su moodle
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