PRESENTAZIONE

Il corso si propone di illustrare ed approfondire le leggi fondamentali del vivente approfondendo gli aspetti evolutivi dei processi biologici. Approfondire le basi generali dell’ereditarietà.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso di Biologia si propone di fornire una base di conoscenza generale del mondo del vivente alla quale applicare i concetti e le tecniche biotecnologiche a fini produttivi. Obiettivo del corso è l’inquadramento dei principali processi biologici in uno scenario nel quale l’operatore possa utilizzarne i benefici e tradurre le informazioni ottenute in prodotti biotecnologici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il Corso affronta tutti gli aspetti della classificazione dei viventi inquadrando i processi biologici in chiave evolutiva. Viene affrontato il metodo scientifico d'indagine del vivente, la teoria cellulare, le origini della vita e la struttura delle componenti principali delle cellule. I principali processi biologici come la divisione cellulare, la strutura del DNA ed il suo ruolo nell'ereditarietà, descrivendo gli approcci sperimentali utilizzati nelle principali scoperte scientifiche. Si passa poi dal genotipo al fenotipo approfondendo gli aspetti peculiari dei genomi e le tappe fondamentali dello sviluppo della biologia molecolare. 

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si articola in 48 ore di attività formative in aula di cui 44 ore di lezioni teoriche su tutti gli argomenti del programma e n. 4, ore per attività seminariale organizzati per riflettere sulle possibili applicazioni biotecnologiche degli argomenti studiati nel corso.

Si consigliano i casi con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare sia il referente di Dipartimento sia il docente all’inizio delle lezioni per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi/dispensativi riconosciuti dal Servizio per gli studenti DSA di Ateneo.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezione 1: LO STUDIO DELLA VITA. Che cos’è la biologia? In che modo tutte le forme di vita sulla terra sono imparentate tra loro? I biologi come studiano la vita?

Lezione 2: BIOTECNOLOGIE. dalla moderna Biologia alle sue applicazioni. Concetti generali ed introduzione.

Lezione 3: METODO SCIENTIFICO E LETTERATURA SCIENTIFICA. Quali metodi usano gli scienziati per studiare la vita? Come vengono comunicate le informazioni scientifiche fornite dalle ricerche? Quali sono le fonti di approvigionamento di tali informazioni?

Lezione 4: COME E’ COMINCIATA LA VITA SULLA TERRA. Una panoramica sullo studio delle origini della vita.

Lezione 5: TEORIA CELLULARE. Quali caratteristiche fanno delle cellule le unità fondamentali della vita? Quali sono le caratteristiche delle cellule procariotiche? Quali sono le caratteristiche delle cellule eucariotiche?

Lezione 6: TEORIA CELLULARE. Quali sono le strutture tipiche delle cellule eucariotiche? Come si sono evolute tali strutture e quali vantaggi hanno fornito?

Lezione 7: LA MEMBRANA CELLULARE. Quale è la struttura della membrana cellulare eucariotica? Che ruolo ha nell’adesione, nel riconoscimento cellulare, nel trasporto e nei processi biologici in generale? Quali applicazioni biotecnologiche sono basate sulle proprietà delle membrane semipermeabili?

Lezione 8: CROMOSOMI, IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE. Come si dividono le cellule procariotiche e quelle eucariotiche? Come viene controllata la divisione cellulare negli eucarioti?

Lezione 9: LA MITOSI E LA MEIOSI. Come avviene la mitosi? Come avviene la meiosi?

Lezione 10: DALLA GENETICA MENDELIANA A QUELLA MODERNA. Che relazione c’è tra cromosomi e geni? Quali sono le conseguenze biologiche dell’espressione di un gene?

Lezione 11: NASCITA E SVILUPPO DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE. Qual è la prova e la serie di esperimenti che ha dimostrato che un gene è formato da DNA? Quale struttura ha il DNA? Come si duplica il DNA? Come viene riparato? Quali applicazioni pratiche derivano dalle conoscenze relative ala struttura e alla replicazione del DNA.

Lezione 12: DAL DNA ALLE PROTEINE, DAL GENOTIPO AL FENOTIPO. Quali sono le prove che i geni codificano le proteine? Come fluisce l’informazione dai geni alle proteine? In che modo l’informazione contenuta nel DNA viene trascritta per produrre proteine? Come viene tradotto l’RNA in proteine? Cosa succede ai polipeptidi dopo la traduzione?

Lezione 13: IL GENOMA DEGLI EUCARIOTI E LA SUA ESPRESSIONE. Quali sono le caratteristiche del genoma eucariotico? Quali sono le caratteristiche dei geni eucariotici? Come vengono rielaborati i trascritti dei geni eucariotici? In che modo è regolata la trascrizione genica negli eucarioti? Come viene regolata l’espressione genica dopo la trascrizione? Come viene controllata la traduzione?

Lezione 14: IL DNA RICOMBINANTE E LE BIOTECNOLOGIE. In che modo vengono analizzate le molecole di DNA? Cos’è il DNA ricombinante? Come vengono inseriti nuovi geni nelle cellule? Qual è la funzione del DNA utilizzato nella clonazione? Quali altre tecniche permettono di manipolare il DNA? Cosa si intende per biotecnologie?

Lezione 15: SEQUENZIAMENTO DEL GENOMA, BIOLOGIA MOLECOLARE E NASCITA DELLA MEDICINA MOLECOLARE. In che modo le proteine difettose provocano malattie? Quali cambiamenti del DNA provocano malattie? In che modo lo screening genetico permette di individuare malattie? Cosa sono le neoplasie maligne? Come vengono trattate le malattie genetiche? Cosa abbiamo imparato dal progetto genoma umano?

Lezione 16: CENNI DI BIOLOGIA DELLO SVILUPPO. Quali sono i processi dello sviluppo? Il differenziamento cellulare è irreversibile? Quale è il ruolo dell’espressione genica nello sviluppo? In che modo viene determinato il destino di una cellula? Come viene determinata dall’espressione genica la formazione dei piani organizzativi?

Lezione 17: LA STORIA DELLA VITA SULLA TERRA. In che modo vengono datati gli eventi passati? Come sono cambiati nel tempo i continenti e i climi? Quali sono i principali  eventi nella storia della vita? Perché la velocità evolutiva differisce tra gruppi di organismi?

Lezione 18: I MECCANISMI DELL’EVOLUZIONE. Quali fatti costituiscono la base della nostra comprensione dell’evoluzione? Quali sono i meccanismi del cambiamento evolutivo? Quali meccanismi evolutivi conducono all’adattamento? Come viene mantenuta la variabilità genetica entro le popolazioni? Quali vincoli limitano l’evoluzione?

Lezione 19: ORIGINE DELLE SPECIE E EVOLUZIONE DI GENI E GENOMI. Cosa sono e come si originano le specie? Cosa possono rivelare i genomi riguardo l’evoluzione? Quali sono i meccanismi dell’evoluzione molecolare? Quali sono le applicazioni dell’evoluzione molecolare?

Lezione 20: I DOMINI DEI PROCARIOTI. Domini Bacteria e Archea. In che modo gli organismi viventi hanno iniziato a diversificarsi? Dove vivono i procarioti?

Lezione 21: ORIGINE E DIVERSIFICAZIONE DEGLI EUCARIOTI. In che modo gli eucarioti unicellulari influiscono sull’ambiente? Come si è evoluta la cellula eucariotica? In che modo si sono diversificati gli eucarioti microbici? Come si riproducono gli eucarioti microbici? Quali sono i principali gruppi di eucarioti?

Lezione 22: LA FILOGENESI. Cos’è la filogenesi? Come vengono costruiti gli alberi filogenetici? I biologi come usano gli alberi filogenetici? Che nesso c’è tra filogenesi e classificazione?

Lezione 23: L’ORIGINE DEGLI ANIMALI E L’EVOLUZIONE DEL PIANO CORPOREO. Quali dati indicano un’origine monofiletica degli animali? Quali caratteristiche determinano il piano corporeo degli animali? In cosa differiscono i cicli vitali degli animali?

Lezione 24: SEMINARIO. Dalla teoria alla pratica: una ricerca di laboratorio.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Sadawa, Heller, Orians, Purves, Hillis - Principi di Biologia. Ed. Zanichelli.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

I semestre, in ottobre.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame del singolo modulo è orale. Solo per il primo appello l’esame sarà scritto, con possibilità di orale, per chi riporta una votazione di almeno 17/30 o per chi desidera migliorare il voto (superiore o uguale a 27/30) ottenuto nello scritto.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Per entrambe gli insegnamenti dei due moduli gli esami scritti vertono su tutti gli argomenti svolti a lezione e sono quindi volti a verificare l’apprendimento dell’intero programma da parte degli studenti. Le tipologie di domande presentate nel testo d’esame sono varie e comprendono riferimenti alla terminologia specifica per ogni insegnamento, prevedono comparazioni e collegamenti logici, analisi di priorità, valutazioni di consequenzialità ed importanza. Talvolta contengono immagini volte a focalizzare l’attenzione dell’esaminando su un particolare aspetto della materia su cui verte la domanda. Con questa tipologia di accertamento, dunque, si cerca di esaminare più aspetti delle capacità cognitive degli studenti relativamente alle materie in oggetto. Lo studente per superare l’esame, deve riportare un voto non inferiore a 18/30 (diciotto/trentesimi) dimostrando di conoscere:

(per il Modulo di Biologia): -Il metodo scientifico d'indagine del vivente, la teoria cellulare, le origini della vita e la struttura delle componenti principali delle cellule -I principali processi biologici come la divisione cellulare, la strutura del DNA ed il suo ruolo nell'ereditarietà, descrivendo gli approcci sperimentali utilizzati nelle principali scoperte scientifiche. –I concetti di genotipo e fenotipo approfondendo gli aspetti peculiari dei genomi e le tappe fondamentali dello sviluppo della biologia molecolare –Le principlai cladi dei viventi, sia procarioti che eucarioti, ed i meccanismi evolutivi che ne hanno consentito la speciazione ed il differenziamento;

(per il Modulo di Genetica): -Le basi generali dell’ereditarietà con particolare attenzione a quelle dell’uomo -I principi della genetica molecolare che sono alla base di caratteri e malattie mendeliane -I meccanismi che sono alla base e le conseguenze delle mutazioni geniche. -Le principali applicazioni in campo biomedico e biotecnologico delle moderne tecniche di genetica molecolare e genomica.

Nelle eventuali prove additive orali: -Queste sono sempre condotto dal titolare e da un altro docente di ruolo con esperienza pluriennale (solo in casi eccezionali il secondo componente può essere un assegnista con almeno 5 anni di esperienza di ricerca post-laurea) ed ha una durata di almeno 30 minuti (tipicamente 45 minuti). Con queste modalità, data l'esperienza pluriennale di esami nella disciplina, la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare.

ALTRE INFORMAZIONI

Gli argomenti trattati a lezione sono illustrati nelle diapositive in aulaweb.

Eventuale materiale di approfondimento è segnalato alla fine della lezione e riportato nelle diapositive in aulaweb.

https://biotecnologie.aulaweb.unige.it/