Corso di laurea: SCIENZE BIOLOGICHE (L-13) Programmazione per l'A.A. 2022/2023  

Funzioni e insiemi numerici
Introduzione: operazioni tra insiemi. Il concetto di funzione; dominio, codominio, immagine e grafico di una funzione. Funzione iniettiva, suriettiva, inversa e composta. Funzioni crescenti e decrescenti, pari e dispari, Gli insiemi numerici N, Z, Q, R.

Le funzioni elementari
Ripasso su retta, parabola, funzione esponenziale e logaritmica e funzioni trigonometriche. Valore assoluto. Intorno di un numero reale.

Successioni
Limite di successioni. Unicità del limite. Algebra estesa dei limiti. Successioni monotone. Il numero di Nepero. Teorema della permanenza del segno, del confronto e dei carabinieri. Limiti notevoli. Gerarchia degli infiniti.

Limiti e continuità
Una definizione informale. La definizione di limite finito e infinito di una funzione; teorema della permanenza del segno. Limite destro e limite sinistro. Esistenza ed unicità del limite. Teorema del confronto. Algebra dei limiti e le forme di indecisione. Infiniti ed infinitesimi. Asintoti verticali, orizzontali ed obliqui. Le funzioni continue. Teorema di Weierstrass, teorema dei valori intermedi, teorema degli zeri.

Derivate
La definizione di derivata e suo significato geometrico. Il calcolo delle derivate. Derivabilità e continuità, punti di non derivabilità. Derivate successive. Teorema di Rolle, teorema di Lagrange. I teoremi di De L’Hôpital. Formula di Taylor e sviluppo di McLaurin. Teorema di Fermat. Ricerca dei punti di massimo e di minimo di una funzione. Convessità e concavità di una funzione. Punti di flesso. Lo studio di una funzione.

Integrali
Definizione dell’integrale indefinito e sue proprietà. Le anti-derivate immediate e quasi immediate. Integrazione per parti. Integrazione per sostituzione. Integrale definito e sue proprietà. Il teorema fondamentale del calcolo integrale. Integrali generalizzati. Calcolo di aree. Volume dei solidi di rotazione. Volume della palla e misura superficiale della sfera. Integrali generalizzati. Criterio del confronto e dell'assoluta convergenza. Integrabilità di potenze negative e della gaussiana.

Equazioni differenziali
Le equazioni differenziali: un’introduzione. Le equazioni differenziali del primo e secondo ordine e problemi di Cauchy. Equazioni a variabili separabili. Il modello malthusiano; crescita di batteri; diffusione delle epidemie; decadimento radioattivo. Crescita logistica. L'ora del delitto.

"Elementi di Calcolo. Versione semplificata per i nuovi corsi di laurea"

di Paolo Marcellini e Carlo Sbordone

Liguori Editore.

Funzioni e insiemi numerici
Introduzione: operazioni tra insiemi. Il concetto di funzione; dominio, codominio, immagine e grafico di una funzione. Funzione iniettiva, suriettiva, inversa e composta. Funzioni crescenti e decrescenti, pari e dispari, Gli insiemi numerici N, Z, Q, R.

Le funzioni elementari
Ripasso su retta, parabola, funzione esponenziale e logaritmica e funzioni trigonometriche. Valore assoluto. Intorno di un numero reale.

Successioni
Limite di successioni. Unicità del limite. Algebra estesa dei limiti. Successioni monotone. Il numero di Nepero. Teorema della permanenza del segno, del confronto e dei carabinieri. Limiti notevoli. Gerarchia degli infiniti.

Limiti e continuità
Una definizione informale. La definizione di limite finito e infinito di una funzione; teorema della permanenza del segno. Limite destro e limite sinistro. Esistenza ed unicità del limite. Teorema del confronto. Algebra dei limiti e le forme di indecisione. Infiniti ed infinitesimi. Asintoti verticali, orizzontali ed obliqui. Le funzioni continue. Teorema di Weierstrass, teorema dei valori intermedi, teorema degli zeri.

Derivate
La definizione di derivata e suo significato geometrico. Il calcolo delle derivate. Derivabilità e continuità, punti di non derivabilità. Derivate successive. Teorema di Rolle, teorema di Lagrange. I teoremi di De L’Hôpital. Formula di Taylor e sviluppo di McLaurin. Teorema di Fermat. Ricerca dei punti di massimo e di minimo di una funzione. Convessità e concavità di una funzione. Punti di flesso. Lo studio di una funzione.

Integrali
Definizione dell’integrale indefinito e sue proprietà. Le anti-derivate immediate e quasi immediate. Integrazione per parti. Integrazione per sostituzione. Integrale definito e sue proprietà. Il teorema fondamentale del calcolo integrale. Integrali generalizzati. Calcolo di aree. Volume dei solidi di rotazione. Volume della palla e misura superficiale della sfera. Integrali generalizzati. Criterio del confronto e dell'assoluta convergenza. Integrabilità di potenze negative e della gaussiana.

Equazioni differenziali
Le equazioni differenziali: un’introduzione. Le equazioni differenziali del primo e secondo ordine e problemi di Cauchy. Equazioni a variabili separabili. Il modello malthusiano; crescita di batteri; diffusione delle epidemie; decadimento radioattivo. Crescita logistica. L'ora del delitto.

"Elementi di Calcolo. Versione semplificata per i nuovi corsi di laurea"

di Paolo Marcellini e Carlo Sbordone

Liguori Editore.

I parte:
Il concetto di organismo vivente. La teoria cellulare. Procarioti ed Eucarioti.Organismi unicellulari e pluricellulari. I livelli di organizzazione degli organismi pluricellulari: cellule differenziate, tessuti, organi. Ordini di grandezza delle dimensioni dei diversi organismi e dei diversi livelli di organizzazione.Composizione chimica dei viventi. L'acqua: sue caratteristiche di interesse biologico. Sospensioni e soluzioni. Gli ioni. Il pH delle soluzioni. Il legame idrogeno.L' atomo di Carbonio e la chimica della vita. Il concetto di "simmetria" nei composti del Carbonio di interesse biologico. Le macromolecole dello ialoplasma: i principali glucidi di interesse biologico (esosi e pentosi).Isomeria sterica e ottica. I loro polimeri. I principali lipidi di interesse biologico (fosfolipidi, acidi grassi, steroidi, Idrofilia e idrofobia.Composti idrosolubili e liposolubili. Le proteine come polimeri di amminoacidi. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine glicosilate e lipoproteine. La "forma" delle macromolecole proteiche in relazione alla loro funzione. Gli enzimi come catalizzatori biologici. Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Struttura e biosintesi degli RNA. I riboenzimi. I ribosomi: Struttura, sintesi e funzione. Generalità sulla sintesi proteica. La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Caratteristiche comuni e differenze tra procarioti ed eucarioti, tra cellule vegetali ed animali. Metodi di studio della cellula: i diversi tipi di microscopi, di colorazioni, immunoistochimica, etc.
Le membrane cellulari: composizione chimica e caratteristiche. Il modello a mosaico fluido. Proteine intrinseche ed estrinseche. Proteine glicosilate e glicolipidi e lipoproteine di membrana. La membrana plasmatica ed il "riconoscimento" tra cellule. Il glicocalice. Permeabilità e trasporto attivo. I canali ionici e pompe ioniche. Il metabolismo energetico: dalla fotosintesi alla respirazione. Trasportatori di elettroni e di protoni. Nucleotidi trifosfati. Canali ionici Na, K, Ca. Processi di endocitosi e di esocitosi. Potenziale di membrana. Endocitosi mediata da recettori. I cetrioli. Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Il vacuolo centrale delle cellule vegetali. L' apparato del Golgi. I lisosomi e la digestione endocellulare. Pinocitosi e fagocitosi. I Perissisomi. Organuli delimitati da membrana caratterizzati dalla presenza di membrane interne: mitocondri e plastidi delle cellule vegetali. Probabile origine di mitocondri e plastidi. Caratteristiche delle membrane di questi organuli. Rapporto tra organizzazione strutturale e funzione del metabolismo energetico delle membrane di mitocondri e cloroplasti (cenni).Cenni sulla presenza dei canali ionici che agiscono sulla ATP-sintetasi.
Generalità sui quattro tessuti fondamentali e la loro derivazione embrionale. Pluricellularità e differenziamento. Tessuto epiteliale. Caratteristiche generali. Tessuti eccitabili: 1) tessuto epiteliale ghiandolare; tessuto muscolare; 3) tessuto nervoso. Epiteli ghiandolari. Ghiandole endocrine ed esocrine: caratteristiche e differenziamento embrionale. Criteri di classificazione. Specializzazioni citoplasmatiche delle cellule ghiandolari correlate alle loro funzioni specifiche. La secrezio ruolo della sinaptotagminane. Tessuto muscolare striato scheletrico e cardiaco, cenni sulla contrazione. Il neurone ed organizzazione cellulare, esocitosi dei neurotrasmettitori.
II Parte
Epiteli di rivestimento. Classificazione e funzioni. Specializzazione della superficie libera. Ciglia, microvilli. Rapporti tra cellule e strutture di giunzione: zonula occludens, zonula adherens e desmosomi. La superficie basale degli epiteli: rapporto con il tessuto connettivo e la lamina basale. Rinnovo degli epiteli di rivestimento: lo strato germinativo. Tessuto connettivo. I diversi tessuti connettivi: caratteristiche generali e caratteristiche specifiche dei diversi tessuti connettivi. Il connettivo propriamente detto. Classificazione dei connettivi. Fibre collagene reticolari ed elastiche: caratteristiche morfofunzionali. Le cellule del connettivo e loro funzione. Il connettivo e i processi di difesa dell' organismo. Il sistema reticolo istiocitario. Tessuti connettivi particolari. Il tessuto adipo. Il sangue. Funzioni. Il plasma: composizione e funzioni. Eritrociti e globuli bianchi: caratteristiche morfologiche e funzionali. Migrazione delle cellule della serie bianca tra sangue e connettivo. Differenziazioni cellulari e funzioni specifiche nel connettivo. Le piastrine: origine e funzione. Tessuti ematopoietici. Ematopoiesi linfoide e mieloide. L' ematopoiesi embrionale e fetale.I vasi sanguigni e linfatici: caratteristiche generali. Arterie, vene e capillari. Connettivi di sostegno. Il tessuto cartilagineo. La matrice e i condrociti. Istogenesi e fenomeni degenerativi della cartilagine.Tessuto osseo. Funzione di sostegno e di riserva degli ioni Calcio. Osso spugnoso e osso compatto. Struttura microscopica dell' osso: l' osteone. Osteoblasti, osteociti, osteoclasti: stabilità dinamica del tessuto osseo. Istogenesi dell' osso: ossificazione intramembranose.
Il citoscheletro e la "forma" delle cellule negli organismi animali e vegetali. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. La parete rigida delle cellule vegetali. Il movimento cellulare. Controllo e regolazione dei movimenti endocellulari. Movimento ameboide. Ciglia e flagelli. Giunzioni Intercellulari. Giunzioni meccaniche (desmosomi); giunzioni sigillanti; giunzioni comunicanti e di accoppiamento elettronico. I plasmodesmi delle cellule vegetali. Analogie funzionali tra giunzioni comunicanti delle cellule animali e plasmodesmi delle cellule vegetali.Le membrane endocellulari nelle cellule eucariotiche. Biogenesi delle membrane.
Il nucleo degli eucarioti e il suo equivalente nei procarioti. Struttura del nucleo interfasico. Eucromatina ed eterocromatina. Eterocromatina strutturale e facoltativa. Il nucleolo. Involucro nucleare e pori nucleari. Comunicazioni nucleo-plasmatiche. Composizione chimica della cromatina e sua organizzazione. Gli istoni e i nucleosomi.Il ciclo cellulare. L' interfase ( fasi G1, S, G2). Il DNA e la sua funzione genetica. DNA a sequenza unica, mediamente e altamente ripetitivo. Codice genetico e sintesi proteica. Il DNA nei mitocondri e nei plastidi. Biosintesi e funzione degli RNA messaggero, ribosomiale e di trasferimento. Attivazione selettiva dei geni e differenziamento. Nuclei interfasici con caratteristiche peculiari: i cromosomi politenici.Il ciclo cellulare: la divisione cellulare. Cellule apolidi, diploidi e poliploidi. La mitosi (divisione equazionale) nelle cellule animali e vegetali. La divisione cellulare nei procarioti. Il "cromosoma" batterico.I cromosomi eucariotici. Struttura dei cromosomi. Modello del cromosoma ad anse superavvolte. La meiosi o divisione riduzionale. Fasi e sottofasi della meiosi, il significato della meiosi. Cellule somatiche e cellule germinali. Fase apolide e fase diploide. Meiosi zigotica, intermedia e terminale. Caratteristiche particolari dei gameti.La gametogenesi nei vertebrati superiori. Differenziamento delle gonadi e migrazione dei protogoni (solo cenni). La meiosi: descrizione del processo e suo significato genetico. Maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Specificità del differenziamento della cellula uovo: sintesi ed accumulo di sostanze di particolare importanza nelle prime fasi dello sviluppo embrionale: RNA messaggeri a lunga vita, proteine specifiche con ruolo informazionale (cenni).
E' prevista una esercitazione pratica di laboratorio da 1 ora in cui verrà insegnato l'uso pratico del microscopio ottico contemporaneamente verranno esaminati alcuni preparati istologici.

Libro di Testo: CITOLOGIA ed ISTOLOGIA
Dini, Romano et al, Idelson-Gnocchi (2021)


da consultare eventualmente:
C. Lewin “Cellule”, Zanichelli
Bergem et al; Istologia Edises.
Molinaro et al. Istologia di V. Monesi, Piccin.
Rosati P. et al; Istologia, Edi-Ermes
Wheather, Istologia ed Antatomia microscopica (testo+ atlante)

Ulteriori materiali didattici di studio ed approfondimento sono disponibili su classroom/google drive/ reggiungibile attraverso la piattaforma Unitus Moodle

I parte:
Il concetto di organismo vivente. La teoria cellulare. Procarioti ed Eucarioti.Organismi unicellulari e pluricellulari. I livelli di organizzazione degli organismi pluricellulari.Ordini di grandezza delle dimensioni dei diversi organismi e dei diversi livelli di organizzazione. Composizione chimica dei viventi. L'acqua: sue caratteristiche di interesse biologico. Sospensioni e soluzioni. Gli ioni. Il pH delle soluzioni. Il legame idrogeno.L' atomo di Carbonio e la chimica della vita. Il concetto di "simmetria" nei composti del Carbonio di interesse biologico. Le macromolecole dello ialoplasma: i principali glucidi di interesse biologico.I principali lipidi di interesse biologico (fosfolipidi, acidi grassi, steroidi, Idrofilia e idrofobia.Composti idrosolubili e liposolubili. Le proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine glicosilate e lipoproteine. Gli enzimi come catalizzatori biologici. Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Struttura e biosintesi degli RNA. I riboenzimi. I ribosomi: generalità sulla sintesi proteica. La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Caratteristiche comuni e differenze tra procarioti ed eucarioti, tra cellule vegetali ed animali. Metodi di studio della cellulaLe membrane cellulari: composizione chimica e caratteristiche. Il modello a mosaico fluido. Proteine intrinseche ed estrinseche. Proteine glicosilate e glicolipidi e lipoproteine di membrana. La membrana plasmatica ed il "riconoscimento" tra cellule. Il glicocalice. Permeabilità e trasporto attivo. I canali ionici e pompe ioniche. Il metabolismo energetico: dalla fotosintesi alla respirazione. Trasportatori di elettroni e di protoni. Nucleotidi trifosfati. Canali ionici Na, K, Ca. Processi di endocitosi e di esocitosi. Potenziale di membrana. Endocitosi mediata da recettori. I cetrioli. Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Il vacuolo centrale delle cellule vegetali. L' apparato del Golgi. I lisosomi e la digestione endocellulare. Pinocitosi e fagocitosi. I Perissisomi. Organuli delimitati da membrana caratterizzati dalla presenza di membrane interne: mitocondri e plastidi delle cellule vegetali. Probabile origine di mitocondri e plastidi. Caratteristiche delle membrane di questi organuli. Rapporto tra organizzazione strutturale e funzione del metabolismo energetico delle membrane di mitocondri e cloroplasti (cenni).Cenni sulla presenza dei canali ionici che agiscono sulla ATP-sintetasi.
Generalità sui quattro tessuti fondamentali e la loro derivazione embrionale. Pluricellularità e differenziamento. Tessuto epiteliale. Caratteristiche generali. Tessuti eccitabili: 1) tessuto epiteliale ghiandolare; tessuto muscolare; 3) tessuto nervoso. Epiteli ghiandolari. Ghiandole endocrine ed esocrine: caratteristiche e differenziamento embrionale. Criteri di classificazione. Specializzazioni citoplasmatiche delle cellule ghiandolari correlate alle loro funzioni specifiche. La secrezio ruolo della sinaptotagminane. Tessuto muscolare striato scheletrico e cardiaco, cenni sulla contrazione. Il neurone ed organizzazione cellulare, esocitosi dei neurotrasmettitori.
Epiteli di rivestimento. Classificazione e funzioni. Specializzazione della superficie libera. Ciglia, microvilli. Rapporti tra cellule e strutture di giunzione: zonula occludens, zonula adherens e desmosomi. La superficie basale degli epiteli: rapporto con il tessuto connettivo e la lamina basale. Rinnovo degli epiteli di rivestimento: lo strato germinativo. Tessuto connettivo. I diversi tessuti connettivi: caratteristiche generali e caratteristiche specifiche dei diversi tessuti connettivi. Il connettivo propriamente detto. Fibre collagene reticolari ed elastiche: caratteristiche morfofunzionali. Le cellule del connettivo e loro funzione. Il connettivo e i processi di difesa dell' organismo. Il sistema reticolo istiocitario. Tessuti connettivi particolari. Il tessuto adipo. Il sangue. Funzioni. Il plasma: composizione e funzioni. Eritrociti e globuli bianchi: caratteristiche morfologiche e funzionali. Migrazione delle cellule della serie bianca tra sangue e connettivo. Differenziazioni cellulari e funzioni specifiche nel connettivo. Le piastrine: origine e funzione. Tessuti ematopoietici. Ematopoiesi linfoide e mieloide. I vasi sanguigni e linfatici: caratteristiche generali. Connettivi di sostegno. Il tessuto cartilagineo. La matrice e i condrociti. Istogenesi e fenomeni degenerativi della cartilagine.Tessuto osseo. Funzione di sostegno e di riserva degli ioni Calcio. Osso spugnoso e osso compatto. Struttura microscopica dell' osso: l' osteone. Osteoblasti, osteociti, osteoclasti: stabilità dinamica del tessuto osseo. Istogenesi dell' osso: ossificazione intramembranose.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. La parete rigida delle cellule vegetali. Il movimento cellulare. Controllo e regolazione dei movimenti endocellulari. Movimento ameboide. Ciglia e flagelli. Giunzioni Intercellulari. Giunzioni meccaniche (desmosomi); giunzioni sigillanti; giunzioni comunicanti e di accoppiamento elettronico. I plasmodesmi delle cellule vegetali. Analogie funzionali tra giunzioni comunicanti delle cellule animali e plasmodesmi delle cellule vegetali.Le membrane endocellulari nelle cellule eucariotiche. Biogenesi delle membrane.
Il nucleo degli eucarioti e il suo equivalente nei procarioti. Struttura del nucleo interfasico. Eucromatina ed eterocromatina. Eterocromatina strutturale e facoltativa. Il nucleolo. Involucro nucleare e pori nucleari. Comunicazioni nucleo-plasmatiche. Composizione chimica della cromatina e sua organizzazione. Gli istoni e i nucleosomi.Il ciclo cellulare. L' interfase ( fasi G1, S, G2). Il DNA e la sua funzione genetica. DNA a sequenza unica, mediamente e altamente ripetitivo. Codice genetico e sintesi proteica. Il DNA nei mitocondri e nei plastidi. Biosintesi e funzione degli RNA messaggero, ribosomiale e di trasferimento. Attivazione selettiva dei geni e differenziamento. Nuclei interfasici con caratteristiche peculiari: i cromosomi politenici.Il ciclo cellulare: la divisione cellulare. Cellule apolidi, diploidi e poliploidi. La mitosi (divisione equazionale) nelle cellule animali e vegetali. La divisione cellulare nei procarioti. Il "cromosoma" batterico.I cromosomi eucariotici. Struttura dei cromosomi. Modello del cromosoma ad anse superavvolte. La meiosi o divisione riduzionale. Cellule somatiche e cellule germinali. Fase apolide e fase diploide. Meiosi zigotica, intermedia e terminale. Caratteristiche particolari dei gameti. La gametogenesi nei vertebrati superiori. Differenziamento delle gonadi e migrazione dei protogoni (solo cenni). Maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Specificità del differenziamento della cellula uovo: sintesi ed accumulo di sostanze di particolare importanza nelle prime fasi dello sviluppo embrionale: RNA messaggeri a lunga vita, proteine specifiche con ruolo informazionale (cenni).
E' prevista una esercitazione pratica di laboratorio da 1 ora in cui verrà verranno esaminati alcuni preparati istologici

C. Lewin “Cellule”, Zanichelli
consultare
Dini Romano et al.; Citologia e Istologia, Idelson-Gnocchi
Alberts et al., Biologia molecolare della Cellula, Zanichelli
oppure
Alberts et al. L'essenziale di Biologia Cellulare e molecolare Zanichelli

ISTOLOGIA
un testo a scelta su:
Bergem et al; Istologia Edises.
Molinaro et al. Istologia di V. Monesi, Piccin.
Rosati P. et al; Istologia, Edi-Ermes
Wheather, Istologia ed Antatomia microscopica (testo+ atlante)

ATLANTI DI ISTOLOGIA
compendio (se non si consulta il Wheater)
Fiedler Lieder, Atlante di Istologia, Muzzio, 1992.
Kerr Atlante di Istologia Casa Editrice Ambrosiana

Ulteriori materiali didattici di studio ed approfondimento sono disponibili sulla piattaforma moodle dell'Ateneo per i materiali didattici, disponibile per gli iscritti al corso di Scienze Biologiche/Further educational materials are available on link: https://moodle.unitus.it/moodle:

1. Introduzione
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici. Principali tecniche di separazione (filtrazione, centrifugazione, distillazione). Trasformazioni fisiche e chimiche. Energia e trasformazioni chimiche. Proprietà intensive ed estensive della materia. Leggi fisiche fondamentali.
L'atomo: protoni, neutroni ed elettroni. Numero atomico e numero di massa: isotopi. Masse atomiche e masse atomiche relative. Simboli chimici e loro significato quantitativo. Composti molecolari e composti ionici. Massa molecolare relativa. Numero di Avogadro, concetto di mole.
2. Formule ed equazioni chimiche
Le equazioni chimiche ed il loro bilanciamento. Tipi di reazione: combinazione, decomposizione e combustione. Analisi per combustione. Equazioni bilanciate ed informazioni quantitative. Concetto di reagenti limitanti. Reazioni chimiche in soluzione: reazioni acido-base e di precipitazione. Bilanciamento equazioni di ossidoriduzione. Concentrazione e sue unità.
3. Struttura dell'atomo
Radiazione elettromagnetica. Modello di Bohr dell’atomo di idrogeno. Spettri atomici. De Broglie e la natura ondulatoria della materia. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Equazione di Schrodinger. Dualità onda-particella. Orbitali atomici. Numeri quantici. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli elementi. Principio dell'Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche: dimensioni di atomi e ioni, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Metalli, non metalli e metalloidi. Cenni sui composti di coordinazione e loro importanza biologica.
4. Il legame chimico
Legame ionico e covalente. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Strutture di Lewis. Modello VSEPR e geometria delle molecole. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi e teoria della risonanza in chimica. Proprietà magnetiche della materia. Forze intermolecolari. Legame idrogeno.
5. Lo stato gassoso
Equazione di stato dei gas ideali. Legge di Dalton per le miscele gassose. Densità e densità relativa dei gas e delle miscele gassose. Massa molecolare media di una miscela gassosa. Teoria cinetico-molecolare e distribuzione delle velocità. Legge di effusione di Graham. Metodi sperimentali per la determinazione delle masse molecolari di sostanze gassose. Gas reali, equazione di Van der Waals.
6. Stati condensati
Lo stato liquido
Interazioni intramolecolari e intermolecolari. Interazioni intermolecolari di natura elettrostatica. Entalpia di vaporizzazione e sue dipendenze. Legame idrogeno. Equilibri tra le fasi. Tensione di vapore. Transizioni di fase e entalpie correlate. Equazione di Clausius-Clapeyron. Diagrammi di fase ad un componente. Diagramma di fase dell’acqua.
Lo stato solido
Reticoli cristallini e celle elementari. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. Polimorfismo ed allotropia. Diffrazione a raggi X. Definizione di solidi in base alla simmetria e alle interazioni intermolecolari.
7. Termodinamica chimica
Definizione di sistema termodinamico. Funzioni di stato. Trasformazioni cicliche e aperte. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Processi spontanei. Energia libera. Terzo principio della termodinamica. Introduzione al concetto di equilibrio chimico.
8. Soluzioni
Solubilità e processi di dissoluzione. Soluzioni di gas nei liquidi. Entalpia di dissoluzione ed effetto della temperatura sui processi di solubilizzazione. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Legge di Raoult. Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Proprietà colligative delle soluzioni ideali e determinazione della masse molecolari dei composti. Osmosi. Soluzioni non ideali. Distillazione frazionata. Miscele azeotropiche. Legge di Henry. Attività e forza ionica.
9. Equilibrio chimico
Processi spontanei ed equilibrio termodinamico nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei. Principio di Le Chatelier. Effetto della variazione di concentrazione di un reagente o un prodotto sull’equilibrio. Effetto della variazione di volume, pressione e temperatura sugli equilibri omogenei. Equilibri eterogenei.
10. Equilibri in soluzione
Equilibri acido-base: Definizioni generali (Arrhenius, Broensted-Lowry, Lewis). Forza degli acidi e delle basi e costanti di equilibrio. Struttura molecolare e proprietà di acido-base. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH e il pOH. Calcolo del pH di soluzioni acide, basiche, e saline. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.
11. Cinetica chimica
Velocità di reazione. Leggi cinetiche e leggi cinetiche integrate. Ordine e molecolarità di una reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Meccanismo cinetico delle reazioni. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Catalisi.
12. Elettrochimica
Celle galvaniche. Elettrodi e reazione elettrodiche. Potenziale standard. Termodinamiche delle celle galvaniche. Equazione di Nerst.

Stechiometria: Mole. Formule minime e molecolari. Nomenclatura dei principali composti inorganici. Equazioni chimiche e rapporti ponderali. Reattivo limitante. Legge dei gas e specie gassose nelle reazioni chimiche. Analisi indiretta. Soluzioni e analisi volumetrica. Equilibri chimici gassosi, omogenei ed eterogenei. Termochimica e termodinamica delle reazioni. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti e di elettroliti. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi e sali. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.

Testi consigliati:
M. Speranza et al., Chimica Generale ed Inorganica, Edi-Ermes editore (2013).

F. Cacace e M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni editore (1995).

NOTA: Il docente comunicherà all’inizio del corso il link all’ulteriore materiale didattico a disposizione degli studenti.

1. Introduzione
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici. Principali tecniche di separazione (filtrazione, centrifugazione, distillazione). Trasformazioni fisiche e chimiche. Energia e trasformazioni chimiche. Proprietà intensive ed estensive della materia. Leggi fisiche fondamentali.
L'atomo: protoni, neutroni ed elettroni. Numero atomico e numero di massa: isotopi. Masse atomiche e masse atomiche relative. Simboli chimici e loro significato quantitativo. Composti molecolari e composti ionici. Massa molecolare relativa. Numero di Avogadro, concetto di mole.
2. Formule ed equazioni chimiche
Le equazioni chimiche ed il loro bilanciamento. Tipi di reazione: combinazione, decomposizione e combustione. Analisi per combustione. Equazioni bilanciate ed informazioni quantitative. Concetto di reagenti limitanti. Reazioni chimiche in soluzione: reazioni acido-base e di precipitazione. Bilanciamento equazioni di ossidoriduzione. Concentrazione e sue unità.
3. Struttura dell'atomo
Radiazione elettromagnetica. Modello di Bohr dell’atomo di idrogeno. Spettri atomici. De Broglie e la natura ondulatoria della materia. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Equazione di Schrodinger. Dualità onda-particella. Orbitali atomici. Numeri quantici. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli elementi. Principio dell'Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche: dimensioni di atomi e ioni, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Metalli, non metalli e metalloidi. Cenni sui composti di coordinazione e loro importanza biologica.
4. Il legame chimico
Legame ionico e covalente. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Strutture di Lewis. Modello VSEPR e geometria delle molecole. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi e teoria della risonanza in chimica. Proprietà magnetiche della materia. Forze intermolecolari. Legame idrogeno.
5. Lo stato gassoso
Equazione di stato dei gas ideali. Legge di Dalton per le miscele gassose. Densità e densità relativa dei gas e delle miscele gassose. Massa molecolare media di una miscela gassosa. Teoria cinetico-molecolare e distribuzione delle velocità. Legge di effusione di Graham. Metodi sperimentali per la determinazione delle masse molecolari di sostanze gassose. Gas reali, equazione di Van der Waals.
6. Stati condensati
Lo stato liquido
Interazioni intramolecolari e intermolecolari. Interazioni intermolecolari di natura elettrostatica. Entalpia di vaporizzazione e sue dipendenze. Legame idrogeno. Equilibri tra le fasi. Tensione di vapore. Transizioni di fase e entalpie correlate. Equazione di Clausius-Clapeyron. Diagrammi di fase ad un componente. Diagramma di fase dell’acqua.
Lo stato solido
Reticoli cristallini e celle elementari. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. Polimorfismo ed allotropia. Diffrazione a raggi X. Definizione di solidi in base alla simmetria e alle interazioni intermolecolari.
7. Termodinamica chimica
Definizione di sistema termodinamico. Funzioni di stato. Trasformazioni cicliche e aperte. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Processi spontanei. Energia libera. Terzo principio della termodinamica. Introduzione al concetto di equilibrio chimico.
8. Soluzioni
Solubilità e processi di dissoluzione. Soluzioni di gas nei liquidi. Entalpia di dissoluzione ed effetto della temperatura sui processi di solubilizzazione. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Legge di Raoult. Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Proprietà colligative delle soluzioni ideali e determinazione della masse molecolari dei composti. Osmosi. Soluzioni non ideali. Distillazione frazionata. Miscele azeotropiche. Legge di Henry. Attività e forza ionica.
9. Equilibrio chimico
Processi spontanei ed equilibrio termodinamico nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei. Principio di Le Chatelier. Effetto della variazione di concentrazione di un reagente o un prodotto sull’equilibrio. Effetto della variazione di volume, pressione e temperatura sugli equilibri omogenei. Equilibri eterogenei.
10. Equilibri in soluzione
Equilibri acido-base: Definizioni generali (Arrhenius, Broensted-Lowry, Lewis). Forza degli acidi e delle basi e costanti di equilibrio. Struttura molecolare e proprietà di acido-base. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH e il pOH. Calcolo del pH di soluzioni acide, basiche, e saline. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.
11. Cinetica chimica
Velocità di reazione. Leggi cinetiche e leggi cinetiche integrate. Ordine e molecolarità di una reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Meccanismo cinetico delle reazioni. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Catalisi.
12. Elettrochimica
Celle galvaniche. Elettrodi e reazione elettrodiche. Potenziale standard. Termodinamiche delle celle galvaniche. Equazione di Nerst.

Stechiometria: Mole. Formule minime e molecolari. Nomenclatura dei principali composti inorganici. Equazioni chimiche e rapporti ponderali. Reattivo limitante. Legge dei gas e specie gassose nelle reazioni chimiche. Analisi indiretta. Soluzioni e analisi volumetrica. Equilibri chimici gassosi, omogenei ed eterogenei. Termochimica e termodinamica delle reazioni. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti e di elettroliti. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi e sali. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.

Testi consigliati:
Petrucci et al., "Chimica Generale" Ed. Piccin

Brian B. Laird, "Chimica Generale" Ed. McGraw-Hill.

J.TRO, "Chimica" Ed. Edises

NOTA: Il docente comunicherà all’inizio del corso il link all’ulteriore materiale didattico a disposizione degli studenti.

BLOCCO 4 Programma dell’INSEGNAMENTO

Modelli, teorie, leggi, misure e incertezze. Unità di misura (Sistema Internazionale). La Fisica e sua relazione con le altre discipline.
Descrizione del moto: cinematica in una dimensione e cinematica in due dimensioni. Vettori e operazioni tra di essi.
Forza, massa. Leggi di Newton. Applicazioni delle leggi della dinamica (piano inclinato, moto circolare, attrito). Legge di gravitazione
Lavoro. Energia cinetica. Potenza. Teorema dell’Energia cinetica. Forze conservative. Energia Potenziale. Conservazione dell’energia meccanica.
Quantità di moto. Moto rotatorio.
Vibrazioni e onde. moto armonico. Pendolo. Suono, intensità.
Corpi in equilibrio: elasticità e frattura.
Fluidi (statica, dinamica, viscosità, tensione superficiale).
Richiami di: temperatura e teoria cinetica dei gas, calore, principi della termodinamica, macchine termiche, entropia.
Carica elettrica e campo elettrico. Potenziale elettrico ed energia elettrica. Dipolo elettrico. Capacità elettrica. Dielettrici. Correnti elettriche. Circuiti in corrente continua. Legge di Ohm. Magnetismo. Induzione elettromagnetica e leggi di Faraday. Proprietà magnetiche della materia.
Onde elettromagnetiche e loro spettro.
Introduzione alla Fisica moderna. Corpo nero. Effetto fotoelettrico.
Teoria quantistica. Modelli dell’atomo. Decadimento radioattivo. Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.
La parte di ottica geometrica, ottica fisica e gli strumenti ottici sarà svolta i nel modulo tenuto da altro docente (vedere per dettagli)

Fisica, Giancoli, Ambrosiana (III edizione con fisica moderna)

Modelli, teorie, leggi, misure e incertezze. Unità di misura (Sistema Internazionale). La Fisica e sua relazione con le altre discipline.
Descrizione del moto: cinematica in una dimensione e cinematica in due dimensioni. Vettori e operazioni tra di essi.
Forza, massa. Leggi di Newton. Applicazioni delle leggi della dinamica (piano inclinato, moto circolare, attrito). Legge di gravitazione
Lavoro. Energia cinetica. Potenza. Teorema dell’Energia cinetica. Forze conservative. Energia Potenziale. Conservazione dell’energia meccanica.
Quantità di moto. Moto rotatorio.
Vibrazioni e onde. moto armonico. Pendolo. Suono, intensità.
Corpi in equilibrio: elasticità e frattura.
Fluidi (statica, dinamica, viscosità, tensione superficiale).
Richiami di: temperatura e teoria cinetica dei gas, calore, principi della termodinamica, macchine termiche, entropia.
Carica elettrica e campo elettrico. Potenziale elettrico ed energia elettrica. Dipolo elettrico. Capacità elettrica. Dielettrici. Correnti elettriche. Circuiti in corrente continua. Legge di Ohm. Magnetismo. Induzione elettromagnetica e leggi di Faraday. Proprietà magnetiche della materia.
Onde elettromagnetiche e loro spettro.
Introduzione alla Fisica moderna. Corpo nero. Effetto fotoelettrico.
Teoria quantistica. Modelli dell’atomo. Decadimento radioattivo. Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.
La parte di ottica geometrica, ottica fisica e gli strumenti ottici sarà svolta i nel modulo tenuto da altro docente (vedere per dettagli).

Fisica, Giancoli, Ambrosiana (III edizione con fisica moderna)

Organismi autotrofi ed eterotrofi. Procarioti ed eucarioti. La cellula vegetale. La parete cellulare. La membrana citoplasmatica. I plastidi, struttura del cloroplasto. Il vacuolo (struttura e funzione).

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. Il trasporto della linfa elaborata. La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico.

La traspirazione. La fotosintesi. Il trasporto.

Cicli vitali: alternanza di generazione: microsporogenesi e microgametogenesi; macrosporogenesi e macrogametogenesi. Cicli biologici. Il fiore: il gineceo e l'androceo; aspetti evolutivi. Strategie riproduttive: impollinazione anemofila ed entomofila. La fecondazione. Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto. Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.

Parte sistematica Biodiversità e classificazione dei vegetali. Tassonomia, sistematica ed evoluzione. Principali aspetti morfologici, biologici, filogenetici ed ecologici di: Cianobatteri. Alghe: Euglenoidi, Dinoflagellate, Diatomee, Phylum Rhodophyta, Phylum Phaeophyta, Phylum Chlorophyta. Fungi: Chytridiomycota, ex-Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, Glomeromycota, funghi mitosporici. Licheni e micorrize. Muschi ed epatiche: Phylum Bryophyta, Phylum Hepatophyta. Crittogame vascolari: Phylum Lycophyta, Phylum Pteridophyta.
Phylum Coniferophyta - caratteri generali e ciclo riproduttivo
Phylum Anthophyta - caratteri generali e ciclo riproduttivo
Classe: Dicotyledones
Caratteri generali delle principali Famiglie: Fabaceae, Brassicaceae, Lamiaceae, Asteraceae.
Classe: Monocotyledones Caratteri generali

Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2015. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin Editore
Speranza, Calzoni. Struttura delle piante in immagini. Zanichelli Ed.(si consiglia la consultazione del volume, di cui sono presenti diverse copie in biblioteca).
In alternativa:
Venturelli F., Virli L., 2009. Invito alla Botanica. Zanichelli, Bologna.
Ray F. Evert, Eichhorn S.E., 2013. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli, Bologna

Organismi autotrofi ed eterotrofi. Procarioti ed eucarioti. La cellula vegetale. La parete cellulare. La membrana citoplasmatica. I plastidi, struttura del cloroplasto. Il vacuolo (struttura e funzione).

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. Il trasporto della linfa elaborata. La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico.

La traspirazione. La fotosintesi. Il trasporto.

Cicli vitali: alternanza di generazione: microsporogenesi e microgametogenesi; macrosporogenesi e macrogametogenesi. Cicli biologici. Il fiore: il gineceo e l'androceo; aspetti evolutivi. Strategie riproduttive: impollinazione anemofila ed entomofila. La fecondazione. Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto. Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.

Parte sistematica Biodiversità e classificazione dei vegetali. Tassonomia, sistematica ed evoluzione. Principali aspetti morfologici, biologici, filogenetici ed ecologici di: Alghe: Euglenoidi, Dinoflagellate, Diatomee, Phylum Rhodophyta, Phylum Phaeophyta, Phylum Chlorophyta. Fungi: Chytridiomycota, ex-Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, Glomeromycota, funghi mitosporici. Licheni e micorrize. Muschi ed epatiche: Phylum Bryophyta, Phylum Hepatophyta. Crittogame vascolari: Phylum Lycophyta, Phylum Pteridophyta.

Phylum Coniferophyta Famiglie: Cupressaceae, Pinaceae.
Phylum Anthophyta
Classe: Dicotyledones
Caratteri generali delle principali Famiglie: Magnoliaceae, Ranunculaceae, Fagaceae, Rosaceae, Fabaceae, Apiaceae, Brassicaceae, Solanaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Asteraceae.
Classe: Monocotyledones
Caratteri generali delle principali Famiglie: Liliaceae, Orchidaceae, Poaceae. Autotrophic and heterotrophic organisms. Prokaryotes and eukaryotes.

La frequenza non è obbligatoria.
Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2015. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin Editore
Speranza, Calzoni. Struttura delle piante in immagini. Zanichelli Ed.(si consiglia la consultazione del volume, di cui sono presenti diverse copie in biblioteca).
In alternativa:
Venturelli F., Virli L., 2009. Invito alla Botanica. Zanichelli, Bologna.
Ray F. Evert, Eichhorn S.E., 2013. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli, Bologna

Integrazioni al testo ed alcune lezioni (in pdf) verranno caricati su Moodle.

Campioni vegetali dell’erbario didattico possono essere visionati presso l'Orto Botanico (previa comunicazione per telefono 0761357028 o per email ortobot@unitus.it)
https://moodle.unitus.it/moodle/course/view.php?id=231

La Zoologia e le sue articolazioni. Ruolo delle discipline zoologiche nella moderna biologia.
La specie: concetto e definizione di specie biologica; caratteri diagnostici della specie. Categorie sistematiche, regole di nomenclatura zoologica. La distribuzione degli animali: regioni zoogeografiche.
Creazionismo ed evoluzionismo. Variabilità genetica: origine, distribuzione e regolazione. Cenni si genetica di popolazione. Microevoluzione e macroevoluzione. Speciazione simpatrica ed allopatica. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Adattamento. Concetti di omologia ed analogia.
Cenni di fisiologia adattativa: alimentazione, respirazione, sistemi di trasporto interno, omeostasi ed escrezione, sostegno e movimento, sistema nervoso e sensoriale, la funzione immunitaria.
Meccanismi di riproduzione nel regno animale: riproduzione agamica e rigenerazione. Riproduzione sessuale. Determinazione del sesso. Caratteri sessuali primari, secondari, dimorfismo sessuale, gonocorismo, ermafrodismo, partenogenesi. Fecondazione interna ed esterna, sviluppo embrionale e post-embrionale.
Cenni di etologia: stimoli e segnali, comunicazione, corteggiamento, cure parentali, aggressione intraspecifica, comportamento innato e appreso. Comportamento e organizzazione sociale.
Rapporti intraspecifici ed interspecifici: colonie e società, competizione, territorialismo, predazione, competizione, simbiosi, parassitismo. Colorazione adattative. Criptismo e mimetismo. Bioluminescenza.
Concetti generali di biologia evoluzionistica, biodiversità, sistematica e filogenesi.
Posizione sistematica, architettura generale del corpo e suoi aspetti funzionali, riproduzione e sviluppo, strategie adattative dei principali taxa animali:
Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.

I seguenti testi sono consigliati in alternativa tra di loro:

Hickman et al. Zoologia, McGraw-Hill, diciottesima edizione.
Casiraghi et al. Zoologia, UTET
De Bernardi et al. Zoologia: Parte generale - Parte sistematica, Idealson-Gnocchi
Hickman et al. Fondamenti di Zoologia e Diversità Animale, McGraw-Hill
Miller-Harley. Zoologia: Parte generale - Parte sistematica, Idealson-Gnocchi.
Argano R. et al. Zoologia e Diversità animale, Monduzzi.

Il materiale didattico mostrato a lezione sarà messo a disposizione tramite la piattaforma moodle.

La Zoologia e le sue articolazioni. Ruolo delle discipline zoologiche nella moderna biologia.
La specie: concetto e definizione di specie biologica; caratteri diagnostici della specie. Categorie sistematiche, regole di nomenclatura zoologica. La distribuzione degli animali: regioni zoogeografiche.
Creazionismo ed evoluzionismo. Variabilità genetica: origine, distribuzione e regolazione. Cenni si genetica di popolazione. Microevoluzione e macroevoluzione. Speciazione simpatrica ed allopatica. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Adattamento. Concetti di omologia ed analogia.
Cenni di fisiologia adattativa: alimentazione, respirazione, sistemi di trasporto interno, omeostasi ed escrezione, sostegno e movimento, sistema nervoso e sensoriale, la funzione immunitaria.
Meccanismi di riproduzione nel regno animale: riproduzione agamica e rigenerazione. Riproduzione sessuale. Determinazione del sesso. Caratteri sessuali primari, secondari, dimorfismo sessuale, gonocorismo, ermafrodismo, partenogenesi. Fecondazione interna ed esterna, sviluppo embrionale e post-embrionale.
Cenni di etologia: stimoli e segnali, comunicazione, corteggiamento, cure parentali, aggressione intraspecifica, comportamento innato e appreso. Comportamento e organizzazione sociale.
Rapporti intraspecifici ed interspecifici: colonie e società, competizione, territorialismo, predazione, competizione, simbiosi, parassitismo. Colorazione adattative. Criptismo e mimetismo. Bioluminescenza.
Concetti generali di biologia evoluzionistica, biodiversità, sistematica e filogenesi.
Posizione sistematica, architettura generale del corpo e suoi aspetti funzionali, riproduzione e sviluppo, strategie adattative dei principali taxa animali:
Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.

1- HICKMAN-CLEVELAND FONDAMENTI DI ZOOLOGIA 15A EDIZ, EDIZIONI MCGRAW-HILL.
2- HICKMAN - ROBERTS - KEEN - EISENHOUR - LARSON – LANSON, DIVERSITÀ ANIMALE, MCGRAW-HILL, dal 2012 in poi
3- SCAPIGLIATI G. IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ANIMALI, Ed. Sette Città, 2022.
ALTRI TESTI DI ZOOLOGIA A DISPOSIZIONE DEGLI STUDENTI DEVONO ESSERE CONCORDATI CON IL DOCENTE

Il corso prevede delle esercitazioni linguistiche per migliorare le quattro competenze - ascolto, lettura, produzione orale e produzione scritta - e per portare le competenze degli studenti a un livello B1.
Per quanto riguarda l'ascolto, questo comprende l'ascolto di brani originali che comprende una varietà di situazioni quotidiane e accenti regionali. Per la lettura, si studiano dei brani che sono sia generici che specialistici e relativi all'area di studio, concentrandosi sulle tecniche necessarie per leggere i brani e rispondere alle domande a scelta multipla. Gli esercizi per la produzione scritta prevedono un ripasso della grammatica di base richiesta per un livello B1 e la produzione scritta di una varietà di testi - email, annuncio, lettera commerciale, relazione, recensione, opinione. Il corso prevede meno focus sulla produzione orale dato il numero di partecipanti, ma comunque sia c'è sempre la possibilità in ogni lezione di interagire con il docente e gli altri partecipanti in lingua inglese.

Materiale fornito dal docente
Grammatica di riferimento: English Grammar In Use, 5th edition - Raymond Murphy - Cambridge University Press

Il corso prevede delle esercitazioni linguistiche per migliorare le quattro competenze - ascolto, lettura, produzione orale e produzione scritta - e per portare le competenze degli studenti a un livello B1.
Per quanto riguarda l'ascolto, questo comprende l'ascolto di brani originali che comprende una varietà di situazioni quotidiane e accenti regionali. Per la lettura, si studiano dei brani che sono sia generici che specialistici e relativi all'area di studio, concentrandosi sulle tecniche necessarie per leggere i brani e rispondere alle domande a scelta multipla. Gli esercizi per la produzione scritta prevedono un ripasso della grammatica di base richiesta per un livello B1 e la produzione scritta di una varietà di testi - email, annuncio, lettera commerciale, relazione, recensione, opinione. Il corso prevede meno focus sulla produzione orale dato il numero di partecipanti, ma comunque sia c'è sempre la possibilità in ogni lezione di interagire con il docente e gli altri partecipanti in lingua inglese.

Materiale fornito dal docente
Grammatica di riferimento: English Grammar In Use, 5th edition - Raymond Murphy - Cambridge University Press

Modulo A LA STRUTTURA
Alcani e cicloalcani. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria di struttura. Analisi conformazionale (etano, 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.Funzione biologica.Alchini. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alogenuri alchilici. 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). Molecole chirali senza carboni chirali. 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. Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligonucleotidi. Lipidi.

Modulo B. LA REATTIVITA'
Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilità e struttura. Termodinamica e cinetica. Alogenazione degli alcani superiori. Reazioni ioniche di sostituzione ed eliminazione. Formazione di carbocationi. Stabilità e struttura. 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 di sostituzione ed eliminazione di interesse biologico. Reazioni del doppio legame C=C. Reazione di addizione. Addizione di acidi alogenidrici. Regola di Markovnikov. Reazioni regioselettive. Addizione di acqua. Ossimercuriazione -demercuriazione. Idroborazione. Addizione degli alogeni. Epossidi. Ossidazione degli alcheni. Addizione di radicali. Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Alogenazione del benzene. Nitrazione. Solfonazione. Alchilazione ed acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti. Sostituzione nucleofila aromatica. Reazione dei composti carbonilici e carbossilici. Acidità. Ioni enolato. Tautomeria. Condensazione aldolica. Condensazione di claisen. Sintesi acetacetica. Sintesi malonica. Addizioni di Michael. Reazione di Mannich. Reazioni di ossidazione e riduzione.

- Chimica Organica Essenziale, Bruno Botta, Editore EdiTes (edizione più recente).
Da consultare:
- Chimica Organica, Robert Thornton Morrison, Robert Nielson Boyd, Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione Zanichelli (edizione più recente).

Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

L'analisi genetica di Mendel:
variabilità genetica;
la legge della segregazione;
la legge dell'assortimento indipendente;
geni e alleli: il concetto di polimorfismo.

Estensioni dell'analisi mendeliana:
relazioni di dominanza;
allelia multipla;
pleiotropia;
eredità multifattoriale,
eredità dei caratteri quantitativi..

Teoria cromosomica dell'eredità:
mitosi e meiosi;
eredità legata al sesso;
meiosi e mendelismo.

Associazione e ricombinazione:
segregazione di geni localizzati sullo stesso cromosoma;
il crossing over-over;
il test del chi quadrato
mappe genetiche;
saggio a tre punti.

Le basi fisiche dell'eredità, il DNA:
identificazione del materiale genetico;
struttura; *
replicazione; *
ricombinazione.

La funzione del gene:
la dissezione genetica attraverso le mutazioni
l'ipotesi un gene un enzima;
la complementazione;
struttura fine del gene;
il codice genetico;
la trascrizione ; *
la traduzione. *

Il cromosoma eucariotico
struttura ed organizzazione della cromatina;
il modello ad anse radiali;
struttura e funzione del telomero e del centromero;
le regioni organizzatrici del nucleolo (NOR).

Le mutazion cromosomichei:
di struttura;
gli elementi mobili;
di numero.

Analisi Genetica di batteri e virus *:
il cromosoma batterico;
isolamento di mutanti;
trasferimento genico nei batteri:
trasformazione naturale ed artificiale;
coniugazione;
mappe genetiche nei batteri.
trasduzione

Regolazione genica nei procarioti:
regolazione negativa e positiva;
l'operone lac;
l'operone del triptofano;
l'attenuazione.

Regolazione genica negli eucarioti:
regolazione della trascrizione;
regolazione post-trascrizionale;
il ruolo della struttura della cromatina;
eredità epigenetica;
eucromatina ed eterocromatina;
effetto di posizione variegato (PEV);
inattivazione del cromosoma X nei mammiferi.

L'analisi genomica:
il clonaggio di geni;
ibridazione di acidi nucleici;
la PCR;
il sequenziamento del DNA;
il sequenziamento dei genomi;
analisi dei polimorfismi del DNA:
SNP;
Microsatelliti.

La genetica di popolazioni:
frequenze geniche e genotipiche
l'equilibrio di Hardy-Weinberg;
evoluzione delle popolazioni e delle specie.


* Questi argomenti sono trattati soltanto dal punto di vista della Genetica, tralasciando gli aspetti biochimici, molecolari e microbiologici che vengono trattati in altri corsi.

Hartwell LH et al. Genetica - dall'analisi formale alla genomica, McGraw-Hill.

Griffiths et al., Genetica - Principi di analisi formale, Zanichelli

In questo corso esploreremo le basi di uno dei linguaggi maggiormente utilizzati per la gestione ed analisi dati in ambito biologico ed ecologico, R. Il corso si dividerà in lezioni teorico/pratiche, affiancando allo studio di R richiami di statistica di base e cenni di statistica avanzata.

Scopo ultimo del corso sarà di fornire agli studenti un adeguato background nella programmazione ed analisi dati, propedeutico al proprio corso di studi.

Le lezioni, in linea di massima e passibili di lievi variazioni, saranno così distribuite:

Lezione 1: Introduzione ai sistemi operativi

Lezione 2: Introduzione ai linguaggi di programmazione e basi di R

Lezione 3: Manipolazione dei dati/Introduzione al plotting

Lezione 4: Scrittura di funzioni e cicli di base

Lezione 5: Introduzione alla statistica I

Lezione 6: Introduzione alla statistica II

Lezione 7: Modelli ecologici I

Lezione 8: Modelli ecologici II

Lezione 9: Cenni di Bioinformatica

Lezione 10: Lavorare con i dati molecolari

Lezione 11: Machine Learning

Il corso in se non prevede l'utilizzo di materiali standard per l'apprendimento. Gli studenti avranno a disposizione le dispense preparate dal docente e, di volta in volta, una serie di testi e risorse on-line dedicate verranno proposte.

I parte (4 CFU)
Aspetti generali della Biochimica
Interazioni deboli nei sistemi acquosi. Proprietà chimico-fisiche dell'acqua. Ionizzazione dell'acqua, degli acidi deboli e delle basi deboli. I tamponi.

Composizione e struttura delle proteine
Gli amminoacidi e le loro proprietà generali. Il legame peptidico. I livelli di organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria terziaria e quaternaria. Aspetti funzionali delle macromolecole proteiche. Mioglobina ed Emoglobina.

Gli enzimi
Concetti fondamentali dell'attività enzimatica. Nomenclatura degli enzimi, specificità, coenzimi e cofattori. L'energia di attivazione e ruolo degli enzimi. Cenni di cinetica enzimatica.

Lipidi, membrane biologiche e proteine di membrana
Gli acidi grassi. I triacilgliceroli. I glicerofosfolipidi. Costituenti lipidici e proteici delle membrane biologiche. Composizione e architettura delle membrane biologiche. Dinamica delle membrane biologiche. Proteine di membrana.

Glucidi
Struttura e funzione dei glucidi. Monosaccaridi. Oligosaccaridi. Polisaccaridi.

Nelson DL, Cox MM. Introduzione alla Biochimica di Lenhninger. 5a Edizione (2015) Zanichelli, Bologna.
Voet D, Voet JG, Pratt CW. Fondamenti di Biochimica 3a Edizione (2013) Zanichelli, Bologna.
Nelson DL, Cox MM. I principi di Biochimica di Lenhninger. 6a Edizione (2014) Zanichelli, Bologna.
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochimica 7a Edizione (2012) Zanichelli, Bologna.


Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

Seconda parte (4 CFU)

Introduzione al metabolismo
Catabolismo ed anabolismo. Approcci sperimentali allo studio del metabolismo. Termodinamica dei composti contenenti fosfato: ATP e composti cosiddetti "ad alta energia". Trasportatori di elettroni. Reazioni di ossidoriduzione.

Il metabolismo dei glucidi
Glicolisi. Fermentazione lattica. Fermentazione alcolica. Trasporto di equivalenti di riduzione dal citoplasma al mitocondrio. Ciclo di Krebs. Via dei pentoso fosfati. Metabolismo del glicogeno. Regolazione del metabolismo glucidico.

La bioenergetica
Composti ad alto tenore energetico. Il trasporto degli elettroni. Fosforilazione ossidativa. Il controllo del metabolismo ossidativo.

Il metabolismo dei lipidi
Digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi. L'ossidazione degli acidi grassi. I corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi. Regolazione del metabolismo degli acidi grassi.

Il metabolismo delle proteine
Generalità sul destino dello scheletro carbonioso degli amminoacidi. La deamminazione degli amminoacidi: transamminazione e deamminazione ossidativa nei processi catabolici. Amminazione riduttiva e transaminazione nei processi anabolici. Azione della glutammina sintetasi e della glutaminasi. Ciclo dell'urea. Interconversioni fra il ciclo dell’urea, il ciclo di Krebs e la gluconeogenesi. Ammino acidi gluconeogenici e chetogenici.

Nelson DL, Cox MM. Introduzione alla Biochimica di Lenhninger. 5a Edizione (2015) Zanichelli, Bologna.
Voet D, Voet JG, Pratt CW. Fondamenti di Biochimica 3a Edizione (2013) Zanichelli, Bologna.
Nelson DL, Cox MM. I principi di Biochimica di Lenhninger. 6a Edizione (2014) Zanichelli, Bologna.
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochimica 7a Edizione (2012) Zanichelli, Bologna.


Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

I cordati e relazioni filogenetiche dei cranioti e caratteristiche principali.Sessualità e riproduzione. Migrazione delle cellule germinali e gametogenesi.La fecondazione: processi di maturazione dello spermatozoo e uovo, ruolo dell'MPF, incontro dei gameti, blocco rapido e lento della polispermia, MPF e processi post fecondativi di modificazione del citoplasma. La segmentazione, eventi che dirigono la divisione cellulare e la formazione del blastocele, ruolo dell'MPF. La gastrulazione, movimenti cellulari e formazione dei foglietti: entoderma, mesoderma, ectoderma. Le molecole che dirigono la gastrulazione (fattori morfogenetici e caderine). La nerulazione, formazione del tubo neurale, cellule delle creste neurali e ruolo della corda. Annessi embrionali ed formazione dei celomi.Organogenesi e organizzazione del tegumento, scaglie e denti. Organogenesi e organizzazione del tessuto scheletrico (cranio, vertebre apparato appendicolare) e muscolare (cenni). Organogenesi e organizzazione generale del sistema nervoso centrale e periferico, organi di senso. Il sistema endocrino: iposfisi, ghiandola pineale, tiroide/paratiroide, surrene, gonadi, intestino. Organogenesi e organizzazione dell'apparato respiratorio, circolatorio e cuore. Organogenesi e organizzazione dell'apparato urogenitale.
Esercitazioni di Laboratorio (1 CFU/ 8 ore) Obbligatorio per sostenere l'esame. Il conseguimento del CFU avrà durata massima di due anni accademici per sostenere l'esame.
Programma del CFU pratico (in presenza con firma) e telematico sarà esposto dal docente e riguarderà le tematiche del corso. Le ore in presenza saranno 8; ovviamente queste potranno subire variazioni in dipendenza dalla situazione pandemica (il docente le organizzerà durante le ore di lezione e vi informerà sul forum di moodle).
In linea generale il programma delle esercitazioni pratiche verterà: morfogenesi: visione di filmati e preparati microscopici relativi allo sviluppo (echinodermi, pesci, anfibi, uccelli mammiferi). Visione pratica dell'organizzazione del tegumento dei Vertebrati. Cranio e scheletro dei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato respiratorio (branchie e polmoni)nei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato circolatorio e cuore nei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato urogenitale ed endocrino nei Vertebrati. Apparato digerente.

Per ANATOMIA COMPARATA:
- Stingo et al., Anatomia Comparata, ed. Ermes (da utilizzare come libro di testo)
consultare solo
Liem et al. Anatomia Comparata, Edises

Per MORFOGENESI
Gilbert, Biologia dello Sviluppo ed. Zanichelli ( da utilizzare solo in parte).

per LABORATORIO:
Atlante di Anatomia microscopica dei Vertebrati,Unicopoli ed.;
Minelli-Del Grande, Atlante di Anatomia dei Vertebrati, Piccin ed.

Ulteriori materiali didattici di studio ed approfondimento sono disponibili su classroom/google drive per gli studenti universitari della Tuscia/

GLI ACIDI NUCLEICI. Struttura del DNA. La doppia elica e l’appaiamento delle basi secondo il modello di Watson-Crick (DNA B). Strutture secondarie alternative del DNA (DNA A, DNA Z). Topologia del DNA (superavvolgimenti, topoisomerasi). Denaturazione e rinaturazione del DNA. Il DNA degli organelli (mitocondri e cloroplasti). La struttura dell’RNA. Ripiegamenti spaziali dell’RNA.
ORGANIZZAZIONE ED EVOLUZIONE DEL GENOMA. Il gene: definizione e struttura nei procarioti ed eucarioti. Sequenze uniche e sequenze ripetute del DNA, regioni codificanti e non codificanti. I nucleosomi ed organizzazione della cromatina. Modificazioni chimiche delle code istoniche e significato funzionale. Metilazione del DNA.
REPLICAZIONE DEL DNA. Struttura e funzione della DNA polimerasi. Fedeltà e processività della DNA polimerasi. DNA polimerasi specializzate. DNA elicasi. Meccanismo di replicazione del DNA: fase di inizio, sintesi dei filamenti, forcella di replicazione, terminazione, telomeri e telomerasi. Regolazione della replicazione in procarioti ed eucarioti.
TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI. RNA polimerasi. Riconoscimento dei promotori batterici. Biosintesi e maturazione dell’RNA: fase di inizio, allungamento e terminazione.
TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI. Promotori eucariotici. RNA polimerasi I, II e III. Differenze rispetto ai procarioti nel meccanismo di trascrizione.
PRINCIPI DI REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE. Repressori ed attivatori. Domini di legame al DNA presenti nei regolatori trascrizionali. Esempi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti ed eucarioti.
MATURAZIONE DELL'RNA. Processi di maturazione di tRNA e rRNA. Modificazioni degli mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione, editing. Meccanismo di splicing: chimica della reazione, assemblaggio dello spliceosoma, splicing alternativo.
TRADUZIONE DELL'INFORMAZIONE GENETICA. Meccanismo della sintesi proteica in procarioti ed eucarioti. Esempi di regolazione della traduzione. Non sense-mediated e non stop decay (NMD, NSD).
MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI DELLE PROTEINE. Lipidazione, glicosilazione, fosforilazione, acetilazione, metilazione, ossidazione, ubiquitinazione e sumoilazione delle proteine.
DNA MOBILE. Classi di elementi trasponibili e meccanismi di azione.
SEGNALAZIONE INTRACELLULARE. Ormoni steroidei. Recettori mono- e multipasso. Proteine G, AMPc, PKA, inositolo trifosfato, DAG e PKC. Via del Ca2+.

BIOLOGIA MOLECOLARE di F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani (2018-terza ed. Casa Editrice Ambrosiana); BIOLOGIA MOLECOLARE: principi e tecniche di M.M. Cox, J.A. Doudna, M. O'Donnel (2013-Zanichelli); BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA di B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, D. Morgan, M. Raff, K. Roberts, P. Walter (2016-sesta ed. Zanichelli).

Il corso si svolgerà secondo la seguente articolazione:

Parte teorica (48 ore, 6cfu)

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. Citologia: cellula procariote ed eucariote: 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; l'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;
3. 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;
4. Sviluppo microbico: 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;
5. Virologia: natura della particella virale; conte virali; caratteristiche generali della riproduzione virale; principi di genetica dei virus; batteriofagi RNA; batteriofagi DNA icosaedrici a singolo filamento; virus DNA a doppio filamento; i virus batterici temperati e la lisogenia; le principali famiglie di virus animali (cenni);
6. Ecologia microbica e biotecnologie ambientali (cenni): richiami alle tecniche di isolamento ed identificazione dei microrganismi; interazioni tra popolazioni microbiche e con altri organismi; comunità 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;
7. 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 sull'immobilizzazione.
8. Microrganismi patogeni negli alimenti e nelle acque (cenni); analisi microbiologica delle acque; cenni di microbiologia medica.

Testi principali di riferimento:
Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, D.A. Stahl, D.P. Clark, Pearson, 2012. Volumi 1 e 2 (o versioni più recenti)
Brock, Biologia dei Microrganismi di M.T. Madigan e J.M. Martinko, Casa Editrice Ambrosiana. Volumi 1 e 2A
Biologia dei microrgamismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, 2018.

I file PDF delle lezioni tenute durante il corso sono disponibili dal portale studente durante le lezioni verranno distribuite e discusse alcune pubblicazioni scientifiche per l’approfondimento di alcune tematiche.

Sono ritenuti validi anche altri testi moderni (edizioni recenti) di microbiologia generale, previa consultazione con il docente.

Il corso si svolgerà secondo la seguente articolazione:

Parte teorica (16 ore, 2cfu)

1. 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.
2. 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 controllo positivo e negativo dell'espressione genica, controllo dell'attività delle proteine (feedback); il codice genetico; agenti mutageni e mutazioni; la ricombinazione nei batteri; trasformazione, trasduzione e coniugazione; plasmidi e loro significato biologico;
3. Tassonomia e filogenesi microbica (con particolare riferimento ai procarioti)

Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno i seguenti argomenti (8 ore, 1CFU):

1. La coltura pura e suo isolamento: lo spandimento e lo strisciamento, il re-isolamento; le colture di arricchimento;
2. La microscopia e l'osservazione microscopica; osservazioni a fresco; colorazioni semplici e differenziali e osservazioni di preparati colorati;
3. Coltivazione di microrganismi e misurazione dello sviluppo microbico (conta diretta e conta colturale; peso secco; turbidimetria).

Testi principali di riferimento:
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 microrgamismi di G. Dehò e E. Galli, Casa Editrice Ambrosiana, 2018.

I file PDF delle lezioni tenute durante il corso sono disponibili dal portale studente durante le lezioni verranno distribuite e discusse alcune pubblicazioni scientifiche per l’approfondimento di alcune tematiche.

Sono ritenuti validi anche altri testi moderni (edizioni recenti) di microbiologia generale, previa consultazione con il docente.

Lezioni frontali (40 ore)

Soluzioni tampone e pH. Ionizzazione di amminoacidi e proteine in funzione del pH. I principi dell’indagine biochimica. Teoria degli errori; accuratezza e precisione. (2 ore)
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. Studi sull'accessibilità dei residui ionizzabili in proteine native. Fluorescenza e fosforescenza. (7 ore)
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. (4 ore)
Strategie per la purificazione di proteine. Estrazione cellulare, dialisi ed ultrafiltrazione. Precipitazione frazionata con sali, con solventi organici, al punto isoelettrico, al calore. (3 ore)
Metodi cromatografici: cromatografia per assorbimento, di ripartizione, a scambio ionico, per esclusione molecolare, per affinità, per interazione idrofobica, HPLC, gas cromatografia. Efficienza dei procedimenti cromatografici e scelta di un procedimento conveniente. (6 ore)
Tecniche elettroforetiche: teoria, leggi, apparati. Classificazione dei metodi elettroforetici. Elettroforesi in fase libera ed elettroforesi zonale. Elettroforesi su gel. Analisi in condizioni native e denaturanti con applicazioni per la determinazione del peso molecolare di proteine (SDS-PAGE). Western blotting. Isoelettrofocalizzazione per la determinazione del punto isoelettrico di proteine. Elettroforesi bidimensionale. Elettroforesi di acidi nucleici. Elettroforesi capillare. (5 ore)
Studi sulla struttura delle proteine. Determinazione della composizione amminoacidica, delle cisteine libere, della sequenza amminoacidica di una proteina e localizzazione dei ponti disolfuro. (4 ore)
La strumentazione e le principali applicazioni della spettrometria di massa nella moderna proteomica. (3 ore)
Caratterizzazione strutturale di acidi nucleici. PCR. Sequenziamento del DNA secondo il metodo di Sanger. Southern e Northern blotting (6 ore)

Attività di laboratorio (8 ore)

Determinazione della concentrazione proteica di un campione incognito mediante il metodo di Bradford. Costruzione della retta di taratura sia manualmente su carta millimetrata che con il metodo dei minimi quadrati e confronto dei risultati ottenuti. Visualizzazione allo spettrofotometro dello spettro di assorbimento di una proteina con gruppi prostetici e una senza e discussione dei risultati (4 ore).
Preparazione di un gel di poliacrilammide in presenza di SDS (SDS-PAGE) e corsa elettroforetica con marcatori di peso molecolare precolorati, così da seguirne la separazione nel corso del processo elettroforetico. Illustrazione degli apparati per la realizzazione di gel di agarosio per acidi nucleici e western blotting (4 ore).

Wilson, Walker. Biochimica e Biologia Molecolare. Principi e tecniche. Ottava ed., 2019, Raffaello Cortina Editore.
De Marco C., Cini C., Principi di metodologia biochimica. Prima ed., 2009, Piccin Nuova Libraria.
Bonaccorsi di Patti M. C., Contestabile R., Di Salvo M. L. Metodologie biochimiche. Espressione, purificazione e caratterizzazione delle proteine. Seconda ed., 2019, Zanichelli.
Maccarrone M. Metodologie biochimiche e biomolecolari. Prima ed., 2019, Zanichelli

Distinzione tra Alimenti e Nutrienti
-Glucidi: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
-Lipidi: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
-Proteine: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
-Acqua: il fabbisogno idrico;
-I minerali;
-Vitamine: generalità e classificazione.
-Epidemiologia e prevenzione delle principali malattie legate al consumo degli alimenti;
-Sicurezza Alimentare

Italiano

Appunti delle lezioni.
Siliprandi & Tettamanti; Biochimica Medica; Piccin Editori
A. Mariani – Costantini; C. Cannella; G Tomassi. Alimentazione e Nutrizione Umana. Il Pensiero Scientifico Editore Roma,
Nino Carlo Battistini, Patrizia Pedrazzi Monica Prampolini, Curare con il cibo: Gli alimenti funzionali nella dietetica e nella dietoterapia.
Livelli di Assunzione Raccomandati di Energia e Nutrienti, Società Italiana di Nutrizione Umana.

Storia della fisiologia; adattamento e plasticità fenotipica; disegno sperimentale; struttura cellulare; recettori della membrana cellulare; diffusione e osmosi; trasporto attivo; omeostasi; concetto di feedback; elettrofisiologia e potenziale d'azione; energia e metabolismo; lo stress ossidativo; fisiologia dello stress e glucocorticoidi; principi di immunologia; neurone; propagazione degli impulsi nervosi; sinapsi; sistema nervoso centrale e periferico; sistema nervoso autonomo; fisiologia muscolare; sistema cardiovascolare; sistema respiratorio; apparato digerente e nutrizione; sistema endocrino (ghiandole e ormoni); relazioni termiche; scambi di gas; osmoregolazione; regolazione fisiologica del comportamento migratorio; orientamento; fisiologia della riproduzione; fisiologia e life-history; principi di ecofisiologia e fisiologia della conservazione (programmi di riproduzione in cattività, cambiamento dell'uso del suolo, riscaldamento globale); conseguenze fisiologiche dell'esposizione a inquinanti chimici e non chimici (rumore, luce); fisiologia della crescita e dello sviluppo; basi fisiologiche dei segnali sessuali e sociali.

In lingua italiana
POLI et al., FISIOLOGIA ANIMALE, EdiSES
STANFIELD, FISIOLOGIA, EdiSES

In lingua inglese
HILL et al., ANIMAL PHYSIOLOGY, Sinauer Associates
WILLMER et al., ENVIRONMENTAL PHYSIOLOGY OF ANIMALS, Wiley-Blackwell
BUTLER et al., ANIMAL PHYSIOLOGY, AN ENVIRONMENTAL PERSPECTIVE, OUP Oxford
MOYES and SCHULTE, PRINCIPLES OF ANIMAL PHYSIOLOGY, Pearson

Ecologia Generale - Lo sviluppo storico dell'ecologia. Relazioni organismi-ambiente fisico: condizioni; variazioni spaziali e temporali; adattamenti in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali; fattori limitanti; range di tolleranza; optimum ambientale; ritmi biologici - fattori ed elementi climatici; classificazione dei climi; fasce e zone fitogeografiche; cenni di paleoclimatologia; i Biomi.
Ecologia Evolutiva - Analisi genetica delle popolazioni; legge di Hardy-Weinberg; variabilità genetica; forze evolutive (mutazione, selezione, flusso genico, deriva genetica); inincrocio; effetto Wahlund; polimorfismo bilanciato - linkage disequilibrium; supergeni; divergenza genetica; concetto di specie; meccanismi di isolamento riproduttivo; meccanismi di speciazione; zone ibride e rinforzo; specie gemelle; biodiversità a livello genetico.
Ecologia di popolazione - Demografia e dinamica delle popolazioni: struttura ed accrescimento di popolazione; parametri demografici; tabelle demografiche; tasso intrinseco di accrescimento - regolazione numerica delle popolazioni; fattori di regolazione densità indipendenti e densità dipendenti; accrescimento esponenziale; capacità portante dell'ambiente - curva logistica di accrescimento. Relazioni interspecifiche: simbiosi facoltativa ed obbligatoria; commensalismo; inquilinismo; antibiosi; parassitismo; adattamenti alla vita parassitaria; coevoluzione - predazione; predazione come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - adattamenti contro la predazione; criptismo; mimetismo; competizione intraspecifica; competizione interspecifica; nicchia ecologica; competizione interspecifica come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - principio di esclusione competitiva; spostamento dei caratteri; selezione r e K.
Ecologia di comunità ed ecosistemica – Comunità: definizioni, indici di diversità, cenni sulle successioni ecologiche. Cenni di biogeografia e biogeografia delle isole. Ecosistemi: definizioni, struttura, produttività primaria e secondaria, flusso di energia, reti trofiche.

M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker, “Ecologia”. Piccin Editore.