Corso di laurea: Scienze Naturali e Ambientali Programmazione per l'A.A. 2021/2022  

INSIEMI
Operazioni tra insiemi, Insiemi numerici. Insiemi discreti, insiemi continui.
NUMERI
Numeri naturali, relativi, razionali, irrazionali. Valore assoluto (o modulo).
Numeri reali, potenza del continuo. Corrispondenza biunivoca tra numeri reali e punti di una retta.
FUNZIONI
Conteggi, continuità, operazioni, funzioni. Variabile e immagine, dominio e codominio.
Equazioni. Incognite e parametri. Metodo di risoluzione, soluzioni.
ALGEBRA
Addizione, sottrazione, somma algebrica.
Moltiplicazione. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Divisione. Regole. Operazioni con modulo, maggiore e minore.
Potenza. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Misura. Unità di Misura, Sistemi di Unità, cambiamento dell’Unità, uso delle potenze di 10.
Radice. Regole. Operazioni con i Radicali. Operazioni e funzioni inverse.
Logaritmo. Regole. Logaritmi naturali. Operazioni con i logaritmi.
GEOMETRIA ANALITICA
Piano cartesiano. Assi cartesiani, coordinate di un punto. Grafici di funzioni. Curve piane.
Retta. Grafico della retta (per punti). Coefficiente angolare, intercetta. Distanza tra due punti.
Equazione esplicita della retta. Variabile e parametri. Rette parallele agli assi. Bisettrice del 1° quadrante
Fasci di rette. Rette per un punto, retta per due punti, rette parallele. Condizione di parallelismo in forma esplicita.
Equazione Implicita della Retta. Formule da forma esplicita a forma implicita. Condizione di parallelismo in forma implicita. Punto d’intersezione tra due rette. Sistemi di equazioni lineari in forma esplicita, implicita, canonica. Matrici e determinanti. Metodo di Cramer.
Parabola. Equazione, Parametri, Concavità, Asse. Fascio di Parabole. Intersezione Parabola e Retta.
Funzione Esponenziale, Funzione Logaritmo.
TRIGONOMETRIA
Angoli. Gradi e radianti. Il radiante. Versi positivo e negativo di rotazione.
Funzioni goniometriche. Circonferenza goniometrica, seno, coseno e tangente. Grafici delle funzioni goniometriche.
Equazione fondamentale. Equazione della tangente. Equazione di passaggio sin(α), cos(α), tan(α).
Equazioni per angoli associati. Angoli: complementari, supplementari, esplementari e opposti.
Trigonometria. Triangoli rettangoli. Proiezione ortogonale di segmenti orientati.
Funzioni Goniometriche di angoli notevoli. 0, π/6, π/4, π/3, π, 3/2 π, 2π.
Formule di addizione, sottrazione e duplicazione.
Applicazioni. Componenti cartesiane di un vettore. Significato trigonometrico del coefficiente angolare della retta.
ANALISI MATEMATICA
Funzioni, limiti, discontinuità. Differenziali e infinitesimi
Funzioni continue. Differenziale della variabile indipendente. Differenziale della funzione.
Derivazione. Derivata in un punto. Rapporto Incrementale. Modi diversi per indicare la derivata.
Applicazioni. Funzioni crescenti e decrescenti. Massimi e minimi di una funzione continua.
Tangente trigonometrica della tangente geometrica ad una curva in un punto.
Funzione derivata e sua primitiva. Principali funzioni derivate. Regole di derivazione. Calcolo di derivate.
Integrazione. Dalla funzione derivata alla funzione primitiva. Integrale indefinito. Costante additiva.
Integrali immediati. Regole d’integrazione. Calcolo di integrali indefiniti.
Integrale definito, calcolo delle aree.

Appunti scritti ‘scaricati’ durante le lezioni o inviati in formato PDF.

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.

Lezioni (32h)
Introduzione -geologia, economia e sviluppo sostenibile; riserve e risorse; pericolosità e rischio geologico; cambiamenti globali e catastrofi locali; la fragilità del territorio italiano dal pericolo al rischio; instabilità idrogeologica, il ruolo della vegetazione forestale per la conservazione del suolo e delle acque.

Una panoramica sul tempo geologico e sulla sua misura: i dati geologici; il metodo scientifico; i principi della geologia; l’età della Terra, la scala dei tempi geologici, metodi radiometrici di datazione delle rocce; il Precambriano, origine ed evoluzione del sistema terrestre, planetesimali e planetoidi, differenziazione del nucleo, del mantello e della crosta terrestre, il gigantesco urto e l’origine della luna, l’evoluzione della litosfera, atmosfera, idrosfera e biosfera; Il Fanerozoico, i fossili e le datazioni relative, unità cronostratigrafiche e geocronologiche; le grandi suddivisioni del tempo geologico e gli eventi di estinzione di massa, la Commissione Stratigrafica Internazionale e la Carta Cronostratigrafica Internazionale (ICS).

La Terra come un sistema di componenti dinamici ed interconnessi - la forma e la superficie della Terra (la curva ipsografica); la struttura a strati della Terra; le forze motrici (il calore interno e l'input solare esterno), la rotazione terrestre e l'effetto coriolis; i grandi cicli della Terra (circolazione atmosferica e oceanica; ciclo idrologico, convezione del mantello e tettonica delle placche, ciclo delle rocce, cicli geochimici); la biosfera (eventi geobiologici nella storia della Terra); criosfera, albedo e uso del suolo; il bilancio dei geosistemi; effetti di innesco (trigger effects) e retroazioni feedback).

Esplorando l’interno della terra - dati astronomici, osservazioni dirette (dati di superficie) e sondaggi profondi (pozzo di Kola); onde sismiche e sismologia; i principali involucri e la loro composizione; tomografia sismica; il campo gravitativo terrestre, il geoide; calore e temperatura interna della Terra; flusso di calore; il gradiente geotermico; il campo magnetico terrestre e le sue variazioni; paleomagnetismo (magnetizzazione termo-permanente -TRM e magnetizzazione residua deposizionale o detritica -DRM); stratigrafia magnetica, scala paleomagnetica (chrons and subchros).

Pericolosità e rischio sismico: teoria del rimbalzo elastico; rottura dei piani di faglia durante i terremoti, sismografi e sismogrammi; onde sismiche (P-Wawe, S-Wave, onde superficiali); Ipocentro ed epicentro; Scala di magnitudo Richter; Momento sismico (Mw); scala di intensità Mercalli modificata; terremoti e faglie attive e capaci, il Progetto Itahca (ITaly HAzards from CApable faulting - ISPRA); terremoti e tsunami; classificazione sismica del territorio nazionale; tempi di ritorno dei terremoti, Catalogo parametrico dei terremoti italiani (INGV); Catalogo degli tsunami italiani (INGV); microzonazione sismica (dati regionali).

Minerali come elementi costitutivi delle rocce – Definizioni di minerali e cristalli; minerali amorfi e cristallini, morfologia e simmetria dei cristalli (sistemi, classi e gruppi spaziali); classi chimiche dei minerali; struttura atomica dei minerali; proprietà fisiche e chimiche dei più comuni minerali che formano le rocce; minerali e rocce principali strutture e tessiture.

Introduzione allo studio delle rocce: i principali gruppi di rocce (ignee, sedimentarie e metamorfiche); origine, distribuzione e principi di base della loro classificazione; le rocce nella leggenda delle carte geologiche (unità litostratigrafiche), la classificazione tecnica delle rocce (relazione tra litologia, geomorfologia, pedologia ed idrogeologia).

Il ciclo idrologico e le acque sotterranee - la distribuzione dell'acqua sulla Terra; ciclo dell'acqua e bilancio idrogeologico; il passaggio dell’acqua attraverso i suoli e le rocce (permeabilità e porosità); la falda freatica (zona vadosa e freatica); i principali tipi di falde e di sorgenti; Acque idrotermali; salinizzazione, inquinamento e crisi delle risorse idriche.

Tettonica a placche e processi orogenici - tettonica delle placche, la teoria unificatrice; il motore della tettonica delle placche; il mosaico delle placche, crosta continentale e crosta oceanica; scudi o cratoni; orogeni, bacini (foreland basin, forearc and backarc basin), le grandi provincie ignee; le zone di distensione, le dorsali medio oceanicche (MOR), i punti caldi, le fosse oceaniche, i margini passivi; processi orogenetici e tettonica delle placche (subduzione e collisione continentale); sistemi orogenici (thrust belt, foreland basin, wedge top basin ,foredeep, forebulge, backbulge); il ciclo orogenico (ciclo di Wilson); l'evoluzione geologica dell'Italia, una panoramica.

Cartografare le unità e le strutture geologiche – i processi di deformazione delle rocce, misura delle giaciture, nomenclatura dei principali tipi di pieghe e di faglie, sovrascorrimenti, horst e graben; la legenda delle carte geologiche; sezioni geologiche; unità tettoniche e mappe strutturali; introduzione alla lettura delle carte geologiche; la carta geologica d’Italia in scala 1: 100.000; Il progetto CARG (Geological CARtography) e le carte geologiche e geotematiche in scala 1: 50.000; il geoportale del Servizio Geologico d’Italia ( geomapviewer e applicazioni WebGIS).

Rocce e processi ignei - consolidamento del magma, differenziazione magmatica; composizione chimica e mineralogica, minerali comuni nelle rocce ignee; i principali tipi di rocce ignee (tessiture strutture, geometrie e forme del terreno): rocce intrusive ed ipoabissali, i corpi intrusivi e filoniani; i vulcani (stili eruttivi), le rocce piroclastiche, le Lave; attività e depositi idrotermali (i travertini); attività vulcanica e tettonica a zolle; pericolosità e rischio vulcanico in Italia.

Rocce e processi sedimentari - ambienti e processi sedimentari – la fase sedimentaria del ciclo delle rocce (alterazione, erosione, trasporto, deposizione, seppellimento e diagenesi); i bacini sedimentari; classificazione delle rocce sedimentarie (clastiche, chimiche / evaporitiche, biochimiche, organiche/ composti del carbonio); strutture e facies sedimentarie; i principi della stratigrafia e la Guida italiana alla classificazione e alla terminologia stratigrafica.

Rocce e processi metamorfici - cause del metamorfismo; i tipi di metamorfismo: regionale, di contatto, di seppellimento, dei fondali oceanici(alterazioni idrotermali), da impatto, cataclastico; grado di metamorfismo, facies metamorfiche; strutture e tessiture metamorfiche, classificazione delle rocce metamorfica di basso grado in base al protolito (-meta, -ortho, -para); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura (rocce foliate, granoblastiche, porfiroblastiche), in base alla composizione chimica complessiva: pelitica (minerali argilloso-alluminosi, quarzo-feldspatica, calcarea, maficia, magnesiaca, ferriginosa, manganesifera); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura ed alla composizione mineralogica (nome base e qualificatore); tettonica delle placche e metamorfismo.

Ambiente marino e costiero, processi e depositi - ambiente costiero (forme costiere, problemi di erosione costiera); ambiente di marea e subtidale, ambiente evaporitico (la crisi di salinità messiniana); ambiente terrigeno silicoclastico (depositi torbiditici); ambiente carbonatico (piattaforma, scogliera, barriera corallina, mound, atollo); ambiente di acque profonde.

I processi di alterazione delle rocce: i fattori di controllo dei processi di alterazione; alterazione chimica (idrolisi, dissoluzione, ossidazione), alterazione fisica ed erosione; i processi di alterazione ed il clima; le rocce residuali ed i depositi eluviali, la formazione del suolo; erosione clima e tettonica a placche, ciclo di erosione e superfici di spianamento.

I Depositi ed il trasporto di massa (processi gravitazionali): coni di detriti e talus, frane, classificazione dei movimenti di massa (Cruden & Varnes, 1996), Progetto IFFI (Inventario delle frane italiane), pericolosità e rischio da frana.

Depositi di versante prodotti dalla gravità e dalle acque correnti superficiali: inondazioni e fenomeni di instabilità legati all'azione delle acque superficiali; erosione impatto delle piogge; erosione laminare, erosione a rivoli ed a fossi, erosione accelerata e perdita di suolo, depositi colluviali, conoidi (detritici, alluvionali, di fango), i calanchi , i lenti movimenti di verante (soil creep e soliflusso).

Depositi e forme fluviali: il reticolo idrografico, i bacini idrografici, i patterns del reticolo idrografico, principali tipi di valli fluviali e di canali; il flusso delle acque di un fiumeo (laminare e turbolento); erosione, trasporto (carico di fondo, carico in sospensione, saltazione-tappeto di trazione) e deposizione (relazione tra erosione trasporto e sedimentazione in base alla granulometria ed alla velocità delle corrente; principali forme di fondo (dune e ripple); tipi di delta (lobato, estuarina, arcuata, zampa di uccello); il profilo longitudinale, il profilo di equilibrio ed il concetto di livelli di base; conoidi alluvionali; terrazzi fluviali; depositi carbonatici continentali (calcareous tufa), depositi lacustri; la portata di un corso d’acqua; le inondazioni; tempi di ritorno, pericolosita e rischio da inondazione.

Depositi processi ambienti e forme eoliche – il vento come agente di erosione, trasporto e deposizione; distribuzione dei venti e circolazione atmosferica; forza del vento; i depositi eolici: polvere, sabbia; loess; corrasione e deflazione; il pavimento del deserto; le dune, gli ambienti eolici (deserti caldi, pianure alluvionali glaciali, coste battute da venti verso l’entroterra), i deserti, la distribuzione dei deserti nel mondo; processi di alterazione nei deserti; laghi di playa e ed evaporiti; paesaggio desertico, le superfici di spianamento in ambiente desertico, i pediment; perdita di suolo e desertificazione.

Depositi, forme e processi carsici - processi carsici e pseudocarici; fattori che influenzano i processi carsici; sschema di un tipico sistema carsico (exokarst, epikarst edsokarst, zona vadosa e zona satura) principali forme carsiche (karren, limestone pavment, doline/sinkhole , uvala, poje, foibe, cockpit, torri carsiche, hum, fiumi che scompaiono o sprofondano, valle secche,, valle cieca, ponor, grotte); ciclo di erosione in una topografia carsica; i depositi carsici , gli speleotemi (stalagmiti, stalattiti, colonne); i censimenti delle forme carsiche (grotte e sinkhole ) in Italia, pericolosità e rischio associato al carsismo.

Processi forme e depositi glaciali: il ghiaccio come una roccia; ghiacciai vallivi, ghiacciai continentali; bilancio glaciale (accumulo ed ablazione); flusso glaciale, flusso plastico, slittamento di fondo, morfologie erosive glaciali (valle a forma di U, circo, corno, arete, valle sospesa, fiordo, roccie montonaete, strie glaciali); depositi glaciali (Till, morene), depositi fluvio-glaciali e terreforme pianeggianti e bagnati (kame, kettles, eskers, drumlins, varve); il permafrost; glaciazioni e cambiamento del livello del mare; glaciazioni e cambiamento del profilo di base dei corsi d’acqua; la registrazione negli eventi geologici delle glaciazioni del passato, I proxi data.

Il sistema climatico terrestre - variazioni climatiche e catastrofici cambiamenti climatici – i “forzanti” climatici (climate forcing), le principali componenti del sistema climatico: interne (tettonica delle placche, orogenesi, attività vulcanica, espansione dei fondali oceanici, gas e aerosol ad effetto serra, circolazione atmosferica e oceanica, fattori biotici e antropici, albedo ) ed esterni (solar forcing / attività solare e cicli di milankovitch), bilancio radiativo, variazioni climatiche a lungo termine; proxy climatici; tempi ed estensione delle glaciazioni proterozoiche; catastrofici cambiamenti climatici (impatti profondi, eruzioni di supervulcani, grandi espandimenti basaltici continentali/trappi);le principali estinzioni di massa nel fanerozoica; interazioni tra tettonica delle placche ed il sistema climatico; circolazione oceanica in condizioni greenhouse and icehouse; glaciazioni quaternarie, i cambiamenti climatici durante l'Olocene, younger dryas e piccola era glaciale (LIA); l'effetto serra ed i cambiamenti del clima indotti dall’uomo

Esercitazioni (16 h)
Durante il corso verranno svolte delle esercitazioni teorico/pratiche su:
Acquisizione e gestione dei dati geologici: cenni sui sistemi informativi territoriali e sui GIS open source; il Protocollo INSPIRE, il geoportale nazionale ed i portali regionali.
-Lettura delle forme del rilievo attraverso le carte topografiche dell'Istituto Geografico Militare (IGM)e le Carte Tecniche Regionali (CTR)
- Riconoscimento macroscopico dei principali tipi di rocce;
- Esempi di rappresentazione sulle carte geologiche dei principali tipi di di rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche e dei principali elementi tettonici (giaciture, faglie, pieghe, sovrascorrimenti, ecc.).
- Costruzione ed interpretazione dei profili topografici e geologici;
- utilizzo delle carte topografiche, geologiche e geotematiche per un inquadramento delle caratteristiche fisiche di una limitata porzione territoriale.
La frequenza alle esercitazione è fortemente consigliata, ma in caso di impedimenti gli studenti sono pregati di contattare di docente in modo da ricevere, in ogni caso, adeguata assistenza per la preparazione dell'esame

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
Tutte le presentazioni delle lezioni, dispense ed altro materiale didattico integrativo sono scaricabili dalla piattaforma moodle. Il materiale è protetto da una password che verrà fornita agli studenti che frequentano il corso (la password per aprire i file può essere richiesta in qualsiasi momento al docente mandando una mail a sermad@unitus.it specificando anno di frequenza, matricola e corso).

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
Tutte le presentazioni delle lezioni, dispense ed altro materiale didattico integrativo sono scaricabili dalla piattaforma moodle. Il materiale è protetto da una password che verrà fornita agli studenti che frequentano il corso (la password per aprire i file può essere richiesta in qualsiasi momento al docente mandando una mail a sermad@unitus.it specificando anno di frequenza, matricola e corso).

Testi consigliati
PRESS F. ,SIEVER R., GROTZINGER J.,JORDAN T.H - Capire La Terra A cura di Lupia Palmieri E. Casa editrice Zanichelli
GISOTTI G.- Le unità di paesaggio - Analisi geomorfologica per la pianificazione territoriale e urbanistica- Dario Flacovio Editore
ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE - Italia - Atlante dei Tipi Geografici Editore: Istituto Geografico Militare Edizione: 2004 Scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.igmi.org/pubblicazioni/atlante_tipi_geografici/index.php .
MINISTERO DELL’AMBIENTE- I Quaderni Habitat - Collana - 24 volumi scaricabili gratuitamente dal sito: https://www.minambiente.it/pagina/i-quaderni-habitat-collana
Progetto CARG - Cartografia geologica e geotematica -Linee guida per la realizzazione della Carta Geologica e Geotematica alla scala 1:50.000 Quaderno n1 e n 3 scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Progetti/Progetto_CARG_-_Cartografia_geologica_e_geotematica/Linee_guida/

MODULO A
La fisica e la sua relazione con le altre discipline. Modelli, teorie, leggi, misure e incertezza nella misura. Cifre significative. Metodo scientifico. Grandezze fisiche. Campioni e unità di misura. Il sistema internazionale di misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo. La matematica in fisica. Misura di una grandezza, Caratteristiche strumenti di misura, Intervallo di confidenza, Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori. Cifre significative e intervallo di confidenza, Cifre significative ed errore relativo,
Rappresentazione risultati: troncamento e arrotondamento, Tabelle di misure sperimentali


Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori (somma, prodotti). Cinematica di una particella in una dimensione e in due dimensioni. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato.

Dinamica di una particella. Leggi di Newton. Definizione di forza e di massa. Esempi di forze: la forza di gravità e la forza peso. Applicazione delle leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. Forza esercitata da una molla. La dinamica del moto circolare uniforme. Equilibrio dei corpi: equilibrio stabile, instabile ed indifferente. Momento angolare.
Lavoro ed energia. Lavoro compiuto da una forza costante e da una forza variabile. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Potenza. Unità di misura per il lavoro e potenza. Conservazione dell'energia. Le forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica. Energia meccanica e sua conservazione. Forze non conservative.

Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio statico di un corpo rigido. Centro di gravità. Momento di inerzia. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno meccanico.

Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido perfetto. Pressione e densità. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. La legge di Pascal e la pressa idraulica. Principio di Archimede. Fluidodinamica. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Capillarità. Viscosità. Tensione superficiale. Flusso turbolento. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds.

Vibrazioni e onde. Moti armonici. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d'onda, frequenza e velocità dell’onda. Energia e potenza delle onde in movimento. Interferenza. Onde meccaniche. Onde acustiche. Suono. Potenza e intensità delle onde sonore. Velocità del suono. Effetto Doppler.

Termodinamica e calorimetria. Temperatura e sua misurazione. Scale di temperatura e termometri. Proprietà termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti di fase. Conduzione del calore. Il trasferimento di calore per convezione e irraggiamento. Primo principio della termodinamica. Secondo principio della termodinamica. Motori termici. Rendimento dei motori termici. Entropia.

Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione della carica. Campo elettrico. Campo elettrico. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico.

Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrici. Energia immagazzinata in un condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. La corrente elettrica e resistenza. Resistenza e resistività. Resistenze in serie e in parallelo. Legge di Ohm. Legge di Joule. Forza elettromotrice. Circuiti in corrente continua. Condensatori in serie ed in parallelo, Legge delle maglie, legge dei nodi. Risoluzione di circuiti in cc.

Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. I campi magnetici e correnti. Dipolo magnetico. La legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Legge di Faraday. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Induttanza. Solenoide.
Circuiti in corrente alternata. Elementi circuitali reali ed ideali.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e il loro spettro. Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati. Lente d'ingrandimento. Microscopio. Comportamento ondulatorio della luce: interferenza, diffrazione, spettroscopia, la polarizzazione. Reticolo di diffrazione. Risoluzione degli strumenti ottici.

La trattazione di alcuni degli argomenti sarà integrata con esperimenti dimostrativi.

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

Geomorfologia: processi morfogenetici e clima, insiemi morfogenetici, equilibrio morfoclimatico.
Degradazione fisica e chimica. Soliflusso e reptazione. Dilavamento: erosione laminare, a rivoli, a solchi (calanchi). Fattori del dilavamento e metodi di misura della degradazione specifica.
Insieme morfogenetico fluviale: erosione, trasporto e sedimentazione; forme fluviali.
Insieme morfogenetico costiero: processi litorali e agenti morfogenetici, morfologia costiera.
Cenni sui sistemi morfoclimatici glaciale e arido.
Geomorfologia strutturale. Il carsismo.
Movimenti di massa: classifica di Varnes, morfologia delle frane, cause delle frane.
Le carte geomorfologiche.
Caratteristiche fisiche dei terreni: proprietà indice, grado di addensamento, analisi granulometriche, sistemi di classificazione dei terreni, limiti di Atterberg, indice di plasticità e carta di Casagrande. Caratteristiche fisiche e elastiche delle rocce. Ammassi rocciosi. Processi di consolidazione dei terreni. Criteri di rottura dei terreni e resistenza al taglio.
Pericolosità e rischio da frane, cenni sulla mitigazione del rischio da frane.
Rischio vulcanico. Rischio sismico.

Bell F.G. (2001) Geologia Ambientale. Zanichelli, Bologna.
Panizza M. (2005) Manuale di Geomorfologia Applicata. Franco Angeli Editore, Milano.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2014) Principi di Geologia Applicata. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo B

Complementi di Fisica
Effetto fotoelettrico. Cenni di fisica moderna. Dualismo onda-particella. Teoria quantistica e modelli dell'atomo. Atomo di Bohr. Molecole e solidi.
Relazione di de Broglie. Principio di indeterminazione di Heisenberg.
Principio di funzionamento del laser. Caratteristiche ed applicazioni dei laser.
Nucleo e radioattività. Decadimento radioattivo.
Effetti biologici delle radiazioni.

Rappresentazione grafica di dati sperimentali.
Misure ripetute.
Istogrammi.
Media, media pesata, deviazione standard.
Probabilità. Distribuzioni e distribuzioni limite.
Distribuzione Gaussiana.
Limite di confidenza.
Funzione degli errori,
Rigetto dei dati, Criterio di Chauvenet.
Confronto tra dati sperimentali e modelli teorici.
Procedure di fit. Principio di massima verosimiglianza.
Fit lineare. Metodo dei minimi quadrati.
Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare.
Adattamento del metodo dei i minimi quadrati ad altre curve.
Fit pesati.
Linearizzazione di una funzione e metodo dei minimi quadrati
Test di ipotesi. Test del chi2.
Distribuzione di Poisson.
Strumenti di misura di correnti, d.d.p, resistenze
Generatori di tensione (reali ed ideali) in ca e cc
Principio di funzionamento del multimetro.
Utilizzo del multimetro per misure di resistenze, correnti, differenze di potenziale.
Corrente alternata e strumenti di misura.
Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.
Strumenti di misura delle radiazioni ionizzanti.
Principio di funzionamento del contatore Geiger.
Norme generali di sicurezza in laboratorio

LEZIONI in LABORATORIO e/o di SPECIFICI ESEMPI DI ANALISI DATI
Statistica
Meccanica
Calorimetria
Misura di grandezze fisiche mediante ohm-metro e con il metodo volt-amperometrico.
Ottica
Decadimenti radioattivi

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

A – Generalità (2 CFU)
1. Gli animali tra i viventi; 2. Definizioni di Tassonomia, Identificazione, Classificazione, Faunistica e Biogeografia; 3. Categorie tassonomiche e taxa; 4. Analogia, omologia, convergenza adattativa; 5. Criteri e metodi di classificazione; 6. Ricostruzione filogenetica; 7. Concetti di specie; 8. La struttura della specie; 9. Proprietà della specie: variabilità ; 10. Proprietà della specie: capacità di dispersione e tolleranza ecologica; 11. Meccanismi evolutivi; 12. La selezione naturale; 13. Speciazione; 14. Isolamento riproduttivo; 15. Regole di nomenclatura zoologica
B - Sistemi e apparati (2 CFU)
1. Fasi dello sviluppo embrionale; 2. Cavità del corpo; 3. Simmetria; 4. Classificazione del Regno Animalia; 5. Riproduzione: generalità e confronto tra riproduzione sessuale e asessuale; 6. Tipi di riproduzione asessuale; 7. Gonocorismo: caratteri sessuali; 8. Gonocorismo: riconoscimento del partner e sincronizzazione; 9. Gonocorismo: copula; 10. Ermafroditismo; 11. Partenogenesi; 12. Strategie riproduttive e cure parentali; 13. Apparati digerenti e funzione alimentare; 14. Strategie alimentari negli animali; 15. Funzioni e struttura del tegumento; 16. I colori negli animali; 17. Colorazioni adattative; 18. Funzioni della respirazione; 19. Fattori fisici nella respirazione; 20. Fattori biologici e ambientali nella respirazione; 21. Strutture respiratorie negli animali
C – Sistematica (3 CFU)
1) PROTOZOI; 2) PORIFERI; 3) RADIATI (Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Antozoi Esacoralli, Antozoi Ottocoralli), Ctenofori); 4) PLATELMINTI (Turbellari, Trematodi, Cestodi); 5) NEMATODI; 6) ANELLIDI (Policheti Erranti, Policheti Sedentari, Oligocheti, Irudinei); 7) MOLLUSCHI (Poliplacofori, Scafopodi, Bivalvi, Gasteropodi, Cefalopodi Nautiloidi, Cefalopodi Coleoidi); 8) Artropodi CHELICERATI (Merostomi, Aracnidi: Scorpioni, Ragni, Opilioni, Pseudoscorpioni, Acari); 9) Artropodi CROSTACEI (Branchiopodi, Ostracodi, Copepodi, Cirripedi, Malacostraci); Artropodi UNIRAMI (Chilopodi: Geofilomorfi, Scolopendromorfi, Litobiomorfi, Scutigeromorfi - Insetti: Tisanuri, Efemerotteri, Odonati, Ortotteri, Plecotteri, Isotteri, Blattari, Dermatteri, Fasmidi, Mantoidei, Anopluri, Eterotteri, Omotteri, Afanitteri, Ditteri, Coleotteri, Lepidotteri, Imenotteri); 10) ECHINODERMI (Crinoidi, Oloturoidei, Ofiuroidei, Asteroidei, Echinoidei); 11) CORDATI (Ascidiacei, Agnati, Condritti, Osteitti, Anfibi: Anuri, Urodeli; Rettili: Cheloni, Sauri, Ofidi; Uccelli, Mammiferi: Insettivori, Chirotteri, Lagomorfi, Roditori, Carnivori, Artiodattili, Cetacei).
D – Applicazioni della zoologia al monitoraggio ambientale (2 CFU)
Valutazione della qualità biologica dei corsi d’acqua con i Macroinvertebrati, con esercitazioni sul campo

Qualsiasi testo universitario recente di Zoologia, Biologia animale o Biodiversità animale (ad es.: Hickman et al. Zoologia. McGraw-Hill ISBN: 978 88 386 1538 2).
Altro materiale (pdf, ppt, schede di riconoscimento) fornito dal docente.

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.

Grammatica: tempi verbali – present simple e present continuous, past simple e past continuous – future (will/going to/present continuous) – 1st e 2nd conditionals – comparativi e superlative – utilizzo degli articoli determinativi e indeterminativi – utilizzo del passivo – verbi modali - quantifiers
Temi: tecnologia, ambiente, risorse umane, sport, natura, differenze generazionali
Vocabolario: riferito ai temi sopra
Competenze:
ascolto – comprende le idee principali quando si discute di questioni quotidiane, temi attuali e questioni di interesse personale e professionale
lettura – riesce a capire testi scritti in una lingua di uso quotidiano o relativi al lavoro, comprende la descrizione di sentimenti personali e desideri
scrittura – riesce a scrivere testi semplici e ben collegati su argomenti familiari o di interesse
orale – riesce a collegare frasi in modo semplice per raccontare eventi al presente, al passato e nel futuro, sa spiegare e giustificare brevemente opinioni personali e raccontare una storia o trama di un film/libro, ecc.

Murphy: English Grammar in Use, Intermediate, Fifth Edition, Cambridge University Press
National Geographic Learning, Life Pre-Intermediate Student’s Book, Second Edition - materiale fornito dal docente

Il dato georeferenziato nell'ambiente dei GIS. Rappresentazione vettoriale e raster e gestione dei data base. L'analisi morfometrica del territorio, il bacino idrografico, la copertura del suolo. Il modello erosivo USLE e sue applicazioni in ambiente GIS. Analisi del rischio e gestione del rischio con particolare riferimento a quello idraulico e idrogeologico. i servizi WMS ed i principali geoportali nazionali.

- SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI Principi e applicazioni. Autori: Federica Migliaccio; Daniela Carrion. Edizioni UTET.

- Appunti delle lezioni.

Programma di Genetica – Scienze Naturali ed Ambientali (6 CFU) A.A. 2021-2022
Docente: Prof. P. Mosesso

1. Analisi Mendeliana e teoria cromosomica dell'eredità
Leggi di Mendel ed elementi di Genetica mendeliana nell'uomo e nell'agricoltura; Regole del calcolo delle probabilità e statistica; Ciclo cellulare, mitosi, meiosi e concordanza tra meiosi e mendelismo; Prova della teoria cromosomica dell'eredità ed eredità legata al sesso.
2. Estensioni dell'eredità mendeliana
Variabilità delle relazioni di dominanza: Allelia multipla; Dominanza incompleta e codominanza; Serie alleliche.
Ambiente ed espressione genica: Effetti dell'ambiente interno ed esterno; Penetranza ed espressività; Interazione genica; Epistasi e pleiotropia.
3. Struttura molecolare e replicazione del materiale genetico
Struttura molecolare del DNA e dell'RNA: Identificazione del DNA come materiale genetico (esperimento di Hershey e Chase); Struttura degli acidi nucleici (esperimento di Chargaff);
Replicazione del DNA: Replicazione del DNA nei procarioti ed eucarioti; Conferma del modello semiconservativo della replicazione del DNA (esperimenti di Meselson e Stahl).
4. Proprietà molecolari dei geni
Proprietà generali della struttura e della funzione dei geni: Le componenti dei cromosomi eucariotici (DNA, istoni e proteine non-istoniche); La struttura della cromatina ed i nucleosomi; DNA ripetitivo e DNA satellite; Come funzionano i geni (ipotesi di un gene una proteina); Colinearità tra gene e proteina; complementazione e siti di mutazione; Meccanismi di trascrizione del DNA; Traduzione dell'mRNA; Struttura e funzione del tRNA; Il codice genetico e la sua decifrazione (codoni multipli per un singolo amminoacido; codoni di terminazione; codone d'inizio; problemi irrisolti).
5. Meccanismi di produzione della variabilità genetica
Definizione e classificazione delle mutazioni: Mutazioni geniche: sostituzione di basi, inserzioni, delezioni; reversione e soppressione; effetto fenotipico delle mutazioni geniche. Test di fluttuazione e mutazione spontanea nei batteri. Mutazioni cromosomiche: strutturali (aberrazioni cromosomiche) e numeriche (aneuploidia, poliploidia).
Alterazioni spontanee del DNA: Errori di incorporazione di basi durante la replicazione (errato appaiamento, tautomerizzazione) e meccanismo “proof-reading” per la correzione degli errori. Deaminazione delle basi, perdita spontanea delle basi e danno ossidativo al DNA. Meccanismi molecolari di inserzione e delezione di basi.
Fattori ambientali che danneggiano il DNA: Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti; Agenti mutageni chimici; Agenti mutageni biologici (virus, batteri).
Cenni sui meccanismi di riparazione del DNA: Fotoliasi, alchiltransferasi, “nucleotide excision repair” (NER), “base excision repair (BER), “mismatch repair” (MMR), “SOS” repair, riparazione ricombinazionale; riparazione delle rotture a doppio filamento (HR e NHEJR); riparazione delle rotture a singolo filamento (SSB);
6. Analisi genetica delle popolazioni
La teoria delle frequenze alleliche: Stima delle frequenze alleliche; Relazione tra frequenze genotipiche ed alleliche: il principio di Hardy-Weinberg; Applicazioni del principio di Hardy-Weinberg.
La selezione naturale: Selezione naturale a livello di gene; Selezione naturale a livello di fenotipo.
La deriva genetica: Cambiamenti casuali delle frequenze alleliche; Effetti delle dimensioni delle popolazioni.
7. Genetica evoluzionistica (cenni)
L'origine della specie; Cladogenesi (allopatrica, parapratica o simpatrica); Alberi filogenetici ed evoluzione molecolare.

Testi consigliati:

Peter J. Russel “Genetica, un approccio molecolare” 5° edizione 2019 -Pearson;

Griffiths A.J.F, Wessler S.R., Carrol S.B. and Doebley J. “Genetica, principi di analisi formale” 7° edizione italiana, 2013 – Zanichelli

Il corso si svolgerà 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: 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;
4. Fisiologia cellulare: brevi 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: 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: brevi 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 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);
8. Ecologia microbica: 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;
9. Biotecnologie microbiche (cenni): 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.

Sono previste alcune esercitazioni in laboratorio esplicative di quanto spiegato a lezione riguardo le tecniche di laboratorio in microbiologia

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.

La comparsa della vita sulla Terra (Cenni). Le piante e la loro evoluzione. Esperienza di Miller. Procarioti ed eucarioti. Aerobiosi ed anaerobiosi. Autotrofia ed eterotrofia. Organismi unicellulari e pluricellulari. L'innovazione attraverso l'affermarsi delle funzioni cellulari.
Principali differenze tra cellula procariotica ed eucariotica. Struttura e funzioni della cellula vegetale e dei suoi organelli:
Protoplasto, Citoplasma, Citosol, Citoscheletro
Apparato di Golgi: corpi di Golgi o dittiosomi. Faccia di trasformazione (cis) e faccia di maturazione (trans). Reticolo trans del Golgi. Vescicole di transizione e maturazione.
Reticolo endoplasmatico (RE): RE ruvido (cisterne, ribosomi, sintesi delle proteine) e liscio, struttura e ruolo nel metabolismo cellulare.
Il sistema di endomembrane.
Plastidi: tipi di plastidi (cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti, amiloplasti, ezioplasti), struttura e relative funzioni. Origine a partire dai proplastidi. Cloroplasti: struttura (tilacoidi, grana, stroma) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella fotosintesi clorofilliana. I pigmenti fotosintetici (clorofilla e carotenoidi).
Mitocondri: struttura (creste e matrice) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella respirazione cellulare.
Vacuolo: tonoplasto, succo cellulare. Ruolo del vacuolo nel metabolismo cellulare, nell’economia dell’acqua e nei processi di distensione cellulare. Relazioni idriche: il potenziale dell'acqua ed i fattori che lo determinano. Movimento dell'acqua tra le cellule: apoplasto e simplasto.
Goccioline lipidiche (corpi oleosi)
Il plasmalemma. Struttura delle membrane cellulari. Il modello a mosaico fluido. Componenti delle membrane (fosfolipidi e steroli; proteine transmembrana, proteine periferiche, glicoproteine) e loro capacità nel determinare le funzioni e la variabilità delle membrane. Permeabilità differenziale. Osmosi e pressione osmotica. Turgore cellulare, pressione di turgore e pressione di parete. Plasmolisi. Trasporto di soluti attraverso le membrane. Proteine di trasporto: canali, carrier, pompe protoniche. Trasporto passivo e gradiente elettrochimico. Trasporto attivo (primario e secondario). Sistemi di uniporto e di cotrasporto (simporto, antiporto).
La parete cellulare. I componenti della parete: pectine, cellulosa, emicellulose, proteine di parete (estensine). Reticolo cellulosico (micro- e macrofibrille) e matrice della parete. Assemblaggio della parete primaria. Movimento dell'acqua e dei soluti in rapporto alla parete. La parete e l'accrescimento per distensione della cellula. La parete secondaria. Modificazioni della parete (suberificazione, cutinizzazione, lignificazione, mineralizzazione). Plasmodesmi. Apoplasto e simplasto.
Il nucleo cellulare (Cenni). Involucro nucleare e pori. Nucleoplasma e cromatina. Nucleoli. Cromatina, cromosomi, cromatidi, proteine nucleari (istoni). Il numero cromosomico (ploidia). Gli acidi nucleici, la struttura del DNA e dei nucleotidi. La complementarietà tra le basi. Modello semiconservativo della duplicazione del DNA. Traduzione e trascrizione del DNA. RNA: tipi e funzioni (mRNA, rRNA, tRNA). Il codice genetico, i ribosomi e la sintesi delle proteine. Importanza dell'informazione genetica e delle proteine in rapporto al metabolismo cellulare.
Modalità della divisione mitotica del nucleo. Ciclo cellulare (fasi G1, S e G2) e variazioni del contenuto di DNA. Citodieresi. Fragmoplasto e formazione della parete a partire dalla divisione cellulare.
La divisione meiotica del nucleo: modalità e fattori che causano la variabilità genetica. Cromosomi omologhi e cromatidi fratelli. Crossing-over, assortimento casuale dei cromosomi. Conseguenze della meiosi per la variabilità genetica degli individui.
Anatomia dei vegetali superiori. Accrescimento per divisione, distensione e differenziamento. Dedifferenziamento e totipotenza cellulare. Tessuti: classificazione e tipi cellulari costituenti i vari tessuti. Tessuti embrionali (meristematici) e definitivi (somatici). Tessuti e sistemi di tessuti. Tessuti semplici e complessi. Principali tipi di tessuto e loro caratteristiche: tessuto parenchimatico, tegumentale, conduttore, meccanico, secretore.
Struttura e funzioni della radice nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Apice, struttura e funzione dei meristemi radicali. Centro quiescente, geotropismo positivo, statoliti. Struttura primaria (actinostele). Arche legnose e cribrose, protoxilema e protofloema, metaxilema e metafloema. Endoderma e periciclo. Formazione della struttura secondaria. Apparato radicale fittonante e fascicolato. Origine delle radici laterali.
Morfologia ed anatomia del germoglio nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Struttura dell'apice del germoglio. La gemma: gemme vegetative e fiorali; gemme terminali e laterali; gemme dormienti e perule. Accrescimento monopodiale e simpodiale. Macroblasti e brachiblasti. Nodi e internodi. I meristemi nel caule (tunica-corpus) Origine dei fasci vascolari. Eustele ed atactostele. Origine struttura e funzionamento del cambio cribro-vascolare. Struttura secondaria del fusto. Cerchie annuali. Struttura del legno omoxilo ed eteroxilo. Legno a porosità diffusa, legno a porosità anulare. Duramen ed alburno. Origine struttura e funzioni del cambio subero-fellodermico. Il periderma. Le lenticelle.
Morfologia ed anatomia della foglia delle Angiosperme e delle Gimnosperme. Il picciolo e la lamina fogliare. Foglie semplici e composte. Foglie a mesofillo omogeneo ed eterogeneo. Foglie bifacciali, equifacciali e unifacciali; foglie plagiotrope, ortotrope ed aghiformi. Gli stomi ed i fattori che ne determinano il meccanismo di apertura e chiusura. Gli idatodi. Traspirazione e fotosintesi clorofilliana in relazione alla struttura della foglia. L'ascesa dell'acqua nello xilema: la teoria di adesione-coesione-tensione. Caricamento del floema e trasporto dei fotosintati.
I sistemi propagazione e riproduzione nei vegetali. Alternanza delle generazioni (gametofito, sporofito) e delle cellule riproduttive (spore e gameti). Formazione e anatomia degli apparati connessi (sporangi, anteridi, archegoni). La fecondazione.
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico delle embriofite non vascolari (muschi ed epatiche).
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico di alcuni phyla delle embriofite vascolari:
phylum Pterophyta (felci)
phylum Conipherophyta (conifere)
phylum Antophyta (angiosperme)
L’ovulo e il seme. Struttura del seme nelle Gimnosperme e nelle Angiosperme. Germinazione ipogea ed epigea. Fattori ambientali che favoriscono la germinazione del seme.
Struttura del fiore nelle Angiosperme. Modalità di impollinazione (anemofila, entomofila, etc.) e coevoluzione tra strutture fiorali e vettori del polline. Autogamia ed esogamia; loro conseguenze sulla diversità vegetale. Esogamia: meccanismi di riconoscimento genetici, dicogamia, eterostilia.
Il frutto. Dall’ovario al pericarpo. Frutti secchi e carnosi, deiscenti e indeiscenti. Frutti semplici, aggregati, composti, falsi frutti. Modalità di dispersione dei frutti (anemocora, zoocora, idrocora, etc.).
Sintesi della teoria evolutiva. Selezione naturale e artificiale, pressione selettiva, adattamento, fitness, evoluzione. Genotipo e fenotipo. Evoluzione divergente e convergente; coevoluzione. Il concetto di specie, sottospecie, ecotipo; la cultivar. I taxa di rango infraspecifico e superiori. Tassonomia e sistematica; il binomio di Linneo, le categorie sistematiche, cenni sulla formazione degli alberi filogenetici.
L’ecologia. Le interazioni fra le piante e il loro ambiente. Fattori ecologici abiotici in relazione al metabolismo vegetale: luce, temperatura, acqua, nutrienti essenziali.
Adattamenti morfologici a diversi contesti ambientali: igromorfismo e xeromorfismo.

Testi Consigliati:
Pasqua et al. Botanica generale e diversità vegetale Ed. Piccin.
Raven, Evert, Eichorn. BIOLOGIA DELLE PIANTE VI edizione (No precedenti!) Zanichelli.
Evert, Eichhorn. Biologia delle piante di Raven. Zanichelli.
Mauseth. Botanica. Fondamenti di biologia delle piante. Idelson-Gnocchi

Ciclo Idrologico. Elementi di Meteorologia. Genesi delle precipitazioni. Definizioni di Fronti freddo, caldo e occluso. Effetti orografici. Descrizione di una carta di previsione meteorologica (GFS 850hPa). Descrizione quantitativa delle principali grandezze idrologiche. Precipitazione e Portata fluviale. Descrizione degli Annali Idrologici.
Misura delle Precipitazioni. Il pluviometro. Misura di precipitazioni puntuali e necessità di un informazione areale: metodo delle isoiete e metodo dei topoieti.
Misura della portate. Definizione di portata. Misure dirette. Misure indirette. Scale delle portate.
Descrizione di una stazione sperimentale alpina.
Descrizione di un bacino idrografico. Descrizione delle piene fluviali. Tipologie di piene fluviali.
Tempo di Ritorno di una grandezza idrologica. Formula del tempo di ritorno. Richiami di elementi di statistica idrologica utili per la comprensione del tempo di ritorno: Definizione di funzione di densità di probabilità e di distribuzione statistica. Parametri campionari: media. Varianza, asimmetria, minimo,massimo. Principali distribuzioni utilizzate (Normale, Gumbel, Esponenziale). Procedura di inferenza statistica (esercitazione).
Definizione della portata di progetto. Formula Razionale. Tempo di corrivazione: definizione e metodi di stima.
Analisi statistica delle precipitazioni da usare come input per la definizione della portata con assegnato tempo di ritorno. Curve di Caso Critico. Curve di Possibilità Pluviometrica.

Applied Hydrology, Chow, Maidment, Mays,
McGraw-Hill

In aggiunga al testo sono resi disponibili sulla piattaforma GOMP articoli e altro materiale didattico utile, principalmente, allo svolgimento dell'esercitazione e del progetto.

Ecologia Generale - Lo sviluppo storico dell'ecologia; L'ecologia e il suo dominio; Stato attuale della ricerca ecologica in Italia. 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; il suolo (fase solida, fluida e gassosa); cenni di pedogenesi; classificazioni dei suoli; humus; attività biologica del suolo.
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.

M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker, “Ecologia”. Piccin Editore.
Smith & Smith "Elementi di Ecologia", Pearson.
L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, "Ecologia Generale". UTET
E. Odum, "Basi di Ecologia", Piccin Editore.
Krebs "Ecology", Neebo Ed.

PROGRAMMA SINTETICO 2021-2022
---Il programma dettagliato e aggiornato verrà fornito a lezione---
Principi di tassonomia vegetale. Codice di nomenclatura botanica. Elementi di filogenesi dei vegetali. I phyla del regno piante. Elementi di sistematica della flora non vascolare. Caratteri diagnostici delle piante vascolari e tecniche per la determinazione. Posizione tassonomica, filogenesi, riconoscimento e significato ecologico delle più comuni famiglie di Conifere e Angiosperme della flora italiana (Pinaceae, Cupressaceae, Orchidaceae, “Liliaceae” s.l., Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae, Ranunculaceae, Fabaceae, Rosaceae, Fagaceae, Betulaceae, Brassicaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae). Caratteristiche della flora italiana. Flora vs. vegetazione. L’areale e i suoi fattori. Tipi corologici. L’habitat e i suoi fattori. Le successioni. Forme biologiche e gruppi funzionali. Elementi di vegetazione dell’Italia. Specie aliene e invasive. Misure di biodiversità floristica. Elementi di bioindicazione vegetale e monitoraggio floristico.

- Pasqua-Abbate-Forni "Botanica Generale e Diversità Vegetale", 4a edizione, PICCIN
- Marchi et al. "Famiglie di piante vascolari italiane: 1-140", Università La Sapienza
- altri testi e materiali didattici verranno indicati a lezione

Parte generale
Dendrologia: basi di nomenclatura ed evoluzione. Concetto di specie. Caratteri diagnostici per l'identificazione dei taxa forestali: l'habitus, il portamento, la corteccia, l'apparato fogliare, l'apparato riproduttore. Variabilità dei caratteri diagnostici. L'ibridazione negli alberi forestali: il singameone. Classificazioni su base morfologica e su base molecolare. Crescita e sviluppo degli alberi. I cicli fenologici. Accrescimento predeterminato ed indeterminato. I cicli riproduttivi nelle foreste temperate. La longevità degli alberi forestali.
Temperamento degli alberi forestali. Bioclimatologia ed ecoregioni forestali. Biodiversità negli ecosistemi forestali. I gradienti ambientali e il cambiamento climatico: l'approccio dendroecologico. La biodiversità negli ecosistemi forestali. Processi di successione e strutturazione dei popolamenti forestali. Le foreste vetuste e i livelli di naturalità. Gli alberi monumentali e il loro ruolo nel paesaggio e nella conservazione della natura.

Parte speciale
Dendrologia: trattazione monografica delle specie di interesse forestale in Europa: tassonomia, portamento, corologia, temperamento, cenologia, xilologia ed usi consuetudinari.
Taxus baccata, Cedrus spp., Larix decidua, Picea abies, Abies alba, Abeti mediterranei, Pinus halepensis, P. pinea, P. pinaster, P. nigra, P. heldreichii, P. silvestris, P. mugo, P. uncinata P. cembra, Cupressus sempervirens, Juniperus spp., Fagus sylvatica, Castanea sativa, Quercus ilex, Q. coccifera, Q. suber, Q. cerris, Q. macrolepis, Q. trojana, Q. frainetto, Q. pubescens, Q. petraea, Q. robur, Carpinus betulus, C. orientalis, Ostrya carpinifolia, Corylus avellana, Betula pendula, B. pubescens, Alnus cordata, A. glutinosa, A. incana, A. viridis, Populus alba, P. canescens, P. tremula, P. nigra, Salix caprea, S. alba, S. eleagnos, Ulmus minor, U. glabra, Celtis australis, Juglans regia, Tilia cordata, T. platyphyllos, Acer pseudoplatanus, A. platanoides, A. lobelii, A. opalus, A. campestre, A. monspessulanum, Fraxinus ornus, F. excelsior, F. angustifolia, Laburnum anagyroides, Cercis siliquastrum, Ceratonia siliqua, Sorbus torminalis, S. domestica, S. aria, S. aucuparia, Prunus avium, Pyrus pyraster e Malus sylvestris.
LA MACCHIA MEDITERRANEA: distribuzione, fisionomia e composizione nei principali ambiti ecologici (regione termo-mediterranea e meso-mediterranea), dinamiche evolutive e recessive.

Gellini R. Grossoni P. - Botanica forestale, Cedam
Gli alberi nel Lazio. CD fornito dal docente.
Siti web (Acta plantarum) e materiale didattico integrativo tratto dalle lezioni disponibile sulla piattaforma Moodle.

INSIEMI
Operazioni tra insiemi, Insiemi numerici. Insiemi discreti, insiemi continui.
NUMERI
Numeri naturali, relativi, razionali, irrazionali. Valore assoluto (o modulo).
Numeri reali, potenza del continuo. Corrispondenza biunivoca tra numeri reali e punti di una retta.
FUNZIONI
Conteggi, continuità, operazioni, funzioni. Variabile e immagine, dominio e codominio.
Equazioni. Incognite e parametri. Metodo di risoluzione, soluzioni.
ALGEBRA
Addizione, sottrazione, somma algebrica.
Moltiplicazione. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Divisione. Regole. Operazioni con modulo, maggiore e minore.
Potenza. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Misura. Unità di Misura, Sistemi di Unità, cambiamento dell’Unità, uso delle potenze di 10.
Radice. Regole. Operazioni con i Radicali. Operazioni e funzioni inverse.
Logaritmo. Regole. Logaritmi naturali. Operazioni con i logaritmi.
GEOMETRIA ANALITICA
Piano cartesiano. Assi cartesiani, coordinate di un punto. Grafici di funzioni. Curve piane.
Retta. Grafico della retta (per punti). Coefficiente angolare, intercetta. Distanza tra due punti.
Equazione esplicita della retta. Variabile e parametri. Rette parallele agli assi. Bisettrice del 1° quadrante
Fasci di rette. Rette per un punto, retta per due punti, rette parallele. Condizione di parallelismo in forma esplicita.
Equazione Implicita della Retta. Formule da forma esplicita a forma implicita. Condizione di parallelismo in forma implicita. Punto d’intersezione tra due rette. Sistemi di equazioni lineari in forma esplicita, implicita, canonica. Matrici e determinanti. Metodo di Cramer.
Parabola. Equazione, Parametri, Concavità, Asse. Fascio di Parabole. Intersezione Parabola e Retta.
Funzione Esponenziale, Funzione Logaritmo.
TRIGONOMETRIA
Angoli. Gradi e radianti. Il radiante. Versi positivo e negativo di rotazione.
Funzioni goniometriche. Circonferenza goniometrica, seno, coseno e tangente. Grafici delle funzioni goniometriche.
Equazione fondamentale. Equazione della tangente. Equazione di passaggio sin(α), cos(α), tan(α).
Equazioni per angoli associati. Angoli: complementari, supplementari, esplementari e opposti.
Trigonometria. Triangoli rettangoli. Proiezione ortogonale di segmenti orientati.
Funzioni Goniometriche di angoli notevoli. 0, π/6, π/4, π/3, π, 3/2 π, 2π.
Formule di addizione, sottrazione e duplicazione.
Applicazioni. Componenti cartesiane di un vettore. Significato trigonometrico del coefficiente angolare della retta.
ANALISI MATEMATICA
Funzioni, limiti, discontinuità. Differenziali e infinitesimi
Funzioni continue. Differenziale della variabile indipendente. Differenziale della funzione.
Derivazione. Derivata in un punto. Rapporto Incrementale. Modi diversi per indicare la derivata.
Applicazioni. Funzioni crescenti e decrescenti. Massimi e minimi di una funzione continua.
Tangente trigonometrica della tangente geometrica ad una curva in un punto.
Funzione derivata e sua primitiva. Principali funzioni derivate. Regole di derivazione. Calcolo di derivate.
Integrazione. Dalla funzione derivata alla funzione primitiva. Integrale indefinito. Costante additiva.
Integrali immediati. Regole d’integrazione. Calcolo di integrali indefiniti.
Integrale definito, calcolo delle aree.

Appunti scritti ‘scaricati’ durante le lezioni o inviati in formato PDF.

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.

MODULO A
La fisica e la sua relazione con le altre discipline. Modelli, teorie, leggi, misure e incertezza nella misura. Cifre significative. Metodo scientifico. Grandezze fisiche. Campioni e unità di misura. Il sistema internazionale di misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo. La matematica in fisica. Misura di una grandezza, Caratteristiche strumenti di misura, Intervallo di confidenza, Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori. Cifre significative e intervallo di confidenza, Cifre significative ed errore relativo,
Rappresentazione risultati: troncamento e arrotondamento, Tabelle di misure sperimentali


Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori (somma, prodotti). Cinematica di una particella in una dimensione e in due dimensioni. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato.

Dinamica di una particella. Leggi di Newton. Definizione di forza e di massa. Esempi di forze: la forza di gravità e la forza peso. Applicazione delle leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. Forza esercitata da una molla. La dinamica del moto circolare uniforme. Equilibrio dei corpi: equilibrio stabile, instabile ed indifferente. Momento angolare.
Lavoro ed energia. Lavoro compiuto da una forza costante e da una forza variabile. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Potenza. Unità di misura per il lavoro e potenza. Conservazione dell'energia. Le forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica. Energia meccanica e sua conservazione. Forze non conservative.

Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio statico di un corpo rigido. Centro di gravità. Momento di inerzia. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno meccanico.

Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido perfetto. Pressione e densità. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. La legge di Pascal e la pressa idraulica. Principio di Archimede. Fluidodinamica. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Capillarità. Viscosità. Tensione superficiale. Flusso turbolento. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds.

Vibrazioni e onde. Moti armonici. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d'onda, frequenza e velocità dell’onda. Energia e potenza delle onde in movimento. Interferenza. Onde meccaniche. Onde acustiche. Suono. Potenza e intensità delle onde sonore. Velocità del suono. Effetto Doppler.

Termodinamica e calorimetria. Temperatura e sua misurazione. Scale di temperatura e termometri. Proprietà termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti di fase. Conduzione del calore. Il trasferimento di calore per convezione e irraggiamento. Primo principio della termodinamica. Secondo principio della termodinamica. Motori termici. Rendimento dei motori termici. Entropia.

Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione della carica. Campo elettrico. Campo elettrico. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico.

Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrici. Energia immagazzinata in un condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. La corrente elettrica e resistenza. Resistenza e resistività. Resistenze in serie e in parallelo. Legge di Ohm. Legge di Joule. Forza elettromotrice. Circuiti in corrente continua. Condensatori in serie ed in parallelo, Legge delle maglie, legge dei nodi. Risoluzione di circuiti in cc.

Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. I campi magnetici e correnti. Dipolo magnetico. La legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Legge di Faraday. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Induttanza. Solenoide.
Circuiti in corrente alternata. Elementi circuitali reali ed ideali.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e il loro spettro. Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati. Lente d'ingrandimento. Microscopio. Comportamento ondulatorio della luce: interferenza, diffrazione, spettroscopia, la polarizzazione. Reticolo di diffrazione. Risoluzione degli strumenti ottici.

La trattazione di alcuni degli argomenti sarà integrata con esperimenti dimostrativi.

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

Lezioni (32h)
Introduzione -geologia, economia e sviluppo sostenibile; riserve e risorse; pericolosità e rischio geologico; cambiamenti globali e catastrofi locali; la fragilità del territorio italiano dal pericolo al rischio; instabilità idrogeologica, il ruolo della vegetazione forestale per la conservazione del suolo e delle acque.

Una panoramica sul tempo geologico e sulla sua misura: i dati geologici; il metodo scientifico; i principi della geologia; l’età della Terra, la scala dei tempi geologici, metodi radiometrici di datazione delle rocce; il Precambriano, origine ed evoluzione del sistema terrestre, planetesimali e planetoidi, differenziazione del nucleo, del mantello e della crosta terrestre, il gigantesco urto e l’origine della luna, l’evoluzione della litosfera, atmosfera, idrosfera e biosfera; Il Fanerozoico, i fossili e le datazioni relative, unità cronostratigrafiche e geocronologiche; le grandi suddivisioni del tempo geologico e gli eventi di estinzione di massa, la Commissione Stratigrafica Internazionale e la Carta Cronostratigrafica Internazionale (ICS).

La Terra come un sistema di componenti dinamici ed interconnessi - la forma e la superficie della Terra (la curva ipsografica); la struttura a strati della Terra; le forze motrici (il calore interno e l'input solare esterno), la rotazione terrestre e l'effetto coriolis; i grandi cicli della Terra (circolazione atmosferica e oceanica; ciclo idrologico, convezione del mantello e tettonica delle placche, ciclo delle rocce, cicli geochimici); la biosfera (eventi geobiologici nella storia della Terra); criosfera, albedo e uso del suolo; il bilancio dei geosistemi; effetti di innesco (trigger effects) e retroazioni feedback).

Esplorando l’interno della terra - dati astronomici, osservazioni dirette (dati di superficie) e sondaggi profondi (pozzo di Kola); onde sismiche e sismologia; i principali involucri e la loro composizione; tomografia sismica; il campo gravitativo terrestre, il geoide; calore e temperatura interna della Terra; flusso di calore; il gradiente geotermico; il campo magnetico terrestre e le sue variazioni; paleomagnetismo (magnetizzazione termo-permanente -TRM e magnetizzazione residua deposizionale o detritica -DRM); stratigrafia magnetica, scala paleomagnetica (chrons and subchros).

Pericolosità e rischio sismico: teoria del rimbalzo elastico; rottura dei piani di faglia durante i terremoti, sismografi e sismogrammi; onde sismiche (P-Wawe, S-Wave, onde superficiali); Ipocentro ed epicentro; Scala di magnitudo Richter; Momento sismico (Mw); scala di intensità Mercalli modificata; terremoti e faglie attive e capaci, il Progetto Itahca (ITaly HAzards from CApable faulting - ISPRA); terremoti e tsunami; classificazione sismica del territorio nazionale; tempi di ritorno dei terremoti, Catalogo parametrico dei terremoti italiani (INGV); Catalogo degli tsunami italiani (INGV); microzonazione sismica (dati regionali).

Minerali come elementi costitutivi delle rocce – Definizioni di minerali e cristalli; minerali amorfi e cristallini, morfologia e simmetria dei cristalli (sistemi, classi e gruppi spaziali); classi chimiche dei minerali; struttura atomica dei minerali; proprietà fisiche e chimiche dei più comuni minerali che formano le rocce; minerali e rocce principali strutture e tessiture.

Introduzione allo studio delle rocce: i principali gruppi di rocce (ignee, sedimentarie e metamorfiche); origine, distribuzione e principi di base della loro classificazione; le rocce nella leggenda delle carte geologiche (unità litostratigrafiche), la classificazione tecnica delle rocce (relazione tra litologia, geomorfologia, pedologia ed idrogeologia).

Il ciclo idrologico e le acque sotterranee - la distribuzione dell'acqua sulla Terra; ciclo dell'acqua e bilancio idrogeologico; il passaggio dell’acqua attraverso i suoli e le rocce (permeabilità e porosità); la falda freatica (zona vadosa e freatica); i principali tipi di falde e di sorgenti; Acque idrotermali; salinizzazione, inquinamento e crisi delle risorse idriche.

Tettonica a placche e processi orogenici - tettonica delle placche, la teoria unificatrice; il motore della tettonica delle placche; il mosaico delle placche, crosta continentale e crosta oceanica; scudi o cratoni; orogeni, bacini (foreland basin, forearc and backarc basin), le grandi provincie ignee; le zone di distensione, le dorsali medio oceanicche (MOR), i punti caldi, le fosse oceaniche, i margini passivi; processi orogenetici e tettonica delle placche (subduzione e collisione continentale); sistemi orogenici (thrust belt, foreland basin, wedge top basin ,foredeep, forebulge, backbulge); il ciclo orogenico (ciclo di Wilson); l'evoluzione geologica dell'Italia, una panoramica.

Cartografare le unità e le strutture geologiche – i processi di deformazione delle rocce, misura delle giaciture, nomenclatura dei principali tipi di pieghe e di faglie, sovrascorrimenti, horst e graben; la legenda delle carte geologiche; sezioni geologiche; unità tettoniche e mappe strutturali; introduzione alla lettura delle carte geologiche; la carta geologica d’Italia in scala 1: 100.000; Il progetto CARG (Geological CARtography) e le carte geologiche e geotematiche in scala 1: 50.000; il geoportale del Servizio Geologico d’Italia ( geomapviewer e applicazioni WebGIS).

Rocce e processi ignei - consolidamento del magma, differenziazione magmatica; composizione chimica e mineralogica, minerali comuni nelle rocce ignee; i principali tipi di rocce ignee (tessiture strutture, geometrie e forme del terreno): rocce intrusive ed ipoabissali, i corpi intrusivi e filoniani; i vulcani (stili eruttivi), le rocce piroclastiche, le Lave; attività e depositi idrotermali (i travertini); attività vulcanica e tettonica a zolle; pericolosità e rischio vulcanico in Italia.

Rocce e processi sedimentari - ambienti e processi sedimentari – la fase sedimentaria del ciclo delle rocce (alterazione, erosione, trasporto, deposizione, seppellimento e diagenesi); i bacini sedimentari; classificazione delle rocce sedimentarie (clastiche, chimiche / evaporitiche, biochimiche, organiche/ composti del carbonio); strutture e facies sedimentarie; i principi della stratigrafia e la Guida italiana alla classificazione e alla terminologia stratigrafica.

Rocce e processi metamorfici - cause del metamorfismo; i tipi di metamorfismo: regionale, di contatto, di seppellimento, dei fondali oceanici(alterazioni idrotermali), da impatto, cataclastico; grado di metamorfismo, facies metamorfiche; strutture e tessiture metamorfiche, classificazione delle rocce metamorfica di basso grado in base al protolito (-meta, -ortho, -para); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura (rocce foliate, granoblastiche, porfiroblastiche), in base alla composizione chimica complessiva: pelitica (minerali argilloso-alluminosi, quarzo-feldspatica, calcarea, maficia, magnesiaca, ferriginosa, manganesifera); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura ed alla composizione mineralogica (nome base e qualificatore); tettonica delle placche e metamorfismo.

Ambiente marino e costiero, processi e depositi - ambiente costiero (forme costiere, problemi di erosione costiera); ambiente di marea e subtidale, ambiente evaporitico (la crisi di salinità messiniana); ambiente terrigeno silicoclastico (depositi torbiditici); ambiente carbonatico (piattaforma, scogliera, barriera corallina, mound, atollo); ambiente di acque profonde.

I processi di alterazione delle rocce: i fattori di controllo dei processi di alterazione; alterazione chimica (idrolisi, dissoluzione, ossidazione), alterazione fisica ed erosione; i processi di alterazione ed il clima; le rocce residuali ed i depositi eluviali, la formazione del suolo; erosione clima e tettonica a placche, ciclo di erosione e superfici di spianamento.

I Depositi ed il trasporto di massa (processi gravitazionali): coni di detriti e talus, frane, classificazione dei movimenti di massa (Cruden & Varnes, 1996), Progetto IFFI (Inventario delle frane italiane), pericolosità e rischio da frana.

Depositi di versante prodotti dalla gravità e dalle acque correnti superficiali: inondazioni e fenomeni di instabilità legati all'azione delle acque superficiali; erosione impatto delle piogge; erosione laminare, erosione a rivoli ed a fossi, erosione accelerata e perdita di suolo, depositi colluviali, conoidi (detritici, alluvionali, di fango), i calanchi , i lenti movimenti di verante (soil creep e soliflusso).

Depositi e forme fluviali: il reticolo idrografico, i bacini idrografici, i patterns del reticolo idrografico, principali tipi di valli fluviali e di canali; il flusso delle acque di un fiumeo (laminare e turbolento); erosione, trasporto (carico di fondo, carico in sospensione, saltazione-tappeto di trazione) e deposizione (relazione tra erosione trasporto e sedimentazione in base alla granulometria ed alla velocità delle corrente; principali forme di fondo (dune e ripple); tipi di delta (lobato, estuarina, arcuata, zampa di uccello); il profilo longitudinale, il profilo di equilibrio ed il concetto di livelli di base; conoidi alluvionali; terrazzi fluviali; depositi carbonatici continentali (calcareous tufa), depositi lacustri; la portata di un corso d’acqua; le inondazioni; tempi di ritorno, pericolosita e rischio da inondazione.

Depositi processi ambienti e forme eoliche – il vento come agente di erosione, trasporto e deposizione; distribuzione dei venti e circolazione atmosferica; forza del vento; i depositi eolici: polvere, sabbia; loess; corrasione e deflazione; il pavimento del deserto; le dune, gli ambienti eolici (deserti caldi, pianure alluvionali glaciali, coste battute da venti verso l’entroterra), i deserti, la distribuzione dei deserti nel mondo; processi di alterazione nei deserti; laghi di playa e ed evaporiti; paesaggio desertico, le superfici di spianamento in ambiente desertico, i pediment; perdita di suolo e desertificazione.

Depositi, forme e processi carsici - processi carsici e pseudocarici; fattori che influenzano i processi carsici; sschema di un tipico sistema carsico (exokarst, epikarst edsokarst, zona vadosa e zona satura) principali forme carsiche (karren, limestone pavment, doline/sinkhole , uvala, poje, foibe, cockpit, torri carsiche, hum, fiumi che scompaiono o sprofondano, valle secche,, valle cieca, ponor, grotte); ciclo di erosione in una topografia carsica; i depositi carsici , gli speleotemi (stalagmiti, stalattiti, colonne); i censimenti delle forme carsiche (grotte e sinkhole ) in Italia, pericolosità e rischio associato al carsismo.

Processi forme e depositi glaciali: il ghiaccio come una roccia; ghiacciai vallivi, ghiacciai continentali; bilancio glaciale (accumulo ed ablazione); flusso glaciale, flusso plastico, slittamento di fondo, morfologie erosive glaciali (valle a forma di U, circo, corno, arete, valle sospesa, fiordo, roccie montonaete, strie glaciali); depositi glaciali (Till, morene), depositi fluvio-glaciali e terreforme pianeggianti e bagnati (kame, kettles, eskers, drumlins, varve); il permafrost; glaciazioni e cambiamento del livello del mare; glaciazioni e cambiamento del profilo di base dei corsi d’acqua; la registrazione negli eventi geologici delle glaciazioni del passato, I proxi data.

Il sistema climatico terrestre - variazioni climatiche e catastrofici cambiamenti climatici – i “forzanti” climatici (climate forcing), le principali componenti del sistema climatico: interne (tettonica delle placche, orogenesi, attività vulcanica, espansione dei fondali oceanici, gas e aerosol ad effetto serra, circolazione atmosferica e oceanica, fattori biotici e antropici, albedo ) ed esterni (solar forcing / attività solare e cicli di milankovitch), bilancio radiativo, variazioni climatiche a lungo termine; proxy climatici; tempi ed estensione delle glaciazioni proterozoiche; catastrofici cambiamenti climatici (impatti profondi, eruzioni di supervulcani, grandi espandimenti basaltici continentali/trappi);le principali estinzioni di massa nel fanerozoica; interazioni tra tettonica delle placche ed il sistema climatico; circolazione oceanica in condizioni greenhouse and icehouse; glaciazioni quaternarie, i cambiamenti climatici durante l'Olocene, younger dryas e piccola era glaciale (LIA); l'effetto serra ed i cambiamenti del clima indotti dall’uomo

Esercitazioni (16 h)
Durante il corso verranno svolte delle esercitazioni teorico/pratiche su:
Acquisizione e gestione dei dati geologici: cenni sui sistemi informativi territoriali e sui GIS open source; il Protocollo INSPIRE, il geoportale nazionale ed i portali regionali.
-Lettura delle forme del rilievo attraverso le carte topografiche dell'Istituto Geografico Militare (IGM)e le Carte Tecniche Regionali (CTR)
- Riconoscimento macroscopico dei principali tipi di rocce;
- Esempi di rappresentazione sulle carte geologiche dei principali tipi di di rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche e dei principali elementi tettonici (giaciture, faglie, pieghe, sovrascorrimenti, ecc.).
- Costruzione ed interpretazione dei profili topografici e geologici;
- utilizzo delle carte topografiche, geologiche e geotematiche per un inquadramento delle caratteristiche fisiche di una limitata porzione territoriale.
La frequenza alle esercitazione è fortemente consigliata, ma in caso di impedimenti gli studenti sono pregati di contattare di docente in modo da ricevere, in ogni caso, adeguata assistenza per la preparazione dell'esame

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
Tutte le presentazioni delle lezioni, dispense ed altro materiale didattico integrativo sono scaricabili dalla piattaforma moodle. Il materiale è protetto da una password che verrà fornita agli studenti che frequentano il corso (la password per aprire i file può essere richiesta in qualsiasi momento al docente mandando una mail a sermad@unitus.it specificando anno di frequenza, matricola e corso).

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
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Testi consigliati
PRESS F. ,SIEVER R., GROTZINGER J.,JORDAN T.H - Capire La Terra A cura di Lupia Palmieri E. Casa editrice Zanichelli
GISOTTI G.- Le unità di paesaggio - Analisi geomorfologica per la pianificazione territoriale e urbanistica- Dario Flacovio Editore
ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE - Italia - Atlante dei Tipi Geografici Editore: Istituto Geografico Militare Edizione: 2004 Scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.igmi.org/pubblicazioni/atlante_tipi_geografici/index.php .
MINISTERO DELL’AMBIENTE- I Quaderni Habitat - Collana - 24 volumi scaricabili gratuitamente dal sito: https://www.minambiente.it/pagina/i-quaderni-habitat-collana
Progetto CARG - Cartografia geologica e geotematica -Linee guida per la realizzazione della Carta Geologica e Geotematica alla scala 1:50.000 Quaderno n1 e n 3 scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Progetti/Progetto_CARG_-_Cartografia_geologica_e_geotematica/Linee_guida/

Modulo B

Complementi di Fisica
Effetto fotoelettrico. Cenni di fisica moderna. Dualismo onda-particella. Teoria quantistica e modelli dell'atomo. Atomo di Bohr. Molecole e solidi.
Relazione di de Broglie. Principio di indeterminazione di Heisenberg.
Principio di funzionamento del laser. Caratteristiche ed applicazioni dei laser.
Nucleo e radioattività. Decadimento radioattivo.
Effetti biologici delle radiazioni.

Rappresentazione grafica di dati sperimentali.
Misure ripetute.
Istogrammi.
Media, media pesata, deviazione standard.
Probabilità. Distribuzioni e distribuzioni limite.
Distribuzione Gaussiana.
Limite di confidenza.
Funzione degli errori,
Rigetto dei dati, Criterio di Chauvenet.
Confronto tra dati sperimentali e modelli teorici.
Procedure di fit. Principio di massima verosimiglianza.
Fit lineare. Metodo dei minimi quadrati.
Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare.
Adattamento del metodo dei i minimi quadrati ad altre curve.
Fit pesati.
Linearizzazione di una funzione e metodo dei minimi quadrati
Test di ipotesi. Test del chi2.
Distribuzione di Poisson.
Strumenti di misura di correnti, d.d.p, resistenze
Generatori di tensione (reali ed ideali) in ca e cc
Principio di funzionamento del multimetro.
Utilizzo del multimetro per misure di resistenze, correnti, differenze di potenziale.
Corrente alternata e strumenti di misura.
Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.
Strumenti di misura delle radiazioni ionizzanti.
Principio di funzionamento del contatore Geiger.
Norme generali di sicurezza in laboratorio

LEZIONI in LABORATORIO e/o di SPECIFICI ESEMPI DI ANALISI DATI
Statistica
Meccanica
Calorimetria
Misura di grandezze fisiche mediante ohm-metro e con il metodo volt-amperometrico.
Ottica
Decadimenti radioattivi

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

A – Generalità (2 CFU)
1. Gli animali tra i viventi; 2. Definizioni di Tassonomia, Identificazione, Classificazione, Faunistica e Biogeografia; 3. Categorie tassonomiche e taxa; 4. Analogia, omologia, convergenza adattativa; 5. Criteri e metodi di classificazione; 6. Ricostruzione filogenetica; 7. Concetti di specie; 8. La struttura della specie; 9. Proprietà della specie: variabilità ; 10. Proprietà della specie: capacità di dispersione e tolleranza ecologica; 11. Meccanismi evolutivi; 12. La selezione naturale; 13. Speciazione; 14. Isolamento riproduttivo; 15. Regole di nomenclatura zoologica
B - Sistemi e apparati (2 CFU)
1. Fasi dello sviluppo embrionale; 2. Cavità del corpo; 3. Simmetria; 4. Classificazione del Regno Animalia; 5. Riproduzione: generalità e confronto tra riproduzione sessuale e asessuale; 6. Tipi di riproduzione asessuale; 7. Gonocorismo: caratteri sessuali; 8. Gonocorismo: riconoscimento del partner e sincronizzazione; 9. Gonocorismo: copula; 10. Ermafroditismo; 11. Partenogenesi; 12. Strategie riproduttive e cure parentali; 13. Apparati digerenti e funzione alimentare; 14. Strategie alimentari negli animali; 15. Funzioni e struttura del tegumento; 16. I colori negli animali; 17. Colorazioni adattative; 18. Funzioni della respirazione; 19. Fattori fisici nella respirazione; 20. Fattori biologici e ambientali nella respirazione; 21. Strutture respiratorie negli animali
C – Sistematica (3 CFU)
1) PROTOZOI; 2) PORIFERI; 3) RADIATI (Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Antozoi Esacoralli, Antozoi Ottocoralli), Ctenofori); 4) PLATELMINTI (Turbellari, Trematodi, Cestodi); 5) NEMATODI; 6) ANELLIDI (Policheti Erranti, Policheti Sedentari, Oligocheti, Irudinei); 7) MOLLUSCHI (Poliplacofori, Scafopodi, Bivalvi, Gasteropodi, Cefalopodi Nautiloidi, Cefalopodi Coleoidi); 8) Artropodi CHELICERATI (Merostomi, Aracnidi: Scorpioni, Ragni, Opilioni, Pseudoscorpioni, Acari); 9) Artropodi CROSTACEI (Branchiopodi, Ostracodi, Copepodi, Cirripedi, Malacostraci); Artropodi UNIRAMI (Chilopodi: Geofilomorfi, Scolopendromorfi, Litobiomorfi, Scutigeromorfi - Insetti: Tisanuri, Efemerotteri, Odonati, Ortotteri, Plecotteri, Isotteri, Blattari, Dermatteri, Fasmidi, Mantoidei, Anopluri, Eterotteri, Omotteri, Afanitteri, Ditteri, Coleotteri, Lepidotteri, Imenotteri); 10) ECHINODERMI (Crinoidi, Oloturoidei, Ofiuroidei, Asteroidei, Echinoidei); 11) CORDATI (Ascidiacei, Agnati, Condritti, Osteitti, Anfibi: Anuri, Urodeli; Rettili: Cheloni, Sauri, Ofidi; Uccelli, Mammiferi: Insettivori, Chirotteri, Lagomorfi, Roditori, Carnivori, Artiodattili, Cetacei).
D – Applicazioni della zoologia al monitoraggio ambientale (2 CFU)
Valutazione della qualità biologica dei corsi d’acqua con i Macroinvertebrati, con esercitazioni sul campo

Qualsiasi testo universitario recente di Zoologia, Biologia animale o Biodiversità animale (ad es.: Hickman et al. Zoologia. McGraw-Hill ISBN: 978 88 386 1538 2).
Altro materiale (pdf, ppt, schede di riconoscimento) fornito dal docente.

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.

Grammatica: tempi verbali – present simple e present continuous, past simple e past continuous – future (will/going to/present continuous) – 1st e 2nd conditionals – comparativi e superlative – utilizzo degli articoli determinativi e indeterminativi – utilizzo del passivo – verbi modali - quantifiers
Temi: tecnologia, ambiente, risorse umane, sport, natura, differenze generazionali
Vocabolario: riferito ai temi sopra
Competenze:
ascolto – comprende le idee principali quando si discute di questioni quotidiane, temi attuali e questioni di interesse personale e professionale
lettura – riesce a capire testi scritti in una lingua di uso quotidiano o relativi al lavoro, comprende la descrizione di sentimenti personali e desideri
scrittura – riesce a scrivere testi semplici e ben collegati su argomenti familiari o di interesse
orale – riesce a collegare frasi in modo semplice per raccontare eventi al presente, al passato e nel futuro, sa spiegare e giustificare brevemente opinioni personali e raccontare una storia o trama di un film/libro, ecc.

Murphy: English Grammar in Use, Intermediate, Fifth Edition, Cambridge University Press
National Geographic Learning, Life Pre-Intermediate Student’s Book, Second Edition - materiale fornito dal docente

Geomorfologia: processi morfogenetici e clima, insiemi morfogenetici, equilibrio morfoclimatico.
Degradazione fisica e chimica. Soliflusso e reptazione. Dilavamento: erosione laminare, a rivoli, a solchi (calanchi). Fattori del dilavamento e metodi di misura della degradazione specifica.
Insieme morfogenetico fluviale: erosione, trasporto e sedimentazione; forme fluviali.
Insieme morfogenetico costiero: processi litorali e agenti morfogenetici, morfologia costiera.
Cenni sui sistemi morfoclimatici glaciale e arido.
Geomorfologia strutturale. Il carsismo.
Movimenti di massa: classifica di Varnes, morfologia delle frane, cause delle frane.
Le carte geomorfologiche.
Caratteristiche fisiche dei terreni: proprietà indice, grado di addensamento, analisi granulometriche, sistemi di classificazione dei terreni, limiti di Atterberg, indice di plasticità e carta di Casagrande. Caratteristiche fisiche e elastiche delle rocce. Ammassi rocciosi. Processi di consolidazione dei terreni. Criteri di rottura dei terreni e resistenza al taglio.
Pericolosità e rischio da frane, cenni sulla mitigazione del rischio da frane.
Rischio vulcanico. Rischio sismico.

Bell F.G. (2001) Geologia Ambientale. Zanichelli, Bologna.
Panizza M. (2005) Manuale di Geomorfologia Applicata. Franco Angeli Editore, Milano.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2014) Principi di Geologia Applicata. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Programma di Genetica – Scienze Naturali ed Ambientali (6 CFU) A.A. 2021-2022
Docente: Prof. P. Mosesso

1. Analisi Mendeliana e teoria cromosomica dell'eredità
Leggi di Mendel ed elementi di Genetica mendeliana nell'uomo e nell'agricoltura; Regole del calcolo delle probabilità e statistica; Ciclo cellulare, mitosi, meiosi e concordanza tra meiosi e mendelismo; Prova della teoria cromosomica dell'eredità ed eredità legata al sesso.
2. Estensioni dell'eredità mendeliana
Variabilità delle relazioni di dominanza: Allelia multipla; Dominanza incompleta e codominanza; Serie alleliche.
Ambiente ed espressione genica: Effetti dell'ambiente interno ed esterno; Penetranza ed espressività; Interazione genica; Epistasi e pleiotropia.
3. Struttura molecolare e replicazione del materiale genetico
Struttura molecolare del DNA e dell'RNA: Identificazione del DNA come materiale genetico (esperimento di Hershey e Chase); Struttura degli acidi nucleici (esperimento di Chargaff);
Replicazione del DNA: Replicazione del DNA nei procarioti ed eucarioti; Conferma del modello semiconservativo della replicazione del DNA (esperimenti di Meselson e Stahl).
4. Proprietà molecolari dei geni
Proprietà generali della struttura e della funzione dei geni: Le componenti dei cromosomi eucariotici (DNA, istoni e proteine non-istoniche); La struttura della cromatina ed i nucleosomi; DNA ripetitivo e DNA satellite; Come funzionano i geni (ipotesi di un gene una proteina); Colinearità tra gene e proteina; complementazione e siti di mutazione; Meccanismi di trascrizione del DNA; Traduzione dell'mRNA; Struttura e funzione del tRNA; Il codice genetico e la sua decifrazione (codoni multipli per un singolo amminoacido; codoni di terminazione; codone d'inizio; problemi irrisolti).
5. Meccanismi di produzione della variabilità genetica
Definizione e classificazione delle mutazioni: Mutazioni geniche: sostituzione di basi, inserzioni, delezioni; reversione e soppressione; effetto fenotipico delle mutazioni geniche. Test di fluttuazione e mutazione spontanea nei batteri. Mutazioni cromosomiche: strutturali (aberrazioni cromosomiche) e numeriche (aneuploidia, poliploidia).
Alterazioni spontanee del DNA: Errori di incorporazione di basi durante la replicazione (errato appaiamento, tautomerizzazione) e meccanismo “proof-reading” per la correzione degli errori. Deaminazione delle basi, perdita spontanea delle basi e danno ossidativo al DNA. Meccanismi molecolari di inserzione e delezione di basi.
Fattori ambientali che danneggiano il DNA: Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti; Agenti mutageni chimici; Agenti mutageni biologici (virus, batteri).
Cenni sui meccanismi di riparazione del DNA: Fotoliasi, alchiltransferasi, “nucleotide excision repair” (NER), “base excision repair (BER), “mismatch repair” (MMR), “SOS” repair, riparazione ricombinazionale; riparazione delle rotture a doppio filamento (HR e NHEJR); riparazione delle rotture a singolo filamento (SSB);
6. Analisi genetica delle popolazioni
La teoria delle frequenze alleliche: Stima delle frequenze alleliche; Relazione tra frequenze genotipiche ed alleliche: il principio di Hardy-Weinberg; Applicazioni del principio di Hardy-Weinberg.
La selezione naturale: Selezione naturale a livello di gene; Selezione naturale a livello di fenotipo.
La deriva genetica: Cambiamenti casuali delle frequenze alleliche; Effetti delle dimensioni delle popolazioni.
7. Genetica evoluzionistica (cenni)
L'origine della specie; Cladogenesi (allopatrica, parapratica o simpatrica); Alberi filogenetici ed evoluzione molecolare.

Testi consigliati:

Peter J. Russel “Genetica, un approccio molecolare” 5° edizione 2019 -Pearson;

Griffiths A.J.F, Wessler S.R., Carrol S.B. and Doebley J. “Genetica, principi di analisi formale” 7° edizione italiana, 2013 – Zanichelli

Il dato georeferenziato nell'ambiente dei GIS. Rappresentazione vettoriale e raster e gestione dei data base. L'analisi morfometrica del territorio, il bacino idrografico, la copertura del suolo. Il modello erosivo USLE e sue applicazioni in ambiente GIS. Analisi del rischio e gestione del rischio con particolare riferimento a quello idraulico e idrogeologico. i servizi WMS ed i principali geoportali nazionali.

- SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI Principi e applicazioni. Autori: Federica Migliaccio; Daniela Carrion. Edizioni UTET.

- Appunti delle lezioni.

La comparsa della vita sulla Terra (Cenni). Le piante e la loro evoluzione. Esperienza di Miller. Procarioti ed eucarioti. Aerobiosi ed anaerobiosi. Autotrofia ed eterotrofia. Organismi unicellulari e pluricellulari. L'innovazione attraverso l'affermarsi delle funzioni cellulari.
Principali differenze tra cellula procariotica ed eucariotica. Struttura e funzioni della cellula vegetale e dei suoi organelli:
Protoplasto, Citoplasma, Citosol, Citoscheletro
Apparato di Golgi: corpi di Golgi o dittiosomi. Faccia di trasformazione (cis) e faccia di maturazione (trans). Reticolo trans del Golgi. Vescicole di transizione e maturazione.
Reticolo endoplasmatico (RE): RE ruvido (cisterne, ribosomi, sintesi delle proteine) e liscio, struttura e ruolo nel metabolismo cellulare.
Il sistema di endomembrane.
Plastidi: tipi di plastidi (cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti, amiloplasti, ezioplasti), struttura e relative funzioni. Origine a partire dai proplastidi. Cloroplasti: struttura (tilacoidi, grana, stroma) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella fotosintesi clorofilliana. I pigmenti fotosintetici (clorofilla e carotenoidi).
Mitocondri: struttura (creste e matrice) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella respirazione cellulare.
Vacuolo: tonoplasto, succo cellulare. Ruolo del vacuolo nel metabolismo cellulare, nell’economia dell’acqua e nei processi di distensione cellulare. Relazioni idriche: il potenziale dell'acqua ed i fattori che lo determinano. Movimento dell'acqua tra le cellule: apoplasto e simplasto.
Goccioline lipidiche (corpi oleosi)
Il plasmalemma. Struttura delle membrane cellulari. Il modello a mosaico fluido. Componenti delle membrane (fosfolipidi e steroli; proteine transmembrana, proteine periferiche, glicoproteine) e loro capacità nel determinare le funzioni e la variabilità delle membrane. Permeabilità differenziale. Osmosi e pressione osmotica. Turgore cellulare, pressione di turgore e pressione di parete. Plasmolisi. Trasporto di soluti attraverso le membrane. Proteine di trasporto: canali, carrier, pompe protoniche. Trasporto passivo e gradiente elettrochimico. Trasporto attivo (primario e secondario). Sistemi di uniporto e di cotrasporto (simporto, antiporto).
La parete cellulare. I componenti della parete: pectine, cellulosa, emicellulose, proteine di parete (estensine). Reticolo cellulosico (micro- e macrofibrille) e matrice della parete. Assemblaggio della parete primaria. Movimento dell'acqua e dei soluti in rapporto alla parete. La parete e l'accrescimento per distensione della cellula. La parete secondaria. Modificazioni della parete (suberificazione, cutinizzazione, lignificazione, mineralizzazione). Plasmodesmi. Apoplasto e simplasto.
Il nucleo cellulare (Cenni). Involucro nucleare e pori. Nucleoplasma e cromatina. Nucleoli. Cromatina, cromosomi, cromatidi, proteine nucleari (istoni). Il numero cromosomico (ploidia). Gli acidi nucleici, la struttura del DNA e dei nucleotidi. La complementarietà tra le basi. Modello semiconservativo della duplicazione del DNA. Traduzione e trascrizione del DNA. RNA: tipi e funzioni (mRNA, rRNA, tRNA). Il codice genetico, i ribosomi e la sintesi delle proteine. Importanza dell'informazione genetica e delle proteine in rapporto al metabolismo cellulare.
Modalità della divisione mitotica del nucleo. Ciclo cellulare (fasi G1, S e G2) e variazioni del contenuto di DNA. Citodieresi. Fragmoplasto e formazione della parete a partire dalla divisione cellulare.
La divisione meiotica del nucleo: modalità e fattori che causano la variabilità genetica. Cromosomi omologhi e cromatidi fratelli. Crossing-over, assortimento casuale dei cromosomi. Conseguenze della meiosi per la variabilità genetica degli individui.
Anatomia dei vegetali superiori. Accrescimento per divisione, distensione e differenziamento. Dedifferenziamento e totipotenza cellulare. Tessuti: classificazione e tipi cellulari costituenti i vari tessuti. Tessuti embrionali (meristematici) e definitivi (somatici). Tessuti e sistemi di tessuti. Tessuti semplici e complessi. Principali tipi di tessuto e loro caratteristiche: tessuto parenchimatico, tegumentale, conduttore, meccanico, secretore.
Struttura e funzioni della radice nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Apice, struttura e funzione dei meristemi radicali. Centro quiescente, geotropismo positivo, statoliti. Struttura primaria (actinostele). Arche legnose e cribrose, protoxilema e protofloema, metaxilema e metafloema. Endoderma e periciclo. Formazione della struttura secondaria. Apparato radicale fittonante e fascicolato. Origine delle radici laterali.
Morfologia ed anatomia del germoglio nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Struttura dell'apice del germoglio. La gemma: gemme vegetative e fiorali; gemme terminali e laterali; gemme dormienti e perule. Accrescimento monopodiale e simpodiale. Macroblasti e brachiblasti. Nodi e internodi. I meristemi nel caule (tunica-corpus) Origine dei fasci vascolari. Eustele ed atactostele. Origine struttura e funzionamento del cambio cribro-vascolare. Struttura secondaria del fusto. Cerchie annuali. Struttura del legno omoxilo ed eteroxilo. Legno a porosità diffusa, legno a porosità anulare. Duramen ed alburno. Origine struttura e funzioni del cambio subero-fellodermico. Il periderma. Le lenticelle.
Morfologia ed anatomia della foglia delle Angiosperme e delle Gimnosperme. Il picciolo e la lamina fogliare. Foglie semplici e composte. Foglie a mesofillo omogeneo ed eterogeneo. Foglie bifacciali, equifacciali e unifacciali; foglie plagiotrope, ortotrope ed aghiformi. Gli stomi ed i fattori che ne determinano il meccanismo di apertura e chiusura. Gli idatodi. Traspirazione e fotosintesi clorofilliana in relazione alla struttura della foglia. L'ascesa dell'acqua nello xilema: la teoria di adesione-coesione-tensione. Caricamento del floema e trasporto dei fotosintati.
I sistemi propagazione e riproduzione nei vegetali. Alternanza delle generazioni (gametofito, sporofito) e delle cellule riproduttive (spore e gameti). Formazione e anatomia degli apparati connessi (sporangi, anteridi, archegoni). La fecondazione.
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico delle embriofite non vascolari (muschi ed epatiche).
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico di alcuni phyla delle embriofite vascolari:
phylum Pterophyta (felci)
phylum Conipherophyta (conifere)
phylum Antophyta (angiosperme)
L’ovulo e il seme. Struttura del seme nelle Gimnosperme e nelle Angiosperme. Germinazione ipogea ed epigea. Fattori ambientali che favoriscono la germinazione del seme.
Struttura del fiore nelle Angiosperme. Modalità di impollinazione (anemofila, entomofila, etc.) e coevoluzione tra strutture fiorali e vettori del polline. Autogamia ed esogamia; loro conseguenze sulla diversità vegetale. Esogamia: meccanismi di riconoscimento genetici, dicogamia, eterostilia.
Il frutto. Dall’ovario al pericarpo. Frutti secchi e carnosi, deiscenti e indeiscenti. Frutti semplici, aggregati, composti, falsi frutti. Modalità di dispersione dei frutti (anemocora, zoocora, idrocora, etc.).
Sintesi della teoria evolutiva. Selezione naturale e artificiale, pressione selettiva, adattamento, fitness, evoluzione. Genotipo e fenotipo. Evoluzione divergente e convergente; coevoluzione. Il concetto di specie, sottospecie, ecotipo; la cultivar. I taxa di rango infraspecifico e superiori. Tassonomia e sistematica; il binomio di Linneo, le categorie sistematiche, cenni sulla formazione degli alberi filogenetici.
L’ecologia. Le interazioni fra le piante e il loro ambiente. Fattori ecologici abiotici in relazione al metabolismo vegetale: luce, temperatura, acqua, nutrienti essenziali.
Adattamenti morfologici a diversi contesti ambientali: igromorfismo e xeromorfismo.

Testi Consigliati:
Pasqua et al. Botanica generale e diversità vegetale Ed. Piccin.
Raven, Evert, Eichorn. BIOLOGIA DELLE PIANTE VI edizione (No precedenti!) Zanichelli.
Evert, Eichhorn. Biologia delle piante di Raven. Zanichelli.
Mauseth. Botanica. Fondamenti di biologia delle piante. Idelson-Gnocchi

Il corso si svolgerà 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: 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;
4. Fisiologia cellulare: brevi 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: 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: brevi 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 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);
8. Ecologia microbica: 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;
9. Biotecnologie microbiche (cenni): 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.

Sono previste alcune esercitazioni in laboratorio esplicative di quanto spiegato a lezione riguardo le tecniche di laboratorio in microbiologia

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.

Ecologia Generale - Lo sviluppo storico dell'ecologia; L'ecologia e il suo dominio; Stato attuale della ricerca ecologica in Italia. 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; il suolo (fase solida, fluida e gassosa); cenni di pedogenesi; classificazioni dei suoli; humus; attività biologica del suolo.
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.

M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker, “Ecologia”. Piccin Editore.
Smith & Smith "Elementi di Ecologia", Pearson.
L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, "Ecologia Generale". UTET
E. Odum, "Basi di Ecologia", Piccin Editore.
Krebs "Ecology", Neebo Ed.

Parte generale
Dendrologia: basi di nomenclatura ed evoluzione. Concetto di specie. Caratteri diagnostici per l'identificazione dei taxa forestali: l'habitus, il portamento, la corteccia, l'apparato fogliare, l'apparato riproduttore. Variabilità dei caratteri diagnostici. L'ibridazione negli alberi forestali: il singameone. Classificazioni su base morfologica e su base molecolare. Crescita e sviluppo degli alberi. I cicli fenologici. Accrescimento predeterminato ed indeterminato. I cicli riproduttivi nelle foreste temperate. La longevità degli alberi forestali.
Temperamento degli alberi forestali. Bioclimatologia ed ecoregioni forestali. Biodiversità negli ecosistemi forestali. I gradienti ambientali e il cambiamento climatico: l'approccio dendroecologico. La biodiversità negli ecosistemi forestali. Processi di successione e strutturazione dei popolamenti forestali. Le foreste vetuste e i livelli di naturalità. Gli alberi monumentali e il loro ruolo nel paesaggio e nella conservazione della natura.

Parte speciale
Dendrologia: trattazione monografica delle specie di interesse forestale in Europa: tassonomia, portamento, corologia, temperamento, cenologia, xilologia ed usi consuetudinari.
Taxus baccata, Cedrus spp., Larix decidua, Picea abies, Abies alba, Abeti mediterranei, Pinus halepensis, P. pinea, P. pinaster, P. nigra, P. heldreichii, P. silvestris, P. mugo, P. uncinata P. cembra, Cupressus sempervirens, Juniperus spp., Fagus sylvatica, Castanea sativa, Quercus ilex, Q. coccifera, Q. suber, Q. cerris, Q. macrolepis, Q. trojana, Q. frainetto, Q. pubescens, Q. petraea, Q. robur, Carpinus betulus, C. orientalis, Ostrya carpinifolia, Corylus avellana, Betula pendula, B. pubescens, Alnus cordata, A. glutinosa, A. incana, A. viridis, Populus alba, P. canescens, P. tremula, P. nigra, Salix caprea, S. alba, S. eleagnos, Ulmus minor, U. glabra, Celtis australis, Juglans regia, Tilia cordata, T. platyphyllos, Acer pseudoplatanus, A. platanoides, A. lobelii, A. opalus, A. campestre, A. monspessulanum, Fraxinus ornus, F. excelsior, F. angustifolia, Laburnum anagyroides, Cercis siliquastrum, Ceratonia siliqua, Sorbus torminalis, S. domestica, S. aria, S. aucuparia, Prunus avium, Pyrus pyraster e Malus sylvestris.
LA MACCHIA MEDITERRANEA: distribuzione, fisionomia e composizione nei principali ambiti ecologici (regione termo-mediterranea e meso-mediterranea), dinamiche evolutive e recessive.

Gellini R. Grossoni P. - Botanica forestale, Cedam
Gli alberi nel Lazio. CD fornito dal docente.
Siti web (Acta plantarum) e materiale didattico integrativo tratto dalle lezioni disponibile sulla piattaforma Moodle.

Ciclo Idrologico. Elementi di Meteorologia. Genesi delle precipitazioni. Definizioni di Fronti freddo, caldo e occluso. Effetti orografici. Descrizione di una carta di previsione meteorologica (GFS 850hPa). Descrizione quantitativa delle principali grandezze idrologiche. Precipitazione e Portata fluviale. Descrizione degli Annali Idrologici.
Misura delle Precipitazioni. Il pluviometro. Misura di precipitazioni puntuali e necessità di un informazione areale: metodo delle isoiete e metodo dei topoieti.
Misura della portate. Definizione di portata. Misure dirette. Misure indirette. Scale delle portate.
Descrizione di una stazione sperimentale alpina.
Descrizione di un bacino idrografico. Descrizione delle piene fluviali. Tipologie di piene fluviali.
Tempo di Ritorno di una grandezza idrologica. Formula del tempo di ritorno. Richiami di elementi di statistica idrologica utili per la comprensione del tempo di ritorno: Definizione di funzione di densità di probabilità e di distribuzione statistica. Parametri campionari: media. Varianza, asimmetria, minimo,massimo. Principali distribuzioni utilizzate (Normale, Gumbel, Esponenziale). Procedura di inferenza statistica (esercitazione).
Definizione della portata di progetto. Formula Razionale. Tempo di corrivazione: definizione e metodi di stima.
Analisi statistica delle precipitazioni da usare come input per la definizione della portata con assegnato tempo di ritorno. Curve di Caso Critico. Curve di Possibilità Pluviometrica.

Applied Hydrology, Chow, Maidment, Mays,
McGraw-Hill

In aggiunga al testo sono resi disponibili sulla piattaforma GOMP articoli e altro materiale didattico utile, principalmente, allo svolgimento dell'esercitazione e del progetto.

PROGRAMMA SINTETICO 2021-2022
---Il programma dettagliato e aggiornato verrà fornito a lezione---
Principi di tassonomia vegetale. Codice di nomenclatura botanica. Elementi di filogenesi dei vegetali. I phyla del regno piante. Elementi di sistematica della flora non vascolare. Caratteri diagnostici delle piante vascolari e tecniche per la determinazione. Posizione tassonomica, filogenesi, riconoscimento e significato ecologico delle più comuni famiglie di Conifere e Angiosperme della flora italiana (Pinaceae, Cupressaceae, Orchidaceae, “Liliaceae” s.l., Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae, Ranunculaceae, Fabaceae, Rosaceae, Fagaceae, Betulaceae, Brassicaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae). Caratteristiche della flora italiana. Flora vs. vegetazione. L’areale e i suoi fattori. Tipi corologici. L’habitat e i suoi fattori. Le successioni. Forme biologiche e gruppi funzionali. Elementi di vegetazione dell’Italia. Specie aliene e invasive. Misure di biodiversità floristica. Elementi di bioindicazione vegetale e monitoraggio floristico.

- Pasqua-Abbate-Forni "Botanica Generale e Diversità Vegetale", 4a edizione, PICCIN
- Marchi et al. "Famiglie di piante vascolari italiane: 1-140", Università La Sapienza
- altri testi e materiali didattici verranno indicati a lezione

INSIEMI
Operazioni tra insiemi, Insiemi numerici. Insiemi discreti, insiemi continui.
NUMERI
Numeri naturali, relativi, razionali, irrazionali. Valore assoluto (o modulo).
Numeri reali, potenza del continuo. Corrispondenza biunivoca tra numeri reali e punti di una retta.
FUNZIONI
Conteggi, continuità, operazioni, funzioni. Variabile e immagine, dominio e codominio.
Equazioni. Incognite e parametri. Metodo di risoluzione, soluzioni.
ALGEBRA
Addizione, sottrazione, somma algebrica.
Moltiplicazione. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Divisione. Regole. Operazioni con modulo, maggiore e minore.
Potenza. Regole. Operazioni con monomi, binomi e polinomi.
Misura. Unità di Misura, Sistemi di Unità, cambiamento dell’Unità, uso delle potenze di 10.
Radice. Regole. Operazioni con i Radicali. Operazioni e funzioni inverse.
Logaritmo. Regole. Logaritmi naturali. Operazioni con i logaritmi.
GEOMETRIA ANALITICA
Piano cartesiano. Assi cartesiani, coordinate di un punto. Grafici di funzioni. Curve piane.
Retta. Grafico della retta (per punti). Coefficiente angolare, intercetta. Distanza tra due punti.
Equazione esplicita della retta. Variabile e parametri. Rette parallele agli assi. Bisettrice del 1° quadrante
Fasci di rette. Rette per un punto, retta per due punti, rette parallele. Condizione di parallelismo in forma esplicita.
Equazione Implicita della Retta. Formule da forma esplicita a forma implicita. Condizione di parallelismo in forma implicita. Punto d’intersezione tra due rette. Sistemi di equazioni lineari in forma esplicita, implicita, canonica. Matrici e determinanti. Metodo di Cramer.
Parabola. Equazione, Parametri, Concavità, Asse. Fascio di Parabole. Intersezione Parabola e Retta.
Funzione Esponenziale, Funzione Logaritmo.
TRIGONOMETRIA
Angoli. Gradi e radianti. Il radiante. Versi positivo e negativo di rotazione.
Funzioni goniometriche. Circonferenza goniometrica, seno, coseno e tangente. Grafici delle funzioni goniometriche.
Equazione fondamentale. Equazione della tangente. Equazione di passaggio sin(α), cos(α), tan(α).
Equazioni per angoli associati. Angoli: complementari, supplementari, esplementari e opposti.
Trigonometria. Triangoli rettangoli. Proiezione ortogonale di segmenti orientati.
Funzioni Goniometriche di angoli notevoli. 0, π/6, π/4, π/3, π, 3/2 π, 2π.
Formule di addizione, sottrazione e duplicazione.
Applicazioni. Componenti cartesiane di un vettore. Significato trigonometrico del coefficiente angolare della retta.
ANALISI MATEMATICA
Funzioni, limiti, discontinuità. Differenziali e infinitesimi
Funzioni continue. Differenziale della variabile indipendente. Differenziale della funzione.
Derivazione. Derivata in un punto. Rapporto Incrementale. Modi diversi per indicare la derivata.
Applicazioni. Funzioni crescenti e decrescenti. Massimi e minimi di una funzione continua.
Tangente trigonometrica della tangente geometrica ad una curva in un punto.
Funzione derivata e sua primitiva. Principali funzioni derivate. Regole di derivazione. Calcolo di derivate.
Integrazione. Dalla funzione derivata alla funzione primitiva. Integrale indefinito. Costante additiva.
Integrali immediati. Regole d’integrazione. Calcolo di integrali indefiniti.
Integrale definito, calcolo delle aree.

Appunti scritti ‘scaricati’ durante le lezioni o inviati in formato PDF.

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.

MODULO A
La fisica e la sua relazione con le altre discipline. Modelli, teorie, leggi, misure e incertezza nella misura. Cifre significative. Metodo scientifico. Grandezze fisiche. Campioni e unità di misura. Il sistema internazionale di misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo. La matematica in fisica. Misura di una grandezza, Caratteristiche strumenti di misura, Intervallo di confidenza, Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori. Cifre significative e intervallo di confidenza, Cifre significative ed errore relativo,
Rappresentazione risultati: troncamento e arrotondamento, Tabelle di misure sperimentali


Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori (somma, prodotti). Cinematica di una particella in una dimensione e in due dimensioni. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato.

Dinamica di una particella. Leggi di Newton. Definizione di forza e di massa. Esempi di forze: la forza di gravità e la forza peso. Applicazione delle leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. Forza esercitata da una molla. La dinamica del moto circolare uniforme. Equilibrio dei corpi: equilibrio stabile, instabile ed indifferente. Momento angolare.
Lavoro ed energia. Lavoro compiuto da una forza costante e da una forza variabile. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Potenza. Unità di misura per il lavoro e potenza. Conservazione dell'energia. Le forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica. Energia meccanica e sua conservazione. Forze non conservative.

Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio statico di un corpo rigido. Centro di gravità. Momento di inerzia. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno meccanico.

Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido perfetto. Pressione e densità. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. La legge di Pascal e la pressa idraulica. Principio di Archimede. Fluidodinamica. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Capillarità. Viscosità. Tensione superficiale. Flusso turbolento. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds.

Vibrazioni e onde. Moti armonici. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d'onda, frequenza e velocità dell’onda. Energia e potenza delle onde in movimento. Interferenza. Onde meccaniche. Onde acustiche. Suono. Potenza e intensità delle onde sonore. Velocità del suono. Effetto Doppler.

Termodinamica e calorimetria. Temperatura e sua misurazione. Scale di temperatura e termometri. Proprietà termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti di fase. Conduzione del calore. Il trasferimento di calore per convezione e irraggiamento. Primo principio della termodinamica. Secondo principio della termodinamica. Motori termici. Rendimento dei motori termici. Entropia.

Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione della carica. Campo elettrico. Campo elettrico. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico.

Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrici. Energia immagazzinata in un condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. La corrente elettrica e resistenza. Resistenza e resistività. Resistenze in serie e in parallelo. Legge di Ohm. Legge di Joule. Forza elettromotrice. Circuiti in corrente continua. Condensatori in serie ed in parallelo, Legge delle maglie, legge dei nodi. Risoluzione di circuiti in cc.

Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. I campi magnetici e correnti. Dipolo magnetico. La legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Legge di Faraday. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Induttanza. Solenoide.
Circuiti in corrente alternata. Elementi circuitali reali ed ideali.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e il loro spettro. Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati. Lente d'ingrandimento. Microscopio. Comportamento ondulatorio della luce: interferenza, diffrazione, spettroscopia, la polarizzazione. Reticolo di diffrazione. Risoluzione degli strumenti ottici.

La trattazione di alcuni degli argomenti sarà integrata con esperimenti dimostrativi.

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

Lezioni (32h)
Introduzione -geologia, economia e sviluppo sostenibile; riserve e risorse; pericolosità e rischio geologico; cambiamenti globali e catastrofi locali; la fragilità del territorio italiano dal pericolo al rischio; instabilità idrogeologica, il ruolo della vegetazione forestale per la conservazione del suolo e delle acque.

Una panoramica sul tempo geologico e sulla sua misura: i dati geologici; il metodo scientifico; i principi della geologia; l’età della Terra, la scala dei tempi geologici, metodi radiometrici di datazione delle rocce; il Precambriano, origine ed evoluzione del sistema terrestre, planetesimali e planetoidi, differenziazione del nucleo, del mantello e della crosta terrestre, il gigantesco urto e l’origine della luna, l’evoluzione della litosfera, atmosfera, idrosfera e biosfera; Il Fanerozoico, i fossili e le datazioni relative, unità cronostratigrafiche e geocronologiche; le grandi suddivisioni del tempo geologico e gli eventi di estinzione di massa, la Commissione Stratigrafica Internazionale e la Carta Cronostratigrafica Internazionale (ICS).

La Terra come un sistema di componenti dinamici ed interconnessi - la forma e la superficie della Terra (la curva ipsografica); la struttura a strati della Terra; le forze motrici (il calore interno e l'input solare esterno), la rotazione terrestre e l'effetto coriolis; i grandi cicli della Terra (circolazione atmosferica e oceanica; ciclo idrologico, convezione del mantello e tettonica delle placche, ciclo delle rocce, cicli geochimici); la biosfera (eventi geobiologici nella storia della Terra); criosfera, albedo e uso del suolo; il bilancio dei geosistemi; effetti di innesco (trigger effects) e retroazioni feedback).

Esplorando l’interno della terra - dati astronomici, osservazioni dirette (dati di superficie) e sondaggi profondi (pozzo di Kola); onde sismiche e sismologia; i principali involucri e la loro composizione; tomografia sismica; il campo gravitativo terrestre, il geoide; calore e temperatura interna della Terra; flusso di calore; il gradiente geotermico; il campo magnetico terrestre e le sue variazioni; paleomagnetismo (magnetizzazione termo-permanente -TRM e magnetizzazione residua deposizionale o detritica -DRM); stratigrafia magnetica, scala paleomagnetica (chrons and subchros).

Pericolosità e rischio sismico: teoria del rimbalzo elastico; rottura dei piani di faglia durante i terremoti, sismografi e sismogrammi; onde sismiche (P-Wawe, S-Wave, onde superficiali); Ipocentro ed epicentro; Scala di magnitudo Richter; Momento sismico (Mw); scala di intensità Mercalli modificata; terremoti e faglie attive e capaci, il Progetto Itahca (ITaly HAzards from CApable faulting - ISPRA); terremoti e tsunami; classificazione sismica del territorio nazionale; tempi di ritorno dei terremoti, Catalogo parametrico dei terremoti italiani (INGV); Catalogo degli tsunami italiani (INGV); microzonazione sismica (dati regionali).

Minerali come elementi costitutivi delle rocce – Definizioni di minerali e cristalli; minerali amorfi e cristallini, morfologia e simmetria dei cristalli (sistemi, classi e gruppi spaziali); classi chimiche dei minerali; struttura atomica dei minerali; proprietà fisiche e chimiche dei più comuni minerali che formano le rocce; minerali e rocce principali strutture e tessiture.

Introduzione allo studio delle rocce: i principali gruppi di rocce (ignee, sedimentarie e metamorfiche); origine, distribuzione e principi di base della loro classificazione; le rocce nella leggenda delle carte geologiche (unità litostratigrafiche), la classificazione tecnica delle rocce (relazione tra litologia, geomorfologia, pedologia ed idrogeologia).

Il ciclo idrologico e le acque sotterranee - la distribuzione dell'acqua sulla Terra; ciclo dell'acqua e bilancio idrogeologico; il passaggio dell’acqua attraverso i suoli e le rocce (permeabilità e porosità); la falda freatica (zona vadosa e freatica); i principali tipi di falde e di sorgenti; Acque idrotermali; salinizzazione, inquinamento e crisi delle risorse idriche.

Tettonica a placche e processi orogenici - tettonica delle placche, la teoria unificatrice; il motore della tettonica delle placche; il mosaico delle placche, crosta continentale e crosta oceanica; scudi o cratoni; orogeni, bacini (foreland basin, forearc and backarc basin), le grandi provincie ignee; le zone di distensione, le dorsali medio oceanicche (MOR), i punti caldi, le fosse oceaniche, i margini passivi; processi orogenetici e tettonica delle placche (subduzione e collisione continentale); sistemi orogenici (thrust belt, foreland basin, wedge top basin ,foredeep, forebulge, backbulge); il ciclo orogenico (ciclo di Wilson); l'evoluzione geologica dell'Italia, una panoramica.

Cartografare le unità e le strutture geologiche – i processi di deformazione delle rocce, misura delle giaciture, nomenclatura dei principali tipi di pieghe e di faglie, sovrascorrimenti, horst e graben; la legenda delle carte geologiche; sezioni geologiche; unità tettoniche e mappe strutturali; introduzione alla lettura delle carte geologiche; la carta geologica d’Italia in scala 1: 100.000; Il progetto CARG (Geological CARtography) e le carte geologiche e geotematiche in scala 1: 50.000; il geoportale del Servizio Geologico d’Italia ( geomapviewer e applicazioni WebGIS).

Rocce e processi ignei - consolidamento del magma, differenziazione magmatica; composizione chimica e mineralogica, minerali comuni nelle rocce ignee; i principali tipi di rocce ignee (tessiture strutture, geometrie e forme del terreno): rocce intrusive ed ipoabissali, i corpi intrusivi e filoniani; i vulcani (stili eruttivi), le rocce piroclastiche, le Lave; attività e depositi idrotermali (i travertini); attività vulcanica e tettonica a zolle; pericolosità e rischio vulcanico in Italia.

Rocce e processi sedimentari - ambienti e processi sedimentari – la fase sedimentaria del ciclo delle rocce (alterazione, erosione, trasporto, deposizione, seppellimento e diagenesi); i bacini sedimentari; classificazione delle rocce sedimentarie (clastiche, chimiche / evaporitiche, biochimiche, organiche/ composti del carbonio); strutture e facies sedimentarie; i principi della stratigrafia e la Guida italiana alla classificazione e alla terminologia stratigrafica.

Rocce e processi metamorfici - cause del metamorfismo; i tipi di metamorfismo: regionale, di contatto, di seppellimento, dei fondali oceanici(alterazioni idrotermali), da impatto, cataclastico; grado di metamorfismo, facies metamorfiche; strutture e tessiture metamorfiche, classificazione delle rocce metamorfica di basso grado in base al protolito (-meta, -ortho, -para); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura (rocce foliate, granoblastiche, porfiroblastiche), in base alla composizione chimica complessiva: pelitica (minerali argilloso-alluminosi, quarzo-feldspatica, calcarea, maficia, magnesiaca, ferriginosa, manganesifera); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura ed alla composizione mineralogica (nome base e qualificatore); tettonica delle placche e metamorfismo.

Ambiente marino e costiero, processi e depositi - ambiente costiero (forme costiere, problemi di erosione costiera); ambiente di marea e subtidale, ambiente evaporitico (la crisi di salinità messiniana); ambiente terrigeno silicoclastico (depositi torbiditici); ambiente carbonatico (piattaforma, scogliera, barriera corallina, mound, atollo); ambiente di acque profonde.

I processi di alterazione delle rocce: i fattori di controllo dei processi di alterazione; alterazione chimica (idrolisi, dissoluzione, ossidazione), alterazione fisica ed erosione; i processi di alterazione ed il clima; le rocce residuali ed i depositi eluviali, la formazione del suolo; erosione clima e tettonica a placche, ciclo di erosione e superfici di spianamento.

I Depositi ed il trasporto di massa (processi gravitazionali): coni di detriti e talus, frane, classificazione dei movimenti di massa (Cruden & Varnes, 1996), Progetto IFFI (Inventario delle frane italiane), pericolosità e rischio da frana.

Depositi di versante prodotti dalla gravità e dalle acque correnti superficiali: inondazioni e fenomeni di instabilità legati all'azione delle acque superficiali; erosione impatto delle piogge; erosione laminare, erosione a rivoli ed a fossi, erosione accelerata e perdita di suolo, depositi colluviali, conoidi (detritici, alluvionali, di fango), i calanchi , i lenti movimenti di verante (soil creep e soliflusso).

Depositi e forme fluviali: il reticolo idrografico, i bacini idrografici, i patterns del reticolo idrografico, principali tipi di valli fluviali e di canali; il flusso delle acque di un fiumeo (laminare e turbolento); erosione, trasporto (carico di fondo, carico in sospensione, saltazione-tappeto di trazione) e deposizione (relazione tra erosione trasporto e sedimentazione in base alla granulometria ed alla velocità delle corrente; principali forme di fondo (dune e ripple); tipi di delta (lobato, estuarina, arcuata, zampa di uccello); il profilo longitudinale, il profilo di equilibrio ed il concetto di livelli di base; conoidi alluvionali; terrazzi fluviali; depositi carbonatici continentali (calcareous tufa), depositi lacustri; la portata di un corso d’acqua; le inondazioni; tempi di ritorno, pericolosita e rischio da inondazione.

Depositi processi ambienti e forme eoliche – il vento come agente di erosione, trasporto e deposizione; distribuzione dei venti e circolazione atmosferica; forza del vento; i depositi eolici: polvere, sabbia; loess; corrasione e deflazione; il pavimento del deserto; le dune, gli ambienti eolici (deserti caldi, pianure alluvionali glaciali, coste battute da venti verso l’entroterra), i deserti, la distribuzione dei deserti nel mondo; processi di alterazione nei deserti; laghi di playa e ed evaporiti; paesaggio desertico, le superfici di spianamento in ambiente desertico, i pediment; perdita di suolo e desertificazione.

Depositi, forme e processi carsici - processi carsici e pseudocarici; fattori che influenzano i processi carsici; sschema di un tipico sistema carsico (exokarst, epikarst edsokarst, zona vadosa e zona satura) principali forme carsiche (karren, limestone pavment, doline/sinkhole , uvala, poje, foibe, cockpit, torri carsiche, hum, fiumi che scompaiono o sprofondano, valle secche,, valle cieca, ponor, grotte); ciclo di erosione in una topografia carsica; i depositi carsici , gli speleotemi (stalagmiti, stalattiti, colonne); i censimenti delle forme carsiche (grotte e sinkhole ) in Italia, pericolosità e rischio associato al carsismo.

Processi forme e depositi glaciali: il ghiaccio come una roccia; ghiacciai vallivi, ghiacciai continentali; bilancio glaciale (accumulo ed ablazione); flusso glaciale, flusso plastico, slittamento di fondo, morfologie erosive glaciali (valle a forma di U, circo, corno, arete, valle sospesa, fiordo, roccie montonaete, strie glaciali); depositi glaciali (Till, morene), depositi fluvio-glaciali e terreforme pianeggianti e bagnati (kame, kettles, eskers, drumlins, varve); il permafrost; glaciazioni e cambiamento del livello del mare; glaciazioni e cambiamento del profilo di base dei corsi d’acqua; la registrazione negli eventi geologici delle glaciazioni del passato, I proxi data.

Il sistema climatico terrestre - variazioni climatiche e catastrofici cambiamenti climatici – i “forzanti” climatici (climate forcing), le principali componenti del sistema climatico: interne (tettonica delle placche, orogenesi, attività vulcanica, espansione dei fondali oceanici, gas e aerosol ad effetto serra, circolazione atmosferica e oceanica, fattori biotici e antropici, albedo ) ed esterni (solar forcing / attività solare e cicli di milankovitch), bilancio radiativo, variazioni climatiche a lungo termine; proxy climatici; tempi ed estensione delle glaciazioni proterozoiche; catastrofici cambiamenti climatici (impatti profondi, eruzioni di supervulcani, grandi espandimenti basaltici continentali/trappi);le principali estinzioni di massa nel fanerozoica; interazioni tra tettonica delle placche ed il sistema climatico; circolazione oceanica in condizioni greenhouse and icehouse; glaciazioni quaternarie, i cambiamenti climatici durante l'Olocene, younger dryas e piccola era glaciale (LIA); l'effetto serra ed i cambiamenti del clima indotti dall’uomo

Esercitazioni (16 h)
Durante il corso verranno svolte delle esercitazioni teorico/pratiche su:
Acquisizione e gestione dei dati geologici: cenni sui sistemi informativi territoriali e sui GIS open source; il Protocollo INSPIRE, il geoportale nazionale ed i portali regionali.
-Lettura delle forme del rilievo attraverso le carte topografiche dell'Istituto Geografico Militare (IGM)e le Carte Tecniche Regionali (CTR)
- Riconoscimento macroscopico dei principali tipi di rocce;
- Esempi di rappresentazione sulle carte geologiche dei principali tipi di di rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche e dei principali elementi tettonici (giaciture, faglie, pieghe, sovrascorrimenti, ecc.).
- Costruzione ed interpretazione dei profili topografici e geologici;
- utilizzo delle carte topografiche, geologiche e geotematiche per un inquadramento delle caratteristiche fisiche di una limitata porzione territoriale.
La frequenza alle esercitazione è fortemente consigliata, ma in caso di impedimenti gli studenti sono pregati di contattare di docente in modo da ricevere, in ogni caso, adeguata assistenza per la preparazione dell'esame

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
Tutte le presentazioni delle lezioni, dispense ed altro materiale didattico integrativo sono scaricabili dalla piattaforma moodle. Il materiale è protetto da una password che verrà fornita agli studenti che frequentano il corso (la password per aprire i file può essere richiesta in qualsiasi momento al docente mandando una mail a sermad@unitus.it specificando anno di frequenza, matricola e corso).

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
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Testi consigliati
PRESS F. ,SIEVER R., GROTZINGER J.,JORDAN T.H - Capire La Terra A cura di Lupia Palmieri E. Casa editrice Zanichelli
GISOTTI G.- Le unità di paesaggio - Analisi geomorfologica per la pianificazione territoriale e urbanistica- Dario Flacovio Editore
ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE - Italia - Atlante dei Tipi Geografici Editore: Istituto Geografico Militare Edizione: 2004 Scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.igmi.org/pubblicazioni/atlante_tipi_geografici/index.php .
MINISTERO DELL’AMBIENTE- I Quaderni Habitat - Collana - 24 volumi scaricabili gratuitamente dal sito: https://www.minambiente.it/pagina/i-quaderni-habitat-collana
Progetto CARG - Cartografia geologica e geotematica -Linee guida per la realizzazione della Carta Geologica e Geotematica alla scala 1:50.000 Quaderno n1 e n 3 scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Progetti/Progetto_CARG_-_Cartografia_geologica_e_geotematica/Linee_guida/

Modulo B

Complementi di Fisica
Effetto fotoelettrico. Cenni di fisica moderna. Dualismo onda-particella. Teoria quantistica e modelli dell'atomo. Atomo di Bohr. Molecole e solidi.
Relazione di de Broglie. Principio di indeterminazione di Heisenberg.
Principio di funzionamento del laser. Caratteristiche ed applicazioni dei laser.
Nucleo e radioattività. Decadimento radioattivo.
Effetti biologici delle radiazioni.

Rappresentazione grafica di dati sperimentali.
Misure ripetute.
Istogrammi.
Media, media pesata, deviazione standard.
Probabilità. Distribuzioni e distribuzioni limite.
Distribuzione Gaussiana.
Limite di confidenza.
Funzione degli errori,
Rigetto dei dati, Criterio di Chauvenet.
Confronto tra dati sperimentali e modelli teorici.
Procedure di fit. Principio di massima verosimiglianza.
Fit lineare. Metodo dei minimi quadrati.
Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare.
Adattamento del metodo dei i minimi quadrati ad altre curve.
Fit pesati.
Linearizzazione di una funzione e metodo dei minimi quadrati
Test di ipotesi. Test del chi2.
Distribuzione di Poisson.
Strumenti di misura di correnti, d.d.p, resistenze
Generatori di tensione (reali ed ideali) in ca e cc
Principio di funzionamento del multimetro.
Utilizzo del multimetro per misure di resistenze, correnti, differenze di potenziale.
Corrente alternata e strumenti di misura.
Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.
Strumenti di misura delle radiazioni ionizzanti.
Principio di funzionamento del contatore Geiger.
Norme generali di sicurezza in laboratorio

LEZIONI in LABORATORIO e/o di SPECIFICI ESEMPI DI ANALISI DATI
Statistica
Meccanica
Calorimetria
Misura di grandezze fisiche mediante ohm-metro e con il metodo volt-amperometrico.
Ottica
Decadimenti radioattivi

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana.
Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.

A – Generalità (2 CFU)
1. Gli animali tra i viventi; 2. Definizioni di Tassonomia, Identificazione, Classificazione, Faunistica e Biogeografia; 3. Categorie tassonomiche e taxa; 4. Analogia, omologia, convergenza adattativa; 5. Criteri e metodi di classificazione; 6. Ricostruzione filogenetica; 7. Concetti di specie; 8. La struttura della specie; 9. Proprietà della specie: variabilità ; 10. Proprietà della specie: capacità di dispersione e tolleranza ecologica; 11. Meccanismi evolutivi; 12. La selezione naturale; 13. Speciazione; 14. Isolamento riproduttivo; 15. Regole di nomenclatura zoologica
B - Sistemi e apparati (2 CFU)
1. Fasi dello sviluppo embrionale; 2. Cavità del corpo; 3. Simmetria; 4. Classificazione del Regno Animalia; 5. Riproduzione: generalità e confronto tra riproduzione sessuale e asessuale; 6. Tipi di riproduzione asessuale; 7. Gonocorismo: caratteri sessuali; 8. Gonocorismo: riconoscimento del partner e sincronizzazione; 9. Gonocorismo: copula; 10. Ermafroditismo; 11. Partenogenesi; 12. Strategie riproduttive e cure parentali; 13. Apparati digerenti e funzione alimentare; 14. Strategie alimentari negli animali; 15. Funzioni e struttura del tegumento; 16. I colori negli animali; 17. Colorazioni adattative; 18. Funzioni della respirazione; 19. Fattori fisici nella respirazione; 20. Fattori biologici e ambientali nella respirazione; 21. Strutture respiratorie negli animali
C – Sistematica (3 CFU)
1) PROTOZOI; 2) PORIFERI; 3) RADIATI (Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Antozoi Esacoralli, Antozoi Ottocoralli), Ctenofori); 4) PLATELMINTI (Turbellari, Trematodi, Cestodi); 5) NEMATODI; 6) ANELLIDI (Policheti Erranti, Policheti Sedentari, Oligocheti, Irudinei); 7) MOLLUSCHI (Poliplacofori, Scafopodi, Bivalvi, Gasteropodi, Cefalopodi Nautiloidi, Cefalopodi Coleoidi); 8) Artropodi CHELICERATI (Merostomi, Aracnidi: Scorpioni, Ragni, Opilioni, Pseudoscorpioni, Acari); 9) Artropodi CROSTACEI (Branchiopodi, Ostracodi, Copepodi, Cirripedi, Malacostraci); Artropodi UNIRAMI (Chilopodi: Geofilomorfi, Scolopendromorfi, Litobiomorfi, Scutigeromorfi - Insetti: Tisanuri, Efemerotteri, Odonati, Ortotteri, Plecotteri, Isotteri, Blattari, Dermatteri, Fasmidi, Mantoidei, Anopluri, Eterotteri, Omotteri, Afanitteri, Ditteri, Coleotteri, Lepidotteri, Imenotteri); 10) ECHINODERMI (Crinoidi, Oloturoidei, Ofiuroidei, Asteroidei, Echinoidei); 11) CORDATI (Ascidiacei, Agnati, Condritti, Osteitti, Anfibi: Anuri, Urodeli; Rettili: Cheloni, Sauri, Ofidi; Uccelli, Mammiferi: Insettivori, Chirotteri, Lagomorfi, Roditori, Carnivori, Artiodattili, Cetacei).
D – Applicazioni della zoologia al monitoraggio ambientale (2 CFU)
Valutazione della qualità biologica dei corsi d’acqua con i Macroinvertebrati, con esercitazioni sul campo

Qualsiasi testo universitario recente di Zoologia, Biologia animale o Biodiversità animale (ad es.: Hickman et al. Zoologia. McGraw-Hill ISBN: 978 88 386 1538 2).
Altro materiale (pdf, ppt, schede di riconoscimento) fornito dal docente.

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.

Grammatica: tempi verbali – present simple e present continuous, past simple e past continuous – future (will/going to/present continuous) – 1st e 2nd conditionals – comparativi e superlative – utilizzo degli articoli determinativi e indeterminativi – utilizzo del passivo – verbi modali - quantifiers
Temi: tecnologia, ambiente, risorse umane, sport, natura, differenze generazionali
Vocabolario: riferito ai temi sopra
Competenze:
ascolto – comprende le idee principali quando si discute di questioni quotidiane, temi attuali e questioni di interesse personale e professionale
lettura – riesce a capire testi scritti in una lingua di uso quotidiano o relativi al lavoro, comprende la descrizione di sentimenti personali e desideri
scrittura – riesce a scrivere testi semplici e ben collegati su argomenti familiari o di interesse
orale – riesce a collegare frasi in modo semplice per raccontare eventi al presente, al passato e nel futuro, sa spiegare e giustificare brevemente opinioni personali e raccontare una storia o trama di un film/libro, ecc.

Murphy: English Grammar in Use, Intermediate, Fifth Edition, Cambridge University Press
National Geographic Learning, Life Pre-Intermediate Student’s Book, Second Edition - materiale fornito dal docente

Geomorfologia: processi morfogenetici e clima, insiemi morfogenetici, equilibrio morfoclimatico.
Degradazione fisica e chimica. Soliflusso e reptazione. Dilavamento: erosione laminare, a rivoli, a solchi (calanchi). Fattori del dilavamento e metodi di misura della degradazione specifica.
Insieme morfogenetico fluviale: erosione, trasporto e sedimentazione; forme fluviali.
Insieme morfogenetico costiero: processi litorali e agenti morfogenetici, morfologia costiera.
Cenni sui sistemi morfoclimatici glaciale e arido.
Geomorfologia strutturale. Il carsismo.
Movimenti di massa: classifica di Varnes, morfologia delle frane, cause delle frane.
Le carte geomorfologiche.
Caratteristiche fisiche dei terreni: proprietà indice, grado di addensamento, analisi granulometriche, sistemi di classificazione dei terreni, limiti di Atterberg, indice di plasticità e carta di Casagrande. Caratteristiche fisiche e elastiche delle rocce. Ammassi rocciosi. Processi di consolidazione dei terreni. Criteri di rottura dei terreni e resistenza al taglio.
Pericolosità e rischio da frane, cenni sulla mitigazione del rischio da frane.
Rischio vulcanico. Rischio sismico.

Bell F.G. (2001) Geologia Ambientale. Zanichelli, Bologna.
Panizza M. (2005) Manuale di Geomorfologia Applicata. Franco Angeli Editore, Milano.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2014) Principi di Geologia Applicata. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Programma di Genetica – Scienze Naturali ed Ambientali (6 CFU) A.A. 2021-2022
Docente: Prof. P. Mosesso

1. Analisi Mendeliana e teoria cromosomica dell'eredità
Leggi di Mendel ed elementi di Genetica mendeliana nell'uomo e nell'agricoltura; Regole del calcolo delle probabilità e statistica; Ciclo cellulare, mitosi, meiosi e concordanza tra meiosi e mendelismo; Prova della teoria cromosomica dell'eredità ed eredità legata al sesso.
2. Estensioni dell'eredità mendeliana
Variabilità delle relazioni di dominanza: Allelia multipla; Dominanza incompleta e codominanza; Serie alleliche.
Ambiente ed espressione genica: Effetti dell'ambiente interno ed esterno; Penetranza ed espressività; Interazione genica; Epistasi e pleiotropia.
3. Struttura molecolare e replicazione del materiale genetico
Struttura molecolare del DNA e dell'RNA: Identificazione del DNA come materiale genetico (esperimento di Hershey e Chase); Struttura degli acidi nucleici (esperimento di Chargaff);
Replicazione del DNA: Replicazione del DNA nei procarioti ed eucarioti; Conferma del modello semiconservativo della replicazione del DNA (esperimenti di Meselson e Stahl).
4. Proprietà molecolari dei geni
Proprietà generali della struttura e della funzione dei geni: Le componenti dei cromosomi eucariotici (DNA, istoni e proteine non-istoniche); La struttura della cromatina ed i nucleosomi; DNA ripetitivo e DNA satellite; Come funzionano i geni (ipotesi di un gene una proteina); Colinearità tra gene e proteina; complementazione e siti di mutazione; Meccanismi di trascrizione del DNA; Traduzione dell'mRNA; Struttura e funzione del tRNA; Il codice genetico e la sua decifrazione (codoni multipli per un singolo amminoacido; codoni di terminazione; codone d'inizio; problemi irrisolti).
5. Meccanismi di produzione della variabilità genetica
Definizione e classificazione delle mutazioni: Mutazioni geniche: sostituzione di basi, inserzioni, delezioni; reversione e soppressione; effetto fenotipico delle mutazioni geniche. Test di fluttuazione e mutazione spontanea nei batteri. Mutazioni cromosomiche: strutturali (aberrazioni cromosomiche) e numeriche (aneuploidia, poliploidia).
Alterazioni spontanee del DNA: Errori di incorporazione di basi durante la replicazione (errato appaiamento, tautomerizzazione) e meccanismo “proof-reading” per la correzione degli errori. Deaminazione delle basi, perdita spontanea delle basi e danno ossidativo al DNA. Meccanismi molecolari di inserzione e delezione di basi.
Fattori ambientali che danneggiano il DNA: Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti; Agenti mutageni chimici; Agenti mutageni biologici (virus, batteri).
Cenni sui meccanismi di riparazione del DNA: Fotoliasi, alchiltransferasi, “nucleotide excision repair” (NER), “base excision repair (BER), “mismatch repair” (MMR), “SOS” repair, riparazione ricombinazionale; riparazione delle rotture a doppio filamento (HR e NHEJR); riparazione delle rotture a singolo filamento (SSB);
6. Analisi genetica delle popolazioni
La teoria delle frequenze alleliche: Stima delle frequenze alleliche; Relazione tra frequenze genotipiche ed alleliche: il principio di Hardy-Weinberg; Applicazioni del principio di Hardy-Weinberg.
La selezione naturale: Selezione naturale a livello di gene; Selezione naturale a livello di fenotipo.
La deriva genetica: Cambiamenti casuali delle frequenze alleliche; Effetti delle dimensioni delle popolazioni.
7. Genetica evoluzionistica (cenni)
L'origine della specie; Cladogenesi (allopatrica, parapratica o simpatrica); Alberi filogenetici ed evoluzione molecolare.

Testi consigliati:

Peter J. Russel “Genetica, un approccio molecolare” 5° edizione 2019 -Pearson;

Griffiths A.J.F, Wessler S.R., Carrol S.B. and Doebley J. “Genetica, principi di analisi formale” 7° edizione italiana, 2013 – Zanichelli

Il dato georeferenziato nell'ambiente dei GIS. Rappresentazione vettoriale e raster e gestione dei data base. L'analisi morfometrica del territorio, il bacino idrografico, la copertura del suolo. Il modello erosivo USLE e sue applicazioni in ambiente GIS. Analisi del rischio e gestione del rischio con particolare riferimento a quello idraulico e idrogeologico. i servizi WMS ed i principali geoportali nazionali.

- SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI Principi e applicazioni. Autori: Federica Migliaccio; Daniela Carrion. Edizioni UTET.

- Appunti delle lezioni.

La comparsa della vita sulla Terra (Cenni). Le piante e la loro evoluzione. Esperienza di Miller. Procarioti ed eucarioti. Aerobiosi ed anaerobiosi. Autotrofia ed eterotrofia. Organismi unicellulari e pluricellulari. L'innovazione attraverso l'affermarsi delle funzioni cellulari.
Principali differenze tra cellula procariotica ed eucariotica. Struttura e funzioni della cellula vegetale e dei suoi organelli:
Protoplasto, Citoplasma, Citosol, Citoscheletro
Apparato di Golgi: corpi di Golgi o dittiosomi. Faccia di trasformazione (cis) e faccia di maturazione (trans). Reticolo trans del Golgi. Vescicole di transizione e maturazione.
Reticolo endoplasmatico (RE): RE ruvido (cisterne, ribosomi, sintesi delle proteine) e liscio, struttura e ruolo nel metabolismo cellulare.
Il sistema di endomembrane.
Plastidi: tipi di plastidi (cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti, amiloplasti, ezioplasti), struttura e relative funzioni. Origine a partire dai proplastidi. Cloroplasti: struttura (tilacoidi, grana, stroma) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella fotosintesi clorofilliana. I pigmenti fotosintetici (clorofilla e carotenoidi).
Mitocondri: struttura (creste e matrice) in relazione alle principali reazioni coinvolte nella respirazione cellulare.
Vacuolo: tonoplasto, succo cellulare. Ruolo del vacuolo nel metabolismo cellulare, nell’economia dell’acqua e nei processi di distensione cellulare. Relazioni idriche: il potenziale dell'acqua ed i fattori che lo determinano. Movimento dell'acqua tra le cellule: apoplasto e simplasto.
Goccioline lipidiche (corpi oleosi)
Il plasmalemma. Struttura delle membrane cellulari. Il modello a mosaico fluido. Componenti delle membrane (fosfolipidi e steroli; proteine transmembrana, proteine periferiche, glicoproteine) e loro capacità nel determinare le funzioni e la variabilità delle membrane. Permeabilità differenziale. Osmosi e pressione osmotica. Turgore cellulare, pressione di turgore e pressione di parete. Plasmolisi. Trasporto di soluti attraverso le membrane. Proteine di trasporto: canali, carrier, pompe protoniche. Trasporto passivo e gradiente elettrochimico. Trasporto attivo (primario e secondario). Sistemi di uniporto e di cotrasporto (simporto, antiporto).
La parete cellulare. I componenti della parete: pectine, cellulosa, emicellulose, proteine di parete (estensine). Reticolo cellulosico (micro- e macrofibrille) e matrice della parete. Assemblaggio della parete primaria. Movimento dell'acqua e dei soluti in rapporto alla parete. La parete e l'accrescimento per distensione della cellula. La parete secondaria. Modificazioni della parete (suberificazione, cutinizzazione, lignificazione, mineralizzazione). Plasmodesmi. Apoplasto e simplasto.
Il nucleo cellulare (Cenni). Involucro nucleare e pori. Nucleoplasma e cromatina. Nucleoli. Cromatina, cromosomi, cromatidi, proteine nucleari (istoni). Il numero cromosomico (ploidia). Gli acidi nucleici, la struttura del DNA e dei nucleotidi. La complementarietà tra le basi. Modello semiconservativo della duplicazione del DNA. Traduzione e trascrizione del DNA. RNA: tipi e funzioni (mRNA, rRNA, tRNA). Il codice genetico, i ribosomi e la sintesi delle proteine. Importanza dell'informazione genetica e delle proteine in rapporto al metabolismo cellulare.
Modalità della divisione mitotica del nucleo. Ciclo cellulare (fasi G1, S e G2) e variazioni del contenuto di DNA. Citodieresi. Fragmoplasto e formazione della parete a partire dalla divisione cellulare.
La divisione meiotica del nucleo: modalità e fattori che causano la variabilità genetica. Cromosomi omologhi e cromatidi fratelli. Crossing-over, assortimento casuale dei cromosomi. Conseguenze della meiosi per la variabilità genetica degli individui.
Anatomia dei vegetali superiori. Accrescimento per divisione, distensione e differenziamento. Dedifferenziamento e totipotenza cellulare. Tessuti: classificazione e tipi cellulari costituenti i vari tessuti. Tessuti embrionali (meristematici) e definitivi (somatici). Tessuti e sistemi di tessuti. Tessuti semplici e complessi. Principali tipi di tessuto e loro caratteristiche: tessuto parenchimatico, tegumentale, conduttore, meccanico, secretore.
Struttura e funzioni della radice nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Apice, struttura e funzione dei meristemi radicali. Centro quiescente, geotropismo positivo, statoliti. Struttura primaria (actinostele). Arche legnose e cribrose, protoxilema e protofloema, metaxilema e metafloema. Endoderma e periciclo. Formazione della struttura secondaria. Apparato radicale fittonante e fascicolato. Origine delle radici laterali.
Morfologia ed anatomia del germoglio nelle Angiosperme e nelle Gimnosperme. Struttura dell'apice del germoglio. La gemma: gemme vegetative e fiorali; gemme terminali e laterali; gemme dormienti e perule. Accrescimento monopodiale e simpodiale. Macroblasti e brachiblasti. Nodi e internodi. I meristemi nel caule (tunica-corpus) Origine dei fasci vascolari. Eustele ed atactostele. Origine struttura e funzionamento del cambio cribro-vascolare. Struttura secondaria del fusto. Cerchie annuali. Struttura del legno omoxilo ed eteroxilo. Legno a porosità diffusa, legno a porosità anulare. Duramen ed alburno. Origine struttura e funzioni del cambio subero-fellodermico. Il periderma. Le lenticelle.
Morfologia ed anatomia della foglia delle Angiosperme e delle Gimnosperme. Il picciolo e la lamina fogliare. Foglie semplici e composte. Foglie a mesofillo omogeneo ed eterogeneo. Foglie bifacciali, equifacciali e unifacciali; foglie plagiotrope, ortotrope ed aghiformi. Gli stomi ed i fattori che ne determinano il meccanismo di apertura e chiusura. Gli idatodi. Traspirazione e fotosintesi clorofilliana in relazione alla struttura della foglia. L'ascesa dell'acqua nello xilema: la teoria di adesione-coesione-tensione. Caricamento del floema e trasporto dei fotosintati.
I sistemi propagazione e riproduzione nei vegetali. Alternanza delle generazioni (gametofito, sporofito) e delle cellule riproduttive (spore e gameti). Formazione e anatomia degli apparati connessi (sporangi, anteridi, archegoni). La fecondazione.
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico delle embriofite non vascolari (muschi ed epatiche).
Principali caratteristiche e ciclo ontogenetico di alcuni phyla delle embriofite vascolari:
phylum Pterophyta (felci)
phylum Conipherophyta (conifere)
phylum Antophyta (angiosperme)
L’ovulo e il seme. Struttura del seme nelle Gimnosperme e nelle Angiosperme. Germinazione ipogea ed epigea. Fattori ambientali che favoriscono la germinazione del seme.
Struttura del fiore nelle Angiosperme. Modalità di impollinazione (anemofila, entomofila, etc.) e coevoluzione tra strutture fiorali e vettori del polline. Autogamia ed esogamia; loro conseguenze sulla diversità vegetale. Esogamia: meccanismi di riconoscimento genetici, dicogamia, eterostilia.
Il frutto. Dall’ovario al pericarpo. Frutti secchi e carnosi, deiscenti e indeiscenti. Frutti semplici, aggregati, composti, falsi frutti. Modalità di dispersione dei frutti (anemocora, zoocora, idrocora, etc.).
Sintesi della teoria evolutiva. Selezione naturale e artificiale, pressione selettiva, adattamento, fitness, evoluzione. Genotipo e fenotipo. Evoluzione divergente e convergente; coevoluzione. Il concetto di specie, sottospecie, ecotipo; la cultivar. I taxa di rango infraspecifico e superiori. Tassonomia e sistematica; il binomio di Linneo, le categorie sistematiche, cenni sulla formazione degli alberi filogenetici.
L’ecologia. Le interazioni fra le piante e il loro ambiente. Fattori ecologici abiotici in relazione al metabolismo vegetale: luce, temperatura, acqua, nutrienti essenziali.
Adattamenti morfologici a diversi contesti ambientali: igromorfismo e xeromorfismo.

Testi Consigliati:
Pasqua et al. Botanica generale e diversità vegetale Ed. Piccin.
Raven, Evert, Eichorn. BIOLOGIA DELLE PIANTE VI edizione (No precedenti!) Zanichelli.
Evert, Eichhorn. Biologia delle piante di Raven. Zanichelli.
Mauseth. Botanica. Fondamenti di biologia delle piante. Idelson-Gnocchi

Il corso si svolgerà 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: 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;
4. Fisiologia cellulare: brevi 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: 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: brevi 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 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);
8. Ecologia microbica: 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;
9. Biotecnologie microbiche (cenni): 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.

Sono previste alcune esercitazioni in laboratorio esplicative di quanto spiegato a lezione riguardo le tecniche di laboratorio in microbiologia

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.

Ecologia Generale - Lo sviluppo storico dell'ecologia; L'ecologia e il suo dominio; Stato attuale della ricerca ecologica in Italia. 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; il suolo (fase solida, fluida e gassosa); cenni di pedogenesi; classificazioni dei suoli; humus; attività biologica del suolo.
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.

M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker, “Ecologia”. Piccin Editore.
Smith & Smith "Elementi di Ecologia", Pearson.
L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, "Ecologia Generale". UTET
E. Odum, "Basi di Ecologia", Piccin Editore.
Krebs "Ecology", Neebo Ed.

Parte generale
Dendrologia: basi di nomenclatura ed evoluzione. Concetto di specie. Caratteri diagnostici per l'identificazione dei taxa forestali: l'habitus, il portamento, la corteccia, l'apparato fogliare, l'apparato riproduttore. Variabilità dei caratteri diagnostici. L'ibridazione negli alberi forestali: il singameone. Classificazioni su base morfologica e su base molecolare. Crescita e sviluppo degli alberi. I cicli fenologici. Accrescimento predeterminato ed indeterminato. I cicli riproduttivi nelle foreste temperate. La longevità degli alberi forestali.
Temperamento degli alberi forestali. Bioclimatologia ed ecoregioni forestali. Biodiversità negli ecosistemi forestali. I gradienti ambientali e il cambiamento climatico: l'approccio dendroecologico. La biodiversità negli ecosistemi forestali. Processi di successione e strutturazione dei popolamenti forestali. Le foreste vetuste e i livelli di naturalità. Gli alberi monumentali e il loro ruolo nel paesaggio e nella conservazione della natura.

Parte speciale
Dendrologia: trattazione monografica delle specie di interesse forestale in Europa: tassonomia, portamento, corologia, temperamento, cenologia, xilologia ed usi consuetudinari.
Taxus baccata, Cedrus spp., Larix decidua, Picea abies, Abies alba, Abeti mediterranei, Pinus halepensis, P. pinea, P. pinaster, P. nigra, P. heldreichii, P. silvestris, P. mugo, P. uncinata P. cembra, Cupressus sempervirens, Juniperus spp., Fagus sylvatica, Castanea sativa, Quercus ilex, Q. coccifera, Q. suber, Q. cerris, Q. macrolepis, Q. trojana, Q. frainetto, Q. pubescens, Q. petraea, Q. robur, Carpinus betulus, C. orientalis, Ostrya carpinifolia, Corylus avellana, Betula pendula, B. pubescens, Alnus cordata, A. glutinosa, A. incana, A. viridis, Populus alba, P. canescens, P. tremula, P. nigra, Salix caprea, S. alba, S. eleagnos, Ulmus minor, U. glabra, Celtis australis, Juglans regia, Tilia cordata, T. platyphyllos, Acer pseudoplatanus, A. platanoides, A. lobelii, A. opalus, A. campestre, A. monspessulanum, Fraxinus ornus, F. excelsior, F. angustifolia, Laburnum anagyroides, Cercis siliquastrum, Ceratonia siliqua, Sorbus torminalis, S. domestica, S. aria, S. aucuparia, Prunus avium, Pyrus pyraster e Malus sylvestris.
LA MACCHIA MEDITERRANEA: distribuzione, fisionomia e composizione nei principali ambiti ecologici (regione termo-mediterranea e meso-mediterranea), dinamiche evolutive e recessive.

Gellini R. Grossoni P. - Botanica forestale, Cedam
Gli alberi nel Lazio. CD fornito dal docente.
Siti web (Acta plantarum) e materiale didattico integrativo tratto dalle lezioni disponibile sulla piattaforma Moodle.

Ciclo Idrologico. Elementi di Meteorologia. Genesi delle precipitazioni. Definizioni di Fronti freddo, caldo e occluso. Effetti orografici. Descrizione di una carta di previsione meteorologica (GFS 850hPa). Descrizione quantitativa delle principali grandezze idrologiche. Precipitazione e Portata fluviale. Descrizione degli Annali Idrologici.
Misura delle Precipitazioni. Il pluviometro. Misura di precipitazioni puntuali e necessità di un informazione areale: metodo delle isoiete e metodo dei topoieti.
Misura della portate. Definizione di portata. Misure dirette. Misure indirette. Scale delle portate.
Descrizione di una stazione sperimentale alpina.
Descrizione di un bacino idrografico. Descrizione delle piene fluviali. Tipologie di piene fluviali.
Tempo di Ritorno di una grandezza idrologica. Formula del tempo di ritorno. Richiami di elementi di statistica idrologica utili per la comprensione del tempo di ritorno: Definizione di funzione di densità di probabilità e di distribuzione statistica. Parametri campionari: media. Varianza, asimmetria, minimo,massimo. Principali distribuzioni utilizzate (Normale, Gumbel, Esponenziale). Procedura di inferenza statistica (esercitazione).
Definizione della portata di progetto. Formula Razionale. Tempo di corrivazione: definizione e metodi di stima.
Analisi statistica delle precipitazioni da usare come input per la definizione della portata con assegnato tempo di ritorno. Curve di Caso Critico. Curve di Possibilità Pluviometrica.

Applied Hydrology, Chow, Maidment, Mays,
McGraw-Hill

In aggiunga al testo sono resi disponibili sulla piattaforma GOMP articoli e altro materiale didattico utile, principalmente, allo svolgimento dell'esercitazione e del progetto.

PROGRAMMA SINTETICO 2021-2022
---Il programma dettagliato e aggiornato verrà fornito a lezione---
Principi di tassonomia vegetale. Codice di nomenclatura botanica. Elementi di filogenesi dei vegetali. I phyla del regno piante. Elementi di sistematica della flora non vascolare. Caratteri diagnostici delle piante vascolari e tecniche per la determinazione. Posizione tassonomica, filogenesi, riconoscimento e significato ecologico delle più comuni famiglie di Conifere e Angiosperme della flora italiana (Pinaceae, Cupressaceae, Orchidaceae, “Liliaceae” s.l., Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae, Ranunculaceae, Fabaceae, Rosaceae, Fagaceae, Betulaceae, Brassicaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae). Caratteristiche della flora italiana. Flora vs. vegetazione. L’areale e i suoi fattori. Tipi corologici. L’habitat e i suoi fattori. Le successioni. Forme biologiche e gruppi funzionali. Elementi di vegetazione dell’Italia. Specie aliene e invasive. Misure di biodiversità floristica. Elementi di bioindicazione vegetale e monitoraggio floristico.

- Pasqua-Abbate-Forni "Botanica Generale e Diversità Vegetale", 4a edizione, PICCIN
- Marchi et al. "Famiglie di piante vascolari italiane: 1-140", Università La Sapienza
- altri testi e materiali didattici verranno indicati a lezione