Universita`

Universita’
DEGLI STUDI DELLA
Tuscia
Facoltà di Scienze M.M.F.F.N.N.
Corso di Laurea in
SCIENZE BIOLOGICHE
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BIOINFORMATICA
(C.F.U. 3+2)
A) TITOLARE: Prof. Carlo CAPORALE
B) PROGRAMMA:
I concetti fondamentali della comunicazione mediante computers. I fondamenti e le principali caratterstiche
del linguaggio HTML. Il campo di applicazione e di sviluppo della Bioinformatica. Le banche dati
scientifiche e loro interrogazione. Analisi della struttura primaria di proteine. L' algoritmo di Gray e suoi
derivati. Predizione della struttura secondaria di proteine. Ricerca di omologia di sequenza nei data base e
analisi dell’esistenza di domini conservati. I data base a modello gerarchico, reticolare e relazionale. Utilizzo
di programmi di multi-allineamento. Gli algoritmi di Needelman-Wunsch e di Smith-Waterman.
Consultazione di banche dati di struttura terziaria di proteine e loro utilizzo per la predizione di strutture
secondarie e terziarie. Modelling molecolare. Le simulazioni Molecular Dinamics (MD), Langevin Dinamics
(LD) e Monte Carlo (MC). Esercitazioni in aula informatica.
Testo consigliato:
Bioinformatica - Autore: Anna Tramontano - Ed. Zanichelli
Materiale fornito dal docente messo a disposizione sul sito di Facolta'
1
BIOINFORMATICA II
(C.F.U. 4)
A)TITOLARE: Prof. Carlo CAPORALE
B) PROGRAMMA:
Analisi della struttura primaria di proteine. L' algoritmo di Gray e suoi derivati. Predizione della struttura
secondaria di proteine. Ricerca di omologia di sequenza nei data base e analisi dell’esistenza di domini
conservati. I data base a modello gerarchico, reticolare e relazionale. Utilizzo di programmi di multiallineamento. Gli algoritmi di Needelman-Wunsch e di Smith-Waterman. Analisi filogenetica su sequenze
proteiche e nucleotidiche. Consultazione di banche dati di struttura terziaria di proteine e loro utilizzo per la
predizione di strutture secondarie e terziarie. Modelling molecolare. Le simulazioni Molecular Dinamics
(MD), Langevin Dinamics (LD) e Monte Carlo (MC).
Esercitazioni di laboratorio informatico:
a)
Utilizzo delle banche dati di struttura di proteine ed acidi nucleici
b)
Utilizzo degli algoritmi per la determinazione della struttura primaria di proteine
c)
Utlizzo degli algoritmi per la predizione di struttura secondaria e terziaria di proteine
d)
Utilizzo degli algoritmi di allineamento per la costruzione di alberi filogenetici
Testo consigliato:
Bioinformatica - Autore: Anna Tramontano - Ed. Zanichelli
Materiale fornito dal docente messo a disposizione sul sito di Facolta'
2
BIOLOGIA DELLO SVILUPPO
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE: Prof. Nicla ROMANO
B) PROGRAMMA:
Sessualità e riproduzione. Gametogenesi e struttura dei gameti, controllo della meiosi, espressione
genica durante la gametogenesi, controllo ormonale. La fecondazione ed inibizione della polispermia,
attivazione del metabolismo dell'uovo. La segmentazione embrionale: tipi (olo- e mero-blastica).
Regolazione della divisione cellulare: ruolo del tuorlo (determinanti citoplasmatici), del citoscheletro e
dell’entrata dello spermatozoo. Induzione embrionale, il ruolo della superficie cellulare, della matrice
extra-cellulare e dei fattori solubili, affinità differenziale delle cellule nello sviluppo, riconoscimento
intercellulare.
La gastrulazione: tipi e meccanismi, formazione dei foglietti embrionali, specificazione asse corporeo. La
neurulazione: tubo neurale, creste neurali e vie di migrazione: tipi e meccanismi, potenzialità di sviluppo
e morte cellulare programmata.
Derivati dei foglietti embrionali: differenziamento del mesoderma dorsale e laterale, circolazione ed
ematopoiesi embrionale, formazione delle membrane extra-embrionali, differenziamento dell’ectoderma
e dell’endoderma.Migrazione delle cellule germinali primordiali.
Espressione genica differenziale, cellule staminali e clonazione.
Controllo dell'espressione genica durante lo sviluppo: regolazione trascrizionale e post-trascrizionale,
regolazione durante e dopo la traduzione, RNA sequestrato. I geni omeotici degli inverbrati e vertebrati.
Interazioni tissutali a breve distanza ed a distanza: induzione secondaria.
TESTI CONSIGLIATI
S.F. Gilbert, "Biologia dello sviluppo", Zanichelli.
L. Wolpert, "Biologia dello sviluppo", Zanichelli
3
BIOLOGIA MOLECOLARE
(C.F.U. 9)
A) TITOLARE: Prof. Lello ZOLLA
B) PROGRAMMA:
BASI MOLECOLARI DELLA MATERIA VIVENTE:
L’evoluzione della cellula
Origini della vita. Evoluzione DNA ed RNA.
Evoluzioni metaboliche: fermentazioni utilizzo CO2, fotosintesi, respirazione ossidativi.
Evoluzione procarioti-eucarioti-evoluzione DNA
STRUTTURA E FUNZIONE DEL DNA
Diverse strutture DNA: B, A, Z.
DNA procarioti
DNA eucarioti: nucleosomi, compattazione superiore, cromosomi
Proteine non istoniche leganti il DNA: controllo e regolazione
Proteine enzimatiche interagenti con il DNA
REPLICAZIONE E RIPARAZIONE DEL DNA
Caratteristiche generali della replicazione
Il processo di replicazione del DNA
Il ruolo delle topoisomerasi nella replicazione del DNA
Danno e riparazione del DNA e loro ruolo nella cancerogenesi
LA REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE NEGLI EUCARIOTI
Aspetti generali del ciclo cellulare e del suo controllo
Studi biochimici su ovociti, uova ed embrioni precoci
Studi genetici su S. pombe
Il controllo del ciclo cellulare nelle cellule dei mammiferi
I “punti di controllo” nella regolazione del ciclo cellulare
Cenni sull’apoptosi
TRASCRIZIONE E MATURAZIONE DEGLI RNA
Trascrizione mRNA nei procarioti: meccanismo e controllo
Trascrizione mRNA eucarioti: fattori di trascrizione, intensificatori, introni, spliceosomi e splicing,
giunture alternative o alternate
Trascrizione procarioti ed eucarioti di rRNA e tRNA.
CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA
ESPRESSIONE DEI GENI NEI PROCARIOTI.
Geni regolatori. Operon. Proteine repressore. Operatore Lac
Operon catabolici inducibili regolazione CAP.
Operon dell’arabidosio
Operatori del fago: lisogenia ed integrazione menoma.
Operon triptofano.Attenuazione operon amminoacidi
Inversione DNA nei geni flagellari
ESPRESSIONE DI GENI NEGLI EUCARIOTI.
Vari Tipi di controllo: trascrizionali della rielaborazione, del trasporto, della traduzione, della
degradazione e attività proteiva.
Proteine regolatrici: combinazione del controllo genico.
Controllo trascrizione: proteine repressori ed attivatici.
4
Ruolo fosforilazione proteine. Ruolo fattori di trascrizione.
Proteine intensificatici: domini funzionali, attivazione e disattivazione.
Controllo combinatorio.
Differenze procarioti ed eucarioti.
Cenni dei meccanismi genetici del differenziamento cellulare.
Commutazione molecolare. Cromatina ed eterocromatina.
Metilazione del DNA
Controllo posttrascrizionale
Attenuazione della trascrizione. Giuntura alternativa dell’RNA
Regolazione trasporto mRNA. Controllo positivo e negativo della traduzione. Controllo inizio
trascrizione. Stabilità mRNA
AMPLIFICAZIONI GENICHE E RIARRANGIAMENTI GENOMICI NON PROGRAMMATI
Amplificazioni a tandem non programmate
Trasposizioni non programmate
Elementi trasponibili
La ricombinazione omologa
TRASPORTO ATTRAVERSO LE MEMBRANE CELLULARI
Diffusione di piccole molecole attraverso i doppi strati lipidici.
VISIONE D’INSIEME DELLE PROTEINE DI TRASPORTO DELLA MEMBRANA
Sistema di trasporto per uniporto
Ambiente ionico intracellulare e potenziale elettrico della membrana
Il trasporto attivo da parte di pompe ATP-dipendenti
Cotrasporto mediato da proteine di simporto e di antiporto
Trasporto attraverso gli epiteli
Osmosi canali acquosi e regolazione del volume cellulare
Tecniche di separazione e studio delle proteine di membrana
Trasporto grandi molecole: esocitosi ed endocitosi.
SMISTAMENTO DELLE PROTEINE: BIOGENESI DEGLI ORGANELLI E SECREZIONE DELLE
PROTEINE.
Sintesi e trasporto delle proteine dei mitocondri e dei cloroplasti
Cenni sul controllo della trasduzione
Chaperoni, chaperonine, e fattori morfopoietici
Folding delle proteine
Fattori morfopoietici
Sintesi e trasporto delle proteine dei perossisomi
Caratteristiche generali della via secretoria
Trasferimento delle proteine secretorie attraverso la membrana dell’RE
Inserimento delle proteine di membrana nella membrana dell’RE
Modificazioni post-traduzionali e controllo di qualità nell’RE ruvido
Glicosilazione delle proteine nell’RE e nel complesso di Golgi
Trasporto e modificazioni proteolitiche delle proteine a livello del Golgi e dopo l’uscita dal Golgi.
Endocitosi mediata da recettore e smistamento delle proteine introdotte nella cellula
Meccanismi molecolari per il traffico vescicolare.
TRASDUZIONE DEL SEGNALE
Segnalatori chimici idrofilici e idrofobici
Recettori di membrana e recettori intracellulari, tipi: monopasso e
Segnalazione ormoni steroidei: risposte primarie e secondarie.
Meccanismi trasduzione tramite proteine recettrici di membrana.
multipasso.
Proteine G: tipi e ruolo, meccanismo di azione.
Percorsi: AMPc e fosfoinositolo. Percorso del Calcio, interrelazioni.
5
Proteine cinasi: tipo e ruolo
ONCOGENI E PROTOONCOGENI
Le cellule tumorali e l’insorgenza del cancro.
I proto-oncogeni e gli antioncogeni
Le mutazioni oncogeniche che influenzano la moltiplicazione cellulare
Le mutazioni che causano la perdita del controllo del ciclo cellulare
Le mutazioni che influenzano la stabilità del genoma.
Amplificazione del segnale e risposta cellulare. Adattamento e meccanismi di desensibilizzazione.
Chemiotassi ed evoluzione, trasduzione segnali intercellulari.
SEGNALAZIONE TRASDUZIONE E PERCEZIONE NEI VEGETALI
Le cellule vegetali contengono due sistemi di informazioni: genetico ed epigenetico.
Recettori: fitocromi, ABA; PSII, PSI e stress luminoso.
Proteine G e segnali fosfolipidici
Nucleotidi ciclici cAMP e cGMP.
Il calcio
Proteine chinasi: RLKs
La dinamica parete delle cellule vegetali.
L’APOPTOSI
I PRIONI
Testi consigliati:
Alberts, Bray ecc…BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA (Zanichell
Lodish, Berk ecc…BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA (Zanichelli
Brown Genomi (EdiSES)
6
BIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE: Dott.ssa . Anna Grazia FICCA
B) PROGRAMMA:
•
Aspetti generali riguardanti le tecniche della Biologia Molecolare Applicata.

Metodologie per lo studio dell’espressione genica in sistemi procariotici ed eucariotici:
•
studio delle sequenze promotrici che regolano la trascrizione mediante mutagenesi sito specifica e
saggi di trascrizione in vitro ed in vivo del gene o mediante impiego di “geni reporters” (betagalattosidasi, CAT, luciferasi, etc.); espressione genica mediata da promotori “costitutivi” “forti e
regolabili”;
•
le proteine di fusione;
•
saggi di legame DNA/proteine (DNasi foot-printing, band-shift, two hybrid-system, etc.);
1. DNA chips e microarray per l'analisi dell'espressione genica.
-
Principali metodi di analisi dell’RNA messaggero:
•

purificazione,tecniche per la determinazione dei siti d’inizio della trascrizione con nucleasi S1 e
“primer extention”, tecniche RT-PCR, sintesi e clonaggio del cDNA mediante RACE 5’ e 3’.
Introduzione alla ricerca genomica:

Strategie di sequenziamento di interi genomi ( per es. B. subtilis, lievito, Arabidopsis, uomo)
•
Introduzione alla Bioinformatica (database biologici, allineamento binario e multiplo di sequenze,
costruzione di alberi filogenetici ed loro interpretazione). Esercitazioni pratiche riguardanti l'analisi
"on-line" di sequenze nucleotidiche.
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BOTANICA
(C.F.U. 9)
TITOLARI: A) Prof. Antonio TIEZZI E B) Prof. Silvano ONOFRI
a) 5 crediti lezione: 40 ore
Programma
Organismi vegetali
La nozione di organismo vegetale. Biodiversità e classificazione dei vegetali
La cellula vegetale
La parete cellulare: biosintesi, struttura, composizione chimica e funzione.
La membrana citoplasmatica: struttura, composizione chimica e funzione.
Il nucleo ed il nucleolo. Mitocondri, microcorpi, dictiosomi. I plastidi. Il cloroplasto: aspetti strutturali e funzionali. La
fotosintesi. Aspetti fisiologici del processo di fotosintesi. Il citoscheletro: i microtubuli, i microfilamenti, proteine
associate strutturali e motori molecolari. Aspetti peculiari del processo di divisione cellulare: la banda preprofasica, il
fuso mitotico, il fragmoplasto.
Piante: struttura e funzione
Tessuti vegetali. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti fondamentali, di sostegno, tegumentali, di
assorbimento, secretori e conduttori.
La radice: funzioni della radice, struttura primaria e secondaria, radici laterali e avventizie; assorbimento dell’acqua e
sali minerali. Il trasporto della linfa grezza.
Il fusto: funzioni del fusto, struttura primaria nelle monocotiledoni e dicotiledoni; cambio cribro vascolare, struttura
secondaria; sughero, fellogeno e felloderma.
La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo
stomatico. Il trasporto della linfa elaborata.
Il fiore: il gineceo e l’androceo; aspetti evolutivi.
Cicli vitali: alternanza di generazione: microsporogenesi e microgametogenesi; macrosporogenesi e
macrogametogenesi. Strategie riproduttive: impollinazione anemofila ed entomofila. La fertilizzazione.
Il frutto: sviluppo dell’embrione; endosperma; sviluppo del frutto.
Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.
b) 4 crediti lezione: 32 ore
Tassonomia, sistematica ed evoluzione.
Alghe: Chlorophyta, Rhodophyta, Phaeophyta.
Fungi: Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, funghi anamorfici
Muschi ed epatiche: Bryophyta, Hepatophyta.
Crittogame vascolari: Sphaenophyta, Pteridophyta. Classi principali. Distribuzione e biologia
Principali aspetti morfologici, biologici ed ecologici di:
Coniferophyta Famiglie: Cupressaceae, Pinaceae.
Anthophyta
Classe:
Dicotyledones
Famiglie: Magnoliaceae, Ranunculaceae, Papaveraceae, Caryophyllaceae, Fagaceae, Corylaceae, Urticaceae,
Rosaceae, Leguminosae, Aceraceae, Umbelliferae, Cruciferae, Salicaceae, Solanaceae, Boraginaceae, Labiatae,
Scrophulariaceae, Compositae.
Classe:
Monocotyledones
Famiglie: Liliaceae, Orchidaceae, Gramineae.
TESTI CONSIGLIATI
Pupillo P., Cervone F., Cresti M., Rascio N., 2003. Biologia Vegetale, Zanichelli, Bologna
Marchi P. et al., Famiglie di piante vascolari italiane: 1-60. Erbario Univ. “La Sapienza” Roma. Testo e/o CDrom.
Jahns H.M., Felci, muschi, licheni. Franco Muzzio, Padova.
Pandolfi M., Ubaldi D., Guida dei funghi d’Italia e d’Europa. Franco Muzzio, Padova.
Riedl R., Fauna e flora del Mediterraneo. Franco Muzzio, Padova.
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COLLOQUIO DI LINGUA INGLESE
(C.F.U. 2+2)
A) TITOLARE: Dott. Marvin OXENHAM
B) PROGRAMMA:
Obiettivi del corso:
• Omologare il livello di lingua inglese degli studenti della Facoltà di Scienze MM.FF.NN. al livello B1 (lowerintermediate).
• Certificare tale livello tramite il Preliminary English Test (PET) della Cambridge University, fornendo
un’adeguata preparazione a sostenere questo test (facoltativo).
• Avere una funzione propedeutica per il corso Advanced English.
Testi
•
•
•
Per il PET: Hashemi, L. e Thomas, B., Objective PET, Cambridge University Press, 2003
Per la proiezione e le esercitazioni supplementari: Greenhall, S. Reward: Interactive Course of English – PreIntermediate, MacMillan Publishers, 1999
Per la grammatica: Essential Grammar in Use di Raymond Murphy, Cambridge University Press
Svolgimento delle lezioni
• E’ fortemente consigliato agli studenti la frequenza.
• Oltre l’insegnamento frontale, le esercitazioni e le correzioni delle stesse, lo studente verrà familiarizzato con
le modalità e i contenuti del PET test.
• Le lezioni verranno integrate dalla proiezione di lezioni ed esercizi tratti da Reward: Interactive Course of
English. Gli studenti che ne fanno richiesta verranno avviati all’utilizzo del medesimo per l’esercitazione
personale nelle aule multimediali dell’Ateneo.
Esame
• L’esame finale del corso include reading and writing, listening e speaking (un fac-simile del PET test).
Superamento di tale esame darà esito ad una valutazione “positiva”.
• Dopo due settimane dall’inizio delle lezioni è prevista una prova d’esonero (simile nel formato all’esame
finale). Si ricorda che la verbalizzazione dell’esame dovrà avvenire comunque nel corso delle sessioni
programmate di esame.
• Nota: coloro che vogliono anche sostenere il PET test della Cambridge University e ottenere la relativa
certificazione, ne devono fare separata richiesta e pagamento (nota: il pagamento del PET test è ridotto per gli
studenti iscritti all’Ateneo).
CHIMICA BIOLOGIA
9
(C.F.U. 9)
A) TITOLARE: Proff. Vincenzo BUONOCORE – Carlo CAPORALE
B ) PROGRAMMA:
PROTEINE ED ACIDI NUCLEICI
Gli elementi chimici della materia vivente; il ruolo dell’acqua nei processi biologici; il legame di idrogeno.
Struttura e proprietà degli amminoacidi proteici. Formazione e geometria del legame peptidico; le
strutture secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Funzioni delle molecole proteiche. Esempi di
correlazione tra struttura e funzione di proteine; mioglobina ed emoglobina; collagene.
Ruolo e classificazione degli enzimi. Cinetica e termodinamica delle reazioni catalizzate.
L’equazione di Michaelis e Menten; significato e determinazione di Km e Vmax. Funzione dei principali
coenzimi e loro rapporto con le vitamine.
Struttura e funzione dei nucleotidi. Struttura e proprietà del DNA; il principio della complementarità;
la doppia elica. Struttura e funzione di RNA messaggero, ribosomale e di trasferimento. I processi di
replicazione e trascrizione; il codice genetico; fasi, direzione e regolazione della sintesi proteica.
METODOLOGIE DI BASE NELL'INDAGINE BIOCHIMICA
I principi generali dell' indagine biochimica. Trattazione dell' errore. I tamponi. Punti isoelettrici di
amminoacidi e proteine.
Spettrofotometria:
Spettrofotometria di assorbimento e di emissione. Legge di Lambert-Beer e sue applicazioni. Assorbimento
dei gruppi cromofori di proteine, DNA, coenzimi. Fattori che influenzano l' assorbimento. Titolazione
spettrofotometrica di amminoacidi e proteine. Impiego dei metodi di spettrofotometria differenziale e
perturbazione del solvente.
Metodi di separazione di proteine ed acidi nucleici:
La sedimentazione: teoria ed applicazioni. Sedimentazione differenziale ed in gradiente di densità.
Ultracentrifuga analitica. Elettroforesi ed elettrofocalizzazione di proteine ed acidi nucleici con applicazioni.
Southern, Northern, Western blotting. Dialisi ed ultrafiltrazione. La teoria nelle cromatografie di
adsorbimento e ripartizione. Teoria ed applicazioni delle cromatografie di gel filtrazione, scambio ionico,
interazione idrofobica, affinità. HPLC.
METABOLISMO
Struttura dei principali carboidrati naturali. La glicolisi; le vie fermentative del piruvato. La via del
fosfogluconato.. Anabolismo dei carboidrati; gluconeogenesi. Metabolismo di disaccaridi e polisaccaridi;
degradazione e sintesi del glicogeno.
Struttura dei principali lipidi semplici e complessi. La degradazione dei triacilgliceroli; ß-ossidazione
degli acidi grassi. Destino del propionato. Formazione dei corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi;
complesso dell'acido grasso sintetasi.
Il catabolismo delle proteine. Enzimi proteolitici. Generalità sul destino dello scheletro carbonioso
degli amminoacidi. Destino dell'azoto α-amminico degli amminoacidi; ciclo dell'urea.
La produzione di energia nel metabolismo centrale; il ciclo degli acidi tricarbossilici. La catena di
trasporto degli elettroni; fosforilazione ossidativa; la teoria chemioosmotica.
TESTI CONSIGLIATI (in alternativa)
LEHNINGER, NELSON, COX: Principi di Biochimica (Zanichelli)
GARRETT, GRISHAM: Biochimica (Zanichelli).
VOET, VOET, PRATT: Fondamenti di biochimica (Zanichelli) 2001.
Testi consigliati per la parte metodologica
NNFA, BALLOU: Metodologie di base per la biochimica e la biotecnologia (Zanichelli)
REED, HOLMES, WEYERS, JONES: Metodologie di base per le scienze biomolecolari (Zanichelli)
WILSON, WALKER: Metodologia biochimica (Raffaello Cortina)
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CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
(C.F.U. 6+1)
A) TITOLARE: Dott. Patrizio CECCHI
B) PROGRAMMA
C)
Primo Modulo
Inquadramento della Chimica nell’ambito delle discipline scientifiche e definizione del suo campo di
indagine e dei suoi obiettivi.
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Fasi. Sostanze ed Elementi Chimici.
Molecola. Struttura atomica della materia: Teoria Atomica. Proprietà dell’atomo: massa e dimensioni. Isotopi
e Isobari. Numero di Avogadro, concetto di Mole, Massa Atomica e Molecolare, Massa Molare.
Esercitazioni numeriche.
Il Sistema Periodico e periodicità delle principali proprietà degli elementi. Modello Generale per la
formazione di Composti Binari Semplici. Formazione di Ossidi e Idrossidi Metallici. Formazione di Ossidi
Non-Metallici (Anidridi) e Idrossiacidi. Formazione di Sali. Reazioni Chimiche e loro significato quantitativo.
Reagente limitante. Numero di ossidazione. Reazioni Redox. Esercitazioni numeriche.
Il Legame Chimico. Carica discreta. Legame ionico puro. Legame Covalente. Formalismo delle strutture a
punto-elettrone. Conteggi di elettroni. Similitudine delle specie chimiche: isoelettronicità. Cenni alla teoria
del Legame di Valenza. Requisiti per la sovrapposizione di orbitali. Polarità nei legami covalenti.
Elettronegatività. Ibridazione nella teoria del Legame di Valenza. Importanti differenze tra legami sigma e
legami p-greco. Angoli di legame.
Rassegna di strutture molecolari e concetto di Risonanza. Dipendenza dell’elettronegatività
dall’ibridizzazione di un atomo. Cenni sulla teoria VSEPR. Legame Dativo. [Legame chim. Secondo la teoria
degli Orbitali Molecolari. Approssimazione LCAO. Legame Metallico]. Legami Intermolecolari. Legame
Idrogeno. Momento Dipolare. Forze dipolari. Esempi.
Gli Aeriformi. Gas Ideale e sue Leggi. Definizione della temperatura assoluta. Principio di Avogadro.
Equazione di stato dei gas ideali. Determinazione della massa molare di un gas ideale. Miscele di gas e
Legge di n incr. Gas reali. Liquefazione di Aeriformi, Fenomeni Critici e distinzione tra Gas e Vapori.
Teoria Cinetica dei Gas: principali risultati. Distribuzione delle velocità molecolari. Esercitazioni numeriche.
Termodinamica ed Equilibrio. Reversibilità, spontaneità ed equilibrio. Lavoro Meccanico. Calore.
Temperatura. Principio Zero della Termodinamica. Energia Interna. Primo Principio della Termodinamica.
Trasformazioni basilari. Applicazioni del Primo Principio. Entalpia. Entropia e Secondo Principio. Stabilità
energetica e stabilità probabilistica. Capacità termica (Calore specifico). Terzo Principio. Energia Libera.
Esercitazioni.
D)
Secondo Modulo
Lo Stato solido. Lo stato liquido. Soluzioni. Espressioni principali della Concentrazione. Stati di Riferimento
ed Attività. Equilibrio Chimico. Relazione quantitativa tra n in e Costante di equilibrio. Dipendenza di K
dalla temperatura. Equilibri eterogenei. [Equilibri tra le fasi nei sistemi a un componente. Diagrammi di
stato.] Aspetti numerici connessi al calcolo delle costanti di equilibrio. Esercitazioni numeriche.
Idealità di una soluzione. Pressione di Vapore. Proprietà Colligative. Esercitazioni.
Equilibri Ionici In Soluzione. Equilibri di solubilità. Solubilità e Costante di solubilità. Effetto dello ione
comune. Equilibri Acido – Base. Definizioni di acido e base. Grado di dissociazione. Costante di
autoprotolisi dell’acqua. Condizione di neutralità. Forza di acidi e basi. Ph di Acidi o Basi Forti. Ph di Acidi o
Basi Deboli. [Ph di elettroliti anfiprotici.] [Sali poco solubili e Ph.] [Equilibri di Complessazione.]
Approfondimenti facoltativi. Influenza della dissociazione dell’acqua sugli equilibri acido-base. Come
riconoscere gli acidi e le basi nelle soluzioni di Sali. Acidi Poliprotici (Basi poliprotiche). Esercitazioni.
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Soluzioni contenenti (analiticamente) 2 specie. [Acido Forte + acido Debole (Base Forte + Base Debole). 2
Acidi Deboli (2 Basi Deboli)]. Acido Debole + Sua Base Coniugata (Base Deb. + suo Ac. Coniugato).
Miscela di Sali di acidi (basi) poliprotici. Potere tamponante di una soluzione. Soluzioni Tampone. [Solubilità
di Idrossidi Metallici in funzione del Ph.] Esercitazioni numeriche.
Titolazioni. Indicatori di Ph. [Normalità.] Titolazioni Acido Forte – Base Forte o viceversa. Titolazioni Acido
Debole – Base Forte o viceversa. Esercitazioni numeriche.
[ n incrocio
a (cenni). Nozioni basilari sulle grandezze elettriche. Conduttività di soluzioni. Pile o Celle
Galvaniche. Equazione di Nernst. Condizione di Equilibrio e Forza Elettro-motrice. Potenziale relativo a una
semicella. Pile a concentrazione. Misura potenziometrica del Ph. Approfondimenti facoltativi. Calcoli sulle
situazioni di equilibrio nelle pile.]
Cenni di Cinetica Chimica. Principali n incroc e composti degli elementi fino al II periodo. Cenni alla
chimica dei processi di complessazione metallica di importanza biologica.
•
Testi Consigliati:
Dispense e Appunti dalle Lezioni del Docente
Tali Dispense sono state rielaborate e aggiornate (saranno disponibili circa due mesi prima dell’inizio delle
Lezioni e ne sarà data comunicazione su data e reperibilità delle stesse), pertanto si consiglia di non usare
quelle degli anni precedenti.
Il Programma qui sotto esposto è un sommario di ciò che lo studente può trovare ampiamente svolto nelle
Dispense e Appunti dalle Lezioni del Docente. Tali Dispense sono divise in una Parte teorica (contenente
anche diversi esempi ed esercitazioni numeriche svolti) e una Parte di Esercitazioni svolte (riguardanti, per
lo più, la Stechiometria). Ciò premesso, si consiglia di consultare:
Teoria:
Esercizi:
F. Cacace, U. Croatto, Istituzioni di Chimica, Bulzoni Editore, Roma
F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni Editore, Roma
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CHIMICA ORGANICA
(C.F.U. 6+1)
A) TITOLARE: Prof. Raffaele SALADINO
B) PROGRAMMA:
MODULO A
1.0 LA STRUTTURA
1.1 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 (stereoiosomeria cis–trans). Alcani biciclici e
policiclici. Ruolo naturale ed applicazioni degli alcani.
1.2 Alcheni. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3 . Nomenclatura . Proprietà fisiche. Stabilità (calore di
idrogenazione. Calore di combustione). Sistema di nomenclatura (E)-(Z) per gli alcheni. Cicloalcheni.
Funzione biologica.
1.3 Alchini. Introduzione . Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
1.4 Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alogenuri alchilici. Alcoli. Eteri. Ammine. Aldeidi e
chetoni. Acidi carbossilici. Eteri ed ammidi. Introduzione. Struttura. n incrocio . Proprietà fisiche.
1.5 Stereochimica. Introduzione. Chiralità del carbonio. Enantiometri e molecole n incr. Rappresentazione
grafica. Nomenclatura ® (S). Attività ottica (potere rotatorio specifico, definizione di racemo, ottica).
Diastereoisomeri (composti meso). Molecole n incr senza carboni n incr.
1.6 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.
1.7 Carboidrati. Classificazione. Monosaccaridi. Mutarotazione e Formazione dei glucosidi. Configurazione
D o L. Disaccaridi. Polisaccaridi.
1.8 Proteine. Struttura degli α-amminoacidi. Nomenclatura. Legame peptidico. Oligopeptidi.
1.9 Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligoucleotidi.
Lipidi.
MODULO B
2.0 LA REATTIVITA’
2.1 Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilià e struttura.
Termodinamica e cinetica.
Alogenazione degli alcani superiori.
2.2 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.
2.3 Reazione EI . Reazione E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione . Reazioni di sostituzione ed
eliminazione di interesse biologico.
2.4 Reazioni del doppio legame C=C. Reazione di addizione. Addizione di acidi alogenidrici. Regola di
Mrkovnikov. Reazioni regioselettive. Addizione di acqua. Ossimercurazione – demercurazione.
Idroborazione. Addizione degli alogeni. Epossidi. Ossidazione degli alcheni. Addizione di radicali.
2.5 Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica . Meccanismo. Alogenazione del
benzene. Nitrazione. Solfonazione. Alchilazioneed acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti.
Sostituzione nucleofila aromatica.
2.6 Reazione dei composti carbonilici e carbossilici. Acidità. Ioni enolato. Tautomeria. Condensazione
alcolica. Condensazione di claisen. Sintesi acetacetica. Sintesi malonica. Addizioni di Michael. Reazione di
Mannich.
2.7 Reazioni di ossidazione e riduzione.
13
CITOLOGIA ED ISTOLOGIA
(C.F.U. 8)
A) TITOLARE: Prof. Luigi BOSCO
B) PROGRAMMA:
Citologia
Il concetto di organismo vivente. La teoria cellulare. Procarioti ed Eucarioti.
Organismi unicellulari e pluricellulari.
I livelli di organizzazione degli organismi pluricellulari: cellule differenziate, tessuti, organi. Ordini di
grandezza delle dimensioni dei diversi organismi e dei diversi livelli di organizzazione.
Composizione chimica dei viventi. L’acqua: sue caratteristiche di interesse biologico. Sospensioni e
soluzioni. Gli ioni. Il pH delle soluzioni. Il legame idrogeno.
L’ atomo di Carbonio e la chimica della vita. Il concetto di “simmetria” nei composti del Carbonio di
interesse biologico.
Le macromolecole: i principali glucidi di interesse biologico (esosi e pentosi).
Isomeria sterica e ottica. I loro polimeri. I principali lipidi di interesse biologico (fosfolipidi, acidi
grassi, steroidi … ). Idrofilia e idrofobia.
Composti idrosolubili e liposolubili. Le proteine come polimeri di amminoacidi. Struttura primaria,
secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine glicosilate e lipoproteine. La “forma” delle
macromolecole proteiche in relazione alla loro funzione. Gli enzimi come catalizzatori biologici. Gli acidi
nucleici. Struttura del DNA. Duplicazione del DNA. Struttura e biosintesi degli RNA.
Il metabolismo energetico: dalla fotosintesi alla respirazione. Trasportatori di elettroni e di protoni.
Nucleotidi trifosfati.
Cenni sui metodi di studio delle macromolecole biologiche.
La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Caratteristiche comuni e differenze tra
procarioti ed eucarioti, tra cellule vegetali ed animali. Metodi di studio della cellula: i diversi tipi di
microscopi, centrifugazione frazionata, etc.
Le membrane cellulari: composizione chimica e caratteristiche. Il modello a mosaico fluido. Proteine
intrinseche ed estrinseche. Proteine glicosilate e glicolipidi e lipoproteine di membrana.
La membrana plasmatica ed il “riconoscimento” tra cellule. Il glicocalice. Permeabilità e trasporto attivo.
Processi di endocitosi e di esocitosi. Potenziale di membrana. Endocitosi mediata da recettori. Giunzioni
Intercellulari. Giunzioni meccaniche (desmosomi); giunzioni sigillanti; giunzioni comunicanti e di
accoppiamento elettronico. I plasmodesmi delle cellule vegetali. Analogie funzionali tra giunzioni
comunicanti delle cellule animali e plasmodesmi delle cellule vegetali.
Le membrane endocellulari nelle cellule eucariotiche. Biogenesi delle membrane. Il sistema vascolare. Il
reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Il vacuolo centrale delle cellule vegetali. L’ apparato del Golgi. I
lisosomi e la digestione endocellulare. Pinocitosi e fagocitosi. I Perissisomi. Organuli delimitati da
membrana caratterizzati dalla presenza di membrane interne: mitocondri e plastidi delle cellule vegetali
(Cloroplasti leucoplasti e cromoplasti). Probabile origine di mitocondri e plastidi. Caratteristiche delle
membrane di questi organuli. Rapporto tra organizzazione strutturale e funzione del metabolismo
energetico delle membrane di mitocondri e cloroplasti.
Lo ialoplama, il citoscheletro e la “forma” delle cellule negli organismi animali e vegetali. Microtubuli,
microfilamenti e filamenti intermedi. La parete rigida delle cellule vegetali.
Il movimento cellulare. Controllo e regolazione dei movimenti endocellulari. Movimento ameboide. Ciglia e
flagelli. I cetrioli. I ribosomi: Struttura, sintesi e funzione.
Il nucleo degli eucarioti e il suo equivalente nei procarioti. Struttura del nucleo interfasico. Eucromatina ed
eterocromatina. Eterocromatina strutturale e facoltativa. Il nucleolo. Involucro nucleare e pori nucleari.
Comunicazioni nucleo-plasmatiche.
Composizione chimica della cromatina e sua organizzazione. Gli istoni e i nucleosomi.
Il ciclo cellulare. L’ interfase ( fasi G1, S, G2). Il DNA e la sua funzione genetica. DNA a sequenza unica,
mediamente e altamente ripetitivo. Codice genetico e sintesi proteica. Il DNA nei mitocondri e nei plastidi.
Biosintesi e funzione degli RNA messaggero, ribosomiale e di trasferimento. Cenni sul meccanismo della
sintesi proteica. Modelli di regolazione genica. Attivazione selettiva dei geni e differenziamento. Nuclei
interfasici con caratteristiche peculiari: i cromosomi politenici.
Il ciclo cellulare: la divisione cellulare. Cellule apolidi, diploidi e poliploidi. La mitosi (divisione equazionale)
nelle cellule animali e vegetali. La divisione cellulare nei procarioti. Il “cromosoma” batterico. I cromosomi
eucariotici. Struttura dei cromosomi. Modello del cromosoma ad anse superavvolte. La meiosi o divisione
riduzionale. Fasi e sottofasi della meiosi, il significato della meiosi.
14
Cellule somatiche e cellule germinali. Fase apolide e fase diploide. Meiosi zigotica, intermedia e terminale.
Caratteristiche particolari dei gameti.
La gametogenesi nei vertebrati superiori. Differenziamento delle gonadi e migrazione dei protogoni. La
gonade differenziata: testicolo ed ovaio. Differenze tra gametogenesi maschile e femminile. La meiosi:
descrizione del processo e suo significato genetico.
Spermatogenesi e spermioistogensi (con particolare riferimento ai vertebrati). Struttura del tubulo
seminifero. Gli spermatozoi maturi.
Oogenesi. Maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Specificità del differenziamento della
cellula uovo: sintesi ed accumulo di sostanze di particolare importanza nelle prime fasi dello sviluppo
embrionale: RNA messaggeri a lunga vita, proteine specifiche con ruolo informazionale. L’ accumulo nel
citoplasma dell’ uovo di sostanze nutritizie di riserva: sintesi extra-ovulare e meccanismi di trasporto.
Correlazioni temporali tra maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Particolari della prima
profase meiotica nell’ oogenesi: i cromosomi a spazzola. Influenze ormonali sulla maturazione dei gameti.
Ciclo estrale e ciclo mestruale.
Istologia
I quattro tessuti fondamentali e la loro derivazione embrionale. Pluricellularità e differenziamento.
Tessuto epiteliale. Caratteristiche generali. Epiteli di rivestimento. Classificazione e funzioni.
Specializzazione della superficie libera. Ciglia, microvilli. Rapporti tra cellule e strutture di giunzione: zonula
occludens, zonula adherens e desmosomi. La superficie basale degli epiteli: rapporto con il tessuto
connettivo e la lamina basale. Rinnovo degli epiteli di rivestimento: lo strato germinativo.
Epiteli ghiandolari. Ghiandole endocrine ed esocrine: caratteristiche e differenziamento embrionale. Criteri
di classificazione. Specializzazioni citoplasmatiche delle cellule ghiandolari correlate alle loro funzioni
specifiche. La secrezione.
Tessuto connettivo. I diversi tessuti connettivi: caratteristiche generali e caratteristiche specifiche dei
diversi tessuti connettivi. Il connettivo propriamente detto. Classificazione
dei connettivi. Fibre collagene reticolari ed elastiche: caratteristiche morfofunzionali. Le cellule del
connettivo e loro funzione. Il connettivo e i processi di difesa dell’ organismo. Il sistema reticolo istiocitario.
Tessuti connettivi particolari. Il tessuto adipo. Il sangue.
Funzioni. Il plasma: composizione e funzioni. Eritrociti e globuli bianchi: caratteristiche morfologiche e
funzionali. Migrazione delle cellule della serie bianca tra sangue e connettivo. Differenziazioni cellulari e
funzioni specifiche nel connettivo. Le piastrine: origine e funzione. Tessuti ematopoietici. Ematopoiesi
linfoide e mieloide. L’ ematopoiesi embrionale e fetale.I vasi sanguigni e linfatici: caratteristiche generali.
Arterie, vene e capillari.
Connettivi di sostegno. Il tessuto cartilagineo. La matrice e i condrociti. Istogenesi e fenomeni degenerativi
della cartilagine.
Tessuto osseo. Funzione di sostegno e di riserva degli ioni Calcio. Osso spugnoso e osso
compatto. Struttura microscopica dell’ osso: l’ osteone. Osteoblasti, osteociti, osteoclasti: stabilità dinamica
del tessuto osseo. Istogenesi dell’ osso: ossificazione intramembranosa o da modello cartilagineo
(ossificazione endocondrale).
Tessuto muscolare. Tessuto muscolare liscio: distribuzione e funzioni. Giunzioni elettriche e
sincronizzazione della contrazione muscolare. Il tessuto muscolare scheletrico. Struttura e ultrastruttura
della fibra muscolare. Miofibrille e miofilamenti: il sarcomero. La contrazione muscolare.
Il tessuto muscolare cardiaco: caratteristiche differenziali. Connessioni tra cellule: dischi intercalari,
struttura e funzione nella sincronizzazione della contrazione muscolare.
Tessuto nervoso. Il sistema nervoso centrale e periferico. Morfologia del neurone. Citoscheletro e
flusso assoplasmatico. Neurotubuli e neurofilamenti. L’ assone e la fibra nervosa. Fibre mieliniche e fibre
amieliniche. Cenni sulla conduzione dell’impulso nervoso. La sinapsi. Neuromediatori. Nevroglia. Origine
embrionale del tessuto nervoso. La barriera emato-encefalica.
C)
TESTI CONSIGLIATI
BIOLOGIA CELLULARE
Alberts et al., Biologia molecolare della Cellula, Zanichelli 1996.
Wolfe S.L., Introduzione alla Biologia Molecolare della cellula, Edises 1996.
Wolfe S.L, Biologia molecolare e cellulare, Edises 1994.
ISTOLOGIA
Bergem et al; Istologia Edises.
Molinaro et al. Istologia di V. Monesi, Piccin 1992.
Rosati P. et al; Istologia, Edi-Ermes
15
ATLANTI DI ISTOLOGIA
Fiedler Lieder, Atlante di Istologia, Muzzio, 1992.
Stevens, Lowem, Istologia, Ambrosiana 1993.
Rizzoli et al. Guida illustrata all’ Istologia (con diapositive), Piccin 1981.
Wheater,Burkitt, Istologia e anatomia microscopica, Ambrosiana 1988.
16
COLLOQUIO DI INFORMATICA
(C.F.U. 4)
A) TITOLARE: Dott. Paolo SENSINI
A) PROGRAMMA:
Scopo del corso
Permettere un utilizzo del computer che sia cosciente della struttura della macchina, senza doverne peraltro
conoscere i dettagli tecnologici. L’ introduzione analizza il riquadro che storicamente porta alla realizzazione
degli attuali computer, in modo da chiarire i concetti alla base del calcolo automatico e rendere maggiormente
comprensibili gli attuali orientamenti dell’ informatica. Successivamente si introducono i concetti di modello e
algoritmo. Si inizia quindi ad individuare tutte le componenti logiche di un computer, le loro funzioni e le loro
interazioni, anche in relazione ai sistemi operativi. Un breve cenno ai linguaggi di programmazione alle basi
dati precede la trattazione delle interfacce uomo macchina, per giungere all’ utilizzo pratico di alcuni pacchetti
software standard.
1 – Breve storia del computer
Pascal
Von Neuman
n inc
Eniac
2 – Algoritmi e modelli
Concetto di modello
Parametri di un modello
Flussi procedurali
Algoritmi
Alcuni esempi
3 – Le componenti logiche del computer
Unità centrale
Memoria centrale
Memoria di massa
Periferiche: stampanti, scanner, modem etc.
4 – Il sistema operativo
Funzione dei sistemi operativi
Principali sistemi operativi: DOS, Linux, MS Windows, etc.
5 – I linguaggi di programmazione
Cosa è un linguaggio di programmazione
Codice macchina
I principali linguaggi:
Basic
C
Fortran
Cenni su altre famiglie di linguaggi
6 – Le basi dati
La memorizzazione dei dati
Il file system e a sua organizzazione
File sequenziali
Basi di dati gerarchiche e relazionali
Ipertesti e ipermedia
7 –Le Interfacce utente
Le interfacce alfanumeriche: interazioni tramite comandi
Le interfacce grafiche: interazione tramite mouse
8 – Uso di pacchetti standard
Utilizzo di MS-Word
Utilizzo di Excel
Utilizzo di Powerpoint
9 – I computer in rete
Cosa è una rete di computer
17
Esercitazioni (1 o 2 da definire)
Avranno lo scopo di verificare l’ effettivo apprendimento delle parti di corso squisitamente più pratiche.
Verteranno quindi sull’ utilizzo dell’ interfaccia e sulla padronanza dei pacchetti standard.
Materiale didattico
Parte del materiale verrà reso disponibile durante il corso in forma di dispense.
Per resto si utilizzerà il testo:
“Il testo e il computer” di Giuseppe Gigliozzi, Bruno Mondatori, Milano 1997
18
ECOLOGIA
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE : Prof. Giuseppe NASCETTI
B) PROGRAMMA:
Modulo A
Generalità: lo sviluppo storico dell’ ecologia – L’ ecologia e il suo dominio – Stato attuale della ricerca
ecologica in Italia.
Ecologia delle 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 –
classificazione dei suoli – humus – attività biologica del suolo
Ecologia evolutiva: analisi genetica delle popolazioni – legge di Hardy-Weinberg – variabilità genetica –
forze evolutive (mutazioni, selezioni, flusso genetico, deriva genetica) – n incrocio – 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): 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
Ecologia di popolazione (relazioni interspecifiche): simbiosi facoltativa ed obbligatoria – commensalismo –
inquinilismo – antibiosi – parassitismo – adattamenti alla vita parassitaria – coevoluzone – 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
Modulo B
Ecologia di comunità: biomassa (definizione, metodi di studio, distribuzione, accumulo) – comunità biotiche
(comunità chiuse e aperte, metodi di campionamento, analisi della composizione, associazioni vegetali) –
relazioni trofiche e funzionali delle comunità – comunità insulari – biogeografia delle isole – successioni
(cause, fasi e stadi, climax) – successioni lineari e cicliche – successioni nelle comunità planctoniche –
esempi di successioni in Italia – variazioni paleoclimatiche e dinamica delle comunità – biodiversità a livello
delle comunità (in relazione a: successioni, climax, nicchia ecologica)
Ecologia ecosistemica; Processo di fotosintesi – produttività primaria e fattori limitanti – metodi di
misurazione della produttività primaria – produttività primaria nei diversi ecosistemi – piramidi ecologiche –
produttori primari, consumatori, decompositori – flusso di energia negli ecosistemi – cicli biogeochimici
(acqua, carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, zolfo) – esempi di ecosistemi terrestri ed acquatici
Cenni di ecologia applicata: gestione delle risorse naturali – valutazione di impatto ambientale – recupero e
conservazione di ecosistemi a rischio
C) TESTI CONSIGLIATI
L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, “Ecologia Generale”. UTET
E. Edum, “Basi di Ecologia”, Piccin Editore.
19
ECOLOGIA APPLICATA
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE: Dott. Adel MOTAWI
B) PROGRAMMA:
Modulo 1. Misura delle componenti ambientali
A. Componente Atmosfera
1. Principali caratteristiche fisiche dell’ atmosfera. 2. Principali fenomeni atmosferici. 3. Clima e microclima.
B. Componente Suolo
1.Generalità. 2. Principali proprietà fisiche e loro misura. 3. Proprietà chimiche e loro misura. 4.
Caratteristiche biochimiche e loro misura.
C. Componente Acque
1. Acque correnti: aspetti fisici, aspetti chimici, misura delle caratteristiche biologiche, caratteristiche
ideologiche.
2. Acque lacustri: misura delle proprietà fisiche, aspetti chimici. caratteristiche biologiche, caratteristiche
idrodinamiche.
3. Acque di transizione: generalità, principali aspetti chimici e fisici della qualità, aspetti biologici.
D. Indicatori ed indici
1. indicatori. 2. Indici. 3. Criteri di costruzione di un indice. 4. Limite di applicazione di un indice.
E. Definizione e quantificazione delle caratteristiche di qualità dell’ Ambiente
1. Definizioni. 2. Cenni sulle dinamiche di stato degli ecosistemi sottoposti a perturbazione.
Modulo 2. Fattori di deterioramento ambientale
A. Inquinamento dell’ Atmosfera
1. Cenni sull’ inquinamento ambientale. 2. Sorgenti. 3. Principi di statistica. 4 Indici di qualità dell’ aria. 5.
Standard di qualità dell’ aria. 6. Cenni di fluidodinamica atmosferica. 7. Inquinamento e vegetazione. 8.
Rumore urbano.
B. Inquinamento delle Acque
1. Fattori causali dell’ inquinamento. 2. Conseguenze sull’ambiente acquatico. 3. Fenomeni di
autodepurazione delle acque. 4. Inquinamento delle acque sotterranee. 5. Inquinamento dei laghi. 6.
inquinamento dei fiumi.
C. Inquinamento del Suolo
1. Inquinamento in base all’ origine. 2. Inquinamento in base alla natura dei contaminanti. 3 . Processi di
trasformazione dei contaminanti del suolo. 4. Capacità autodepurativa del suolo. 5. Inquinamento del suolo
agricolo. 6. Inquinamento del sottosuolo e delle falde.
D. Contaminazione globale
1. Piogge acide ed effetti ambientali. 2. Effetto serra. 3. Buco dell’ ozono.
TESTO CONSIGLIATO:
Marchetti R., 1993, Ecologia Applicata. Città Studi, Milano
20
ESERCITAZIONI NUMERICHE
C.F.U. 5+1
A) TITOLARE : Dott. Patrizio CECCHI
B) PROGRAMMA:
Esercitazione numeriche propedeutiche per chimica generale ed inorganica.
A) TITOLATE.: Prof. Anna Rita BIZZARRI
B) PROGRAMMA.
Risoluzione di problemi ed esercitazioni numeriche relative al corso di Fisica ( vedi
programma)
A) TITOLARE: Prof. Antonio LEONELLI
B) PROGRAMMA:
Contattare il docente
21
FISICA
(C.F.U. 5+1)
A) TITOLARE: Prof. Salvatore CANNISTRARO
B) PROGRaMMA:
La fisica e sua relazione con le altre discipline. Modelli, teorie, leggi,
misure e incertezze. Unità di misura (Sistema Internazionale). Matematica nella
fisica.
Descrizione del moto:cinematica in una dimensione. Cinematica in due dimensioni;
vettori.
Moto e forze: dinamica. Moto circolare; gravitazione. Lavoro e energia. Potenza.
Quantità di moto.
Moto rotatorio. Corpi in equilibrio: elasticità e frattura. Fluidi (statica,
dinamica, viscosità, tensione superficiale). Vibrazioni e onde (moto armonico,
suono). Richiami di: temperatura e teoria cinetica, calore, principi della
termodinamica, macchine termiche, entropia.
Carica elettrica e campo elettrico. Potenziale elettrico ed energia elettrica;
capacità. Correnti elettriche. Circuiti in corrente continua.
Magnetismo.Induzione elettromagnetica e leggi di Faraday.
Onde elettromagnetiche e loro spettro. La luce: ottica geometrica. Natura
ondulatoria della luce(interferenza, diffrazione, spettroscopia,
polarizzazione). Strumenti ottici. Teoria quantistica e modelli dell’atomo.
Molecole e solidi. Nucleo e radioattività. Effetti biologici delle radiazioni.
Risoluzione di problemi ed esercitazioni sperimentali sugli argomenti svolti.
C)TESTI CONSIGLIATI
- D.C.Giancoli: “Fisica principi e applicazioni”. Casa Editrice Ambrosiana.
- D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: “Fondamenti di fisica”. Casa Editrice
Ambrosiana.
- J.Kane, M.M.Sternheim: “Fisica Biomedica” Casa Editrice EMSI.
22
FISIOLOGIA
(C.F.U. 9)
A) TITOLARE : Prof. Giovanni CASINI
B) PROGRAMMA:
5 CFU
Concetti di base
Omeostasi; Feedback; Modello sperimentale; Unità funzionale.
Trasporti attraverso la membrana plasmatica
Trasporto attivo e trasporto passivo;
La pompa sodio-potassio.
Potenziale di membrana
Canali ionici a perdita;
Potenziale di equilibrio di uno ione.
Potenziale di azione
Canali ionici a controllo di potenziale;
Genesi del potenziale di azione.
Conduzione del potenziale
Conduzione elettrotonica;
La guaina mielinica e la conduzione saltatoria.
Sinapsi
Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche;
Sinapsi neuro-muscolare;
Proteine G e secondi messaggeri (generalità);
EPSP e IPSP;
Fisiologia sensoriale
Generalità: organi di senso, recettori sensoriali e organizzazione dei sistemi sensoriali.
Muscolatura volontaria
Contrazione muscolare e accoppiamento elettromeccanico.
Riflessi
Recettori muscolari e riflessi spinali.
Sistema motorio
Organizzazione del sistema motorio.
Il sistema endocrino
Generalità: ghiandole endocrine e ormoni.
Sistema nervoso autonomo
Ortosimpatico e parasimpatico.
Il cuore
Miocardio specifico e aspecifico;
Regolazione nervosa della funzione cardiaca.
Il sistema circolatorio
Il sistema arterioso: pressione arteriosa e resistenze periferiche;
Scambi di soluti a livello dei capillari;
Il sistema venoso.
Funzione respiratoria
Meccanica respiratoria;
Trasporto di O2 e CO2 nel sangue;
Interazioni nel trasporto di O2 e CO2.
Funzione renale
Nefrone;
Filtrazione glomerulare;
Riassorbimento e secrezione tubulari.
Funzione digestiva
Motilità del canale alimentare;
Secrezione salivare, gastrica ed intestinale;
Assorbimento intestinale;
Il pancreas esocrino.
1 CFU
Frequenza della parte di Fisiologia del "Laboratorio Metodologico"
23
C) TESTI CONSIGLIATI:
D.U. Silverthorn "Fisiologia Umana" (2000). Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
D. Randall, W. Burggren, K. French "Fisiologia Animale: meccanismi e adattamenti" (1999). Zanichelli,
Bologna.
D. Purves, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, L.C. Katz, A.-S. LaMantia, J.O. McNamara "Neuroscienze"
(2000). Zanichelli, Bologna.
Presentazione delle lezioni in Power Point
(
24
FISIOLOGIA
(CFU 5+1)
A) TITOLARE: Prof. Giovanni CASINI
B) PROGRAMMA:
Concetti di base
Omeostasi; Feedback; Modello sperimentale; Unità funzionale.
Trasporti attraverso la membrana plasmatica
Concetto di gradiente (chimico, elettrico ed elettrochimico);
Trasporto attivo e trasporto passivo;
La pompa sodio-potassio.
Potenziale di membrana
Canali ionici a perdita;
Equilibrio di Gibbs-Donnan;
Potenziale di equilibrio di uno ione;
Equazioni di Nernst e di Goldman.
Potenziale di azione
Canali ionici a controllo di potenziale;
Genesi del potenziale di azione.
Conduzione del potenziale
Conduzione elettrotonica;
La guaina mielinica e la conduzione saltatoria.
Sinapsi
Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche;
Sinapsi neuro-muscolare;
Proteine G e secondi messaggeri.
Neurotrasmettitori e neuromodulatori
Acetilcolina; recettori nicotinici e muscarinici;
Glutamato, GABA e loro recettori;
Catecolamine e loro recetori;
Neuropeptidi e neuromodulazione.
Meccanismi di rilascio del trasmettitore
Natura quantica;
Canali al calcio;
Proteine del terminale presinaptico;
Facilitazione e inibizione presinaptica.
Conduzione elettrotonica e integrazione neuronale
EPSP e IPSP;
Costanti di tempo e di spazio.
Fisiologia sensoriale
Generalità: organi di senso, recettori sensoriali e organizzazione dei sistemi sensoriali;
Retina e fototrasduzione;
Coclea e trasduzione dello stimolo uditivo;
Sensibilità tattile, termica e dolorifica;
Il senso dell'equilibrio;
Chemocettori: gusto e olfatto.
Muscolatura volontaria
Contrazione muscolare e accoppiamento elettromeccanico.
Riflessi
Recettori muscolari e riflessi spinali;
Interneuroni inibitori.
Sistema motorio
Organizzazione del sistema motorio;
Controllo della postura;
Gangli della base e cervelletto.
Il sistema endocrino
Generalità: ghiandole endocrine e ormoni;
Ipotalamo e ipofisi;
Ormoni pancreatici e regolazione della glicemia;
Ormoni tiroidei e regolazione del metabolismo.
25
Sistema nervoso autonomo
Ortosimpatico e parasimpatico.
Il cuore
Miocardio specifico e aspecifico;
Elettrocardiogramma;
Potenziali nelle cellule dei tessuti cardiaci;
Regolazione nervosa della funzione cardiaca;
Meccanismi sinaptici nella regolazione nervosa del cuore.
Il sistema circolatorio
Il sistema arterioso: pressione arteriosa e resistenze periferiche;
Controllo nervoso della pressione arteriosa;
Scambi di soluti a livello dei capillari;
Il sistema venoso.
Funzione respiratoria
Meccanica respiratoria;
Trasporto di O2 e CO2 nel sangue;
Interazioni nel trasporto di O2 e CO2;
Centri respiratori.
Funzione renale
Nefrone;
Filtrazione glomerulare;
Riassorbimento e secrezione tubulari;
Il sistema contro-corrente per il riassorbimento di acqua;
Regolazione della composizione dei liquidi extracellulari.
Funzione digestiva
Motilità del canale alimentare;
Secrezione salivare, gastrica ed intestinale;
Assorbimento intestinale;
Il pancreas esocrino;
Il fegato.
C) TESTI CONSIGLIATI:
D.U. Silverthorn "Fisiologia Umana" (2000). Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
D. Randall, W. Burggren, K. French "Fisiologia Animale: meccanismi e adattamenti" (1999). Zanichelli,
Bologna.
D. Purves, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, L.C. Katz, A.-S. LaMantia, J.O. McNamara "Neuroscienze"
(2000). Zanichelli, Bologna.
Presentazione delle lezioni in Power Point
26
FISIOLOGIA II
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE: Prof. Giovanni CASINI
B) PROGRAMMA:
Neurotrasmettitori e neuromodulatori
Acetilcolina; recettori nicotinici e muscarinici
Glutamato, GABA e loro recettori
Catecolamine e loro recetori
Neuropeptidi e neuromodulazione
Meccanismi di rilascio del trasmettitore
Natura quantica
Canali al calcio
Proteine del terminale presinaptico
Facilitazione e inibizione presinaptica
Conduzione elettrotonica e integrazione neuronale
EPSP e IPSP
Costanti di tempo e di spazio
Organi di senso
Retina e fototrasduzione
Coclea e trasduzione dello stimolo uditivo
Sensibilità tattile, termica e dolorifica
Il senso dell'equilibrio
Chemocettori: gusto e olfatto
Riflessi
Recettori muscolari e riflessi spinali
Interneuroni inibitori
Sistema motorio
Organizzazione del sistema motorio
Controllo della postura
Gangli della base e cervelletto
Il sistema endocrino
Ipotalamo e ipofisi
Ormoni pancreatici e regolazione della glicemia
Ormoni tiroidei e regolazione del metabolismo
Il sistema cardio-circolatorio
Potenziali nelle cellule dei tessuti cardiaci
Meccanismi sinaptici nella regolazione nervosa del cuore
Controllo nervoso della pressione arteriosa
La funzione respiratoria
Centri respiratori
Interazioni nel trasporto di O2 e CO2
Il rene e la regolazione del bilancio idrico-salino
Il sistema contro-corrente per il riassorbimento di acqua
Regolazione della composizione dei liquidi extracellulari
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C) TESTI CONSIGLIATI:
D.U. Silverthorn "Fisiologia Umana" (2000). Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
D. Randall, W. Burggren, K. French "Fisiologia Animale: meccanismi e adattamenti" (1999). Zanichelli,
Bologna.
D. Purves, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, L.C. Katz, A.-S. LaMantia, J.O. McNamara "Neuroscienze"
(2000). Zanichelli, Bologna.
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GENETICA
(C.F.U. 9)
A)TITOLARE: Prof: Fabrizio PALITTI
B) PROGRAMMA:
Le origini della Genetica. Le teorie di Darwin. La separazione fra soma e germe.
I problemi della Genetica.
La variabilità. Descrizione. Cause della variabilità. Gli esperimenti di Johannsen.
Genotipo e fenotipo. Lo studio dei gemelli.
Le leggi di Mendel. Storia. La Dominanza e la segregazione. L’indipendenza. Il poliibridismo.
I reincroci. Variazioni di dominanza. Il mendelismo nell’uomo. Azione e cooperazione tra i geni.
Pleiotropia. Rapporti mendeliani atipici. Allelia multipla. I gruppi sanguigni. Polimeria. Fattori letali.
Teoria cromosomica dell’eredità. Concordanza fra mendelismo e movimento dei cromosomi.
Eredità associata al sesso. Associazione e scambio. Teoria dello scambio.Il saggio a tre punti.
Mappe citologiche. I cromosomi giganti delle ghiandole salivari. Genetica delle cellule somatiche.
L’identificazione del materiale genetico. Esperimenti di Griffith. Esperimenti di Avery et al. Esperimenti di
Hershey e Chase. La struttura degli acidi nucleici. La duplicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti.
L’azione primaria dei geni. Il codice genetico: natura e decifrazione.
Mappe genetiche nei microrganismi. Trasformazione batterica.Coniugazione batterica.
Trasduzione.Genetica dei batteriofagi.
La struttura fine del gene. Analisi dei cistroni rII nel batteriofago.
Regolazione della trascrizione genica. La regolazione del sistema lattosio.
La regolazione della trascrizione dei geni negli eucarioti.
Evoluzione del materiale genetico. Classificazione e frequenza delle mutazioni. Basi molecolari delle
mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche. Mutazioni del genoma. Sindromi ereditarie umane.
Induzione di mutazioni da parte di agenti fisici e chimici. Mutagenesi ambientale.
Genetica di popolazioni. La teoria dell’evoluzione. Definizione della specie. L’equilibrio di Hardy-Weinberg.
Cause di variazione dell’equilibrio. Genetica ed evoluzione.
Il corso prevede esercitazioni pratiche su i seguenti argomenti:
Eredità legata al sesso (Drosophila)
Mitosi e Meiosi (Analisi al microscopio)
Mutazioni (induzione ed analisi)
Testi Consigliati:
P.J. Russel Genetica, EdiSES, Napoli
L.Hartwell, L.Hood, M. Goldberg et al.
Genetica: dall’analisi formale alla genomica
McGraw-Hill
A.J.F. Griffiths , J.H.Miller ,D.T. Suzuki, R. C. Lewotin.,A Gelbart
Genetica principi di analisi formale Zanichelli
G. Montalenti, Introduzione alla genetica, UTET, Torino. (soprattutto per chi non può seguire le lezioni)
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IMMUNOLOGIA
(C.F.U. 4+1)
A) TITOLARE : Prof. ssa Francesca Romana VELOTTI
B) PROGRAMMA:
-
Introduzione all’immunologia
Cenni di ematopoiesi; le cellule ematopoietiche; organizzazione tissutale del sistema immunitario,
circolazione leucocitaria
L’antigene ed il riconoscimento antigenico da parte dei linfociti B e T
Il Complesso Maggiore di Istocompatibilità (MHC): organizzazione genica, struttura molecolare,
funzioni. Il rigetto dei trapianti
Le Cellule che Presentano l’Antigene (APC). La captazione, la processazione e la presentazione
dell’antigene
Il recettore dell’antigene dei linfociti T (TCR): geni, riarrangiamento genico e generazione della diversità,
struttura molecolare
La maturazione dei linfociti T ed il timo: riarrangiamento genico, selezione timica positiva e negativa
L’ attivazione dei linfociti T e la trasduzione del segnale
Le funzioni dei linfociti T Helper (TH): TH di tipo 1 e TH di tipo 2
Le citochine e i fattori chemiotattici
Le funzioni dei linfociti T Citotossici (CTL)
Il recettore dell’antigene dei linfociti B (BcR): geni, riarrangiamento genico e generazione della diversità,
struttura molecolare
Lo sviluppo dei linfociti B: selezione ed eterogeneità
L’ attivazione dei linfociti B e la trasduzione del segnale
Le funzioni dei linfociti B.
Gli anticorpi (Ab) o immunoglobuline (Ig): struttura molecolare, funzioni
Linfociti “naive” e “memory”
Le cellule Natural Killer (NK): sviluppo, riconoscimento dell’antigene, attivazione, funzioni
La fagocitosi e i sistemi antimicrobici ossigeno-dipendenti ed ossigeno-indipendenti
Il complemento
Testi consigliati:
- Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS, Immunologia Cellulare e Molecolare, Piccin.
- Roitt I, Brostoff J, Male D, Immunologia, Zanichelli.
- Kuby J, Immunologia, Utet.
- Janeway CA, Travers P, Immunobiologia, Piccin.
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LABORATORIO METODOLOGICO I
(CFU O+3)
A) TITOLARI: Proff: Luigi BOSCO - Anna Maria FAUSTO - Antonio TIEZZI
LABORATORIO METODOLOGICO II
(CFU 0+4)
A) TITOLARI: Proff: Roberta MESCHINI – Anna Grazia FICCA – Nicla ROMANO
– Carlo CAPORALE
LABORATORIO METODOLOGICO III
(CFU 0+4)
A) TITOLARI: Proff. Giovanni CASINI – Giuseppe NASCETTI – Silvia CROGNALE
– Francesca Romana VELOTTI
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LABORATORIO DI MISURE + STATISTICA
(C.F.U. 3+2)
A) TITOLARE: Dott. ssa Ines DELFINO
B) PROGRAMMA:
TEORIA
Rappresentazione grafica di Grandezze.
Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori.
Media, media pesata, deviazione standard.
Probabilità, distribuzioni limite.
Distribuzione Gaussiana.
Limite di confidenza.
Metodo dei minimi quadrati.
Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare.
Test di ipotesi. Test del 2
Distribuzione binomiale e di Poisson.
Radioattività.
Legge di Ohm. Legge delle maglie, legge dei nodi.
Circuiti RC in corrente continua: carica e scarica del condensatore.
Utilizzo del multimetro per misure di resistenze, correnti, differenze di potenziale.
Corrente alternata.
Potenza in corrente alternata.
Risposta della resistenza, capacità ed induttanza in corrente alternata.
Circuito RLC in corrente alternata.
Funzionamento dell’oscilloscopio.
Principi di funzionamento del laser.
ESPERIENZE
Statistica
Misura dell’accelerazione di gravità con il pendolo semplice
Misura del calore specifico di un corpo
Misura della viscosità di un liquido
Verifica della legge di Ohm in corrente continua.
Circuito RC in corrente alternata
Ottica: reticolo di diffrazione
Radioattività
Testi consigliati:
- Introduzione all’analisi degli errori, Taylor, ZANICHELLI
- Fondamenti di Fisica, Halliday, Resnick, Walzer, AMBROSIANA
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LINGUA INGLESE APPLICATA
(C.F.U. 4)
A) TITOLARE: DOTT. MARVIN OXENHAM
B) PROGRAMMA:
Obiettivi del corso:
• Introdurre un vocabolario inglese scientifico di base.
• Esercitare nella comprensione di materiale scientifico sia in forma scritta sia parlata.
• Affrontare alcune questioni legate alla stesura di testi scientifici in lingua inglese.
Testi
•
•
•
Dispensa del Prof Oxenham: Lingua Inglese Applicata
Matthews, Bowen e Matthews: Successful Scientific Writing (second edition), Cambridge University Press,
2000 (non è necessario l’acquisto – appunti verranno dati in aula)
Video: Unlocking the Mystery of Life, Illustra Media
Livello del corso e svolgimento delle lezioni
• Il corso presuppone un livello soglia B1 (lower-intermediate).
• Le lezioni verranno svolte interamente in lingua inglese e consisteranno nella lettura di testi con relativi
esercizi di comprensione e di vocabolario, nella partecipazione a discussioni pilotate, nella visione e disamina
di un video scientifico e in esercizi di scrittura.
Schema del corso (32 ORE)
Lesson 1: ABC’S IN SCIENCE
Lesson 2: ECOLOGY
Lesson 3: DESIGN ORIGIN THEORIES (VIDEO)
Lesson 4: BIOTECHNOLOGY
Lesson 5: ENGLISH AS A SECOND LANGUAGE IN SCIENTIFIC WRITING
Lesson 6: WORLD VIEWS
Esame
L’esame sarà orale e si articolerà sul contenuto delle lezioni di cui si raccomanda la frequenza.
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MATEMATICA
(C.F.U. 5+1)
A) TITOLARE: Prof. Antonio LEONELLI
B) PROGRAMMA:
Insiemi e sottoinsiemi. Operazioni tra insiemi. Numeri naturali, interi, razionali, reali. Retta reale estesa.
Sistemi di coordinate cartesiane nella retta e nel piano. Circonferenza goniometrica. Misura degli archi in
radianti. Nozioni fondamentali di trigonometria.
Spazi Rn . Equazione cartesiana esplicita di una retta nel piano; coefficiente angolare e intercetta. Concetto
di funzione. Immagine e grafico. Grafici delle funzioni trigonometriche. Funzioni invertibili. Composizione di
funzioni. Controimmagini, insiemi di livello, incrementi, vettori. Somma di due vettori e prodotto di un vettore
per uno scalare. Equazioni parametriche e cartesiane di rette e piani nello spazio. Gradi di libertà. Modulo di
un vettore e distanza tra due punti. Vettori di dati sperimentali. Media aritmetica, vettore degli scarti,
deviazione standard, varianza di una n-upla di dati sperimentali. Prodotto scalare. Angolo tra due vettori in
Rn . Coefficiente di correlazione lineare. Trasformazioni lineari. Matrici. Determinanti. Prodotto vettoriale.
Prodotto misto. Sistemi lineari. Regola di Cramer.
Differenziale di un campo scalare. Derivata di una funzione di una variabile e di un campo vettoriale in una
variabile. Significati geometrici e cinematica. Derivate successive. Derivate parziali e gradiente. Regole di
derivazione. Forme indeterminate e regola di de l'Hospital. Applicazioni allo studio delle funzioni. Funzioni
esponenziali e logaritmiche. Coordinate logaritmiche. Funzioni potenza. Ordini di infinitesimo e di infinito.
Serie di Taylor. Matrice Hessiana di un campo scalare. Teorema di Schwarz. Ricerca dei punti di massimo,
minimo, sella di un campo scalare. Autovalori e autovettori. Polinomio caratteristico. Metodo dei minimi
quadrati. Retta di regressione.
Integrali definiti e indefiniti. Teorema della media. Teorema fondamentale del calcolo. Integrazione per parti
e per sostituzione. Calcolo combinatorio. Algebra dei numeri complessi. Equazioni differenziali a variabili
separabili e lineari di ordine n a coefficienti costanti. Oscillatore armonico. Dinamica delle popolazioni.
Crescita esponenziale e logistica. Sistemi differenziali, orbite, punti di equilibrio. Predazione, equazioni di
Lotka-Volterra. Cooperazione obbligatoria. Competizione esclusiva.
C) TESTI CONSIGLIATI
Antonio Leonelli, Matematica per le scienze sperimentali. Editore Japadre, L’Aquila.
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MORFOGENESI E ANATOMIA COMPARATA DEI VERTEBRATI
(C.F.U. 9)
A) TITOLARI: Prof. sse Lucia MASTROLIA, Nicla ROMANO
B) PROGRAMMA:
Morfogenesi (3 CFU)
Sessualità e riproduzione. Migrazione delle cellule germinali e gametogenesi.
La fecondazione, processi di maturazione dello spermatozoo e uovo, incontro dei gameti, blocco della
polispermia.
La segmentazione, eventi che dirigono la divisione cellulare e la formazione del blastocele.
La gastrulazione, movimenti cellulari e formazione dei foglietti: entoderma, mesoderma, ectoderma e cellule
della cresta neurale.
La nerulazione, formazione del tubo neurale e ruolo della corda. Annessi embrionali.Organogenesi ed il
celoma.
Anatomia Comparata (6 CFU)
I cordati e relazioni filogenetiche dei cranioti.Organizzazione generale e caratteristiche principali dei
Vertebrati e loro storia evolutuiva. Anatomia ed aspetti funzionali dei seguenti apparati.
Il tegumento. Lo scheletro del cranio, assile e delle appendici. Anatomia funzionale del sostegno e della
locomozione. Il sistema muscolare. Il sistema nervoso (midollo spinale, nervi periferici e cervello, organi di
senso); Il sistema endocrino ed il sistema immunitario. L’apparato digerente, respiratorio, circolatorio e
urogenitale dei Vertebrati.
Testi consigliati:
Per la parte di Morfogenesi:
Gilbert, Biologia dello Sviluppo (solo prima parte), ed. Zanichelli. Oppure: G. Giudice “Biologia dello
Sviluppo”, ed. Grasso.
Per la parte di Anatomia:
Liem et al., Anatomia Cmparata dei Vertebrati, ed. EDISES
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MICROBIOLOGIA
(CFU 9)
A) TITOLARE: Prof. Federico FEDERICI
B) PROGRAMMA:
1. Storia della Microbiologia: 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 importanaza; cenni alle spore
degli eucarioti ed alla alternanza di generazione; il mitocondrio e la funzione respiratoria; cenni
all’arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare;
4. Fisiologia cellulare: richiami di chimica e biochimica cellulare (energia di attivazione; catalisi ed enzimi;
le reazioni biologiche di ossidoriduzione; trasportatori di idrogeno e di elettroni; i composti fosfato con
legami ricchi di energia); produzione di energia nei sistemi biologici; la glicolisi e le vie simili;
riossidazione del NAD ridotto: fermentazione e respirazione; la fermentazione alcolica e lattica; la
respirazione aerobia; il ciclo degli acidi tricarbossilici; il sistema di trasporto degli elettroni; bilancio
energetico della respirazione; cenni alla respirazione anaerobia; 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: 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, il virus
fX174; il virus M13; virus DNA a doppio filamento T7 e MU; i virus batterici temperati e la lisogenia; il
fago T4 ed il processo di autoassemblaggio; le principali famiglie di virus animali (cenni);
8. Ecologia microbica microrganismi nei diversi comparti ambientali: aria, acqua e suolo; 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.):
9. Biotecnologie microbiche: i microrganismi di interesse industriale; screening da ambienti naturali e da
collezioni; il fermentatore, geometria ed impieghi; il processo di scale-up; metaboliti primari e secondari;
produzione di antibiotici; produzione di enzimi e di SCP; tecniche del DNA ricombinante e
microrganismi geneticamente modificati; problemi connessi all’uso di OGM
10. Sistematica batterica (cenni): il concetto di specie in batteriologia; principali criteri per la classificazione
degli organismi procariotici
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SCIENZA DELL’ALIMENTAZIONE
(C.F.U. 5)
A) TITOLARE: Prof. Gianni TOMASSI
B) PROGRAMMA:
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Composizione dell’organismo umano;
Calorimetria; quoziente respiratorio; metabolismo basale e totale;
Termogenesi indotta dalla dieta:
Glucidi: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
Lipidi: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
Proteine: generalità e classificazione; digestione assorbimento e destino metabolico;
Acqua: il fabbisogno idrico;
I minerali; macro e micronutrienti
Vitamine generalità e classificazione.
Testi principali di riferimento:
A. Mariani –Costantini; C. Cannella; G Tomassi/ Fondamenti di Nutrizione Umana. Il Pensiero
Scientifico Editore Roma, 1999.
− Livelli di Assunzione Raccomandati di Energia e Nutrienti
Società Italiana di Nutrizione Umana
−
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ZOOLOGIA
(C.F.U. 9)
A) TITOLARI: Proff: Massimo MAZZINI - Anna Maria FAUSTO
B) PROGRAMMA:
I Livelli di studio della biologia animale. La zoologia e le sue articolazioni. Ruolo delle discipline zoologiche
nella moderna biologia.
La specie: concetto e definizione di specie biologica; caratteri diagnostici della specie. Regioni
zoogeografiche. Variazione geografica e sottospecie, specie monotipiche e specie politipiche.
Concetti di omologia, analogia, categorie sistematiche, regole di nomenclatura zoologica.
Creazionismo ed evoluzionismo. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Adattamento. Radiazione
adattativa. Faune insulari.
Meccanismi di riproduzione nel regno animale: riproduzione agamica e rigenerazione. Riproduzione
sessuale: metagenesi. La sessualità. caratteri sessuali primari, secondari, dimorfismo sessuale,
gonocorismo, ermafrodismo, partenogenesi, eterogonia, pedogenesi e poliembrionia. Neotenia, significato
adattativo ed evolutivo. Fecondazione interna ed esterna, accoppiamento, sviluppo embrionale e postembrionale.
Cenni di fisiologia adattativa: alimentazione, respirazione, sistemi di trasporto interno e sistemi di difesa,
escrezione, locomozione.
Cenni di etologia: stimoli e segnali, comunicazione, corteggiamento, cure parentali, aggressione
intraspecifica, comportamento innato e appreso. Comportamento e organizzazione sociale. Ritmi biologici,
migrazioni, orientamento.
Rapporti intraspecifici ed interspecifici: colonie e società, competizione, territorialismo, predazione,
competizione, simbiosi, parassitismo. Colorazione adattative: criptismo e mimetismo. Bioluminescenza.
Concetti generali di biologia evoluzionistica, biodiversità, sistematica e filogenesi.
Posizione sistematica, architettura generale del corpo e suoi aspetti funzionali, riproduzione e sviluppo,
strategie adattative dei principali taxa animali:
Protozoi, Poriferi, Cnidari, Platelminti, Nematodi, Anellidi, Artropodi, Molluschi, Echinodermi e Cordati.
Testi consigliati:
Argano R. et al. Zoologia generale e sistematica, Monduzzi.
Baccetti B. et al. Lineamenti di Zoologia sistematica, Zanichelli.
Freeman B.H. e Bracegirdle B. Atlante di Anatomia degli Invertebrati, Piccin.
Hickman et al. Diversità Animale, McGraw-Hill
Mitchel L.G. et al., Zoologia., Zanichelli.
Storer T.I. et al. Zoologia, Zanichelli.
Zaffagnini F. e Sabelli B. Atlante di Morfologia degli Invertebrati, Piccin.
Lecointre G., Le Guyader H. La sistematica della vita. Zanichelli
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