Corso di laurea triennale in Biotecnologie agro-industriali
Corso di BIOLOGIA
(Integrato Biologia cellulare e Biologia vegetale)
Prof. Marisa Levi
Conoscenze propedeutiche (scuola superiore)
Principali componenti chimici delle cellule: acqua e sua importanza per la vita, diffusione,
osmosi; componenti organici: caratteristiche e funzioni di carboidrati, lipidi, amminoacidi,
proteine (enzimi), nucleotidi, acidi nucleici, replicazione del DNA.
MODULO BIOLOGIA CELLULARE (CFU 4+1L)
Obiettivi formativi
Il modulo si propone di far acquisire allo studente le conoscenze di base riguardanti la
biologia della cellula procariota ed eucariota (animale e vegetale) e le principali tecniche
citologiche. Il modulo si propone inoltre di far acquisire allo studente la capacità di
utilizzare correttamente il microscopio ottico e di allestire semplici preparati microscopici.
PROGRAMMA
Proprietà generali degli organismi viventi: complessità, organizzazione cellulare, nutrizione
e metabolismo, variabilità, evoluzione, principi di classificazione, concetto di specie,
categorie tassonomiche, i 5 regni.
La cellula unità strutturale e funzionale degli organismi viventi. Cellula procariota ed
eucariota. Tecniche di studio delle cellule: microscopia ottica, microscopia elettronica;
fissazione, inclusione, colorazioni; autoradiografia; immunocitochimica
Le membrane cellulari: struttura e funzioni. Matrice extracellulare. Parete delle cellule
vegetali: costituenti chimici e loro proprietà. Composizione, struttura e formazione della
lamella mediana, parete primaria, parete secondaria. Modificazioni secondarie della
parete. Plasmodesmi, punteggiature. Funzioni della parete e relazioni tra struttura e
funzione nelle varie fasi della vita della cellula; sintesi ed assemblaggio dei componenti
della parete. Parete dei batteri (cenni).
Sistema di endomembrane: reticolo endoplasmico, apparato di Golgi, esocitosi, endocitosi,
lisosomi. Vacuolo: ontogenesi, tonoplasto, composizione del succo vacuolare; funzioni del
vacuolo. Crescita per distensione e rapporto superficie/volume. La cellula vegetale come
sistema osmotico. Potenziale dell’acqua della cellula vegetale; turgore; plasmolisi.
Glicolisi e fermentazione (cenni). Plastidi: struttura e funzione di cloroplasti, cromoplasti,
amiloplasti. Fase luminosa e fase oscura della fotosintesi (concetti generali).
Differenziamento ed interconversione dei plastidi. Evoluzione del cloroplasto.
Semiautonomia genetica. Ipotesi endosimbiontica. Mitocondri: struttura e funzione,
confronto mitocondri-cloroplasti; Perossisomi, gliossisomi
Citoscheletro: struttura e funzione di microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi.
Centrioli, ciglia e flagelli.
Nucleo: struttura e funzione. Involucro nucleare, cromatina e sua organizzazione,
eucromatina ed eterocromatina, cromosomi, nucleolo. Ribosomi. Aspetti generali della
sintesi delle proteine. Principi di sorting delle proteine.
Divisione cellulare e sua importanza. Ciclo cellulare e sue fasi. Replicazione del DNA.
Mitosi e citodieresi. Specificità della mitosi nelle cellule vegetali. Meiosi.
Esercitazioni
Uso del microscopio ottico (a trasmissione, in fluorescenza, contrasto di fase,
rovesciato). Osservazione di preparati a fresco ed effetto di diversi fissativi
Plasmolisi e determinazione del potenziale dell’acqua di un tessuto.
Plastidi. Colorazione e analisi di granuli d’amido di diversa origine; osservazione di
cromoplasti.
Ciclo cellulare e mitosi: estrazione di nuclei e determinazione del contenuto di DNA con
citometro di flusso; studio di sezioni di cellule in mitosi e meiosi; schiacciamento di
apici radicali e colorazione di Feulgen; analisi delle figure mitotiche
MODULO BIOLOGIA VEGETALE (CFU 1+1L)
Obiettivi formativi
Il modulo si propone di far acquisire allo studente conoscenze di base riguardanti la
riproduzione in generale ed i principali cicli vitali, la riproduzione delle Angiosperme e
l'anatomia delle piante superiori. Il modulo si propone inoltre di far acquisire allo studente
la capacità di riconoscere preparati anatomici vegetali.
PROGRAMMA
Riproduzione vegetativa e riproduzione gamica; aploidia e diploidia e loro importanza dal
punto di vista evolutivo. Importanza della riproduzione gamica. Cicli metagenetici e loro
evoluzione.
Ciclo delle Angiosperme: struttura del fiore, microsporogenesi e maturazione del granulo
pollinico, macrosporogenesi e formazione del gametofito femminile, impollinazione,
fecondazione, embriogenesi, formazione del seme e del frutto. Embriogenesi somatica
(cenni). Struttura del seme, sostanze di riserva. Significato del seme e del frutto,
quiescenza e germinazione del seme.
Organizzazione generale delle piante a cormo; accrescimento indefinito, determinazione,
differenziamento. Accrescimento primario e secondario della pianta, organi e tessuti.
Tessuti adulti e meristematici, tessuti primari e secondari. Meristemi apicali, meristemi
primari e secondari. Tessuti tegumentali, meccanici, parenchimatici, secretori, conduttori;
legno e libro.
Fusto: anatomia della gemma, anatomia, crescita e differenziamento della struttura
primaria (eustele e atactostele) e secondaria del fusto. Cerchie annuali, legno primaverile
e legno estivo, legno omoxilo ed eteroxilo. Modificazioni e funzioni del fusto. Relazione tra
struttura e funzione.
Radice: anatomia dell’apice, anatomia, crescita e differenziamento della struttura primaria
e secondaria, modificazioni e funzioni della radice. Relazione tra struttura e funzione.
Foglia: morfologia, anatomia, sviluppo della foglia, adattamenti anatomici e fisiologici
all’ambiente (foglie xerofitiche, C4). Modificazioni e funzioni della foglia, relazione tra
struttura e funzione.
Esercitazioni
Studio del fiore e dell’embriogenesi
Analisi della struttura di diversi tipi di semi e loro germinazione. Colorazioni per
evidenziare le sostanze di riserva
Osservazione di preparati per lo studio dell’anatomia di fusto, radice e foglie
Modalità dell’esame (uguale per tutti e due i moduli)
Lo studente dovrà fare una relazione sulle esercitazioni, da presentare all’esame. L’esame
sarà orale, e comprenderà, oltre alla trattazione di alcuni argomenti teorici, una domanda
sulle esercitazioni e il riconoscimento di un’immagine.
