Università degli Studi di Catania
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE DEL FARMACO Corso di laurea magistrale in Chimica e tecnologia farmaceutiche Anno accademico 2016/2017 - 1° anno BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE - BIOLOGIA MOLECOLARE M - Z 13 CFU - 1° e 2° semestre Docenti titolari dell'insegnamento ROSARIA ACQUAVIVA - Modulo BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Email: [email protected] Edificio / Indirizzo: Edificio 2 (2° piano), Viale Andrea Doria 6 Telefono: 095/7384219; Fax 0957384220 Orario ricevimento: Martedì e giovedì 10,00-12,00 ANGELA ANNA MESSINA - Modulo BIOLOGIA MOLECOLARE Email: [email protected] Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria - V.le Andrea Doria 6 - Ed.2 , 3° piano Telefono: 0957384231 Orario ricevimento: tutti giorni, previo appuntamento OBIETTIVI FORMATIVI BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Fornire allo studente le capacità di: descrivere le strutture ed i processi biologici fondamentali della cellula e degli organismi viventi utilizzando una terminologia scientifica appropriata; capire l’importanza della variabilità affinché si possa distinguere e motivare la differenza tra organismi viventi; applicare autonomamente le conoscenze acquisite alla soluzione di problemi inerenti la biologia; valutare criticamente le implicazioni ed i risultati di scoperte innovative nell’ambito della biologia cellulare e degli organismi viventi; utilizzare le conoscenze sui meccanismi di base che regolano la materia vivente e gli organismi viventi (animali e vegetali) come substrato per lo studio di altre materie biologiche del loro Corso di Laurea; seguire le scoperte innovative nell’ambito della biologia cellulare e degli organismi viventi consultando la letteratura scientifica. PREREQUISITI RICHIESTI BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Non sono previsti requisiti minimi FREQUENZA LEZIONI BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE La frequenza è obbligatoria come previsto dall'ordinamento didattico del Corso di Laurea (http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf). CONTENUTI DEL CORSO BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Composizione molecolare delle cellule: acqua, sali, aminoacidi, proteine, glicidi, lipidi e acidi nucleici. Origine ed evoluzione delle cellule. Livelli di organizzazione degli organismi viventi: virus, procarioti, eucarioti e loro rapporto con l’ecosistema. Morfologia della cellula animale e vegetale procariota ed eucariota. Membrane biologiche, trasporto attraverso le membrane biologiche. Strutture intracellulari: Nucleo. Ribosomi. Reticolo endoplasmatico. Apparato di Golgi. Lisosomi. Perossisomi. Mitocondri. Citoscheletro. Plastidi: Cloroplasti, Cromoplasti, Leucoplasti: struttura e funzioni. Vacuoli. Parete cellulare. Accrescimento della parete cellulare. Modificazioni della parete cellulare: lignificazione, cutinizzazione, suberificazione, mineralizzazione, gelificazione, pigmentazione Cenni sulla fotosintesi (fase luminosa e fase oscura), fotorespirazione; piante C3 e piante C4. Cenni sul metabolismo: metaboliti primari, intermedi e secondari. Tessuti vegetali: Tessuti meristematici o embrionali. Tessuti adulti o definitivi: sistema parenchimatico, sistema tegumentale, sistema conduttore, sistema segregatore e sistema meccanico. Forma e struttura della foglia; stomi, traspirazione, guttazione, abscissione. Modificazioni delle foglie. Forma e struttura del fiore. Forma e struttura del fusto. Funzione di trasporto: Xilema e Floema. Forma e struttura della radice. Accrescimento secondario. Cenni di genetica: concetti di eterozigote, omozigote ed emizigote, dominanza e recessività dei caratteri, genotipo, fenotipo e cariotipo, leggi di Mendel. Ciclo cellulare. Duplicazione del DNA, mitosi, meiosi, mutazioni a carico del DNA; Codice genetico, trascrizione, traduzione. Il programma è articolato in cinque parti in base ad una scansione temporale degli argomenti trattati. PARTE PRIMA 1 CFU - 7h Composizione materia vivente. I principali cicli biologici. Acqua e Sali minerali, Amminoacidi e Proteine, Carboidrati e Lipidi, Acidi Nucleici, Organismi viventi, Virus, Procarioti, Eucarioti PARTE SECONDA 2 CFU - 14h Differenza tra cellula eucariotica e cellula procariotica, Struttura e trasporto della membrana biologica. Organelli: Reticolo endoplasmatico; Apparato di Golgi, Mitocondri; Lisosomi, Perossisomi; Ribosomi, Citoscheletro; Nucleo, Cromatina e cromosomi PARTE TERZA 2 CFU - 14h Differenza tra cellula vegetale e animale. Cellula vegetale. Plastidi. Cenni sulla Fotosintesi; Fotorespirazione; Piante C3 e piante C4; Vacuoli; Metaboliti secondari; Parete cellulare. Accrescimento della parete cellulare. Modificazioni della parete cellulare: lignificazione, cutinizzazione, suberificazione, mineralizzazione, gelificazione, pigmentazione. Istologia Vegetale. Definizione e Classificazione dei tessuti. Tessuti meristematici. Tessuti adulti: sistema parenchimatico, sistema tegumentale, sistema conduttore, sistema meccanico e sistema secretore. Gli ormoni vegetali. PARTE QUARTA 1 CFU – 7 h Divisione cellulare: crescita cellulare, ciclo cellulare e mitosi. Riproduzione: riproduzione asessuale, riproduzione sessuata e meiosi, gametogenesi, cicli ontogenetici, ciclo metagenetico. Cenni di genetica: concetti di eterozigote, omozigote ed emizigote, dominanza e recessività dei caratteri, genotipo, fenotipo e cariotipo, leggi di Mendel. Difetti Congeniti. PARTE QUINTA 1 CFU – 7 h Organografia vegetale: Forma e struttura della foglia; stomi, traspirazione, guttazione, abscissione. Modificazioni delle foglie. Forma e struttura del fiore. Forma e struttura del fusto. Funzione di trasporto: Xilema e Floema. Forma e struttura della radice. Accrescimento secondario. TESTI DI RIFERIMENTO BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE 1. Solomon, Berg, Martin -Biologia- Ed. Edises 2. D. Sadava, D.V. Hillis, H.C. Heller, M.R. Berenbaum-Biologia-Ed.Zainichelli 3. N.L. Campbell. -Biologia- Ed. Zanichelli 4. Solomon, Berg, Martin -Struttura e processi vitali nelle piante- Ed. Edises PROGRAMMAZIONE DEL CORSO BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE * Argomenti Riferimenti testi 1 * Composizione materia vivente. I principali cicli biologici. Acqua e Sali minerali, Amminoacidi e Proteine, Carboidrati e Lipidi, Acidi Nucleici Testi: 1, 2, 3 2 * Organismi viventi, Virus, Procarioti, Eucarioti e loro rapporto con l’ecosistema. Testi: 1, 2, 3 3 * Differenza tra cellula eucariotica e cellula procariotica, Struttura e trasporto della membrana biologica. Testi: 1, 2, 3 4 * Organelli: Reticolo endoplasmatico; Apparato di Golgi, Mitocondri; Lisosomi, Perossisomi; Ribosomi, Citoscheletro; Nucleo, Cromatina e cromosomi Testi: 1, 2, 3 5 * Differenza tra cellula vegetale e cellula animale: Plastidi. Cloroplasti. Cenni sulla Fotosintesi; Fotorespirazione; Piante C3 e piante C4; Vacuoli; Metaboliti secondari. Testi: 1, 2, 3 6 * Parete cellulare. Accrescimento della parete cellulare. Modificazioni della parete cellulare: lignificazione, cutinizzazione, suberificazione, mineralizzazione, gelificazione, pigmentazione Testi: 1, 4 7 * Tessuti vegetali: Tessuti meristematici; Tessuti parenchimatici e tessuti tegumentali; Tessuti meccanici, tessuti secretori e tessuti conduttori Testi: 1, 4 8 * Cenni : Forma e struttura della foglia; stomi, traspirazione, guttazione, abscissione. Modificazioni delle foglie. Forma e struttura del fiore. Forma e struttura del fusto. Funzione di trasporto: Xilema e Floema. Forma e struttura della radice. Testi: 1, 4 9 * Cenni di genetica: concetti di eterozigote, omozigote ed emizigote, dominanza e recessività dei caratteri, genotipo, fenotipo e cariotipo, Difetti congeniti; leggi di Mendel. Testi: 1, 2, 3 10 * Ciclo cellulare. Duplicazione del DNA, mitosi, meiosi, mutazioni a carico del DNA; Testi: 1, 2, 3 11 * Codice genetico, trascrizione, traduzione. Testi: 1, 2, 3 BIOLOGIA MOLECOLARE * Argomenti Riferimenti testi 1 * Componenti chimici della cellula: Importanza dei legami deboli e forti nei sistemi biologici “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 2 * La struttura del DNA e dell’RNA: denaturazione e rinaturazione - struttura secondaria topologia – le topoisomerasi “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 3 * Organizzazione del genoma procariotico “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 4 * Organizzazione dei genomi eucariotici: sequenze uniche e ripetute - esoni ed introni livelli strutturali della cromatina (dal nucleosoma al cromosoma) e sua regolazione – assemblaggio dei nucleosomi - Duplicazione e segregazione dei cromosomi ( “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 5 * Replicazione del DNA: le DNA polimerasi meccanismi della sintesi discontinua del DNA – selezione delle origini - terminazione della replicazione - differenze fra procarioti ed eucarioti “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 6 * Mutabilità e riparazione: i danni al DNA e i principali meccanismi di riparazione “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 7 * La trascrizione: le RNA polimerasi – la trascrizione nei procarioti – la trascrizione negli eucarioti - modalità di controllo della trascrizione - trasporto dell’RNA “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 8 * Lo splicing dell’RNA: la reazione di splicing – lo spliceosoma – lo splicing alternativo “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 9 * La traduzione: gli RNA messaggeri – gli RNA transfer (struttura e basi modificate) – le amminoacil-tRNA sintetasi – il ribosoma – inizio della traduzione – allungamento – terminazione – i fattori di trascrizione - differenze fra eucarioti e procarioti “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 10 * Il codice genetico: la degenerazione – l’universalità – mutazioni puntiformi – mutazioni soppressore “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 11 * Principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et 12 * Principali tecniche di biologia molecolare “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Il materiale didattico sarà fornito durante le lezioni e sarà pubblicato su Studium (http://studium.unict.it) e sulla pagina docenti del sito del Dipartimento di Scienze del Farmaco (http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf/docenti/rosaria.acquaviva) PROVA D'ESAME MODALITÀ D'ESAME BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Scritto e orale DATE D'ESAME BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Le date di esami sono pubblicate nel Sito del Diparimento di Scienze del Farmaco (http://www.dsf.unict.it/sites/default/files/calendario_esami) PROVE IN ITINERE BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE Non sono previste prove in itinere PROVE DI FINE CORSO BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE E' previsto l'esame finale ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI BIOLOGIA VEGETALE E BIOLOGIA ANIMALE 1) Una cellula eucariotica e una procariotica si differenziano perché A) La cellula eucariotica ha la membrana plasmatica B) La cellula procariotica è priva di nucleo C) La cellula eucariotica può avere flagelli D) La cellula eucariotica può avere parete cellulare E) La cellula procariotica non può sintetizzare proteine 2) Quale di queste caratteristiche NON è propria del complesso del Golgi? A) Nelle cellule vegetali, produzione di polisaccaridi della parete cellulare B) Elaborazione di proteine C) Formazione di vescicole secretorie contenenti glicoproteine D) Ricezione dei materiali provenienti dal RE E) Accumulo di prodotti della digestione cellulare
