Chimica e principi di biologia

Obiettivo del Corso integrato di Chimica e Biologia è la descrizione dei principi base di chimica generale, organica ed inorganica, di biologia generale, di genetica di base e di agroecologia.
Il corso integrato è composto da due moduli, uno di Chimica e uno di Genetica, Biologia Generale e agroecologia.

Obiettivi del modulo di CHIMICA (5 CFU) sono la descrizione teorica approfondita delle conoscenze di chimica generale, inorganica ed organica adatte allo studio a livello molecolare degli argomenti degli insegnamenti successivi. In particolare, la descrizione teorica dei concetti di base riguardanti la composizione quali- e quantitativa dei composti inorganici ed organici (incluse le macromolecole biologiche) che comprende gli aspetti fondamentali della stechiometria, dell'equilibrio chimico, della termodinamica, della stereochimica e del rapporto struttura-reattività dei composti naturali, che sono essenziali alla comprensione di ogni processo biologico.
Per raggiungere tali obiettivi, oltre alle lezioni frontali, per ogni argomento sono previste esercitazioni che evidenzino l'importanza dell'approccio quantitativo nell'applicazione pratica di ogni modello teorico.

Obiettivi del modulo di GENETICA, BIOLOGIA GENERALE E AGRO-ECOLOGIA (6 CFU) sono:
A. La descrizione teorica approfondita e la dimostrazione applicata delle nozioni della biologia cellulare, in particolare delle componenti cellulari a livello strutturale, compositivo e funzionale, e dei meccanismi strutturali e funzionali di base della genetica animale propedeutici al corso di miglioramento genetico degli animali in produzione zootecnica.
B. Cenni teorici su alcune metodologie di genetica molecolare di base utili alla comprensione delle soluzioni che le tecniche del DNA offrono alla selezione e alle produzioni.
C. La descrizione delle basi concettuali dell'ecologia e dei principi dell'agroecologia, propedeutici alla comprensione delle problematiche legate al funzionamento degli ecosistemi.

Modulo di CHIMICA
1. Conoscenza e comprensione Lo studente, alla fine del corso, dovrà dimostrare la conoscenza de: a) la nomenclatura inorganica ed organica basilare; b) i concetti di base del calcolo stechiometrico (mole, bilanciamento della reazione chimica, equilibrio chimico); c) il significato di pH, gli equilibri in soluzione acquosa, il significato di soluzione tampone; d) la struttura e la funzione delle sostanze più rilevanti nei sistemi biologici, incluse le macromolecole; e) il comportamento dei soluti nelle soluzioni acquose; f) il significato ed i metodi di misura della concentrazione.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà dimostrare di possedere conoscenze e concetti utili al fine di: a) usare le formule chimiche per rappresentare la struttura dei composti inorganici ed organici di rilevanza biologica (incluse le macromolecole) e dedurne la loro funzione; b) svolgere calcoli stechiometrici e bilanciare le equazioni chimiche; c) predire il valore di pH dalla composizione delle soluzioni acquose; d) riconoscere i gruppi funzionali nei composti organici; e) determinare la concentrazione di una soluzione in funzione della sua composizione e calcolare le eventuali diluizioni.
3. Capacità critiche e di giudizio. L'interazione continua attuata dal docente nel corso di lezioni frontali ed esercitazioni mira a rendere gli studenti capaci di analizzare in modo critico le informazioni, rispondere in modo autonomo ai quesiti e sfruttare al meglio le risorse disponibili.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso. Il confronto continuo con il docente sviluppato nel corso delle lezioni è volto a veicolare l'utilizzo di una terminologia scientifica corretta, stimolandone l'acquisizione da parte dello studente.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo. Il corso è strutturato per sottolineare l'importanza del metodo sperimentale e dell'analisi quantitativa. Le lezioni, ed in particolare le esercitazioni, sono volte a fornire gli strumenti necessari per valutare criticamente le informazioni ricevute, compreso quanto reperito online. Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite per interpretare nuovi dati e risolvere quesiti, sfruttando le fonti a disposizione e sviluppando una solida organizzazione mentale che gli permetterà di collegare i nuovi concetti a quelli già appresi.

Modulo di GENETICA, BIOLOGIA E AGROECOLOGIA
1. Conoscenza e comprensione. Lo studente, alla fine del corso, dovrà dimostrare la conoscenza della morfologia e della funzione delle principali componenti e specializzazioni delle cellule eucariote e dei principi base delle modalità di interazione tra cellule nel contesto di organismi multicellulari. Conoscenza delle nozioni teoriche e pratiche dei processi di divisione cellulare (mitosi e meiosi) che garantiscono la crescita, la riproduzione e lo sviluppo degli organismi viventi. Conoscenza delle regole di trasmissione ed espressione dei caratteri ereditari/ereditabili e della loro base molecolare. Conoscenza dei principi dell'ecologia e dell'agroecologia relativi al funzionamento degli ecosistemi, ai meccanismi che regolano la coesistenza delle specie, ai fattori che influenzano la dinamica numerica e spaziale delle popolazioni, con accenni alla conservazione della biodiversità.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà dimostrare di possedere conoscenze e concetti utili al fine di: saper descrivere durante l'osservazione di preparati istologici la struttura e la funzione delle principali componenti cellulari in un contesto tissutale; saper riconoscere cellule diploidi e aploidi nel contesto delle gonadi maschili e femminili.
A partire da genotipi e fenotipi di soggetti parentali per uno o più caratteri monogenici, di cui viene dato il tipo di trasmissione, saper calcolare la distribuzione genotipica e fenotipica della potenziale prole, e viceversa. A partire dalla distribuzione fenotipica di uno o due caratteri monogenici (o di un carattere determinato da due geni) in una popolazione saper formulare un'ipotesi genetica sul tipo di trasmissione e calcolare la probabilità che sia esatta, e viceversa. A partire da alberi genealogici segreganti un carattere monogenico saper calcolare la probabilità dei genotipi e/o dei fenotipi della prole dei soggetti presenti nell'albero. Conoscere tipi di tessuti, modalità di prelievo e conservazione che si effettuano in tutte le diverse specie per le analisi genetiche e genomiche. Saper codificare e interpretare le abbreviazioni che identificano il tipo e la localizzazione di una mutazione o di una variante genotipica appartenente a un genoma di vertebrato. Saper "leggere" un pattern elettroforetico (Marcatore di peso molecolare, DNA genomico intero di vertebrato, prodotto di PCR, pattern di restrizione, pattern di delins-analisi dei frammenti). Saper leggere un profilo di marcatori genetici e fare una diagnosi di parentela. Saper leggere gli allineamenti di sequenze nucleotidiche e identificare SNV o delin.
3. Capacità critiche e di giudizio. Durante le lezioni frontali e soprattutto quelle esercitative viene attuata un'interazione studente docente mirata a stimolare una capacità autonoma di analisi critica delle informazioni fornite, dei quesiti sottoposti, e di utilizzo di quanto è a disposizione in rete.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso. Durante le lezioni esercitative, il contesto interattivo è mirato a stimolare e permettere allo studente di sviluppare la capacità di esprimersi con terminologia scientificamente appropriata.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo. Attraverso l'esame scritto, che prevede anche parti a risposta aperta spesso in forma di quesito da risolvere, lo studente deve dimostrare di essere stato capace di far proprie le fonti di sapere che gli sono state fornite, di avere acquisito una buona organizzazione mentale e di essere in grado di applicarle ad un problema dato.