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    Gabriella CHIEFFI

    Insegnamento di BIOLOGIA

    Corso di laurea in BIOTECNOLOGIE

    SSD: BIOS-04/A

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 64,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Biomolecole: carboidrati, amminoacidi, peptidi e proteine, lipidi, acidi nucleici.
    La cellula procariotica e la cellula eucariotica. Struttura e funzioni della membrana plasmatica, del citoscheletro, del reticolo endoplasmatico liscio e ruvido, dell'apparato di Golgi, dei lisosomi, dei perossisomi, dei mitocondri, dei ribosomi, del nucleo.
    Ciclo cellulare mitotico. Riproduzione asessuata e riproduzione sessuata. Meiosi, gametogenesi, fecondazione. Cenni sullo sviluppo embrionale e sul differenziamento cellulare.
    Struttura e funzione dei principali tessuti: epiteli di rivestimento e epiteli ghiandolari, tessuti connettivi, tessuto muscolare, tessuto nervoso.
    Microscopi, le comuni tecniche usate in microscopia ottica ed elettronica.

    Testi di riferimento

    Citologia e Istologia-Dini et al.- Ed. Idelson-Gnocchi

    Obiettivi formativi

    L’obiettivo del corso è fornire agli studenti una conoscenza approfondita della cellula eucariotica, con particolare attenzione alla struttura e alle funzioni dei suoi organuli e a riconoscere le caratteristiche morfo-funzionali dei tessuti fondamentali che costituiscono gli organi.
    Inoltre, l’insegnamento fornirà le basi per la conoscenza delle principali modalità di riproduzione animale, con particolare riferimento alla riproduzione sessuata, alle fasi dello sviluppo embrionale e ai processi di differenziamento cellulare.

    Conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà una solida conoscenza della biologia della cellula, della biologia dei tessuti e della riproduzione cellulare e animale.

    Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite per interpretare il funzionamento dei vari organuli cellulari, i meccanismi di comunicazione fra l’ambiente intracellulare e quello extracellulare, riconoscere e classificare i principali tessuti animali sulla base delle loro caratteristiche morfo-funzionali, descrivere le modalità di riproduzione animale.

    Autonomia di giudizio: Lo studente acquisirà capacità critiche nell’analisi delle strutture cellulari e dei tessuti animali, dimostrando autonomia nel valutare le relazioni fra morfologia e funzione e nel distinguere le caratteristiche peculiari dei diversi tipi cellulari.

    Abilità comunicative: Lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e appropriato, utilizzando una terminologia scientifica corretta, le funzioni e le caratteristiche peculiari della cellula eucariotica all’interno dei diversi tessuti animali, nonché le diverse modalità di riproduzione cellulare e animale.

    Capacità di apprendimento: Al termine del corso, lo studente avrà acquisito una preparazione adeguata per proseguire gli studi di biologia cellulare in ambito biochimico e biomolecolare, sviluppando competenze utili a affrontare percorsi formativi successivi nelle scienze biologiche. Sarà altresì in grado di integrare nuove conoscenze attraverso lo studio autonomo e l’analisi critica di testi scientifici.

    Prerequisiti

    Conoscenze di base di Biologia acquisite nella scuola secondaria di secondo grado.

    Metodi didattici

    Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali. Le lezioni frontali si svolgono settimanalmente in aula con l’ausilio di presentazioni PowerPoint.

    Modalità di verifica dell'apprendimento

    L’esame si articola in una prova scritta e una prova orale. Ciascuna prova è valutata in trentesimi e si intende superata con un punteggio minimo di 18/30. La prova scritta, di carattere propedeutico alla prova orale, consiste in un questionario di 40 domande a risposta multipla sugli argomenti trattati a lezione da svolgere in 50 minuti. La prova orale hs una durata media di 20 minuti e prevede una discussione volta ad accertare il livello di conoscenza teorica, la capacità di rielaborazione critica e la padronanza del linguaggio tecnico-scientifico.
    La valutazione finale sarà espressa in trentesimi e ottenuta tramite media ponderata dei punteggi conseguiti: 40% per la prova scritta e 60% per la prova orale.
    <18 Non superato: lo studente non dimostra risultati coerenti con i descrittori di conoscenza e comprensione, applicazione, giudizio, comunicazione e capacità di apprendere.
    18-21 Livello sufficiente: lo studente raggiunge i descrittori di base relativi alla conoscenza e comprensione dei contenuti fondamentali e mostra una prima capacità di applicazione in contesti semplici.
    22-24 Livello pienamente sufficiente: lo studente soddisfa i descrittori di conoscenza e comprensione applicate, mostrando capacità di applicare concetti chiave correttamente e iniziare ad analizzare criticamente situazioni pertinenti ai temi dell’insegnamento.
    25-26 Livello buono: lo studente dimostra autonomia di giudizio nel valutare e confrontare scenari pertinenti, applica conoscenze in modo efficace e comunica risultati con chiarezza, riflettendo competenze più consolidate.
    27-29 Livello molto buono: lo studente soddisfa in modo avanzato i descrittori dei cinque ambiti, con padronanza dei contenuti, capacità di valutare criticamente casi complessi e abilità comunicative solide, evidenziate in elaborati e presentazioni.
    30 Livello eccellente: lo studente eccelle in tutti i descrittori di Dublino, con capacità di apprendere in modo continuo e creativo, conoscenza approfondita, applicazione sicura e critica, comunicazione efficace e dimostrando elevata qualità sia nella prova scritta che in quella orale.
    La lode può essere attribuita quando lo studente dimostra, oltre a quanto sopra, particolare originalità, approfondimento nella discussione orale, superando le aspettative.

    Altre informazioni

    La frequenza è obbligatoria, con un massimo del 25% di assenze consentite. Lo studente potrà avvalersi del materiale didattico (slides del corso) messo a disposizione dal docente sul sito web dell’Ateneo.
    Il docente riceve gli studenti nei giorni indicati nella scheda dell’insegnamento e, su richiesta, anche in altri momenti concordabili via mail.

    Programma esteso

    La teoria cellulare. Lo sviluppo della biologia cellulare moderna.
    Unità e diversità dei viventi: la cellula, unità costitutiva dei viventi. Forme e dimensioni delle cellule. Unità di misura in biologia cellulare. Composizione elementare e molecolare della cellula. Le macromolecole della cellula: acidi nucleici, proteine, lipidi, carboidrati. La dicotomia fondamentale dei viventi: procarioti e eucarioti. I virus. Eterotrofia e autotrofia.
    Biologia della cellula: organizzazione generale della cellula procariotica e della cellula eucariotica. Membrane biologiche. Modelli strutturali delle membrane. Le funzioni delle membrane. I lipidi e le proteine di membrana: struttura e funzioni. Il movimento delle sostanze dentro e fuori delle cellule: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo, osmosi. Sistema di endomembrane: il reticolo endoplasmatico liscio e il reticolo endoplasmatico rugoso, l’apparato di Golgi. Ruolo del RE e dell’apparato del Golgi nella glicosilazione e nello smistamento delle proteine. Esocitosi ed endocitosi. Le vescicole rivestite nei processi di trasporto cellulare. I lisosomi e la digestione cellulare. I perossisomi. La glicolisi. I mitocondri e la respirazione aerobia. I ribosomi. I principali elementi strutturali del citoscheletro. Tecniche di studio del citoscheletro.
    Organizzazione del DNA nei genomi, cromosomi e nucleo. Ciclo cellulare, mitosi e citodieresi; nozioni di cariologia. Regolazione del ciclo cellulare. Protoncogeni e oncogeni, oncosoppressori. Apoptosi. Divisione cellulare nei procarioti.
    Movimento intracellulare: Traffico vescicolare nella secrezione costitutiva e nella secrezione regolata.
    Al di fuori della cellula: matrice extracellulare: proteoglicani, collagene, fibronectina e laminina. L’adesione tra le cellule e la matrice extracellulare. Riconoscimento e adesione tra cellule. Le giunzioni cellulari.
    Comunicazioni cellulari: segnalazione sinaptica, paracrina e autocrina, endocrina e neuroendocrina; fattori di crescita; cenni sulla trasduzione del segnale.
    Sessualità, riproduzione e sviluppo: riproduzione asessuata. Meccanismi di sessualità. Riproduzione sessuata. Meiosi. Principali cicli sessuali negli eucarioti. Spermatogenesi. Ovogenesi. Ciclo ovario e ciclo uterino. Ermafroditismo. Fecondazione. Partenogenesi, metagenesi. Cenni sullo sviluppo embrionale e sul differenziamento cellulare. Clonazione.
    I tessuti animali: gli epiteli di rivestimento, classificazione e caratteristiche morfologiche. Gli epiteli ghiandolari: classificazione e caratteristiche delle ghiandole esocrine e delle ghiandole endocrine. I connettivi propriamente detti: fibre, sostanza amorfa e cellule. Tessuto cartilagineo: cartilagine ialina, elastica e fibrosa. Tessuto osseo non lamellare e tessuto osseo lamellare. Il sangue: il plasma e gli elementi figurati. Organizzazione strutturale del tessuto muscolare striato scheletrico e cardiaco; tessuto muscolare liscio. La contrazione muscolare. Tessuto nervoso: generalità e suddivisione del sistema nervoso. Struttura del neurone. Fibra nervosa. La trasmissione sinaptica. Le cellule staminali.
    Gli strumenti per l’analisi microscopica e submicroscopica di cellule e tessuti. La preservazione dei campioni tissutali e l’allestimento dei preparati per la microscopia.

    English

    Teaching language

    Italiano

    Contents

    Biomolecules: carbohydrates, amino acids, peptides and proteins, lipids, nucleic acids. Prokaryotic and eukaryotic cells. Structure and functions of the plasma membrane, cytoskeleton, smooth endoplasmic reticulum, rough endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, mitochondria, ribosomes, nucleus. Mitotic cell cycle. Asexual and sexual reproduction. Meiosis, gametogenesis, fertilization. Outline of embryonic development and cellular differentiation. Structure and function of the main tissues: epithelia lining and glandular epithelia, connective tissues, muscle tissue, nervous tissue. Microscopes and common techniques used in optical and electron microscopy.

    Textbook and course materials

    Citologia e Istologia-Dini et al.- Ed. Idelson-Gnocchi

    Course objectives

    The course aims to provide students with an in depth understanding of the eukaryotic cell, with particular attention to the structure and functions of its organelles, and to enable them to recognize the morpho functional features of the fundamental tissues that constitute organs. Furthermore, the course will offer the foundations for understanding the main modes of animal reproduction, with specific reference to sexual reproduction, the stages of embryonic development, and the processes of cellular differentiation.
    Knowledge and understanding: Students will acquire solid knowledge of cell biology, tissue biology, and cellular and animal reproduction.
    Ability to apply knowledge and understanding: Students will be able to apply the acquired knowledge to interpret the functioning of the various cellular organelles, the mechanisms of communication between the intracellular and extracellular environments, to recognise and classify the main animal tissues based on their morpho functional characteristics, and to describe the modes of animal reproduction.
    Autonomy of judgement: Students will develop critical skills in analysing cellular structures and animal tissues, demonstrating autonomy in evaluating the relationships between morphology and function and in distinguishing the peculiar characteristics of different cell types.
    Communication skills: Students will be able to communicate clearly and appropriately, using correct scientific terminology, the functions and distinctive features of the cells within different animal tissues, as well as the various modes of cellular and animal reproduction.
    Learning skills: At the end of the course, students will develop independent learning skills that will enable them to deepen and continuously update their knowledge in the field of biochemical and biomolecular science, including through the critical reading and evaluation of the relevant scientific literature.

    Prerequisites

    Knowledges of Biology acquired by the school.

    Teaching methods

    The course is organized into frontal lectures. These lectures are held weekly in the classroom and supported by PowerPoint_presentations.

    Assessment methods

    The examination consists of a written test and an oral test, both to be taken during the same examination session on scheduled dates. Each test is graded out of thirty, and a minimum score of 18/30 is required to pass. The written test, which is preparatory to the oral examination, consists of a questionnaire of 40 multiple choice questions covering the topics addressed during lectures (50 minutes). The oral test involves a discussion aimed at assessing the level of theoretical knowledge, the ability to critically elaborate concepts, and the mastery of technical scientific terminology (about 20 minutes).
    The final grade, expressed out of thirty, is obtained through a weighted average of the scores achieved: 40% for the written test and 60% for the oral test.
    <18 Fail: The student does not demonstrate learning outcomes consistent with the Dublin descriptors for knowledge and understanding, application, judgment, communication, and learning skills.
    18-21 Sufficient Level: The student achieves the basic descriptors related to knowledge and understanding of fundamental content and shows an initial ability to apply concepts in simple contexts.
    22-4 Fully Sufficient Level: The student satisfies the basic descriptors for knowledge and understanding of fundamental content, showing the ability to correctly apply key concepts and begin to critically analyze situations related to the course topics.
    25-26 Good Level: The student demonstrates autonomy of judgment in evaluating and comparing relevant scenarios, applies knowledge effectively, and communicates results clearly, reflecting more consolidated skills.
    27-29 Very Good Level: The student demonstrates the descriptors of all five areas at an advanced level, with mastery of content, the ability to critically evaluate complex cases, and solid communication skills, evident in written and oral performance.
    30 Excellent Level: The student excels in all Dublin descriptors, demonstrating continuous and creative learning ability, in depth knowledge, confident and critical application, effective communication, and high quality in both written and oral tests.
    30 honors (cum laude): May be awarded when the student demonstrates, beyond the above, particular originality and depth in the oral discussion, exceeding expectations.

    Other information

    Attendance is mandatory (25% permitted absences). Students may use the teaching materials (course slides) provided by the instructor on the University website.
    The teacher meets students on the days indicated in the course information sheet and, upon request, at other times arranged via email.

    Detailed syllabus

    The cell theory. The development of modern cellular biology.
    Unity and diversity of living beings: the cell, a constitutive unit of living beings. Cell shapes and sizes. Unit of measurement in cell biology. Elemental and molecular composition of the cell. The macromolecules of the cell: nucleic acids, proteins, lipids, carbohydrates. The fundamental dichotomy of living beings: prokaryotes and eukaryotes. Viruses. Heterotrophy and autotrophy.
    General organization of the prokaryotic cell and of the eukaryotic cell. Biological membranes. Structural models of membranes. Membrane functions. Lipids and membrane proteins: structure and functions. The movement of substances in and out of cells: simple diffusion, facilitated diffusion, active transport, osmosis. Endomembrane system: the smooth endoplasmic reticulum and the rough endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus. Role of the RE and the Golgi apparatus in glycosylation and protein sorting. Exocytosis and endocytosis. The coated vesicles in cell transport processes. Lysosomes and cellular digestion. Peroxisomes. Glycolysis. Mitochondria and aerobic respiration. Ribosomes. The main structural elements of the cytoskeleton. Cytoskeleton study techniques.
    DNA organization in genomes, chromosomes and nucleus. Cell cycle, mitosis and cytodieresis; notions of karyology. Cell cycle regulation. Proto-oncogenes and oncogenes, tumor suppressors. Apoptosis. Cell division in prokaryotes.
    Intracellular movement: vesicular trafficking in constitutive secretion and regulated secretion.
    Outside the cell: extracellular matrix: proteoglycans, collagen, fibronectin and laminin. The adhesion between the cells and the extracellular matrix. Recognition and inter-cell adhesion. Cellular junctions.
    Cellular communications: synaptic, paracrine and autocrine, endocrine and neuroendocrine signalings; growth factors; notions of signal transduction.
    Sexuality, reproduction and development: Asexual reproduction. Mechanisms of sexuality. Sexual reproduction. Meiosis. Main sexual cycles in eukaryotes. Spermatogenesis. Oogenesis. Ovary cycle and uterine cycle. Hermaphroditism. Fertilization. Parthenogenesis, metagenesis. Basics of embryo development, cell differentiation. Stem cells. Epithelia lining: classification and morphological characteristics. Glandular epithelia: classification and characteristics of exocrine glands and endocrine glands. Connective tissues: fibers, amorphous substance and cells. Cartilaginous tissue: hyaline, elastic and fibrous cartilage. Non-lamellar bone tissue and lamellar bone tissue. Blood: plasma and figurative elements. Structural organization of skeletal and cardiac muscle tissues; smooth muscle tissue. Muscle contraction. Nervous tissue: generalities and subdivision of the nervous system. The neuron. Nerve fiber. Synaptic transmission.
    Microscopies. Preservation of tissue samples and preparations for microscopy.

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