DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALI
Corso di laurea in Scienze ambientali e naturali
Anno accademico 2015/2016 - 1° anno

BIOLOGIA

Docenti titolari dell'insegnamento

Obiettivi formativi

• ZOOLOGIA GENERALE
  
  Obiettivi formativi: Distinzione fra esseri viventi e non, descrivendo le caratteristiche degli organismi viventi. Fornire un quadro sulla teoria dell’evoluzione e spiegare perché è considerata un concetto unificante in Biologia.
• PRINCIPI DI GENETICA
  
  Il laureato in Scienze Ambientali e Naturali, con il modulo didattico di PRINCIPI DI GENETICA acquisisce laconoscenza dei metodi di analisi mendeliana e delle sue applicazioni. Acquisisce i principi generali che stanno allabase della distribuzione degli alleli in una popolazione naturale. Acquisisce le conoscenze di base della struttura delmateriale genetico e della sua organizzazione, nonché i principi dell'espressione genica. Conosce le mutazioni, irelativi effetti fenotipici e i principali meccanismi di mutazione spontanea del DNA. Inoltre dovrà riuscire adosservare le popolazioni umane e l'ambiente biologico per coglierne le caratteristiche geneticamente definite.

Prerequisiti richiesti

• ZOOLOGIA GENERALE
  

  Sono indispensabili le conoscenze di base di chimica e dell'organizzazione della materia vivente

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  Le conoscenze richieste per poter seguire l’insegnamento PRINCIPI DI GENETICA riguardano soprattutto l’organizzazione della materia vivente e della cellula, che sono fornite dall’altro modulo dello stesso insegnamento (C. I. di Biologia) che gli studenti hanno seguito al primo semestre.

  In ogni caso trattendosi di un insegnamento di 1° anno, durante le lezioni ci si soffermerà a recuperare conoscenze di base tutte le volte che sarà necessario.

Frequenza lezioni

• ZOOLOGIA GENERALE
  

  Obbligatoria

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  Il corso ha una durata complessiva di 47 ore, con frequenza obbligatoria (non inferiore al 60% delle lezioni).

  Le lezioni si tengono il martedì e giovedì dalle h 8:00 - 10:00 e le esercitazioni il mercoledì pomeriggio h 14:00 -16:00.

Contenuti del corso

• ZOOLOGIA GENERALE
  

  COSTITUZIONE CHIMICA DELLA MATERIA VIVENTE - L'acqua, le macromolecole biologiche, i costituenti inorganici e gli elementi chimici del protoplasma. CARBOIDRATI: Monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi (di rivestimento e di riserva). LIPIDI - Lipidi di rivestimento, di riserva, strutturali e a spiccata attività chimica. ACIDI NUCLEICI - Nucleotidi, RNA: caratteristiche e funzioni; DNA: struttura e funzioni (duplicazione e sintesi proteica). AMMINOACIDI E PROTEINE - Struttura della molecola proteica (primaria, secondaria, terziaria e quaternaria); proteine semplici e coniugate; forma della molecola proteica e suo significato biologico. Gli Enzimi; Sintesi delle proteine.

  CARATTERISTICHE DEGLI ANIMALI: Funzioni e organizzazione: Sostegno, alimentazione, trasporto, escrezione, interazione con l’ambiente. movimento. Omeostasi (Regolazione della temperatura, osmoregolazione).

  AUTOTROFIA; ETEROTROFIA

  GRADI DI ORGANIZZAZIONE DEI VIVENTI - Virus, Procarioti ed Eucarioti.

  CARATTERISTICHE DELLA CELLULA EUCARIOTA ANIMALE - La Membrana Cellulare (costituzione e funzioni), Ciglia e Flagelli, Il Reticolo Endoplasmatico, l'Apparato del Golgi, i Ribosomi, i Mitocondri, i Lisosomi, il Citoscheletro e il Nucleo.

  ORIGINE EVOLUTIVA DELLA CELLULA EUCARIOTE

  MECCANISMI DI DIVISIONE CELLULARE - Mitosi e Meiosi.

  CROMOSOMI - Morfologia e Struttura molecolare.

  NUMERO DEI CROMOSOMI - Corredo cromosomico: (Aploidia, Diploidia e Poliploidia).

  RIPRODUZIONE ASESSUALE NEI PROTOZOI - Scisssione binaria, Scissione multipla e Gemmazione.

  RIPRODUZIONE ASESSUALE NEI METAZOI - Gemmiparità e colonie, Endogenesi, Scissiparità.

  RIPRODUZIONE SESSUALE NEI PROTOZOI - Copulazione e coniugazione.

  RIPRODUZIONE SESSUALE NEI METAZOI E SUA EVOLUZIONE - Anfigonia e Partenogenesi.

  GAMETOGENESI E GAMETI - Spermiogenesi ed Ovogenesi. Struttura degli spermi e delle uova; Strutture di rivestimento dell'uovo.

  INSEMINAZIONE E FECONDAZIONE - Meccanismi di avvicinamento dello spermio all'uovo e della sua penetrazione nell'uovo (Fecondazione).

  CONDIZIONE DI SESSUALITA' - Gonocorismo ed Ermafroditismo.

  ALTRE VARIANTI DEL PROCESSO RIPRODUTTIVO - Riproduzione giovanile (Neotenia, Dissogonia, Pedogenesi, Poliembrionia); Riproduzione alternata (Metagenesi, Eterogonia); Formazioni durevoli.

  L’EVOLUZIONE BIOLOGICA- le prove dell’evoluzione (paleontologiche, strutture vestigiali, sviluppo embrionale, anatomia comparata, composizione biochimica, distribuzione

  geografica). PRINCIALI TEORIE EVOLUZIONISTICHE- Lamarkismo; Darwinismo; neodarwinismo mutazionistico. CONSEGUENZE DELL’EVOLUZIONE- Concetto di specie; Principali fattori dell’evoluzione; Le vie che percorre l’evoluzione: evoluzione sequenziale, divergente, simpatrica, allopatrica; microevoluzione, macroevoluzione e megaevoluzione.

  LE INTERAZIONI INTERSPECIFICHE. Rapporto fra preda e predatore; Mascheramento, Aposematsmo, Mimetismo batesiano e mulleriano. Coevoluzione. Simbiosi.

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  Genetica mendeliana: Il genotipo e il fenotipo. Rapporti tra gli alleli: dominanza completa e incompleta, codominanza e recessività. Allelia multipla. Interazione tra geni e rapporti mendeliani modificati. L’epistasi. Le basi cromosomiche degli incroci mendeliani. La mitosi: configurazione cromosomica nelle diverse fasi del ciclo cellulare. La meiosi: assortimento casuale dei cromosomi, crossing-over e formazione dei gameti. Aploidia e diploidia. La teoria cromosomica dell'ereditarietà: gli esperimenti di Morgan. L’associazione genica e la mappatura genetica. Le distanze genetiche e le frequenze di ricombinazione. Le mappe genetiche. Ipotesi e probabilità nell’analisi della trasmissione ereditaria di un carattere mendeliano. Frequenze attese e frequenze osservate negli incroci. Il test del chi-quadrato L’analisi degli alberi genealogici nello studio dei caratteri ereditari. Genetica di popolazioni: Descrizione genetica di una popolazione: frequenze alleliche e frequenze genotipiche. Popolazioni mendeliane e legge di Hardy-Weinberg per loci a due alleli. La variabilità genetica e le mutazioni. Meccanismi di variazione nella struttura genetica delle popolazioni (cenni). Materiale genetico: Identificazione del materiale ereditario: esperimento di Griffith, esperimento di Avery-McLeod-MacCarty, esperimento di Hershey e Chase. Struttura del DNA e dell’RNA. I legami a idrogeno e la complementarietà tra le coppie di basi. Caratteristiche generali della replicazione. La replicazione semiconservativa del DNA. Caratteristiche del genoma di virus, procarioti ed eucarioti. I cromosomi eucariotici. Il cariotipo umano: principali metodi di preparazione e di analisi. L’espressione del materiale genetico. Organizzazione dei geni procariotici ed eucariotici. I geni interrotti, lo splicing e la formazione dell’RNA messaggero maturo. I geni trascritti e non tradotti: l’RNA ribosomale e l’RNA transfer. Le caratteristiche del codice genetico e il sistema di traduzione e sintesi proteica. L’analisi genotipica e i polimorfismi del DNA. Mutazioni: Le mutazioni in cellule somatiche e in cellule germinali. Basi molecolari delle mutazioni: le mutazioni spontanee e gli errori nella replicazione del DNA. Fattori ambientali che danneggiano il DNA: gli agenti fisici, gli agenti chimici, gli agenti biologici. Le mutazioni puntiformi: definizione ed effetti fenotipici. Le mutazioni cromosomiche di numero de di struttura.

Testi di riferimento

• ZOOLOGIA GENERALE
  

  1 - Solomon B.G.- Fondamenti di Biologia. Ed. Edises2- Dorit, Walker e Barnes – Zoologia. Ed. Zanichelli3 - Miller S.A. e Harley J.P. – Zoologia. Parte generale. Ed. Idelson Gnocchi4-W.K. Purves, D. Sadana, G.H. Orians e H. Craig Heller - Biologia: La Cellula. Ed. Zanichelli.5- Hickman.C.P., Roberts S.L. e Larson A.- Fondamenti di Zoologia

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  1- Russel. FONDAMENTI DI GENETICA. EdiSES, Napoli.
  2- Griffiths e altri. GENETICA: PRINCIPI DI ANALISI FORMALE. Zanichelli, Bologna.
  3- Hartl & Jones. GENETICA: FONDAMENTI. Idelson-Gnocchi Editore. Napoli.

Altro materiale didattico

• ZOOLOGIA GENERALE
  

  allo studente vengono fornite tutte le slide delle slezioni

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  http://studium.unict.it/dokeos/2016/

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  L'esame finale consiste in una prova orale, ma tiene conto delle prove in itinere. Se queste non sono state svolte e non hanno avuto esito positivo la verifica orale sarà più ampia e approfondita.

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  Durante il corso saranno effettuate 2 prove scritte in itinere costituite da 20 domande a risposta multipla, da 1 domanda a risposta aperta ed 1 esercizio di genetica mendeliana.

  Le prove in itinere saranno valutate, ma mirano soprattutto ad una valutazione formativa, infatti saranno seguiti da lezioni in cui si discuteranno gli esiti delle prove per consentire agli studenti una autovalutazione degli apprendimenti e al docente la valutazione dell'efficacia delle azioni didattiche.

• PRINCIPI DI GENETICA
  

  1. I principi Mendeliani e gli esperimenti che hanno portato alla loro dimostrazione

  2. Meccanismi di eredità dei caratteri monogenici

  2. Struttura del DNA