BIOLOGIA

13 CFU - 1° e 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

BIANCA MARIA LOMBARDO - Modulo ZOOLOGIA GENERALE - BIO/05 - 7 CFU
GIORGIO SABELLA - Modulo ZOOLOGIA GENERALE
CONCETTA FEDERICO - Modulo PRINCIPI DI GENETICA - BIO/18 - 6 CFU

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.

Risultati di apprendimento attesi: lo studente alla fine del corso deve aver acquisito conoscenza delle caratteristiche biologiche della materia vivente e dei suoi livelli di organizzazione; della composizione chimica e dell’organizzazione della cellula eucariotica; delle funzioni, dei meccanismi riproduttivi e dei processi evolutivi che avvengono negli animali; del lessico disciplinare.
PRINCIPI DI GENETICA
Il modulo di Principi di Genetica si propone di fornire le conoscenze fondamentali di genetica classica, molecolare e di popolazione fornendo un quadro integrato con l’insegnamento dell’altro modulo previsto nel C.I. di Biologia e con gli altri insegnamenti di tipo biologico previsti dal corso di Laurea in Scienze Ambientali e Naturali.

Lo studente in Scienze Ambientali e Naturali, con il modulo didattico di PRINCIPI DI GENETICA acquisisce la conoscenza dei metodi di analisi mendeliana e comprende i meccanismi mediante cui si ereditano i caratteri mendeliani e impara ad applicarli per la risoluzione di problemi. Acquisisce inoltre le conoscenze sui principi generali della genetica di popolazione e la capacità di analizzare la distribuzione degli alleli nelle popolazioni naturali, vegetali e animali. Acquisisce le conoscenze di base della struttura del materiale genetico e della sua organizzazione, nonché i principi dell'espressione genica. Comprende le caratteristiche delle diverse tipologie di mutazione, i relativi effetti fenotipici, i principali meccanismi di mutazione spontanea del DNA e il suo significato anche nell’ambito dell’evoluzione. Infine gli studenti alla fine di questo insegnamento dovranno riuscire a comunicare in modo efficace le informazioni di tipo biologico con un linguaggio specifico.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

ZOOLOGIA GENERALE
L'insegnamento si articola in lezioni frontali ed esercitazioni; queste ultime prevedono sia attività di valutazione ricorrente e di elaborazione di quanto appreso, sia laboratori pratici, con osservazione di preparati microscopici e macroscopici.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità a distanza o mista, potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente Syllabus.
PRINCIPI DI GENETICA
L'insegnamento è svolto con lezioni frontali partecipate, con l'ausilio di powerpoint e altri strumenti multimediali (come ad esempio dei filmati). Le verifiche dell'efficacia di ciascuna lezione viene fatta utilizzando la piattaforma SOCRATIVE e proponendo 4-5 domande alla fine di ogni lezione, a cui gli studenti rispondono con il loro smartphone in anonimato. Sono anche previste esercitazioni in classe e 2 prove in itinere. Tali prove, dopo la correzione, vengono ampiamente discusse in aula. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità a distanza o mista, potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente Syllabus.

Prerequisiti richiesti

ZOOLOGIA GENERALE
Conoscenze di base della Biologia acquisite durante il percorso scolastico.
PRINCIPI DI GENETICA
Le conoscenze richieste per poter seguire il modulo 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
La frequenza è obbligatoria (non inferiore al 60% delle lezioni)
PRINCIPI DI GENETICA
Il corso ha una durata complessiva di 47 ore, con frequenza obbligatoria (non inferiore al 60% delle lezioni).

Contenuti del corso

ZOOLOGIA GENERALE
Composizione chimica della materia vivente: acqua, sali minerali, carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici. Livelli di organizzazione dei viventi. La cellula animale. I processi di divisione cellulare: mitosi e meiosi. Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: metabolismo, respirazione, alimentazione, trasporto, escrezione, interazione con l’ambiente; sostegno e movimento; omeostasi (regolazione della temperatura, osmoregolazione). La riproduzione nei Protozoi; sessualità: copulazione e coniugazione. La riproduzione asessuale e sessuale (anfigonia e partenogenesi) nei Metazoi; condizioni di sessualità (gonocorismo, ermafroditismo). Gametogenesi, inseminazione e fecondazione. Cenni sullo sviluppo embrionale. Sviluppo post-embrionale e cicli vitali. Evoluzione biologica: sviluppo del pensiero evoluzionistico (Lamarck, Darwin, Teoria sintetica); selezione naturale; meccanismi di speciazione. Origine della vita.
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. De Bernardi ed altri – Zoologia. Parte generale. Ed. Idelson Gnocchi
2. Reece et al. - Campell. Biologia e Genetica. Pearson
3. La Greca M. – Elementi di Biologia e Zoologia Generale. Ed. Ciurca
4. Hickman, Roberts, Keen, Eisenhour, Larson, l’Anson. Fondamenti di Zoologia. McGraw-Hill
5. Casiraghi M., de Eguileor M, Cerrano C., Puce S. Zoologia. Ed UTET
6. Colombo - Olmo. Biologia: Cellula e Tessuti 2° Ed. Edi-Ermes
7. Materiale didattico fornito dal docente
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
Il materiale didattico sarà disponibile sulla piattaforma STUDIUM (https://studium.unict.it/dokeos/2021/)
PRINCIPI DI GENETICA
Il materiale didattico, ad integrazione del libro di testo, viene pubblicato nella piattaforma on line dedicata (Studium), ed è costituito dalle diapositive delle lezioni e da fascicoli su specifici argomenti.

Programmazione del corso

ZOOLOGIA GENERALE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Composizione chimica della materia vivente: acqua	testo 2, cap. 3
2	Composizione chimica della materia vivente: sali minerali	7
3	Composizione chimica della materia vivente: carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici	testo 2, cap. 4 - 5
4	Livelli di organizzazione dei viventi	7
5	La cellula animale: membrana plasmatica, citoplasma, nucleo	testo 2, cap. 6
6	I processi di divisione cellulare: mitosi e meiosi	testo 2, cap. 11
7	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: metabolismo	7
8	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: respirazione	testo 1, cap. 5
9	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: alimentazione	testo 1 cap. 4
10	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: trasporto	testo 1, cap. 6
11	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: escrezione	testo 1, cap. 7
12	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: interazione con l’ambiente	testo 1, cap. 8
13	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: sostegno e movimento	testo 1, cap. 3
14	Caratteristiche degli animali, funzioni e organizzazione: omeostasi (regolazione della temperatura, osmoregolazione)	testo 1, cap. 1 (pag. 2)
15	La riproduzione nei Protozoi; sessualità: copulazione e coniugazione	testo 1, cap. 10
16	La riproduzione asessuale e sessuale (anfigonia e partenogenesi) nei Metazoi; condizioni di sessualità (gonocorismo, ermafroditismo)	testo 1, cap. 10 - 7
17	Gametogenesi, inseminazione e fecondazione	testo 1, cap. 10 - 7
18	Cenni sullo sviluppo embrionale. Sviluppo post-embrionale e cicli vitali	testo 1, cap. 11 - 7
19	Evoluzione biologica: sviluppo del pensiero evoluzionistico (Lamarck, Darwin, Teoria sintetica); selezione naturale; meccanismi di speciazione	testo 1, cap. 1 – testo 2, cap. 1
20	Origine della vita	7
PRINCIPI DI GENETICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alla genetica	Testo 1: cap 1 Testo 2: cap 1 Testo 3: cap 1
2	Genetica mendeliana; incroci tra diidridi e triidridi. Principio di Segregazione e dell’indipendenza	Testo 1: cap 11 (pagg. 263- 284) Testo 2: cap 2 (pagg. 29- 52)cap 3 (pagg. 85- 97) Testo 3: cap 2 (pagg. 41- 58)
3	Meiosi e mitosi a confronto. La meiosi e il legame con le leggi di Mendel	Testo 1: cap 12 (pagg. 285-296) Testo 2: cap 2 (pagg. 81-83) cap 3 (pagg. 98-106) Testo 3: cap3 (pagg. 89-104)
4	Interazioni alleliche e interazioni tra geni	Testo 1: cap 13 Testo 2: cap 6 Testo 3: cap 2
5	Teoria cromosomica dell’eredità, esperimenti di Morgan e eredità legata al sesso	Testo 1: cap 12 (pagg. 297-313) Testo 2: cap 2 (pagg. 52-72) Testo 3: cap 3.6 (pagg. 117-125)
6	Associazione genica concatenazione e scambio.	Testo 1: cap 14 Testo 2: cap 4 Testo 3: cap 4 (pagg. 146-167)
7	Genetica di popolazione; La Legge di Hardy-Weinberg	Testo 1: cap 21 (pagg. 511-522) Testo 2: cap 18 (pagg. 666-706) Testo 3: Dispensa del docente su studium
8	Struttura del DNA — Organizzazione del materiale genetico nei cromosomi	Testo 1: cap 2 Testo 2: cap 7 (pagg. 259-269) Testo 3: cap 6 (pagg. 245-248) cap 3 (pagg. 104-112)
9	Replicazione del DNA; caratteristiche ed enzimatica	Testo 1: cap 3 Testo 2: cap 7 (pagg. 269-288) Testo 3: cap 6 (pagg. 252-267)
10	Reazione a catena della polimerasi (PCR), enzimi di restrizione, elettroforesi e RFLP	Testo 1: cap 10 (pagg. 235-238 e 242-249) Testo 2: cap 10 Testo 3: cap 6 (pagg. 272-276) cap 4 (pagg. 168-173)
11	La trascrizione nei procarioti e negli eucarioti	Testo 1: cap 5 Testo 2: cap 8 Testo 3: cap 7 (pagg. 289-303)
12	Il codice genetico e la sintesi proteica	Testo 1: cap 6 Testo 2: cap 9 Testo 3: cap 7 (pagg. 304-330)
13	Le mutazioni puntiformi	Testo 1: cap 7 (pagg. 115-135) Testo 2: cap 16 Testo 3: cap 8
14	Le mutazioni cromosomiche	Testo 1: cap 16 Testo 2: cap 17 Testo 3: cap 5
15	La regolazione dell’espressione genica nei procarioti ed eucarioti	Testo 1: cap 17 cap 18 (pagg. 435-443) Testo 2: cap 11 (pagg. 393-408 e 419-424) cap 12 (pagg. 427-432 e 439-444) Testo 3: dispensa del docente

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

ZOOLOGIA GENERALE
ZOOLOGIA GENERALE

L’esame consiste in una prova orale preceduta da una prova scritta costituita da quindici quesiti a risposta multipla.

Criteri di assegnazione del voto: la valutazione terrà conto della padronanza degli argomenti, della capacità di mettere in relazione le conoscenze acquisite, delle capacità espositive e della padronanza del lessico disciplinare.

Date degli appelli

Il calendario degli esami è consultabile al seguente link:

http://www.dipbiogeo.unict.it/corsi/l-32/calendario-esami

Prove in itinere

E’ prevista una prova in itinere, costituita da quindici domande a risposta multipla e da due domande a risposta aperta. La data della prova sarà concordata in aula con gli studenti.

La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
PRINCIPI DI GENETICA
L'esame finale consiste in una prova scritta seguita da una prova orale. la prova scritta è costituita da 20 domande a risposta multipla e due domande a risposta aperta. Le domande a risposta multipla avranno il puntaggio di +1 se esatte, -0,25 se errate e 0 se non date. A ciascuna delle domande aperte verrà attribuito un punteggio da 0 a 5. Gli studenti che avranno conseguito un punteggio maggiore di 18 sono ammessi al colloquio orale, coloro che avranno conseguito meno di 16 sono non ammessi, chi avrà conseguito da 16 a 18 saranno "Ammessi con riserva", e se ritengono di essere preparati, possono completare l'esame con il colloquio orale. La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuataanche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

ZOOLOGIA GENERALE
Esempi di domande a riposta aperta
1. Quali sono i principali tipi di strutture respiratorie presenti negli animali
2. La riproduzione sessuale nei Metazoi
Esempio di domanda a risposta multipla:

Il metabolismo si compie:
1. nell’apparato digerente
2. nell’apparato escretore
3. nelle cellule epatiche
4. nel sangue
5. in tutte le cellule
PRINCIPI DI GENETICA
1. I principi Mendeliani e gli esperimenti che hanno portato alla loro dimostrazione

2. Meccanismi di eredità dei caratteri monogenici

3. Struttura del DNA

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