Insegnamento LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE

Corso: Biotecnologie
Codice insegnamento: A000403
Curriculum: Comune a tutti i curricula
CFU: 12
Regolamento: Coorte 2019
Erogato: 2019/20
Tipo insegnamento: Obbligatorio (Required)
Tipo attività: Attività formativa integrata

BIOTECNOLOGIE DI BASE E MODELLI ANIMALI

Codice	A000404
CFU	6
Attività	Caratterizzante
Ambito	Discipline biotecnologiche con finalità specifiche: biologiche e industriali
Settore	BIO/05
Tipo insegnamento	Obbligatorio (Required)

Canale A

CFU: 6
Docente: Manuela Rebora
Lingua insegnamento: ITALIANO
Contenuti: I piani organizzativi e la varietà dei modelli animali (acelomati, pseudocelomati, celomati). Funzionalità e complessità dei sistemi. Interazione tra organismi e ambiente. Strategie riproduttive. Particolare attenzione alle specie utilizzate come modelli animali, agli organismi di interesse in ambito biotecnologico, alla biomimetica e alla produzione di sostanze biologicamente attive.
Testi di riferimento: Hickman, Roberts, Larson, L'Anson Fondamenti di Zoologia, Diversità Animale Ed. McGraw, Hill
Obiettivi formativi: Lo studente dovrà acquisire le nozioni di base della biologia animale.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Principali funzioni vitali nel Regno Animale
- Caratteristiche dei principali Phyla animali
Le principali abilità (ossia le capacità di applicare le conoscenze acquisite saranno):
- Comprendere l'evoluzione delle funzioni vitali nel mondo animale
- Saper attribuire un modello animale ad un phylum sulla base delle caratteristiche del suo piano corporeo
- Saper utilizzare il microscopio ottico e lo stereomicroscopio per l'osservazione di preparati su vetrino e campioni in toto di invertebrati
-Saper utilizzare una chiave dicotomica per la determinazione di un preparato zoologico
-Apprendere le tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di un insetto modello, Drosophila melanogaster
-Apprendere le tecniche di dissezione allo stereomicroscopio
-Fornire competenze teoriche e pratiche relative alla deparaffinazione e successiva colorazione di sezioni istologiche su vetrino per il successivo montaggio ed osservazione al microscopio ottico
-fornire competenze teoriche e pratiche relative all’utilizzo corretto del
microscopio ottico per l’osservazione di vetrini istologici colorati ed il relativo riconoscimento dei tessuti
Prerequisiti: Conoscenze di base di biologia cellulare
Metodi didattici: Lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche
Altre informazioni: Frequenza facoltativa ma vivamente consigliata
Modalità di verifica dell'apprendimento: Prova orale (due-tre domande di carattere generale, circa mezz'ora) finalizzata alla verifica dell'acquisizione delle tematiche affrontate durante le ore di didattica frontale e di laboratorio

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso: Modelli organizzativi: phylum e bauplan, livelli di organizzazione (unicellulare, coloniale, tissutale), simmetria radiale e bilaterale, cefalizzazione, il celoma, animali acelomati, pseudocelomati, eucelomati, protostomi e deuterostomi, la metameria. Le funzioni vitali: il tegumento, funzioni, tipi di tegumento negli invertebrati e nei vertebrati, colorazioni, sistemi scheletrici, scheletro idrostatico, scheletro rigido, movimento animale, ameboide, ciliare e flagellare, locomozione pedale, a compasso, con pedicelli ambulacrali, con arti, la nutrizione, tipi di nutrizione, digestione intracellulare e extracellulare, assorbimento, evoluzione del digerente, circolazione, circolatorio chiuso e aperto, evoluzione del circolatorio nei vertebrati, la respirazione in ambiente acquatico e subaereo, sistema tracheale degli insetti, osmoregolazione in ambiente acquatico, l’escrezione in ambiente acquatico e subaereo, evoluzione dell’escretore, sistema nervoso, principali tendenze evolutive, riproduzione asessuata e sessuata, i gameti, dimorfismo sessuale, determinismo del sesso, ermafroditismo, partenogenesi, tipi di fecondazione. Poriferi: modelli organizzativi, metabolismo, coanociti, spicole, riproduzione, gemmule, impiego in ambito commerciale, ruolo ed utilizzo dei metaboliti intermedi. Cnidari: diversificazione morfologica forma polipo e medusa, nematocisti, metabolismo, riproduzione, classe Antozoi, classe Scifozoi, classe Cubozoi, classe Idrozoi, la Green Fluorescein Protein (GFP) estratta dalle meduse. Platelminti: metabolismo, riproduzione, forme libere (classe Turbellari) e forme parassite, classe Trematodi, classe Cestodi. Aschelminti: Pseudoceloma, eutelia, criptobiosi, i Nematodi, caratteristiche, forme libere e forme parassite, il Caenorhabditis elegans, i Nematodi fitoparassiti, i Nematodi e la lotta biologica. Anellidi: la conquista di un vero celoma, Policheti, Oligocheti, Irudinei, caratteristiche generali, il ruolo ecologico del lombrico, la riproduzione nel lombrico. Molluschi: caratteristiche generali, la struttura della conchiglia, classe Gasteropodi, classe Bivalvi, classe Cefalopodi. Artropodi: caratteristiche generali, classe Insetti, il grande successo evolutivo degli Insetti, gli insetti e la comunicazione chimica, le società degli insetti, gli insetti e l’uomo, gli impollinatori, la lotta agli insetti dannosi (lotta biologica, manipolazioni genetiche, tecnica del maschio sterile (SIT) e organismi geneticamente modificati, piante BT), gli insetti sfruttati commercialmente dall’uomo. Echinodermi: caratteristiche generali. Cordati: subphylum Urocordati, subphylum Cefalocordati, subphylum Vertebrati: pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi.
Lezioni pratiche: verrà effettuata la dissezione di un insetto, verranno osservati esemplari in toto di esemplari appartenenti ai vari phyla animali, verrà utilizzato il microscopio ottico e lo stereomicroscopio per l'osservazione di preparati su vetrino e campioni in toto di invertebrati, verrà utilizzata una chiave dicotomica per la determinazione di un preparato zoologico, verranno apprese le tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di un insetto modello, Drosophila melanogaster, verranno apprese le tecniche di dissezione di un invertebrato allo stereomicroscopio, verranno fornite competenze teoriche e pratiche relative alla deparaffinazione e successiva colorazione di sezioni istologiche su vetrino per il successivo montaggio ed osservazione al microscopio ottico, verranno
fornite competenze teoriche e pratiche relative all’utilizzo corretto del
microscopio ottico per l’osservazione di vetrini istologici colorati ed il relativo riconoscimento dei tessuti

Canale B

CFU: 6
Docente: Silvana Piersanti
Lingua insegnamento: ITALIANO
Contenuti: I piani organizzativi e la varietà dei modelli animali (acelomati, pseudocelomati, celomati). Funzionalità e complessità dei sistemi. Interazione tra organismi e ambiente. Strategie riproduttive. Particolare attenzione alle specie utilizzate come modelli animali, agli organismi di interesse in ambito biotecnologico, alla biomimetica e alla produzione di sostanze biologicamente attive.
Uso del microscopio. Allestimento e colorazione di preparati con tecniche istologiche, istochimiche ed immunocitochimiche. Osservazione e riconoscimento al microscopio ottico di preparati (vetrini).
Testi di riferimento: Hickman, Roberts, Larson, L'Anson Fondamenti di Zoologia, Diversità Animale Ed. McGraw, Hill

Slides fornite dal Docente.
Obiettivi formativi: Lo studente dovrà acquisire le nozioni di base della biologia animale.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Principali funzioni vitali nel Regno Animale
- Caratteristiche dei principali Phyla animali
Le principali abilità (ossia le capacità di applicare le conoscenze acquisite saranno):
- Comprendere l'evoluzione delle funzioni vitali nel mondo animale
- Saper attribuire un modello animale ad un phylum sulla base delle caratteristiche del suo piano corporeo
- Saper utilizzare il microscopio ottico e lo stereomicroscopio per l'osservazione di preparati su vetrino e campioni in toto di invertebrati
-Saper utilizzare una chiave dicotomica per la determinazione di un preparato zoologico
-Apprendere le tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di un insetto modello, Drosophila melanogaster
-Apprendere le tecniche di dissezione allo stereomicroscopio
-Fornire competenze teoriche e pratiche relative alla deparaffinazione e successiva colorazione di sezioni istologiche su vetrino per il successivo montaggio ed osservazione al microscopio ottico
-fornire competenze teoriche e pratiche relative all’utilizzo corretto del
microscopio ottico per l’osservazione di vetrini istologici colorati ed il relativo riconoscimento dei tessuti
Prerequisiti: Aver studiato e preferibilmente superato l’esame di Biologia generale con elementi di Citologia ed Istologia
Metodi didattici: Lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche
Altre informazioni: Frequenza facoltativa ma vivamente consigliata
Modalità di verifica dell'apprendimento: Prova orale (due-tre domande di carattere generale, circa mezz'ora) finalizzata alla verifica dell'acquisizione delle tematiche affrontate durante le ore di didattica frontale e di laboratorio

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso: Modelli organizzativi: phylum e bauplan, livelli di organizzazione (unicellulare, coloniale, tissutale), simmetria radiale e bilaterale, cefalizzazione, il celoma, animali acelomati, pseudocelomati, eucelomati, protostomi e deuterostomi, la metameria. Le funzioni vitali: il tegumento, funzioni, tipi di tegumento negli invertebrati e nei vertebrati, colorazioni, sistemi scheletrici, scheletro idrostatico, scheletro rigido, movimento animale, ameboide, ciliare e flagellare, locomozione pedale, a compasso, con pedicelli ambulacrali, con arti, la nutrizione, tipi di nutrizione, digestione intracellulare e extracellulare, assorbimento, evoluzione del digerente, circolazione, circolatorio chiuso e aperto, evoluzione del circolatorio nei vertebrati, la respirazione in ambiente acquatico e subaereo, sistema tracheale degli insetti, osmoregolazione in ambiente acquatico, l’escrezione in ambiente acquatico e subaereo, evoluzione dell’escretore, sistema nervoso, principali tendenze evolutive, riproduzione asessuata e sessuata, i gameti, dimorfismo sessuale, determinismo del sesso, ermafroditismo, partenogenesi, tipi di fecondazione. Poriferi: modelli organizzativi, metabolismo, coanociti, spicole, riproduzione, gemmule, impiego in ambito commerciale, ruolo ed utilizzo dei metaboliti intermedi. Cnidari: diversificazione morfologica forma polipo e medusa, nematocisti, metabolismo, riproduzione, classe Antozoi, classe Scifozoi, classe Cubozoi, classe Idrozoi, la Green Fluorescein Protein (GFP) estratta dalle meduse. Platelminti: metabolismo, riproduzione, forme libere (classe Turbellari) e forme parassite, classe Trematodi, classe Cestodi. Aschelminti: Pseudoceloma, eutelia, criptobiosi, i Nematodi, caratteristiche, forme libere e forme parassite, il Caenorhabditis elegans, i Nematodi fitoparassiti, i Nematodi e la lotta biologica. Anellidi: la conquista di un vero celoma, Policheti, Oligocheti, Irudinei, caratteristiche generali, il ruolo ecologico del lombrico, la riproduzione nel lombrico. Molluschi: caratteristiche generali, la struttura della conchiglia, classe Gasteropodi, classe Bivalvi, classe Cefalopodi. Artropodi: caratteristiche generali, classe Insetti, il grande successo evolutivo degli Insetti, gli insetti e la comunicazione chimica, le società degli insetti, gli insetti e l’uomo, gli impollinatori, la lotta agli insetti dannosi (lotta biologica, manipolazioni genetiche, tecnica del maschio sterile (SIT) e organismi geneticamente modificati, piante BT), gli insetti sfruttati commercialmente dall’uomo. Echinodermi: caratteristiche generali. Cordati: subphylum Urocordati, subphylum Cefalocordati, subphylum Vertebrati: pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi.
Lezioni pratiche: verrà effettuata la dissezione di un insetto, verranno osservati esemplari in toto di esemplari appartenenti ai vari phyla animali, verrà utilizzato il microscopio ottico e lo stereomicroscopio per l'osservazione di preparati su vetrino e campioni in toto di invertebrati, verrà utilizzata una chiave dicotomica per la determinazione di un preparato zoologico, verranno apprese le tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di un insetto modello, Drosophila melanogaster, verranno apprese le tecniche di dissezione di un invertebrato allo stereomicroscopio, verranno fornite competenze teoriche e pratiche relative alla deparaffinazione e successiva colorazione di sezioni istologiche su vetrino per il successivo montaggio ed osservazione al microscopio ottico, verranno
fornite competenze teoriche e pratiche relative all’utilizzo corretto del
microscopio ottico per l’osservazione di vetrini istologici colorati ed il relativo riconoscimento dei tessuti

MODELLI SPERIMENTALI DI MICROBIOLOGIA E COLTURE CELLULARI

Codice	A000405
CFU	6
Attività	Caratterizzante
Ambito	Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:agrarie
Settore	AGR/16
Tipo insegnamento	Obbligatorio (Required)

Canale A

CFU

Docente

Laura Corte

Docenti

Laura Corte

Ore

57 ore - Laura Corte

Lingua insegnamento

ITALIANO

Contenuti

Il corso è un corso di laboratorio finalizzato all'acquisizione delle conoscenze teoriche e pratiche basilari per la formazione della figura del biotecnologo. Nello specifico, durante le lezioni frontali saranno affrontate le problematiche concettuali relative all'impiego dei modelli microbiologici e sarà fatta una disamina quali-quantitativa delle tecniche microbiologiche impiegate di routine in un laboratorio. Le esercitazioni pratiche consisteranno invece in una serie di esperienze di laboratorio, durante le quali gli studenti produrrano dati, seguite da un percorso di esercitazioni al computer finalizzate all'acquisizione degli strumentici bioinformatici di base per l'analisi dei dati biologici.

Testi di riferimento

BROCK. BIOLOGIA DEI MICRORGANISMI. MICROBIOLOGIA GENERALE, AMBIENTALE E INDUSTRIALE. Michael T. Madigan, John M. Martinko

Obiettivi formativi

Comprensione delle proprietà strutturali e funzionali delle macromolecole biologiche, del metabolismo dei nutrienti ed integrazioni metaboliche, dei meccanismi di regolazione operanti nei sistemi biologici; della struttura e delle proprietà biologiche di funghi e batteri; della struttura e delle proprietà biologiche di cellule e tessuti animali delle metodologie di analisi a livello molecolare; dell'utilizzo dei modelli animali e microbici.

Prerequisiti

Conoscenza di strumenti matematici e statistici di base per l'analisi quantitativa e la comprensione dei sistemi e dei processi biologici; conoscenza dei principi generali della fisica e della chimica per la comprensione dei sistemi a livello molecolare e dei processi biologici; conoscenza delle norme di sicurezza previste per le diverse tipologie di laboratorio; conoscenza della comunicazione scientifica in lingua inglese.

Metodi didattici

Il corso è organizzato nel seguente modo:
- Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso;
- Revisioni periodiche degli argomenti svolti;
- Esercitazioni nel laboratorio di Biotecnologie per esperienze di laboratorio relative ai corsi svolti nel primo anno (I e II semestre). Gli studenti saranno divisi in due gruppi e seguiranno esercitazioni guidate di due ore ciascuna, precedute da una lezione di presentazione in aula.
- Esercitazioni informatiche in aula per l'acquisizione degli strumenti di base per l'analisi dei dati biologici. Le esercitazioni saranno svolte al computer.
- Laboratori virtuali (se attivati) con esperienze relative ai contenuti specifici del corso.

Altre informazioni

Prova intermedia

Modalità di verifica dell'apprendimento

Le modalità di verifica includono sia una prova scritta sia una prova orale.
La prova orale consiste in una discussione della durata di circa venti minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell’allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell’esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico.
La prova scritta consiste in un test a risposta multipla e nella risoluzione di una serie di problemi a carattere computazionale.
La prova nel suo insieme consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite, sia la capacità di esposizione, sia la capacità di apprendere e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.
Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Programma esteso

Parte TEORICA:
1. Tecniche di prelievo e conservazione
2. Terreni di cultura
3. Tecniche di sterilizzazione.
4. Tecniche di isolamento
5. Micro- e macromorfologie microbiche
6. Selezione e arricchimento
7. Tecniche di conta
8. Modellizzazione delle curve di crescita

ESERCITAZIONI PRATICHE:
I PARTE: LABORATORIO
1. Conte microbiche
2. Curva di crescita
3. Tecniche di base di colture cellulari animali in vitro
4. Conta di cellule da colture cellulari animali in vitro
5. Microscopia di tessuti e di cellule da colture cellulari

II PARTE: ANALISI INFORMATICA DEI DATI
Strumenti informatici di analisi:
1. Templato in MS EXCEL
2. Templato dinamico
3. Elementi di programmazione in VBA
4. Templato per la conta
5. Templato per la curva di crescita
6. Macro Excel

Canale B

CFU

Docente

Gianluigi Cardinali

Docenti

Gianluigi Cardinali

Ore

57 ore - Gianluigi Cardinali

Lingua insegnamento

ITALIANO

Contenuti

PARTE TEORICA: Tecniche microbiologiche
ESERCITAZIONI PRATICHE:
I PARTE Esperienze di laboratorio
II PARTE Strumenti informatici di analisi

Testi di riferimento

BROCK. BIOLOGIA DEI MICRORGANISMI. MICROBIOLOGIA GENERALE, AMBIENTALE E INDUSTRIALE. Michael T. Madigan, John M. Martinko

Obiettivi formativi

Prerequisiti

Conoscenza e comprensione- di metodi matematici, statistici e bioinformatici per l'analisi quantitativa e la comprensione dei sistemi e dei processi biologici; di principi generali della fisica e della chimica basilari alla comprensione a livello molecolare dei sistemi e dei processi biologici; delle norme di sicurezza previste per le diverse tipologie di laboratorio; della comunicazione scientifica in lingua inglese.

Metodi didattici

Lezioni frontali, revisioni scritte ed orali. Esercitazioni virtuali e pratiche.

Altre informazioni

Prova intermedia

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto e orale.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Programma esteso