B5842 - INTRODUZIONE ALLA BIOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di far acquisire allo studente i principi fondamentali che guidano l’organizzazione e il funzionamento delle cellule, a partire dalle molecole biologiche di base per arrivare ai tessuti. Nel corso verrà anche trattato l'argomento dell'origine della vita sul nostro pianeta e l'evoluzione della cellula. Al termine del corso lo studente saprà descrivere struttura e funzione di cellule procariotiche ed eucariotiche (animali e vegetali), con particolare attenzione ai comparti subcellulari, al metabolismo energetico, al processo di divisione cellulare e ai meccanismi di comunicazione tra cellule. Al termine del corso lo studente, anche attraverso l’acquisizione di un corretto vocabolario , avrà una competenza generale sulle funzioni cellulari, che gli permetterà di affrontare con profitto le materie biologiche che seguono nel percorso di studi.

Contenuti

1. Struttura e Funzione delle Macromolecole Biologiche

1.1 Gli amminoacidi e le proteine

• Struttura e proprietà degli amminoacidi; organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
• Proteine fibrose e globulari.

1.2 Lipidi e membrane biologiche

• Classificazione dei lipidi: acidi grassi, i trigliceridi, i glicerofosfolipidi, sfingolipidi e steroidi.
• Struttura delle membrane biologiche: caratteristiche chimico fisiche dei doppi stati fosfolipidici. Modello a mosaico fluido e diffusione laterale dei lipidi e delle proteine di membrana.Cenni sui lipid rafts.
• Principali funzioni delle membrane. Trasporto di molecole attraverso le membrane: sistemi di diffusione semplice, trasporto passivo, trasporto attivo primario e secondario; canali ionici selettivi.

1.3 Carboidrati

• Monosaccaridi, disaccaridi e legame glicosidico
• Polisaccaridi: omopolisaccaridi (amido, glicogeno e cellulosa) eteropolisaccaridi (peptidoglicano e glicosoamminoglicani)

1.4 Nucleotidi e acidi nucleici

• Basi azotate puriniche e pirimidiniche, pentosio e deossipentosio: ribonucleotidi e deossiribonucleotidi
• Struttura degli acini nucleici: DNA e RNA

2. Evoluzione e biodiversità

• Origine della vita. Fotosintesi ossigenica e ossigeno atmosferico. Autotrofia e eterotrofia. Endosimbiosi primarie e i primi eucarioti.
• Procarioti: parete cellulare, evoluzione rapida, adattamenti nutrizionali e metabolici. Archea. Bacteria. Cianobatteri.
• Protisti. Endosimbiosi secondaria. Escavati: Euglena. SAR: Stramenopili, Alveolati, Rizari. Archaeplastida: Alghe verdi. Chlamydomonas reinhardtii. Utilizzo delle microalghe per la produzione di biocarburanti e bioenergia.

3. Biologia vegetale

• Citologia vegetale. Il vacuolo. La parete cellulare. Biosintesi della cellulosa. Lignina. Plasmodesmi. Apoplasto e simplasto. Caratteristiche generali dei plastidi.
• La fotosintesi ossigenica. Il trasporto lineare degli elettroni dall’acqua al NADP⁺ e la sintesi chemiosmotica dell’ATP. Ciclo di Calvin-Benson per l’organicazione del carbonio. Fotorespirazione e sistemi di concentrazione della CO2 nelle piante C4.
• Piante. Colonizzazione della terra ferma. Piante non-vascolari: muschi (briofite). Piante terrestri vascolari senza semi. Piante terrestri con semi (spermatofite) senza fiori (gimnosperme): ovulo e seme. Piante con semi (spermatofite) con fiori (angiosperme): fiore e frutto.

4. Biologia Cellulare

• La cellula eucariotica: struttura e funzioni degli organuli cellulari e differenze con la cellula procariote
• Il citoscheletro e il movimento cellulare.
• La superficie cellulare e le interazioni cellula-cellula.
• Il nucleo. la replicazione del DNA e la Mitosi.
• Il ciclo cellulare e la sua regolazione. Apoptosi.
• Il flusso dell'informazione genetica e il dogma centrale della biologia.
• I fenomeni di trasporto transmembranario. Il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi e i lisosomi.
• Regolazione e comunicazione cellulare. I segnali e la loro trasduzione.
• Differenziamento e staminalità
• Riproduzione e meiosi

Testi/Bibliografia

Sadava - Biologia -Volume 3 L'evoluzione e la Biologia - Edizione Zanichelli

Campbell - La forma e la funzione delle piante - Edizione Pearson

 

Metodi didattici

Il corso è composto da 8 CFU di lezioni frontali, corrispondenti a 64 ore suddivise in 16 ore di biochimica delle macromolecole (Prof.ssa Romana Fato), 24 ore di evoluzione, biodiversità e biologia vegetale (Prof.ssa Francesca Sparla) e 24 ore di biologia animale (Prof.ssa Monica Forni). Tutte le lezioni sono accompagnate dalla proiezione di immagini e schemi reperibili anche sulla piattaforma Virtuale-Università di Bologna.Le domande e le richieste di chiarimento da parte degli studenti sono sempre ben accette, sia durante che alla fine della lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione finale è volta a definire il conseguimento degli obiettivi didattici e, trattandosi di Corso Integrato con l'insegnamento di Laboratorio di Biologia Cellulare, verrà condotta mediante un unico esame scritto organizzato in 6 domande a risposta aperta (massimo 5 pt a domanda) di cui 3 relative alla parte teorica e 3 relativa alla parte di laboratorio e 36 domande a risposta multipla (1 pt a domanda, non sono previste penalità per risposte sbagliate o non date) di cui 24 relative alla parte teorica e 12 relative alla parte di laboratorio. Soglia minima per la sufficienza: 36 punti equivalenti a 18/30. A seguire ad ogni punto aggiuntivo corrisponderà un voto in più. La lode viene assegnata al raggiungimento di 60 punti.

Lo studente ha il diritto di rifiutare la verbalizzazione del voto positivo proposto 1 volta (secondo il regolamento didattico di ateneo ART.16, comma 5)

Studenti con bisogni speciali e/o certificazioni devono contattano il docente per email, inserendo in C/C il servizio DSA.

Strumenti a supporto della didattica

Tutte le lezioni saranno svolte con l'ausilio di presentazioni power point. I file delle presentazioni power point con relative note saranno messi a disposizione degli studenti durante il corso (Virtuale-Università di Bologna).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Francesca Sparla

Consulta il sito web di Monica Forni

Consulta il sito web di Romana Fato