BIOLOGIA E GENETICA
cod. 06495

Anno accademico 2007/08
1° anno di corso - Primo semestre
Docente responsabile dell'insegnamento
PARMIGIANI Stefano
insegnamento integrato
6 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Insegnamento strutturato nei seguenti moduli:

Obiettivi formativi

<br />Lo scopo del corsoè  di offrire allo studente un percorso didattico capace di far  assimilare i principi di  base delle scienze biologiche  e di far comprendere che la ricerca biologica  èilfondamentodellaconoscenzascientifica applicata in campo biomedico.<br /> 

Prerequisiti

Conoscenze di base di Chimica e Fisica<br />

Contenuti dell'insegnamento

<br /><br />Labiologia come scienza: <br />osservazioni,ipotesi, metodo sperimentale e comparato, fatti, teorie e principi. <br />Livelli di organizzazione , rapporti tra struttura e funzione dellamateria vivente e le sue proprietà emergenti.:Composizione chimicadella materia vivente: l'acqua, i composti delcarbonio, carboidrati, lipidi,proteine e acidi nucleici La cellula comeunità fondamentale della vita esviluppo della teoria cellulare: celluleprocariotiche ed eucariotiche.Diversitàe unità delle forme di vita :organismi unicellulari e pluricellulari. Ilconcetto di specie. Lateoria darwiniana dell'evoluzione come principiounificante dellabiologia e storia del pensiero evoluzionista. <br />Originedella vita:Evoluzione dellacellula procariotica. Cellule eterotrofe ed autotrofe. IDallacellula procariotica a quella eucariotica ed evoluzione degliorganismipluricellulari. Classificazione delle diverse forme di vitasia adorganizzazione procariotica che eucariotica .<br /> Biologiadella cellula (con particolare attenzione al rapporto trastruttura e funzione)<br /> Lamembrana plasmatica; trasporto attivo e passivo. Il citoplasma. Ilcitoscheletro Il reticolo endoplasmico.L'apparato di Golgi. Lisosomi. Esocitosi ed endocitosi.Il nucleo: materialegenetico, cromosomi e il cariotipo( numeroe forma dei cromosomi di una specie) e nucleolo. I mitocondri, icloroplasti e loro evoluzione (vedi ancheorigine della vita). Differenze tracellula procariotica ed eucarioticae tra cellula animale e cellula vegetale.Riproduzione della cellula procarioticaed eucariotica. Il ciclo cellulare eucariotico : mitosi e meiosi.<br />Cenni di Bioenergetica e metabolismo cellulare. Reazioniendoergonicheed esoergoniche. L'adennosintrifosfato(ATP) come valutaenergetica dellacellula. L'energia di attivazione delle reazioni chimichecellulari. Icatalizzatori biologici: gli enzimi. La respirazionecellulare:l'utilizzazione del glucosio nelle cellule anaerobie(fermentazione) e nellecellule aerobie (respirazione ) e produzione diglucosio nelle celluleautotrofe (fotosintesi). )Evoluzione del metabolismo: relazioni tra respirazione e fotosintesi edinterdipendenza tra organismi autotrofi ed eterotrofi<br />Meccanismi dell’ereditarietà deicaratteri : scoperta delle leggi della segregazione (I legge diMendel) e dell’assortimento indipendente dei caratteri ereditari.(II legge diMendel) Reincrocio o test-cross. Concetto di gene, allele, genotipo e fenotipo.Alleli multipli (es. gruppi sanguigni umani ABO). Pleiotropia, Epistasi,Eredità multigenica.(o poligenica o polifattoriale). Eredità legata al sesso:la Drosophila come modello animale pergli studi genetici e la scuola di Morgan. La teoria cromosomicadell’eredità..Significato genetico della mitosi e della meiosi. Autosomi ecromosomi sessuali e sistemi di determinazione genotipica del sesso.Determinazione del sesso mediata da fattori ambientali. Eredità legata aicromosomi sessuali nei mammiferi: eredità legata all’X e inattivazione di unodei due cromosomi X nella femmina (ovvero compensazione del dosaggio genico) ecorpo di Barr; eredità legata al cromosoma Y. Eredità extracromosomica. Ereditàmaterna dei mitocondri e dei geni mitocondriali.Imprinting genomico.Geni concatenati(Linkage), crossing over, frequenza di ricombinazione e mappe genetiche. <br />Natura chimica del gene : esperimenti che hannomesso in evidenza che il gene è composto da DNA. Modelli microbici (batteri evirus) per lo studio della genetica. Scoperta della strutturamolecolare a doppia elica del DNA (Watson e Crick) Duplicazione del DNA neiprocarioti e negli eucarioti. <br />Meccanismo d’azione del gene: come il DNA controlla la sintesi delle proteine,dalla trascrizione del messaggio alla sua traduzione, mRNA , codice genetico,tRNA , ribosomi. Modificazioni e destino delle proteine neosintetizzateall’interno della cellula. Confronto tra la sintesi proteica dei procarioti equella degli eucarioti (maturazione e splicing dell’RNA). Controllodell’espressione genica nei procarioti (operoni): operoni inducibili ereprimibili.Controllo espressione genica negli eucarioti. Controllo genetico dello sviluppo (cenni): geniomeotici .<br />Le mutazioni: la mutazione genica (o puntiforme): sostituzione, aggiunta e delezione di una base e loro conseguenze. La mutazione genica : l'origine di nuovialleli e della variabilità genetica all’interno di una popolazione (vedibiologia evoluzionistica, neodarwinismo e microevoluzione ). Le mutazionicromosomiche I e II (dette anche genomiche).<br /> <br />Biologiaevoluzionistica<br />Teoriadell'evoluzione:variabilità genetica e selezione naturale. La selezionesessuale. Provedell'evoluzione e meccanismi dell'evoluzione. La genetica dipopolazioni, la legge di Hardy-Weinberg e la teoria sintetica dell'evoluzioneoneodarwinismo. La selezione naturale e le mutazioni come forzeprincipalidell'evoluzione e la microevoluzione. L'evoluzione a livellomolecolare. Lamacroevoluzione: la speciazione . Filogenesi deiVertebrati ed Evoluzione dellaspecie umana.(cenni) <br /> Biologia animale (conparticolare riferimento ai Vertebrati)<br /> Riproduzioneasessuatae sessuata. Evoluzione e significato adattativo dellasessualità.Gametogenesi (ovogenesi e spermatogenesi), Fecondazione esviluppo. Sistemaneuroendocrino: gli ormoni come messaggeri chimici.Ormoni peptidici esteroidei. Rapporti tra l’ipofisi e le altreghiandole endocrine dell’organismoe processi di ”feedback”nella regolazionedella produzione di ormoni. Regolazione ormonaledell'attivitàriproduttiva nei vertebrati (con particolare riferimento a quelladeiPrimati e della specie umana). <br /> <br />Biologia del comportamento<br />Istinto,apprendimento e memoria. Correlatineuroendocrini del comportamento. Genetica ed evoluzione del comportamento.Comportamento sociale: l'aggressività, la selezione sessuale e le strategieriproduttive ed evoluzione dell'altruismo. Relazioni tra evoluzione culturaleed evoluzione biologica.<br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

<br />Libri di Testo consigliati:<br />Solomon  E.P., Berg L.R e Martin D.W..:FONDAMENTI di BIOLOGIA,Edises.; <br />oppure<br />: Campbell N.A.  “PRINCIPI DI BIOLOGIA” Zanichelli <br /><br /><br />Palanza P. e Parmigiani S. "Percorso didattico di Biologia" Libreria Santa Croce (Parma)<br />PalanzaP e Parmigiani S. "Biologia e Genetica del Comportamento" Libreria Santa Croce (Parma

Metodi didattici

Lezioni frontali<br />Valutazione: esame sritto e successivamente orale.<br />

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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