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    Gabriella CHIEFFI

    Insegnamento di BIOLOGIA

    Corso di laurea in BIOTECNOLOGIE

    SSD: BIO/06

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 64,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    La teoria cellulare. Lo sviluppo della biologia cellulare moderna. Unità e diversità dei viventi. Organizzazione generale della cellula procariotica e della cellula eucariotica. Membrane biologiche. Sistema delle endomembrane. I perossisomi. La glicolisi. I mitocondri e la respirazione aerobia. I ribosomi. Il citoscheletro.
    OrganizzOrganizzazione del DNA nei genomi, cromosomi e nucleo. Ciclo cellulare, mitosi e citodieresi. Regolazione del ciclo cellulare. Apoptosi. Divisione cellulare nei procarioti. Sessualità. Riproduzione asessuata e riproduzione sessuata. Meiosi. Gametogenesi. Ciclo ovario e ciclo uterino. Ermafroditismo. Fecondazione. Partenogenesi, metagenesi. Cenni sullo sviluppo embrionale, differenziamento cellulare. Clonazione.
    I tessuti animali: gli epiteli, i connettivi, il tessuto muscolare e il tessuto nervoso

    Testi di riferimento

    Istologia di Monesi (V Edizione)- Adamo et al.- Piccin Editore
    Biologia della Cellula-Biologia dei Tessuti- Angelini et al. -edi-ermes

    Obiettivi formativi

    L’insegnamento si prefigge di fornire a) le conoscenze morfologiche, molecolari e funzionali della cellula eucariotica e delle strutture che la compongono, b) i meccanismi di integrazione delle attività delle cellule specializzate per formare tessuti, c) i diversi tipi di riproduzione con particolare riguardo alla riproduzione sessuata e alla meiosi, lo sviluppo embrionale e il differenziamento, d) le caratteristiche morfo-funzionali dei tessuti animali e le procedure metodologiche e strumentali rivolte soprattutto alla preparazione e osservazione di campioni istologici.
    Il corso si divide in una parte principalmente dedicata all'analisi della cellula e una parte dedicata all'analisi di cellule specializzate e dei tessuti. Il corso comprende anche una parte pratica di osservazione al microscopio di preparati a fresco e di sezioni istologiche di vari tessuti.
    Al termine del corso lo studente deve avere una visione organica dei temi affrontati a lezione,
    deve aver compreso i meccanismi alla base della comunicazione fra l’ambiente intracellulare e quello extracellulare, fra le diverse cellule, fra i diversi tessuti dell’organismo pluricellulare dalle sue prime fasi fino al completamento dello sviluppo.

    Prerequisiti

    Conoscenze di base di Biologia acquisite nella scuola secondaria di secondo grado.

    Metodologie didattiche

    Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali ed esercitazioni nel Laboratorio di Anatomia Microscopica. Le lezioni si svolgono in aula con l’ausilio di presentazioni power point. Per le esercitazioni gli studenti vengono suddivisi in turni da 25 per gruppo.

    Metodi di valutazione

    L’esame è finalizzato alla verifica del livello di conoscenza degli argomenti trattati nel corso ed alla capacità di ragionamento dello studente. L'esame consiste nel superamento di un test che comprende 40 domande a risposta multipla sugli argomenti trattati a lezione. Al superamento della prova scritta segue la prova orale i cui parametri di valutazione si basano sulla capacità di collegamenti critici, capacità di sintesi, qualità dell’organizzazione del discorso e dell’esposizione. Lo studente disserterà su almeno un argomento di biologia cellulare ed uno di istologia.
    L'esame si considererà superato se lo studente avrà dimostrato una conoscenza sufficiente degli argomenti chiesti.

    Programma del corso

    La teoria cellulare. Lo sviluppo della biologia cellulare moderna.
    Unità e diversità dei viventi:
    La cellula, unità costitutiva dei viventi. Forme e dimensioni delle cellule. Unità di misura in biologia cellulare. Composizione elementare e molecolare della cellula. Le macromolecole della cellula: acidi nucleici, proteine, lipidi, carboidrati. La dicotomia fondamentale dei viventi: Procarioti e Eucarioti. I virus. Eterotrofia e autotrofia.
    Biologia della cellula: Organizzazione generale della cellula procariotica e della cellula eucariotica. Membrane biologiche. Modelli strutturali delle membrane. Le funzioni delle membrane. I lipidi e le proteine di membrana: struttura e funzioni. Il movimento delle sostanze dentro e fuori delle cellule: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo, osmosi. Sistema di endomembrane: il reticolo endoplasmatico liscio e il reticolo endoplasmatico rugoso, l’apparato di Golgi. Ruolo del RE e dell’apparato del Golgi nella glicosilazione e nello smistamento delle proteine. Esocitosi ed endocitosi. Le vescicole rivestite nei processi di trasporto cellulare. I lisosomi e la digestione cellulare. I perossisomi. La glicolisi. I mitocondri e la respirazione aerobia. I ribosomi. I principali elementi strutturali del citoscheletro. Tecniche di studio del citoscheletro.
    Organizzazione del DNA nei genomi, cromosomi e nucleo. Ciclo cellulare, mitosi e citodieresi; nozioni di cariologia. Regolazione del ciclo cellulare. Protoncogeni e oncogeni, oncosoppressori. Apoptosi. Divisione cellulare nei procarioti.
    Movimento intracellulare: Traffico vescicolare nella secrezione costitutiva e nella secrezione regolata.
    Al di fuori della cellula:
    Matrice extracellulare: proteoglicani, collagene, fibronectina e laminina. L’adesione tra le cellule e la matrice extracellulare. Riconoscimento e adesione tra cellule. Le giunzioni cellulari.
    Comunicazioni cellulari: Segnalazione sinaptica, paracrina e autocrina, endocrina e neuroendocrina; fattori di crescita; cenni sulla trasduzione del segnale.
    Sessualità, riproduzione e sviluppo: Riproduzione asessuata. Meccanismi di sessualità. Riproduzione sessuata. Meiosi. Principali cicli sessuali negli eucarioti. Spermatogenesi. Ovogenesi. Ciclo ovario e ciclo uterino. Ermafroditismo. Fecondazione. Partenogenesi, metagenesi. Sviluppo embrionale, differenziamento cellulare. Cenni di embriologia sperimentale: esperimenti di Spemann, Briggs, e King, Gurdon. Clonazione.
    I tessuti animali: Le cellule staminali. Gli epiteli di rivestimento: classificazione e caratteristiche morfologiche. Gli epiteli ghiandolari: classificazione e caratteristiche delle ghiandole esocrine e delle ghiandole endocrine. I connettivi propriamente detti: fibre, sostanza amorfa e cellule. Tessuto cartilagineo: cartilagine ialina, elastica e fibrosa. Tessuto osseo non lamellare e tessuto osseo lamellare. Il sangue: il plasma e gli elementi figurati. Organizzazione strutturale del tessuto muscolare striato scheletrico e cardiaco; tessuto muscolare liscio. La contrazione muscolare. Tessuto nervoso: generalità e suddivisione del sistema nervoso. Struttura del neurone. Fibra nervosa. La trasmissione sinaptica.
    Lo studio morfologico dei tessuti: gli strumenti per l’analisi microscopica e submicroscopica di cellule e tessuti. La preservazione dei campioni tissutali e l’allestimento dei preparati per la microscopia.
    Esercitazioni pratiche di citologia e anatomia microscopica.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Cell theory. The development of modern cell biology. Unity and diversity of living. General organization of prokaryotic cell and eukaryotic cell. Biological membranes.The endomembrane system. The peroxisomes. Glycolysis. The mitochondria and aerobic respiration. Ribosomes. The cytoskeleton.
    Organization of DNA in genomes, chromosomes and nucleus. Cell cycle, mitosis and cytokinesis. Cell cycle regulation. Apoptosis. Cell division in prokaryotes.Sexuality, reproduction and development. Asexual reproduction. Mechanisms of sexuality. Sexual reproduction. Meiosis. Spermatogenesis. Oogenesis. Ovarian and uterine cycles. Fertilization and early development. Hermaphroditism. Parthenogenesis, metagenesis. Cloning.
    The animal tissues: main features of the epithelia, connective, muscle and nervous tissues.

    Textbook and course materials

    Istologia di Monesi (V Edizione)- Adamo et al.- Piccin Editore
    Biologia della Cellula-Biologia dei Tessuti- Angelini et al. -edi-ermes

    Course objectives

    The course aims to provide a) the morphological, molecular and functional knowledge of the eukaryotic cell and of its structures, b) the integrate mechanisms of cell activities to form tissues, c) the different types of reproduction particularly the sexual reproduction and meiosis, embryonic development and differentiation, d) the morpho-functional characteristics of the animal tissues and the methodological and instrumental procedures for the preparation and observation of histological samples.
    The course is divided into a part mainly dedicated to the analysis of the cell and a part dedicated to the analysis of specialized cells and tissues. The course also includes a practical part of microscopic observation of fresh preparations and histological sections of various tissues.
    At the end of the course the student must have an organic view of the topics, must have understood the mechanisms underlying the communication between the intracellular and extracellular environment, between the different cells, between the different tissues of the multicellular organism from its early stages until the completion of development.

    Prerequisites

    Knowledges of Biology furnished by the school.

    Teaching methods

    The course is organized in frontal lectures and guided practices in the Laboratory of Microscopic Anatomy. Lessons are held in the classroom with the help of power point presentations. For practices the students are divided into shifts of 25 per group.

    Evaluation methods

    The exam is aimed at verifying the level of knowledge of the topics covered in the course and the student's reasoning skills. The exam consists in passing a test that includes 40 multiple choice questions on the topics covered in class. Once the written test has been passed, the oral exam is based on the evaluation of the ability of critical connections, synthesis skills, quality of discourse organization and exposure. The student will discuss at least one topic of cell biology and one of histology.
    The exam will be considered exceed if the student has demonstrated sufficient knowledge of the subjects requested.

    Course Syllabus

    The cell theory. The development of modern cellular biology.
    Unity and diversity of living beings:
    The cell, a constitutive unit of living beings. Cell shapes and sizes. Unit of measurement in cell biology. Elemental and molecular composition of the cell. The macromolecules of the cell: nucleic acids, proteins, lipids, carbohydrates. The fundamental dichotomy of living beings: prokaryotes and eukaryotes. Viruses. Heterotrophy and autotrophy.
    Cell biology:
    General organization of the prokaryotic cell and of the eukaryotic cell. Biological membranes. Structural models of membranes. Membrane functions. Lipids and membrane proteins: structure and functions. The movement of substances in and out of cells: simple diffusion, facilitated diffusion, active transport, osmosis. Endomembrane system: the smooth endoplasmic reticulum and the rough endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus. Role of the RE and the Golgi apparatus in glycosylation and protein sorting. Exocytosis and endocytosis. The coated vesicles in cell transport processes. Lysosomes and cellular digestion. Peroxisomes. Glycolysis. Mitochondria and aerobic respiration. Ribosomes. The main structural elements of the cytoskeleton. Cytoskeleton study techniques.
    DNA organization in genomes, chromosomes and nucleus. Cell cycle, mitosis and cytodieresis; notions of karyology. Cell cycle regulation. Protoncogenes and oncogenes, tumor suppressors. Apoptosis. Cell division in prokaryotes.
    Intracellular movement:
    Vesicular trafficking in constitutive secretion and regulated secretion.
    Outside the cell:
    Extracellular matrix: proteoglycans, collagen, fibronectin and laminin. The adhesion between the cells and the extracellular matrix. Recognition and inter-cell adhesion. Cellular junctions.
    Cellular communications:
    Synaptic, paracrine and autocrine, endocrine and neuroendocrine signalings; growth factors; notions of signal transduction.
    Sexuality, reproduction and development:
    Asexual reproduction. Mechanisms of sexuality. Sexual reproduction. Meiosis. Main sexual cycles in eukaryotes. Spermatogenesis. Oogenesis. Ovary cycle and uterine cycle. Hermaphroditism. Fertilization. Parthenogenesis, metagenesis. Embryo development, cell differentiation. Elements of experimental embryology: experiments by Spemann, Briggs, and King, Gurdon.
    Animal tissues:
    Stem cells. Coating epithelia tissues: classification and morphological characteristics. Glandular epithelia: classification and characteristics of exocrine glands and endocrine glands. Connective tissues: fibers, amorphous substance and cells. Cartilaginous tissue: hyaline, elastic and fibrous cartilage. Non-lamellar bone tissue and lamellar bone tissue. Blood: plasma and figurative elements. Structural organization of skeletal and cardiac muscle tissues; smooth muscle tissue. Muscle contraction. Nervous tissue: generalities and subdivision of the nervous system. The neuron. Nerve fiber. Synaptic transmission.
    Morphological study of tissues: the tools for microscopic and submicroscopic analysis of cells and tissues. Preservation of tissue samples and preparations for microscopy.
    Practices in cytology and microscopic anatomy.

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