Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- conoscere il nuovo approccio delle biotecnologie moderne allo studio di interi organismi; avere competenze per poter utilizzare correttamente strumenti di laboratorio.
- avere competenze per orientarsi tra le varie tecniche di propagazione in vitro in specifico nel campo vegetale;
- avere le competenze per saper individuare un percorso sperimentale sulla base di un processo di operazionalizzazione dei fattori biologici e molecolari da indagare;
- avere le competenze per saper inquadrare nel contesto della fisiologia e biochimica vegetale i miglioramenti necessari per la competitività sul mercato di prodotti derivati da organismi vegetali sia in campo alimentare che in campo medico/farmaceutico;
- avere le competenze per saper interpretare criticamente i risultati di una ricerca empirica riportata in una produzione scientifica ufficiale riguardante le biotecnologie applicate.
Prerequisiti
Elementi di Biologia cellulare (animale e vegetale), Genetica, Biochimica, Fisica, Matematica
Contenuti dell'insegnamento
Biotecnologie moderne, scienze “-omiche”, “System biology” e networks di geni e proteine
Organismi e genomi, principi di genomica comparativa
I database informatici di genomica, proteomica e pathways metabolici
Organismi modello per le biotecnologie - Arabidopsis thaliana L Heynn , Saccharomyces cerevisiae ed altri
Colture in vitro e sterilità
Micropropagazione
Terreni di crescita sintetici per organismi vegetali e ormoni vegetali
Epigenetica e Variazioni somaclonali
Colture di calli
Embriogenesi somatica
Estrazione, coltura incrocio di protoplasti (esempi di ibridizzazione somatica)
Ploidità: variazioni e conseguenze fenotipiche (esempi), le chimere (esempi)
Piante aploidi: androgenesi e ginogenesi: uso biotecnologico
Triticaceae: T. aestivum e T. durum, evoluzione e differenze, usi
Proteine del T. durum
Frutti senza semi e frutti commerciali
Metabolismo secondario vegetale: principi di base
Pathway dell’acido shikimico
Cenni sul sistema nervoso umano
Alcaloidi vegetali: caratterizzazione e applicazioni in farmacologia, medicina e
biotecnologie
Esempi, Morfina: pathway metabolico biosintetico, azione sull’organismo umano, funzioni
Terpeni e Carotenoidi, principali pathways biosintetici
Esempi di Terpeni, terpenoidi e isoprenoidi, usi commerciali e neutraceutica
La gomma, struttura, biosintesi, usi
Composti fenolici vegetali, pathways biosintetici ed esempi
La lignina, struttura, biosintesi, funzione nel mondo vegetale
Fitoalessine: funzione, esempio
Altri metaboliti secondari
Programma esteso
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Bibliografia
Analisi Gentica Avanzata
Philip Meneely, edizione italiana a cura di R. Bernardoni e G. Perini
McGraw-Hill
ISBN-978-88-386-6519-6
Genomi 3
T.A. Brown. Ed Italiana a cura di P. Costantino
EdiSES
ISBN: -978-88-7959-431-8
Biochemistry and Molecular Biology of Plants, 2nd Edition
Bob B. Buchanan (Editor), Wilhelm Gruissem (Editor), Russell L. Jones (Editor)
ISBN: 978-0-470-71421-8
Plant Physiology 4th Edition
by Frank Salisbury (Author), Cleon Ross (Author)
Wadsworth Publishing Company
ISBN-13: 978-0534151621
ISBN-10: 0534151620
Biology of Plants
Peter H. Raven, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn
W. H. Freeman
ISBN-13: 978-1464117800
ISBN-10: 1464117802
Plant Secondary Metabolism
Authors: Seigler, David S.
Springer
ISBN 978-1-4615-4913-0
Plant Biotechnology and Agriculture , Prospects for the 21st Century
Edited by: Arie Altman and Paul Michael Hasegawa
ISBN: 978-0-12-381466-1
Copyright © 2012 Elsevier Inc. All rights reserved
Plant Biotechnology for Health, From Secondary Metabolites to Molecular Farming
Authors: Alvarez, Maria Alejandra
Springer
ISBN 978-3-319-05771-2
Plant Breeding and Biotechnology
By Denis Murphy
Publisher: Cambridge University Press
Online ISBN:9780511619267
Hardback ISBN:9780521823890
Paperback ISBN:9780521530880
Metodi didattici
Le attività didattiche saranno condotte privilegiando modalità di apprendimento attivo alternate a lezioni di
stampo euristico socratico. Durante le lezioni euristico socratiche sarà privilegiato il confronto dialogico con
l’aula, sui temi di base della disciplina. In particolare il docente interagisce con gli studenti facendo domande e impostando un dialogo riguardante il tema della lezione.
In lezioni successive verranno dettagliate le nozioni scientifiche di base di ogni argomento e verranno portati esempi a chiarimenti dell’aspetto teorico generale. In fine il docente collaborerà con gli studenti per poter fornire loro competenze riguardo alle conoscenze acquisite attraverso lavori di gruppo e/o simulazioni di lavoro pratico in laboratorio
Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno fornite direttamente agli studenti con cadenza settimanale o bi-settimanale a seconda delle tempistiche dei vari argomenti.
Riguardo ad alcuni argomenti chiave delle Biotecnologie applicate, articoli scientifici di particolare interesse verranno letti criticamente in classe e inoltre forniti agli studenti per ulteriori approfondimenti.
Le slide e gli articoli scientifici forniti vengono considerate parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dalla docente.
Durante almeno una sessione di lavoro di gruppo si interpreterà criticamente un articolo scientifico relativo all’argomento trattato nelle lezioni precedenti.
Modalità verifica apprendimento
L'esame scritto prevede 8-10 domande aperte sul programma svolto durante il corso tre domande è per la verifica delle conoscenze riguardanti i concetti delle moderne biotecnologie, altre 3-4 domande per verificare la capacità di applicare le conoscenze ( e quindi le competenze) a casi pratici. L'ultima domanda riguarda una ricerca autonoma svolta dallo studente su un argomento riguardante il metabolismo vegetale secondario e le sue applicazioni in campo biotecnologico.
Si verifica inoltre la capacità comunicativa dello studente nell'esporre correttamente gli argomenti con il linguaggio appropriato, e la capacità dimostrata nell'apprendimento del gergo della disciplina.
Altre informazioni
Per quanto non obbligatoria, la frequenza alle lezioni è molto caldamente consigliata.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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