Guida dello studentie
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Guida dello studentie
Dipartimento di Scienze della Vita e dell'Ambiente Programmi degli insegnamenti 2012/2013 1/471 ACQUACOLTURA E ACQUARIOLOGIA IKE OLIVOTTO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Informazioni Risultati di apprendimento attesi Gestione e mantenimento di mesocosmi, riconoscimento e mantenimento di specie marine in cattività, allevamento fito e zooplancton, tecniche per la riproduzione controllata. Programma Introduzione al corso L’ambiente di barriera corallina: caratteristiche e distribuzione L’acquario: vasche, illuminazione, riscaldamento/refrigerazione Filtraggio e chimica dell’acquario: Il ciclo degli elementi in vasca, vari metodi di filtraggio, pH, temperatura e salinità Arredamento: il fondo, le rocce, gli invertebrati. I pesci dell’acquario marino : pomacentridi, apogonidi, serranidi, chetodonti, pomacantidi, labridi, gobidi, acanturidi, balistidi, zanclidi, pseudocromidi. Distribuzione, caratteristiche e mantenimento in vasca. Ciclo vitale dei pesci di barriera: strategie riproduttive, costi e benefici. Metodi di cattura e trasporto: il mercato degli organismi destinati all’acquariofilia Induzione della riproduzione in cattività: fotoperiodo e temperatura. Catena alimentare: fito e zooplancton. Metodi di allevamento e utilizzo in acquacoltura Importanza degli acidi grassi poliinsaturi nella dieta degli organismi marini Esempi di riproduzione in cattività: pomacentridi, gobidi, pomacantidi, pseudocromidi, ippocampi. Acquacoltura estensiva e Acquacoltura intensiva Gabbie galleggianti in-shore 2/471 Strutture off-shore gabbie sommergibili, tension- legs Cenni sul controllo delle patologie L'allevamento dei pesci marini (Orata, Spigola, Salmone): riproduzione artificiale; tecniche di allevamento intensivo, alimentazione larvale, svezzamento e ingrasso, considerazioni tecniche ed economiche. L'allevamento di pesci d’acqua dolce (trota, storione): riproduzione artificiale; tecniche di allevamento intensivo; alimentazione larvale; svezzamento e ingrasso; considerazioni tecniche ed economiche Crostaceicoltura: L'allevamento dei crostacei marini; tecniche di riproduzione artificiale; condizionamento ecofisiologico; tecniche di allevamento alimentazione dei vari stadi larvali considerazioni tecnico economiche Cenni sulla Molluschicoltura Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale L'esame prevede una domanda per modulo: 1. apparecchiature e cicli degli elementi 2. riconoscimento pesci 3. Plancton ed alimentazione 4.Strategie riproduttive 5. Acquacoltura commerciale Testi consigliati SAROGLIA M., INGLE E. "Tecniche di Acquacoltura"; Edagricole BARNABE’ G. "Acquaculture" Vol. I, II, Technique et Documentation Lavoisier ROBERTS R.J. Patologia dei pesci" Edagricole Bologna Wilkerson, J.D., 1998. Clownfishes. A Guide to Their Captive Care, Breeding and Natural History, 1st Ed. Microcosm Ltd. Shelburne. Thresher, R. E., 1884. Reproduction in reef fishes. T F H Publications, Inc Ltd. 3/471 ADVANCED TECHNIQUES OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ANALYSIS GIUSEPPE SCARPONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics related to the classical chemical analyses (gravimetry, volumetry) and basic instrumental methods (potentiometry, conductimetry, UV-Vis spectrophotometry, chromatography). Course contents The course consists of theoretical lectures (5 credits, 45 hours) and field and laboratory practical work carried out individually (1 credit, 9 hours). Objectives of the course Aims. The course enables students to acquire the theoretical fundamentals of the main advanced instrumental methods devoted to environmental analysis, and the technical/practical skills required to operate some of these. Objectives. To acquire a sound knowledge of the fundamentals and the main environmental applications of the following chemical analytical methods: polarography/voltammetry, fluorimetry, atomic absorption spectrophotometry, mass spectrometry and hyphenated chromatographic techniques. To acquire knowledge also of the principles of quality control and of the accreditation of chemical analytical laboratories. Program Content. Polarography and advanced voltammetric techniques (pulse techniques and stripping techniques, DPASV, SWASV). Fluorimetry and spectrofluorimetry. Atomic absorption spectrophotometry. Mass spectrometry. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS, 4/471 GC-MS-MS). Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). High resolution mass spectrometry (GC-HRMS, ICP-HSMS). Aerosol time-of-flight mass spectrometry (ATOFMS). MALDI-TOF mass spectrometry. Quality control and quality assurance. Traceability. Good laboratory practice. Accreditation. Examples of environmental applications: single particle analysis of atmospheric aerosol, determination of priority pollutants both organic (PAH, PCB, VOC, pesticides) and inorganic (As, Cr, Ni, Pb, Cd, Hg) in air, water, soil and organisms. Field and laboratory exercises (1 credit, 9 hours/student). Collection of environmental samples (sea, river, atmospheric particulate, snow, spring water). Determination of heavy metals in natural waters and aerosol by voltammentric techniques. Determination of pesticides and PAH by GC-MS. Other possible exercises based on instruments available from colleagues. Development of the course and examination The assessment method is an oral examination. Recommended reading - Lecture notes - D. A. Skoog, F. J. Holler, S. R. Crouch. Chimica analitica strumentale, 2a ediz., EdiSES, Napoli, 2009. - K. A. Rubinson, J. F. Rubinson. Chimica analitica strumentale, Zanichelli, Bologna, 2002. - F. W. Fifield, P. J. Haines (eds.). Environmental analytical chemistry, Blackwell Science, Oxford, 2000 5/471 ALGAE BIOTECHNOLOGY ALESSANDRA NORICI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course The aim of this course is to provide students with the tools to understand and master algal biotechnology, a relatively new and booming field in the applied sciences. The focus will especially be on methodological approaches required to design, development and monitor large-scale algal cultures. In addition, case studies of commercial exploitation of algal biomass will be provided with the aim of being critically evaluated. Program Introduction to the biology of algae. Methods for microalgae cultivation: batch, semicontinuous and continuous cultures, sterile techniques. Industrial plants for cultivation: open ponds; photobioreactors. Methods for microalgae harvesting. Algal collections in the world. Cryopreservation. Possible exploitation of algal biomass: human and animal nutrition, biofuels production (eg. biodiesel, bioethanol, biohydrogen),biogas production,CO2 sequestration, wastewatertreatment, production of valuablechemicals; examples of integrated analysis to assess environmental impacts associated with all the stages of algal product's life (LCA). Tools for proper screening and monitoring ofalgal species:specific growth rate determination, health assessment of PSII and PSI, cellular composition analysis. Examples of genetic engineering of microalgae for commercial purposes. Advantages and disadvantages of algal biomassas compared to biomass derived from terrestrial plants. Macroalgae: cultivation and commercial uses. Laboratory: cultivation of microalgae, screening of algal species, monitoring the quality of the algal biomass. 6/471 Development of the course and examination Oral Recommended reading Bibliography cited in teaching slides and notes during the course. 7/471 ANALISI BIOCHIMICHE ELISABETTA DAMIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Una conoscenza di base di Biochimica ed Anatomia Umana è consigliata. Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso lo studente avrà sviluppato una conoscenza sulle nozioni fondamentali sufficienti per comprendere ed effettuare i più comuni esami di laboratorio. Lo studente raggiungerà questo obiettivo attraverso le nozioni di carattere generali fornite durante il corso su alcuni metodi analitici, sui test di laboratorio e sul loro significato generale per la caratterizzazione e la determinazione qualitativa e quantitativa delle principali classi di biomolecole di particolare rilievo nella ricerca di base e nella diagnostica biomedica. L’obiettivo verrà raggiunto anche attraverso le esperienze di laboratorio. Inoltre, lo studente avrà sviluppato una conoscenza di base sui radicali liberi ed antiossidanti, sul loro ruolo nei sistemi biologici e le diverse metodiche utilizzate per il loro studio. Programma Prelievo, conservazione ed eliminazione di campioni biologici. Il controllo di qualità in un laboratorio di analisi. Determinazione qualitativa e quantitativa dei più importanti enzimi ed isoenzimi presenti nei tessuti e nei liquidi biologici. Luminescenza e le sue applicazioni analitiche. Separazione, caratterizzazione e determinazione delle principali proteine del plasma. Esame fisico, chimico e microscopico delle urine. Analisi dei principali costituenti biochimici coinvolti nel metabolismo dei carboidrati e dei lipidi. Classificazione, separazione e determinazione delle lipoproteine plasmatiche. Marcatori tumorali. Ematologia di routine. Gruppi sanguigni. Metabolismo dei pigmenti biliari. Ruolo dei radicali liberi ed antiossidanti nei sistemi biologici. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto Test a rispopsta multipla: 15 domande da svolgere in 30 minuti. Tre domande aperte da svolgere in un'ora Orale Facoltativo con aumento massimo di due punti del risultato dello scritto Testi consigliati 8/471 Appunti del corso e presentazione powerpoint forniti dal docente 9/471 ANALISI CHIMICHE DEGLI ALIMENTI CRISTINA TRUZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Chimica generale ed inorganica, Chimica organica e di Chimica analitica strumentale. Risultati di apprendimento attesi Lo studente dovrà conoscere i principi fondamentali delle metodiche chimico-analitiche classiche e strumentali applicate nell’analisi dei principali gruppi di alimenti/bevande per determinazioni di sostanze importanti sia dal punto di vista nutrizionale che di controllo della presenza di specie chimiche indesiderabili. Egli dovrà inoltre avere la capacità tecnico/pratica di effettuare alcune fra le più importanti analisi chimiche applicate agli alimenti. Programma Generalità su prelievo e trattamento dei campioni alimentari. Applicazione di tecniche di laboratorio e metodologie chimico-analitiche classiche e strumentali all’analisi degli alimenti. Analisi chimiche dei principali gruppi di alimenti di origine animale e vegetale (carne, uova, pesce, latte, miele, ortaggi, frutta). Analisi delle bevande. Determinazione delle principali sostanze di interesse nutrizionale e di caratterizzazione generale (es. acqua, residuo secco, ceneri, azoto proteico e non proteico, zuccheri, grassi, acidità, vitamine). Determinazione di sostanza contaminanti (es. residui di pesticidi, idrocarburi policiclici aromatici, policlorobifenili, metalli tossici). Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale con valutazione delle esercitazioni. Testi consigliati - Appunti di lezione 10/471 - D. Marini, F. Balestrieri: Metodi di analisi chimica dei prodotti alimentari, Monolite Editrice, Roma, 2005. - S. Mannino, MG Bianco: Esercitazioni di analisi chimica dei prodotti alimentari - esperimenti pratici di laboratorio, Tecnos Editrice, Milano, 1996. - P. Cappelli, V. Vannucchi: Chimica degli alimenti – Conservazione e trasformazioni, Zanichelli, Bologna, 2005. - F. Tateo: Analisi dei prodotti alimentari, Chiriotti Editore, Pinerolo, 1978. 11/471 ANALISI DEGLI INQUINANTI ANNA ANNIBALDI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di chimica inorganica, chimica organica e chimica analitica strumentale Programma Parte generale - Metodi di campionamento, preparazione, trattamento e conservazione del campione. - Metodi di estrazione di inquinanti da matrici ambientali: estrazione Liquido-Liquido, Estrazione in fase solida (SPE), Micro-estrazione in fase solida (SPME), Estrazione Liquido-Solido, Metodi Soxhlet e Soxtec, Estrazione accelerata con solvente, Estrazione con Microonde. Qualità del dato analitico: accuratezza e precisione, ripetibilità e riproducibilità, limite di rivelabilità, validazione del dato analitico. Applicazioni di tecniche analitiche strumentali per l´analisi degli inquinanti Tecniche cromatografiche: cromatografia in fase liquida ad elevate prestazioni (HPLC), Fast e Ultra Fast HPLC, gas-cromatografia (GC); spettrometria di massa: accoppiamento HPLC-MS e GC-MS; GC-MS ad alta risoluzione (GC-HRMS), spettrometria di massa con sorgente al plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS). Analisi di Inquinanti Inquinanti pericolosi e prioritari. Inquinanti inorganici: Metalli e specie metalliche. Trattamento preliminare del campione mediante mineralizzazione acida. Metodi di preconcentrazione per la determinazione di metalli in tracce. Determinazione di arsenico, cromo, nichel, piombo, cadmio, mercurio, metallo-alchili. Inquinanti organici: composti organici volatili (VOC) e semivolatili, fenoli e alofenoli, antiparassitari, pesticidi, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), policlorobifenili (PCB), diossine e furani 12/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati - Appunti di lezioni - J.R. Dean, Extraction methods for environmental analysis, John Wiley & Sons, 1999 - R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Elementi di analisi chimica strumentale, Zanichelli, Bologna, 1998. - K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli, Bologna, 2002. - D.A. Skoog, J.J. Leary, Chimica analitica strumentale, EdiSES, 4° Edizione. - APAT, Metodi analitici per le acque, manuali e linee guida 29/2003, APAT., 2003. 13/471 ANALISI DELL'AMBIENTE SEDIMENTARIO MARINO ALESSANDRA NEGRI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti basi di geologia marina Risultati di apprendimento attesi concetti fondamentali della analisi dei sedimenti e indicazione di quali possono essere le vie di applicazione di tali concetti per l'interpretazione dei processi fisici nell’ ecosistema marino Programma Genesi di un sedimento e ruolo nei cicli globali. -I sedimenti e le rocce sedimentarie. -Rocce terrigene e sedimenti: componenti e classificazioni. Tessitura, granulometria, porosità, forma e arrotondamento. -Rocce carbonatiche e sedimenti: componenti e classificazioni. -Processi sedimentari: il trasporto di dei sedimenti.. Sedimentazione gravitativa in particolare le corrente di torbida. -Rapporto tra sedimenti e clima Le strutture sedimentarie. Strutture a piccola e grande scala. Gli ambienti di sedimentazione. Possibili classificazioni; il principio dell’attualismo; la legge di Walther. 14/471 Ambiente deltizio. Diffusione delle acque dolci in mare; i diversi tipi di delta in funzione di: fiume, moto ondoso e marea. Ambiente costiero. I movimenti longitudinali e trasversali della sabbia in una spiaggia. Problemi connessi con la protezione e il risanamento delle spiagge. Un caso particolare: le evaporiti. Genesi e modelli sedimentari. Ambiente marino di piattaforma e profondo. Le diverse zone di sedimentazione e l’influenza della superficie di compensazione dei carbonati. I diversi tipi di sedimenti e le loro caratteristiche. Un caso particolare di sedimenti terrigeni: le torbiditi. Lo strato torbiditico e la sequenza di Bouma. Conoidi sottomarine e associazioni di facies torbiditiche. Aspetti applicativi. Metodi di campionatura e di analisi di sedimenti. Elaborazione e rappresentazione dei dati granulometrici: curve di distribuzione granulometrica e parametri statistici. Elaborazione e analisi di carte sedimentologiche. Significato e interpretazione delle strutture sedimentarie. Riconoscimento delle principali rocce sedimentarie. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati 1) Franco Ricci Lucchi i ritmi del mare 2) Franco Ricci Lucchi, Sedimentologia, Pitagora editore 3) Franco Ricci Lucchi, Sedimentografia, Zanichelli 15/471 ANALISI STRUTTURALE DI SISTEMI BIOLOGICI ELISABETTA GIORGINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Programma La radiazione elettromagnetica. Spettroscopia UV-Visibile. Spettroscopia Infrarossa. Applicazioni su sistemi biologici. Analisi vibrazionale di molecole organiche e di biomolecole. Spettrometria di Risonanza Magnetica Nucleare. 1H NMR e 13C NMR. Interpretazione di spettri NMR. Spettrometria di Massa. Interpretazione di spettri di massa. Testi consigliati C. Chiappe, F. D’Andrea TECNICHE SPETTROSCOPICHE E IDENTIFICAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI Edizioni ETS 16/471 ANALYSIS OF POLLUTANTS ANNA ANNIBALDI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Knowledge on inorganic chemistry, organic chemistry and instrumental analytical chemistry. Objectives of the course Knowledge of basic principles and application of advanced analytical techniques. Knowledge of extraction methods and principal analytical methodologies for priority pollutants. Ability to perform instrumental analysis on environmental matrices for pollutant analysis. Program General part - Sampling methods, sample preparation, treatment and storage. - Extraction methods for environmental analysis: Liquid-Liquid extraction, Solid Phase Extraction (SPE), Solid Phase Micro-Extraction (SPME), Solid-Liquid Extraction, Soxhlet and Soxtec methods, Accelerated solvent extraction, Microwave extraction. Quality of analytical data: accuracy and precision, repeatability and reproducibility, detection limit, validation of analytical data. Application of instrumental analytical techniques for pollutant analysis Chromatographic techniques: high pressure liquid chromatography (HPLC), Fast and Ultra Fast HPLC, gas-chromatography (GC); mass spectrometry: coupling HPLC-MS and GC-MS; High Resolution GC-MS (GC-HRMS), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Pollutants analysis Dangerous and priority pollutants. 17/471 Inorganic pollutants: metals and metallic species. Preliminary sample treatment by acid mineralization. Preconcentration methods for trace metals determination. Determination of arsenic, chromium, nichel, lead, cadmium, mercury, alkyl-metals. Organic pollutants: volatile organic compounds (VOC), semivolatile organic compounds, phenols and alophenols, antiparasitic agents, pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), polychlorobiphenyls (PCB), dioxins and furans. Recommended reading · Copy of slides available · J.R. Dean, Extraction methods for environmental analysis, John Wiley & Sons, 1999 · R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Elementi di analisi chimica strumentale, Zanichelli, Bologna, 1998. · K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli, Bologna, 2002. · D.A. Skoog, J.J. Leary, Chimica analitica strumentale, EdiSES, 4° Edizione. · APAT, Metodi analitici per le acque, manuali e linee guida 29/2003, APAT., 2003. 18/471 ANALYTICAL CHEMISTRY FOR ENVIRONMENT AND SAFETY GIUSEPPE SCARPONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics of the courses on Mathematics, Physics, General and Organic Chemistry. Course contents The course consists of theoretical lectures (6 credits, 54 hours) and laboratory practical work carried out individually (2 credits, 18 hours). Objectives of the course Aims. The course enables students to acquire the theoretical fundamentals and the technical-practical abilities of main methodologies for chemical analysis, and their applications in environmental field. It allows also students to acquire the basic concepts on global changes and on local pollution. Objectives. To acquire a sound knowledge of the chemical analytical methodologies of gravimetry, titrimetry, potentiometry, conductimetry, spectrophotometry (UV-Vis) and chromatography (short account), as well as to acquire the basic knowledge of main global environmental changes and local chemical pollution. The student should also acquire the following professional skills: ability to carry out basic laboratory chemical analyses devoted to the analytical control of environmental matrices. Program Content. Fundamentals of chemical analysis. Phases of the analytical process. Stoichiometric calculations of analytical chemistry. Quality of analytical data. Errors. Precision. Accuracy. Certified reference materials. Basic equipment for quantitative chemical analysis. Analytical balance and calibration control. Volumetric glassware and its calibration. Classical analytical methods of gravimetry and volumetry. Some instrumental analytical techniques: electrochemical (potentiometry, conductimetry), spectrochemical (UV-Vis) and chromatographic (short account). Global changes: greenhouse effect, stratospheric ozone depletion. Local chemical pollution: atmospheric pollution and photochemical smog, acid rains. 19/471 Laboratory exercises (2 credits, 18 hours/student). Volumetric determination of HCl by strong acic-strong base titration and using acid/base indicators. Determination of acidity of rain or snow by potentiomentric titration. Conductimetric titration of HCl with NaOH. Determination of chlorides in river water by conductimetric precipitation titration. Determination of iodides, fluorides and chlorides in river water and hot spring water by direct potentiometry (calibration curve method). Spectrophotometric determination of nitrites in river water (calibration curve method). Spectrophotometric determination of Fe3+ in river water (standard addition method). Development of the course and examination The assessment method is an oral examination. Recommended reading - Lecture notes - D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler , S. R. Crouch, Fondamenti di chimica analitica, 2a ediz., EdiSES, Napoli, 2005. - D. C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2005. - C. Baird, M. Cann. Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna, 2006. - S. E. Manahan. Chimica dell’Ambiente, Piccin, Padova, 2000. 20/471 ANATOMIA COMPARATA (A-L) VINCENZO CAPUTO BARUCCHI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Risultano propedeutiche a questo corso conoscenze di base di citologia e istologia animale e di embriologia dei Cordati Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere le basi dell’anatomia di Vertebrati ed essere in grado di valutare le relazioni filetiche con Protocordati ed Emicordati e fra le varie classi di Vertebrati grazie alla comparazione dei piani corporei dei diversi taxa. Dovrà altresì saper interpretare le differenti specializzazioni morfologiche dei sistemi d’organo in termini di funzioni svolte. Programma 1) Sistematica ed evoluzione dei Vertebrati. Storia della Terra; tettonica delle placche; crisi ecologiche ed estinzioni di massa; inquadramento cronologico delle ere e dei periodi geologici. Il sistema binomio della classificazione linneana; regole di nomenclatura; sistematica evolutiva e significato delle classificazioni gerarchiche; definizione ed esempi di caratteri tassonomici; concetti di omologia, analogia, convergenza, divergenza, radiazione adattativa e selezione naturale. Il concetto biologico di specie e i meccanismi di isolamento riproduttivo. Classificazione ed evoluzione dei Cordati (Urocordati, Cefalocordati e Vertebrati); affinità evolutive con Calcicordati ed Emicordati; fasi iniziali dell’evoluzione dei Vertebrati. Classificazione ed evoluzione degli Agnati: le forme corazzate estinte (Pteraspidomorfi e Cefalaspidomorfi) e ipotesi sull’origine del tessuto osseo; gli Agnati viventi (Petromozontiformi e Missinoidei). La comparsa della bocca articolata e delle appendici pari e la radiazione degli Gnatostomi acquatici; classificazione di Placodermi, Acantodi, Condroitti e Osteitti. La conquista delle terre emerse: la radiazione degli Anfibi; classificazione ed evoluzione degli Anfibi (Labirintodonti e Lissanfibi). La piena indipendenza dall’ambiente acquatico: la radiazione degli Amnioti; evoluzione e classificazione dei Rettili. La conquista dell’aria: dai Dinosauri pennuti ad Archaeopteryx; evoluzione e classificazione degli Uccelli. I Mammiferi e l’evoluzione dell’endotermia; evoluzione e classificazione dei Mammiferi e dei loro antenati Sinapsidi (Pelicosauri e Terapsidi). Classificazione ed evoluzione dei Primati e di Homo sapiens. 2) Anatomia dei sistemi. Storia dell’Anatomia comparata. Cenni di organogenesi. Sistema tegumentario; sistema scheletrico; sistema muscolare; sistema nervoso e organi di senso; sistema endocrino; sistema uro-genitale; sistema circolatorio; sistema respiratorio; sistema digerente. 21/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Liem et al., 2002. Anatomia comparata dei Vertebrati: una visione funzionale ed evolutiva. EDISES. 22/471 ANATOMIA UMANA MANRICO MORRONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza dell’Istologia Risultati di apprendimento attesi Lo studente deve conoscere la logica anatomica (logica organizzativa al fine funzionale) dell’organismo umano. Programma Organizzazione del corpo umano e terminologia anatomica. Apparato tegumentario. Apparato locomotore. Apparato cardiovascolare: cuore e sistematica dei vasi arteriosi, venosi, e linfatici. Organi linfatici (midollo osseo, timo, milza, linfonodo). Splancnologia: apparato digerente, respiratorio, urinario, genitale maschile e femminile, endocrino. Sistema nervoso centrale e periferico. Di ogni organo si richiedono le conoscenze macroscopica e microscopica. Aspetti funzionali degli apparati e degli organi Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale L'esame verte su tre domande riguardanti l'Apparato Locomotore, la Splancnologia e la Neuroanatomia Testi consigliati 1) Manrico Morroni: Anatomia microscopica funzionale dei visceri umani, Edi-Ermes, Milano, 2008. 2) Autori vari: Anatomia dell’Uomo, Edi-Ermes, Milano, 2006. 3) M. Morroni, M.Castellucci: Quesiti di autovalutazione di anatomia umana per i corsi di laurea triennali. Stampa Nova Editrice, Jesi (AN) 23/471 4) Manrico Morroni: Anatomia Microscopica Funzionale dei Visceri Umani, Edi-Ermes, Milano, 2008 24/471 ANIMAL BIODIVERSITY STEFANIA PUCE Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Prerequisites It is recommended to pass the course of Basical Biology Objectives of the course Aim of the course is the knowledge of animal biodiversity through a basical description of their organisation at cell and anatomical level. Reproductive strategy and ecology will be also considered. The phylogenetic relationships among phyla will be outlined. Finally some basic aspects of general zoology will be treated. At the end of course, students should know animals at morphological level with details regarding their cellular organisation and anatomy, reproductive strategies and ecology. Finally, he should know the basic aspects of general zoology. Program Introduction: Biodiversity Metazoa Radial organisms Sponges: Calcispongiae, Exactinellids, Demospongiae. Cnidarians: Hydrozoa, Scyphozoa, Cubozoa, Anthozoa. Ctenophores Bilateral organisms Platyhelminthes: Turbellaria, Digenea, Monogenea, Cestoda 25/471 Nemertea Aschhelminthes: Nematoda, Rotifera and allied groups Origin of the coelome Sipunculida Priapulida Echiurida Mollusca: Gastropoda, Bivalvia, Cephalopoda Anellida: Polychaeta, Oligochaeta, Hirudinea Pogonophora Arthropoda: Chelicerata, Mandibulata Bryozoa Echinodermata: Asteroidea, Echinoidea, Ophiuroidea, Crinoidea, Oloturoidea Protochordata Chetognati Chordata: Urochordata, Coephalochordata Vertebrate evolution Recommended reading Diversità animale 15/ed Cleveland P. Hickman, Jr., S. Roberts, S. L. Keen, D. J. Eisenhour, A. Larson, H. Lanson, McGraw Hill 26/471 APPLIED CHEMISTRY FOR ENVIRONMENTAL PROTECTON CRISTINA TRUZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Objectives of the course To provide fundamental and essential bases and concepts for environmental protection and the prevention and reduction of environmental pollution, with particular regard to the prevention and control of atmospheric and water system pollution. Program AIR AND GASES - Classification and extent of air pollution problems. Primary concepts of air pollution. Temporal and spatial scale of air pollution. Urban and industrial aspects of air pollution. Air quality standards. - Primary sources of natural, urban and industrial pollution. - Primary and secondary gaseous pollutants: compounds containing sulphur, nitrogen, carbon, halogens, toxic organic substances, radioactive compounds - The transport, diffusion and transformation of air pollutants. Meteorological settings for dispersion. Transport and diffusion of stack effluents. The models for plume rise evaluation. Air pollutant concentration models. The Gaussian plume idea. Receptor-oriented and source-oriented air pollution models. - General ideas concerning air pollution control. Sampling systems for gases and in situ analysis. Sampling systems for dusts. On-line emission monitoring (MEC). General features of prevention and control systems. Control of primary particulates. Removal of pollutants: fundamentals of particulate caption. Adsorption and absorption alternatives. - Workplace environmental exposure. Recognition of chemical hazards. Evaluation of hazards. Industrial toxicology. Threshold limit values (TLV’s, MAC). Control of chemical hazards. Use of Individual Protection Systems. WATER - Water classification 27/471 - Quality standards, chemical-physical and organic parameters in the study of drinkable, waste and superficial water pollution. Reference rules. - Organic and inorganic pollutants in superficial waters. Transport, dispersion and transformation of pollutants. Biodegradability. - River pollution: dynamics. Auto-purification phenomena - Lake pollution: water quality Standards, trophic level classification, eutrophization. Lake reclamation tecniques. POLYMERS and POLLUTION - Characteristic of the “plastics”, degradation and elimination. - Recycling: definition of recycling types. Recycling tecniques. URBAN WASTE - Composition. Problems involving solid urban waste and its disposal. Elimination, recovery. Recommended reading Chimica Ambientale, C. Baird, M. Cann., seconda edizione, 2006, Zanichelli. Bologna. J. H. Seinfeld: Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution. John Wiley and Sons, A. C. Stern, R. W Bonbel, D.F. Fox: Fundamentals of Air Pollution (II Ed.) Academic Press,1984 28/471 APPLIED ECOTECHNOLOGY ANTONIO DELL'ANNO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Objectives of the course The course provides the students with the basic knowledge for planning interventions for the reduction of anthropogenic impact on natural ecosystems and on principles and advanced technologies applied for the environmental recovery and restoration Program Basic principles for quality assessment, management and restoration of ecosystems; planning ecosystem remediation and restoration; in situ and ex situ technologies for environmental remediation; separation, transformation and immobilization processes of contaminants; chemical, physical and biological technologies; biostimulation, bioagumentation, kinetic models for assessing bioremediation performance; biotechnological applications in environmental remediation and restoration; use of microbial mats for environmental remediation and restoration; identification and containment of oil spills; treatments for biofouling containment; basic principles of biological wastewater treatment; sludge biotic index; sludge treatment and reuse; phytoremediation; principles for the treatment and management of solid wastes. Recommended reading Duplicated lecture notes R. Danovaro, Recupero ambientale: tecnologie bioremediation e biotecnologie, UTET, 2001. Enitecnologie Agippetroli, La bonifica biologica di siti inquinati da idrocarburi, Hoepli, 2001. Hinchee, R. E. et alii, Applied Biotechnology for Site Remediation, Lewis Publishers Inc., 1994. Vismara R, Depurazione biologica, teoria e processi, Hoepli, 2001. Grillo N. G, Trattamento delle acque reflue. La fitodepurazione, Geva, 2003. 29/471 APPLIED MARINE ECOLOGY CINZIA CORINALDESI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Program Pollution and vulnerability of marine ecosystems, different types and sources of marine pollution, critical points of human impact in coastal ecosystems of the Mediterranean Sea and indicators of self-purification capacity of the sea. Eutrophication, dystrophy, colored and harmful algal blooms, mucilage: indicators and models of trophic state, strategies for the control and study of toxic algae. Pollution due to toxic chemicals and bioaccumulative substances: effects of heavy metal pollution on marine organisms, pollution due to organic tin compounds (TBT) and organo-halogenated compounds (DDT and PCBs). Oil pollution: ecological effects of oil spills, control and recovery strategies of oil spills. Non-conventional pollutants: pharmaceuticals and personal care products, sources and potential effects on marine organisms. Microfouling and macrofouliung: technological applications of biofilms, methods of sampling and analysis of microbial biofilms, control strategies for biofouling. Microbiological pollution: criteria and outline about the analytical methods to define the microbiological quality of coastal marine ecosystems, effects on marine organisms, coral diseases. Impact of trawling on marine habitats: methods and tools for the study of the trawling impact, direct and indirect ecological effects of trawling, by catch and ghost fishing. Impact of intensive aquaculture: ecological effects of mariculture in the Mediterranean Sea and strategies to reduce the impact of offshore aquaculture. Introduction of alien species: definition and sources of alien species, alien species in the Mediterranean Sea, the effects of invasions of alien species and strategies to mitigate the impact. Environmental Restoration: transplant of seagrass meadows and coral reefs, technologies and guidelines for the restoration of coral reefs. Criteria for the evaluation of the changes in the quality of the marine environment: biological indicators and biotic indices. Case studies: pollution in the Mediterranean Sea, eutrophication and mucilage in the Adriatic Sea, the Minamata disaster, chemical contaminants in the Mediterranean Sea, the accidents of the large oil tankers and the case of Agip Abruzzo, the invasion of alien species in the Black Sea, impact of fish farming in the Mediterranean Sea, the impact of trawling of bivalve mollusks in the lagoon systems, the restoration of seagrass meadows in Gabicce Mare, the impact of sunscreens on coral 30/471 reefs. Exercises. Laboratory exercises for the determination of some parameters needed to assess the quality of the marine environment. Practical activities in field: sampling by diving and snorkeling, data processing of results, seminars and visits to marine protected areas. Development of the course and examination Oral Recommended reading Della Croce, Cattaneo Vietti, Danovaro - Ecologia e Protezione dell’ambiente marino costiero. UTET, 1997; Danovaro - Recupero ambientale: tecnologie bioremediation e biotecnologie. UTET, 2001; Marchetti - Ecologia Applicata. Città Studi, 1993; R. B. Clark. 2001. Marine Pollution. Oxford. 31/471 APPLIED MICROBIOLOGY FRANCESCA COMITINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites GENERAL MICROBIOLOGY AND BIOCHEMISTRY Objectives of the course INVOLVMENT OF MICROORGANISM IN THE FOOD SCIENCE Program INTRODUCTION TO MICROBIAL FOOD SCIENCE ROLE OF MICROORGANISMS FOOD CONTAMINATION ENOLOGICAL MICROBIOLOGY, INTRODUCTION GRAPE MUST AND WINEMAKING WINE MICROORGANISMS GENETIC ANALISYS OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE NATURAL FERMENTATION MALOLACTIC BACTERIA MALOLACTIC FERMENTATION ACETIC BACTERIA AND THEIR ROLE IN WINE MILK PRODUCTS, INTRODUCTION LACTIC ACID BACTERIA 32/471 MICROORGANISMS IN THE MILK AND CHEESES FERMENTED MEAT PRODUCTS HACCP SYSTEM, INTRODUCTION AND GENERALITY Recommended reading GALLI VOLONTERIO AM, MICROBIOLOGIA DEGLI ALIMENTI, CASA ED. CEA 33/471 APPLIED ZOOLOGY BARBARA CALCINAI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Good zoological knowledge Objectives of the course Aim of this course is to provide both theoretical and practical knowledge about the use of animal organisms as bio-indicators of pollution for the study of aquatic ecosystems (both in fresh and marine waters), the soil and the efficiency of depuration plants. A part of the course will be devoted to the study of the ecology of urban fauna. Program Animals as indicators Main groups of animals used as indicators Biotic indexes for fresh and marine waters Techniques of collection of benthic organisms Techniques of observation and counting Micro fauna involved in the depuration processes Techniques of microscopy Techniques of counting and identification. The SBI index and its applications. Management of urban faunas 34/471 Recommended reading Pamphlets provided by the teacher 35/471 AQUACULTURE AND AQUARIUMS IKE OLIVOTTO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Course contents Laboratory: Setting up a marine tank and phyto and zooplankton cultures. Program • Introduction • Coral reef ecosystem: distribution and characteristics . • The aquarium: tanks, lightening, heaters. • Filtration systems and water chemistry: the nitrogen cycle, different filtration systems, pH, temperature and salinity. • Sand, grave, rocks and invertebrates. • Marine aquarium fishes : pomacentrids, apogonids, serranids, butterfly fish, pomacantids, wrasses, gobies, surgeon fish , balistids, zanclids, dottybacks. Distribution, characteristics. • The life cycle of reef fishes: reproductive strategies. • Fishing and transport methods: the market of the aquarium trade. • Reproduction in captivity: photoperiod and temperature. • Food web: phyto and zooplankton. Culturing methods. • HUFAs in marine fish diet. • Examples of captive bred organisms: pomacentrids, gobies, pomacantids, dottybacks, seahorses. • Intensive and estensive aquaculture • Floating in-shore cages • off-shore cages and tension- legs • Introduction to some of the most common diseases • Farming marine species (Sea Bream, Sea Bass, Salmon): reproduction, farming techniques, larval feeding, growth out. • Farming fresh water species (trout, surgeon): reproduction; farming techniques, larval feeding, growth out. • Farming crustaceans and mollusks. Recommended reading - SAROGLIA M., INGLE E. "Tecniche di Acquacoltura"; Edagricole 36/471 - BARNABE’ G. "Acquaculture" Vol. I, II, Technique et Documentation Lavoisier - ROBERTS R.J. Patologia dei pesci" Edagricole Bologna - Wilkerson, J.D., 1998. Clownfishes. A Guide to Their Captive Care, Breeding and Natural History, 1st Ed. Microcosm Ltd. Shelburne. - Thresher, R. E., 1884. Reproduction in reef fishes. T F H Publications, Inc Ltd. 37/471 BATTERIOLOGIA SPECIALE FRANCESCA BIAVASCO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 1^ semestre Programma Caratteristiche peculiari dei procarioti; relazione tra struttura e funzione dei componenti della cellula batterica. Tassonomia batterica; il concetto di specie in batteriologia, il manuale di Bergey. Evoluzione dei patogeni, isole di patogenicità e di resistenza. Concetti di contaminazione, infezione, malattia. Adesività e invasività; tossine. Strategie di difesa dalle risposte specifiche e aspecifiche dell’ospite; sopravvivenza nelle cellule dell’ospite. Vie di trasmissione delle infezioni batteriche, zoonosi I principali gruppi di batteri coinvolti in patologia umana. -Enterobacteriacee: Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Yersinia; altre enterobatteriaceae (Serratia, Proteus, Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter); Pseudomonas e altri bacilli non nonfermentanti, vibrioni e aeromonas. -Campylobacter, Helycobacter; -emofili, bordetelle, neisserie, brucelle -micobatteri -stafilococchi; streptococchi, enterococchi, listerie, corinebatteri -batteri sporigeni aerobi (Bacillus anthracis e Bacillus cereus) -Batteri sporigeni anaerobi obbligati (C. tetanii, C. botulinum, C. perfringens, C. difficile) -Batteri anaerobi non sporigeni (Bacteroides, Fusobacterium,Actinomices, Bifidobacterium, Lactococcus, Propionibacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus) -Rickettsie, clamidie, micoplasmi -Spirochete (borrelie, treponemi e leptospire) -Legionelle Identificazione e conservazione dei batteri, specifici test di laboratorio 38/471 39/471 BIOCHEMICAL ANALYSIS ELISABETTA DAMIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge in Biochemistry and Human Anatomy is desirable. Objectives of the course At the end of the course, students will have achieved an overall knowledge on the fundamental points necessary for understanding and carrying out the most common laboratory tests. Students will reach this goal through lectures on certain analytical methods, on laboratory tests and their general significance regarding the characterization and qualitative and quantitative determination of the principal classes of biomolecules of particular interest for biomedical diagnostics. This goal will be reached even through laboratory practicals. In addition, students will have gained a basic understanding of free radicals and antioxidants, their role in biological systems and the different methods used for investigating them. Program Withdrawal, conservation and elimination of biological samples. Quality control in an analysis laboratory. Qualitative and quantitative analyses of the most important enzymes and isoenzymes present in tissues and biological liquids. Luminescence and its analytical applications. General information on plasma proteins and their separation, characterization and determination. Physical, chemical and microscopic analysis of urine. Analyses of the principal biochemical constituents involved in carbohydrate and lipid metabolisms. Classification, separation and analysis of plasma lipoproteins. Tumour markers. Routine hematology. Blood groups. Metabolism of bile pigments. Role of free radicals and antioxidants in biological systems. Recommended reading At the end of each topic, handouts and powerpoint slides will be distributed by the lecturer. 40/471 BIOCHEMISTRY (A-L) ANDREA ANTONINO SCIRE' Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge of general and organic chemistry. Objectives of the course The target of the course is to give a basic knowledge on the structure and function of the most important biological molecules and their role in the production and conversion of the metabolic energy. Program Fundamental biomolecules in living systems. Chemical bounds in biological chemistry. Structure and function of proteins. Enzymes: basic concepts and kinetics, control strategies. Carbohydrates, proteoglycans, oligosaccharides and glycoproteins. Structure and function of structural and reserve lipids. Structure and function of plasma membranes. Transduction of biological signals at the membrane level and the molecular basis of the action of hormones. Metabolism: basic concepts and aims. Glucidic metabolism: glycolysis and Krebs cycle, phosphate pentose pathway, biosynthesis and degradation of glycogen, gluconeogenesis. Bioenergetics: ATP and high energy compounds, respiratory chain and ATP synthesis, molecular oxygen toxic derivatives and protective enzymes. Lipid metabolism: genesis and oxidation of fatty acids, biogenesis of cholesterol, steroid hormones, biogenesis of triglycerides and glicerophospholipids. Proteins turnover and aminoacid catabolism. Development of the course and examination Written and oral examination. Recommended reading J.M. Berg, J.L. Tymoczko e L. Stryer, “BIOCHIMICA”, 6ed. Zanichelli. 41/471 J. L. Tymoczko, J. M. Berg, L. Stryer, “PRINCIPI DI BIOCHIMICA”, ed. Zanichelli. 42/471 BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY OF PROTEINS FABIO TANFANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 11 Hours 99 Period Corso annuale Prerequisites Knowledge in Chemistry and Biochemistry. Objectives of the course The first objective of the course is to teach the student on the techniques concerning the structural-functional characterization of proteins and complex biological systems. The second aim of the course is to give information on the strategies for the preparation and purification of proteins at industrial level and on the use of enzymes and proteins in the food, pharmaceutical and chemical industries. Program Cells as factories for the production of proteins and secondary metabolites. Homogenization of tissues and cells on a laboratory and industrial scale. Main chromatographic techniques for the purification of proteins on a laboratory and industrial scale. Spectroscopic and radioisotopic techniques: Fundamentals and uses of fluorescence, infrared, and circular dichroism spectroscopy in the study of biological systems. Radioisotopes, labelling of proteins and polynucleotides, detection and measurement of radioactivity in biological systems. 43/471 Immunochemical techniques: Polyclonal and monoclonal antibodies, immunoprecipitation, immunodiffusion and immuno electrophoresis techniques. Immunoassays. Sources for the extraction of proteins of industrial interest. Purification strategies applied to industrial, therapeutic and analytical proteins. Proteins from animals, plants, and from mesophile and extremophile organisms. Protein production from genetically engineered organisms. Protein post-translational modification. Storage of biocatalysts. Purification of exocellular and endocellular proteins. Scale-up of the protein extraction and purification process. Proteins as inclusion bodies: solubilization and refolding methods. Technical and economical implications in the choice of a strategy for protein purification. Proteins and enzymes for industrial applications. Immobilized enzymes, immobilization techniques, bioreactors. Proteases: classification and industrial uses. Carbohydrases: applications of alpha-amylase, beta-amylase, glucoamylase, alpha-(1-6) glucosidase, and glucose isomerase. Enzymes able to hydrolize cellulose, emicellulose, and pectin. Lipases and their applications. Milk proteins. Enzymes and proteins for medical, pharmacological, analytical, and food applications. Microbial, viral, pyrogenic and protein contaminants. Biosensors: principles and applications. Recommended reading 1) Gary Walsh. Proteins, Biochemistry and Biotechnology. John Wiley and Sons, LTD; Also: 1) Keith Wilson & John Walzer (Eds.), Principles and Techniques of Practical Biochemistry, Cambridge University Press, 2000. 2) Adrie J.J. Straathof and Patrick Adlercreutz (Edts.) Applied Biocatalysis. Harwood Academic Publishers 44/471 45/471 BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI TIZIANA BACCHETTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza della Biochimica di base Risultati di apprendimento attesi Fornire allo studente gli strumenti per conoscere i composti biochimici di interesse alimentare e le principali reazioni a cui sono sottoposti durante i processi di trasformazione e conservazione degli alimenti. Inoltre, durante il corso verranno descritte le basi molecolari delle principali patologie associate ad errate abitudini alimentari. Programma Alimenti e nutrizione Alimenti e loro caratteristiche nutrizionali - Glucidi. Monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi. Fonti alimentari. Funzioni fisiologiche e fattori influenzanti la biodisponibilità dei glucidi. Indice glicemico e carico glicemico. Potere dolcificante degli zuccheri. Fibre vegetali. Edulcoranti di sintesi. Impiego degli zuccheri e oligosaccaridi nell’industria alimentare. Prebiotici e Probiotici. Additivi alimentari. - Lipidi. Struttura e nomenclatura degli acidi grassi. Acidi grassi essenziali e derivati. Fonti alimentari. Steroli animali e vegetali. Funzioni fisiologiche e patologiche. - Proteine Struttura molecolare e proprietà funzionali delle proteine degli alimenti. Aminoacidi essenziali. Valore nutrizionale delle proteine. Complementarietà proteica. Aminoacidi ramificati e integrazione nutrizionale. - Vitamine. Vitamine idrosolubili e liposolubili e loro importanza fisiologica. Fabbisogno, fonti alimentari e fattori influenzanti la biodisponibilità. - Fitonutrienti (polifenoli, carotenoidi) . Fonti alimentari e loro importanza fisio-patologica - Effetti biochimici delle bevande alcoliche e nervine 46/471 - Sali minerali -Alimenti funzionali, fortificati, novel food Principali modificazioni a cui sono sottoposti durante i processi di trasformazione e conservazione degli alimenti: - Imbrunimento enzimatico e non enzimatico. Reazione di Maillard. Caramellizzazione. Idrogenazione degli oli. Ossidazione dei lipidi contenuti negli alimenti e ruolo degli antiossidanti. Degradazione e/o ossidazione delle proteine. Perdita di vitamine e altri fitonutrienti. Alimentazione e salute: basi molecolari di patologie associate ad errate abitudini alimentari. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Durante lo svolgimento del corso saranno forniti articoli originali, links di siti web da consultare e materiale didattico utile per la preparazione dell’esame. 47/471 BIOCHIMICA E BIOTECNOLOGIA DELLE PROTEINE FABIO TANFANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 11 Ore 99 Periodo Corso annuale Prerequisiti Chimica e Biochimica di base. Risultati di apprendimento attesi Il primo obiettivo del corso è quello di istruire lo studente sulle metodologie riguardanti la caratterizzazione strutturale e funzionale di molecole di interesse biologico e di sistemi biologici complessi con particolare riguardo alle proteine. Il secondo obiettivo è quello di istruire lo studente sulle strategie di preparazione e purificazione di proteine a livello industriale e sull’impiego di enzimi e proteine non catalitiche nel campo dell´industria alimentare, farmaceutica e chimica. Programma Le cellule: fabbriche di proteine e metaboliti secondari di interesse industriale. Omogeneizzazione di tessuti e cellule su scala di laboratorio e su scala industriale. Principali tecniche cromatografiche utili alla purificazione di proteine su scala di laboratorio e industriale. Tecniche spettroscopiche e radioisotopiche: Concetti fondamentali ed utilizzo della spettroscopia di fluorescenza, della spettroscopia nell’infrarosso e della spettropolarimetria (CD e ORD) nello studio di sistemi biologici. Radioisotopi, marcatura di proteine e polinucleotidi, rivelazione e conteggio della radioattività in sistemi biologici. Anticorpi policlonali e monoclonali, reazione di immunoprecipitazione e tecniche di immunodiffusione e immunoelettroforesi, Dosaggi immuno enzimatici e radioimmunologici. Fonti per l’estrazione di proteine di interesse industriale. Strategie di purificazione per proteine industriali e per proteine di interesse biomedico, farmaceutico ed analitico. Proteine da fonti animali, vegetali e da microrganismi mesofili ed estremofili. Produzione di proteine da organismi geneticamente modificati. Modificazioni post-traduzionali nelle proteine; conservazione di un biocatalizzatore. 48/471 Strategie di purificazione di enzimi esocellulari ed endocellulari. Scale-up del processo di estrazione e purificazione. Proteine come corpi di inclusione: strategie di solubilizzazione e refolding. Implicazioni tecniche ed economiche delle strategie di purificazione. Enzimi e proteine per applicazioni industriali. Enzimi immobilizzati, tecniche di immobilizzazione, bioreattori. Proteasi: classificazione ed usi industriali. Carboidrasi: Applicazioni delle alfa-amilasi, beta-amilasi, glucoamilasi, alfa-(1-6) glucosidasi, glucoso isomerasi. Enzimi degradanti la cellulosa, l’emicellulosa, e pectina. Lipasi e loro applicazioni. Proteine del latte. Enzimi e proteine di interesse biomedico, farmaceutico ed analitico. Contaminanti proteici, virali, microbici, pirogenici. Biosensori: principi ed applicazioni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame prova orale Testi consigliati 1) Keith Wilson & John Walzer (Eds.), Principles and Techniques of Practical Biochemistry, Cambridge University Press, 2000. 2) Gary Walsh. Proteins, Biochemistry and Biotechnology. John Wiley and Sons, LTD 3) Adrie J.J. Straathof and Patrick Adlercreutz (Edts.) Applied Biocatalysis. Harwood Academic Publishers 49/471 BIODIVERSITA' ANIMALE STEFANIA PUCE Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il docente intende fornire allo studente una conoscenza di base sulla biodiversità degli organismi animali tramite una descrizione sufficientemente dettagliata della loro organizzazione a livello cellulare e anatomico, le strategie riproduttive e l’ecologia. Intende inoltre delineare il problema delle relazioni filogenetiche tra i vari gruppi. Verranno infine proposte alcune tematiche di zoologia generale che verrà trattata nei suoi aspetti di base. Alla fine del percorso o studente dovrà conoscere a livello morfologico gli organismi animali con dettagli riguardanti la struttura cellulare e l’anatomia interna, le strategie vitali e la riproduzione. Dovrà conoscere gli ambienti nei quali gli animali vivono. Infine dovrà conoscere la zoologia generale nei suoi aspetti di base. Programma Introduzione: Biodiversità Metazoa Animali radiali Poriferi: Calcisponge, Exactinellidi, Demosponge. Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Cubozoi, Antozoi. Ctenofori Animali bilaterali Platelminti: Turbellari, Digenei, Monogenei, Cestodi Nemertini Aschelminti: Nematodi, Rotiferi e gruppi affini 50/471 Origine del celoma Sipunculidi Priapulidi Echiuridi Molluschi: Gasteropodi, Bivalvi, Cefalopodi Anellidi: Policheti, Oligocheti, Irudinei Pogonofori Artropodi: Chelicerati, Mandibolati Briozoi Echinodermi: Asteroidei, Echinoidei, Ofiuroidei, Crinoidei, Oloturoidei Protocordati Chetognati Cordati: Urocordati, Cefalocordati Evoluzione dei Vertebrati Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Diversità animale 15/ed Cleveland P. Hickman, Jr., S. Roberts, S. L. Keen, D. J. Eisenhour, A. Larson, H. Lanson, McGraw Hill 51/471 BIODIVERSITA' DEGLI ANIMALI MARINI BARBARA CALCINAI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Allo studente sarà fornita una conoscenza generale sui diversi aspetti della biodiversità marina, principalmente del Mediterraneo. Il corso prevede inoltre l’acquisizione delle tecniche base di riconoscimento di alcuni principali gruppi di animali marini. Programma Biodiversità: importanza e definizioni della biodiversità; confronto tra biodiversità marina e terrestre; l’importanza della tassonomia; cenni di cladistica; tipi di estinzioni; turnover di una specie; speciazione in ambiente marino: cenni; Vicissitudini storiche e geologiche e la biodiversità; la biodiversità del Mediterraneo: cause storiche-geologiche e recenti; crisi del Messiniano e la Biodiversità del Mediterraneo; teoria delle inversioni delle correnti e la biodiversità; affinità della fauna del Mediterraneo; fauna Lessepsiana; fattori che regolano le migrazioni lessepsiane e anti-lessepsiane; esempi di fauna lessepsiana; gradienti spaziali della biodiversità; numero di specie possibili; teoria dell’insularità; dispersione e diffusione; concetto di barriere alla dispersione e meccanismi di dispersione; principali suddivisioni biogeografiche dell’ambiente marino; area intertropicale, area temperata australe e boreale, regione indopacifica occidentale, regione atlanto-mediterranea, area antartica, province indopolinesiana, provincia mediterranea-atlantica, provincia sarmatica, cenni su aspetti biogeografici dei poriferi antartici; Hot spots di biodiversità marina; ambienti ad elevata biodiversità: Biostrutture (biocostruzioni mediterranee: il coralligeno, cornici a Lithophyllum byssoides; costruzioni a vermetidi e alghe coralline, costruzioni a Cladocora caespitosa e scogliere coralline, biocostruzioni a Sabellaria; principali organismi coinvolti nelle biostrutture; esempi di interazioni biologiche nelle scogliere coralline (simbiosi, metaboliti secondari, sweeper tentacles, filamenti mesenterici); la biodiversità dei fondali del Conero; la biodiversità delle grotte; Fattori che compromettono la biodiversità con particolare riferimento alle invasioni delle specie alloctone. La Fauna Protetta del Mediterraneo (Invertebrati marini: Poriferi, Cnidari, Molluschi, Crostacei, Echinodermi): le specie protette. Nel corso saranno approfonditi, attraverso esercitazioni pratiche alcuni gruppi zoologici. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Valutazione della preparazione relativa sia alla parte teorica svolta durante il corso e sia alla parte pratica (esercitazioni) 52/471 Testi consigliati Dispense del docente. Testi di approfondimento consigliati: Biodiversity an Introduction. Gaston & Spider. Blackwell Science. Biogeografia. La dimensione spaziale dell’evoluzione. Zumino & Zullini. Casa Ed Ambrosiana. Understanding Marine Biodiversity. national research consil. national academy press. Numerose pubblicazioni consigliate, anche disponibili in rete; siti internet consigliati: Biodiversità delle grotte: THE FAUNA OF ATLANTIC MARINE CAVES: EVIDENCE OF DISPERSAL BY SEA FLOOR SPREADING WHILE MAINTAINING TIES TO DEEP WATERS. C. W. Hart, Jr., R. B. Manning, and T. M. Iliffe. PROC. BIOL. SOC. WASH. 98(1), 1985, pp. 288-292 Tardigrades from Australian Marine Caves. With a Redescription of Actinarctus neretinus(Arthrotardigrada). Tom M. BOESGAARD and Reinhardt MøbjergKRISTENSEN. Zool. Anz. 240(2001): 253–264 Urban & Fischer Verlag http://www.urbanfischer.de/journals/zoolanz Biogeografia Ecology of Antarctic Marine Sponges: An Overview. JAMES B. MCCLINTOCK, CHARLES D. AMSLER,BILL J. BAKER, AND ROB W. M. VAN SOEST. INTEGR. COMP. BIOL., 45:359 –368 (2005) Influenza antropica Marine Biogeography and ecology: invasione and introductions. Briggs JC. Journal of Biogeography. 2007. 34: 193-198 http://www.ciesm.org/online/atlas/intro.htm Biocostruzioni IL RUOLO DEI "REEF" A MOLLUSCHI VERMETIDI NELLA VALUTAZIONE DELLA BIODIVERSITÀ. R. Chemello, T. Dieli, F. Antonioli. Mare e cambiamenti globali” – pp. 105-118, ©2000 ICRAM Le biocostruzioni di Sabellaria alveolata come indicatori ambientali: area costiera fra Chiavari e Sestri Levante. I. Delbono, C. N. Bianchi C. Morri MEDITERRANEAN CORALLIGENOUS ASSEMBLAGES: A SYNTHESIS OF PRESENT 53/471 KNOWLEDGE. ENRIC BALLESTEROS. Centre d’Estudis Avançats de Blanes — CSIC. Oceanography and Marine Biology: An Annual Review, 2006, 44, 123-195 la fauna protetta del Mediterraneo: http://www.sibm.it/file%20.doc/specie_protette.pdf Esercitazioni: Poriferi: Guida ai Poriferi, sistematica, metodi di raccolta, conservazione e studio. Hooper JNA - Qld Museum Australia http://www.qm.qld.gov.au/organisation/sections/SessileMarineInvertebrates/spong.pdf Data base delle specie valide di Poriferi, con riferimenti bibliografici Rob van Soest; Nicole Boury-Esnault; Dorte Janussen; John Hooper (2005). World Porifera database. Available online at http://www.marinespecies.org/porifera. Idroidi: Bouillon, J., Medel, M. D., Pagès, F., Gili, J. M., Boero, F. & Gravili, C., 2004. Fauna of the Mediterranean Hydrozoa (ed. J. Bouillon et al.), pp. 449. [Scientia Marina, vol. 68, suppl. 2.] Millard, N.A.H., 1975 Monograph on the Hydroida of southern Africa. Ann. S. Afr. Mus. 68 1-513. Ottocoralli: http://www.dnr.sc.gov/marine/sertc/octocoral%20guide/octocoral.htm Esacoralli-Antipatari: http://www.kgs.ku.edu/Hexacoral/ Bivalvi: http://www.shellmuseum.org/BivalvesLeal.pdf Pesci: http://www.fishbase.org/search.php 54/471 55/471 BIODIVERSITA' DEI VEGETALI MARINI CECILIA MARIA TOTTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Obiettivo di questo corso è fornire agli studenti gli strumenti per conoscere la biodiversità dei vegetali marina. Saranno approfonditi aspetti di sistematica ed ecologia di alghe e angiosperme marine. Sarà approfondita la conoscenza delle comunità vegetali nei diversi ambienti marini, affrontando per ciascuno di essi il problema dell’influenza dell’impatto antropico e delle fluttuazioni climatiche. Agli studenti saranno forniti gli strumenti e gli approcci metodologici per riconoscere i diversi gruppi di vegetali marini. Programma Fattori antropici che influenzano la biodiversità. Specie alloctone nelle comunità vegetali del Mediterraneo. Sistematica, cicli vitali ed ecologia di Cianobatteri (Cyanophyta, Prochlorophyta), Euglenophyta, Chlorarachniophyta, Glaucophyta, Cryptophyta, Haptophyta, Alveolata (Dinophyta), Stramenopili (Chrysophyceae, Bacillariohyceae, Dictyochophyceae, Raphidophyceae, Phaeophyceae), Rhodophyta, Chlorophyta (Prasinophyceae, Ulvophyceae, Chlorophyceae, Charophyceae). Le alghe e l’uomo: usi industriali delle alghe. Le comunità fitoplanctoniche. Il fitoplancton del Mediterraneo; biogeografia del fitoplancton mediterraneo. Fattori che influenzano la biodiversità del fitoplancton. Casi di studio: cambiamenti nella struttura di comunità del fitoplancton adriatico in rapporto ad eventi climatici. Biodiversità delle comunità microfitobentoniche: microalghe di fondi mobili (epipeliche ed epipsammiche); microalghe di substrati duri (epilitiche epifitiche, epizoiche). Relazioni tra microalghe e animali marini. Le forme di crescita delle microalghe bentoniche. Importanza e ruolo ecologico del microfitobenthos. Fattori che influenzano la crescita del microfitobenthos. Metodologie applicate allo studio del microfitobenthos. Comunità di macrofite. Macroalghe: alghe litofitiche, psammofitiche, epifitiche e ‘drift’. La vegetazione macroalgale del Mediterraneo. Tipi morfologici: relazioni con grazing e produzione. Le Angiosperme marine. Diversità e biogeografia. Tipologie di praterie del Mediterraneo. Importanza ecologica delle praterie. Fattori che influiscono sulla regressione delle praterie. Sistematica delle Angiosperme marine mediterranee. 56/471 Fattori che influenzano lo sviluppo delle macrofite bentoniche I piani di vegetazione e le comunità di macrofite associate. Harmful algal blooms. Le microalghe marine tossiche e le principali biointossicazioni: DSP, PSP, NSP, ASP, CFP, AZA). Tossine delle Raphidophyceae e delle Haptophyceae Tossicità da dinoflagellate bentoniche. Gli strumenti per combattere e prevenire il fenomeno. Il fenomeno delle mucillagini: principali ipotesi e significato della produzione di aggregati gelatinosi; fattori che concorrono alla genesi e alla evoluzione del fenomeno. Le comunità vegetali delle aree tropicali. Ciclo del fitoplancton e specie algali tossiche di aree tropicali. Endosimbiosi tra microalghe e invertebrati marini; zooxantelle: caratteristiche biologiche e morfologiche delle zooxantelle;; fattori che favoriscono il ‘bleaching’. Biodiversità delle macroalghe delle barriere coralline; forme di crescita; ruolo delle alghe calcaree nell’ecologia delle barriere. Mangrovie: definizione, biogeografia e fattori ambientali; adattamenti morfologici, fisiologici e riproduttivi all’ambiente marino; ruolo ecologico delle mangrovie; impatto naturale e antropico sui mangrovieti. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati DAWES C.J. 1998. Marine botany. 2nd edition. John Wiley & Sons, New York. GRAHAM L.E., WILCOX L.W., 2000. Algae. Prentice Hall. VAN DEN HOEK C., MANN D,G., JAHNS H.M. Algae. (1995) An Introduction to phycology. Cambridge University Press. 57/471 BIODIVERSITA' VEGETALE FABIO RINDI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Prerequisiti conoscenza basilare di biologia generale e cellulare. Conoscenza dell’inglese almeno a livello di base raccomandata. Risultati di apprendimento attesi lo scopo del corso è fornire una base di conoscenza generale della diversità di alghe, piante e funghi. Le caratteristiche di ogni gruppo verranno descritte in dettaglio, con enfasi su aspetti evolutivi, cicli vitali, significato dal punto di vista applicativo ed uso per scopi di monitoraggio ambientale. La diverse relazioni filogenetiche tra phyla saranno illustrate in dettaglio. Per le piante terrestri particolare attenzione sarà dedicata al significato funzionale delle strutture anatomiche ed agli adattamenti agli ambienti terrestri. Programma • Caratteristiche di base degli organismi vegetali. Struttura della cellula vegetale. • Principi di classificazione e sistematica; sistemi di classificazione, caratteri e tipi di informazione usati in analisi tassonomiche; dati molecolari; DNA barcoding; genomi e genomica. • Procarioti fotosintetici: i cianobatteri (phylum Cyanophyta). • Endosimbiosi, evoluzione dei plastidi ed origine degli eucarioti fotosintetici. • Caratteristiche generali delle alghe (organizzazione del tallo, strutture cellulari specifiche per i vari gruppi algali, riproduzione, cicli vitali). • I gruppi principali di alghe eucariote: Glaucophyta, Rhodophyta, Heterokontophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Haptophyta. • Le alghe verdi: Chlorophyta e Streptophyta; diversità e relazioni filogenetiche con le piante terrestri. • Uso delle alghe come indicatori ambientali. • Piante terrestri: origine ed evoluzione, concetti generali; le Briofite (Bryopsida, Hepaticopsida, Anthoceropsida). 58/471 • Piante vascolari senza semi: origine e caratteristiche generali; le Pteridofite (Arthrophyta, Licophyta, Psilotophyta, Pterophyta). • I tessuti delle piante vascolari. • Struttura della radice. • Struttura del fusto. • Struttura della foglia. • Le Gimnosperme: caratteristiche, evoluzione del seme ed adattamenti; Coniferophyta, Cycadophyta, Gingkophyta, Gnetophyta. • Angiosperme: origine, differenze tra monocotiledoni e dicotiledoni, adattamenti funzionali all’ambiente. • Struttura del fiore e del frutto. • Caratteristiche delle famiglie di Angiosperme di maggior interesse nella flora italiana (Asteraceae, Brassicaceae, Fabaceae, Fagaceae, Lamiaceae, Orchidaceae, Poaceae, Rosaceae) • Mangrovie ed angiosperme marine; le praterie di Posidonia oceanica e la loro importanza dal punto di vista ambientale. • Funghi: caratteristiche generali (tallo, strutture vegetative e riproduttive, nutrizione, metabolismo e fisiologia); principali phyla: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota. • Erbari e orti botanici. Testi consigliati Testo consigliato: • Pasqua G., Abbate G., Forni C. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin Nuova Libreria. Altri testi utili: • Judd W.S., Campbell C.S., Kellogg E.A., Stevens P.F., Donoghue M.J. 2007. Botanica sistematica: un approccio filogenetico. Piccin Nuova Libreria. • Smith A.M., Coupland G., Dolan L., Harberd N., Jones J., Martin C., Sablowski R., Amey A. 2010. Plant Biology. Garland Science. Risorse online utili: Portale botanica di Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Portale:Botanica Atlante di botanica dell’Università di Torino: http://www.atlantebotanica.unito.it/page.asp Atlante fotografico di anatomia vegetale, University of Wisconsin: http://botweb.uwsp.edu/Anatomy/ 59/471 Acta Plantarum - flora delle regioni italiane: http://www.actaplantarum.org/ AlgaeBase: http://www.algaebase.org/ 60/471 BIOETHICS MASSIMILIANO MARINELLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Program a 61/471 BIOETICA MASSIMILIANO MARINELLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Informazioni Come è ormai noto, il termine bioetica è introdotto, per la prima volta, in due studi rispettivamente del 1970 e del 1971 dall’oncologo americano, di origine olandese, Van Reasselaer Potter. La Bioetica, quindi, è una scienza giovane eppure coltiva un campo del sapere molto vasto che spazia dall'etica medica, prendendo in considerazione, per esempio, i problemi dell’eutanasia e della fecondazione assistita, alla ecologia, occupandosi di etica ambientale, sino a considerare come propri il dibattito sulla brevettabilità e sugli interessi degli animali. I settori della condotta umana che rientrano nella riflessione bioetica sono così numerosi che si rende necessario, in via preliminare, indicare quale parte di essi il corso intenda affrontare. Il campo di attività proprio delle scienze biologiche che, oggi, si presta ad essere indagato eticamente è certamente quello delle biotecnologie, tanto da poter definire la nostra bioetica come l’etica della biotecnologia. Nell’ambito del corso, per biotecnologia non si intenderà soltanto l’insieme di procedimenti tecnici atti a modificare la struttura e la funzione di organismi viventi, per la produzione di materiali biologici utili nella Medicina, nell’Industria e nell’Agricoltura, ma, in senso lato, anche l’utilizzo tecnologico delle nuove conoscenze provenienti dalla genetica, per la diagnosi e la cura delle patologie umane. Proprio per questi motivi si sono privilegiati tre settori di osservazione: 1 Il primo è legato alla ricerca sulle cellule staminali con i problemi associati allo statuto dell’embrione umano e alla clonazione terapeutica. 2 Il secondo settore intende analizzare gli aspetti etici legati al rapporto con gli animali correlati alla creazione di animali geneticamente modificati e all’uso nelle sperimentazioni. 3 Nel terzo si valuteranno i problemi etici che scaturiscono dal progresso scientifico nell’ambito della Genetica, analizzando tutti i principali programmi scientifici di ricerca: Progetto Genoma Umano, Ingegneria Genetica, Terapia Genica e le acquisizioni più recenti nell’ambito della Farmacogenomica e dei test genetici. Prima di analizzare le implicazioni etiche che derivano da tali biotecnologie, è necessario, però, intraprendere un breve viaggio attorno a questioni etiche fondamentali. Si forniranno, quindi, nozioni di base sulla natura dell’etica, sulla storia della Bioetica, delle sue relazioni con il pensiero biologico e sulla Biotecnologia, intesa come paradigma scientifico e 62/471 apparato sociale. L’obiettivo del corso è avvicinare lo studente alla riflessione etica nell’ambito delle biotecnologie, per renderlo più consapevole e attivo nella propria professione. Programma Introduzione alla riflessione etica La natura dell’etica I concetti fondamentali dell’azione morale Il pluralismo etico Storia e principi della bioetica La bioetica secondo Potter Jonas e il principio responsabilità Il principio di Precauzione Le correnti della bioetica I temi della bioetica I principi della bioetica Considerazioni etiche e giuridiche sull’impiego delle biotecnologie - L’età della biotecnologia - Caratteristiche della ricerca biotecnologica Problemi etici sull’utilizzo delle cellule staminali umane - Medicina e Biologia rigenerativa - Lo statuto dell’embrione umano - La clonazione terapeutica Progetto Genoma Umano, ingegneria genetica, terapia genica I test genetici: la predizione del destino umano? Farmacogenomica e Farmacogenetica e la sperimentazione dei farmaci Malattie Genetica rare e Farmaci orfani 63/471 La sperimentazione dei Farmaci Gli animali in Biologia La sperimentazione sugli animali Gli animali geneticamente modificati: i loro interessi e il loro uso L’obiezione di coscienza Aspetti bioetici dei test genetici e della Farmacogenomica/Farmacogenetica Medicina e Biologia personalizzata Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Reichlin M, Etica della vita, nuovi paradigmi morali, Bruno Mondadori, 2008 Rodotà S., Tallacchini M., ( a cura di ) Trattato di Biodiritto, Ambito e Fonti del Biodiritto Giuffrè 2010 Comitato Nazionale per la Bioetica, considerazioni etiche e giuridiche sull’impiego delle biotecnologie, 30 novembre 2001. Comitato Nazionale per la Bioetica, Il principio di precauzione, profili bioetici, filosofici, giuridici, 18 giugno 2004. Comitato Nazionale per la Bioetica, dalla farmacogenetica alla farmacogenomica, 21 aprile 2006. Comitato Nazionale per la Bioetica, Metodologie alternative, comitati etici e obiezione di coscienza alla sperimentazione animale, 18 dicembre 2009 Comitato Nazionale per la Bioetica, Comitato Nazionale per la Biosicurezza, le Biotecnologie e le Scienze della Vita, Test Genetici e Medicina Personalizzata 15 luglio 2010 Marinelli M. Introduzione alla medicina narrativa, Edizioni Tecnostampa, 2008. Tutti i documenti del Comitato Nazionale per la Bioetica sono scaricabili gratuitamente al sito http://www.governo.it/bioetica/pareri.html E’ possibile contattare il docente per percorsi di studio personalizzati. 64/471 BIOFISICA MOLECOLARE FRANCESCO SPINOZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di fisica, chimica, biochimica e biologia, con particolare riferimento alle proprietà molecolari della materia biologica Risultati di apprendimento attesi Il presente corso ha l’obiettivo di far acquisire allo studente competenze relative all’applicazione dei principi di fisica e biologia alla base dei processi molecolari che avvengono nei sistemi viventi, al fine di fornire conoscenze di base degli aspetti strutturali e funzionali di biomolecole e membrane biologiche e delle metodologie di indagine in biofisica molecolare. Programma Richiami di termodinamica: energia libera e potenziale chimico; Probabilità termodinamica e entropia; Cenni di termodinamica statistica; Alcuni fondamenti di elettrostatica; Cenni di meccanica quantistica; Geometria di una catena polimerica; Forze intermolecolari; La struttura dell’acqua, effetti di idratazione; Molecole idrofobiche e idrofiliche; Idratazione di proteine; Teoria di Debye-Hückel; Metodo Monte Carlo; Metodo Molecular Dynamics; Analisi conformazionale e forze che determinano la struttura delle proteine; Diffrazione e diffusione dei raggi X e dei neutroni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame La prova di valutazione finale consisterà in un colloquio orale. Testi consigliati - R. Glaser, Biophysics, Springer - K.E. van Holde, W.C. Johnson, P.S. Ho, Principles of Physical Biochemistry, Prentice Hall. - M. Daune, Molecular Biophysics, Oxford University Press. 65/471 66/471 BIOLOGIA CHIMICA MARIO ORENA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza di base dei principali tipi di reazioni della chimica organica. Conoscenza del concetto di enzima e delle caratteristiche di un sistema enzimatico. Risultati di apprendimento attesi Lo studente è portato a verificare i processi principali che portano alla formazione di alcuni significativi derivati peptidici di interesse farmacologico e diagnostico, Programma Mimetici di peptidi endogeni con incremento della stabilità sia a livello biologico, sia a livello della forma farmaceutica. Riduzione degli effetti biologici indesiderati. Agonisti ed antagonisti di ligandi peptidici. Peptidomimetici inibitori enzimatici e mimetici di stati di transizione. Pseudopeptidi e peptidomimetici: design de novo. Dolastatine e loro analoghi sintetici. I lattami di Freidinger: proprietà e metodi di sintesi. Isosteri della Leu- e Met-encefalina: la morfina. Importanza della sequenza RGD e dei suoi mimetici nell’interazione con le integrine: applicazioni in terapia e nella costruzione di strutture biocompatibili. Peptidi e loro analoghi da organismi marini: le dolastatine e i loro analoghi sintetici ad attività antimutagena. Importanza dei peptidi della specie Conus. Peptidi bioattivi dal veleno dei serpenti. Tossine peptidiche mirate ai canali del potassio. Mimetici con costrizioni conformazionali con incremento della attività biologica. Gli acidi peptidonucleici: strutture, sintesi e proprietà Analoghi costretti degli acidi nucleici Metabolismo secondario e building blocks. Relazione fra biodiversità e diversità dei prodotti naturali. La via dell´acetato e la biogenesi dei polichetidi. Polichetidi aromatici: le tetracicline. Antibiotici macrolidici: eritromicina ed epotilone. Prostaglandine e loro derivati. Tossine non peptidiche da organismi marini: ciguatossina, maitotossina, brevetossina e tetrodotossina. Approccio retrosintetico alla preparazione di composti naturali bioattivi: dolastatina, squalestatina e discodermolide. Il sistema aromatico in natura: la via dell´acido shikimico. 67/471 La via del mevalonato: biogenesi di monoterpeni, diterpeni e triterpeni. Steroidi naturali e loro analoghi sintetici. Relazioni struttura-attività. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Colloquio orale e discussione di alcune diapositive che riportano importanti passaggi biosintetici Testi consigliati P.M. Dewick, Medicinal Natural Products, Wiley, 2004 68/471 BIOLOGIA DELLA PESCA MARIO MORI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso intende sviluppare gli argomenti e gli aspetti inerenti la sistematica, bio-ecologia delle principali specie oggetto di pesca in Mediterraneo e la valutazione e gestione delle medesime. Programma Evoluzione degli attrezzi da pesca. Lo stato della pesca nel mondo e nel Mediterraneo ed esempi di sovrasfruttamento delle risorse. Ruolo del biologo nella gestione delle risorse di pesca. Descrizione delle principali specie ittiche dei mari italiani. I più comuni attrezzi da pesca utilizzati nelle marinerie italiane. Selettività degli attrezzi di pesca. Impatto della pesca sull’ambiente fisico e biologico. Parametri utili per valutare lo stato demografico di una popolazione ittica: caratteri meristici, frequenze di taglia, sex-ratio, età stimata sia con metodi diretti (scaglie e otoliti) sia indiretti (risoluzione delle curve polimodali taglia-frequenza), accrescimento sia lineare che con curva di Von Bertalanffy, stadi maturativi delle gonadi, taglia di prima maturità sessuale, fecondità, indici gonado-somatico e di condizione di Fulton, stato sanitario. Strategie alimentari delle specie ittiche e metodi di studio. Distribuzione spazio-temporale delle risorse alieutiche (cicli, migrazioni). Il concetto di stock e metodi per la sua identificazione. I fattori di incremento e decremento di uno stock (età, reclutamento, sopravvivenza e mortalità). Sforzo di pesca e sistemi statistici di raccolta dei dati di produzione ittica. Elementi di valutazione dello sfruttamento delle risorse: modelli olistici (modello di Schaefer) e modelli analitici (VPA). Metodi di campionamento per la valutazione delle risorse demersali. Esempi di gestione razionale delle risorse. Durante il corso verranno illustrati vari software per PC utili nelle ricerche di biologia della pesca. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Bombace G., Lucchetti A., 2011. Elementi di Biologia della pesca. Edagricole Bologna, 383 p. 69/471 70/471 BIOLOGIA DELLA RIPRODUZIONE OLIANA CARNEVALI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso lo studente dovrà conoscere i meccanismi che regolano la fisiologia e l’endocrinologia della riproduzione dei pesci. Lo studente dovrà inoltre conoscere le metodologie necessarie per lo studio dei cicli vitali e per la valutazione dello stato degli stock ittici. L’acquisizione di concetti e tecniche di tossicologia riproduttiva e tossicologia molecolare fornirà allo studente una serie di strumenti per la valutazione della presenza di interferenti endocrini nel campo del monitoraggio ambientale. Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite anche nel settore dell’acquacoltura come possibile soluzione all’iper-sfruttamento delle risorse naturali. Programma Introduzione alla biologia della riproduzione Endocrinologia della riproduzione: asse ipotlamo-ipofisi-gonade Ormoni, recettori e meccanismi molecolari coinvolti nel controllo della riproduzione. Ghiandola pineale e riproduzione Riserve energetiche e riproduzione Determinazione sessuale e pubertà nei pesci Ciclo cellulare della linea germinale. Vitellogenesi:controllo ormonale della sintesi di vitellogenina. Tossicologia riproduttiva: un nuovo strumento per il monitoraggio ambientale. Biotecnologie della riproduzione Riproduzione e stress: asse ipotalamo-ipofisi-surrene. 71/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Norris DO Vertebrate Endocrinology. Third edition Academic Press P.Baben, J Cerdà and E.Lubzens Edts. The fish Oocyte: from basic studies to biotechnological applications. Spring 72/471 BIOLOGIA DELLO SVILUPPO OLIANA CARNEVALI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenze di citologia, basi di genetica e di biologia molecolare Risultati di apprendimento attesi L’insegnamento si propone di sviluppare la capacità degli studenti di integrare informazioni derivanti da diverse discipline. Questo permetterà loro di acquisire una visione globale dei meccanismi che regolano la formazione dell’ embrione in diversi modelli sperimentali. Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti tutte le nozioni necessarie per la comprensione e lo studio dei meccanismi coinvolti nella segmentazione, nella gastrulazione e nell’organogenesi, processi che portano alla formazione di un nuovo organismo Programma Introduzione alla Biologia dello sviluppo: storia e concetti Gametogenesi : sviluppo cellule germinali; struttura funzione e sviluppo di uova e spermi. Comunicazione cellulare Meccanismi di fecondazione Segmentazione e formazione della blastula, gastrulazione Formazione del tubo neurale; cellule delle creste neurali. Migrazione e adesione cellulare Differenziamento cellulare Determinazione sessuale: controllo genetico (SRY, Dax 1) ambientale e citoplasmatico. Cellule germinali primordiali, inattivazione del cromosoma X. 73/471 Determinazione assi corporei: polarizzazione asse corporei nell’oogenesi. I geni materni che predispongono gli assi corporei; geni zigotici e pattern embrionale. Divisioni del corpo in segmenti nel modello Drosophila (geni gap e Pair rule). Geni della polarità; geni selettori omeotici. Geni selettori omeotici nei Mammiferi Apoptosi: morte cellulare programmata. Meccanismi di controllo genetico durante lo sviluppo, Ced 4-3-4-9 in C. elegans ed analoghi in mammifero Bcl2, Apaf-1 e caspase 9. Apoptosi recettore mediata. Autofagia Metamorfosi: gli ormoni come mediatori dello sviluppo negli anfibi e negli insetti Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Biologia dello sviluppo, Andreuccetti et al.,2009,Ed. McGraw-Hill Biologia dello sviluppo. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella 2010, Ed.Piccin Biologia dello sviluppo Gilbert 3° Ed Zanichelli 74/471 BIOLOGIA EVOLUTIVA DEI VERTEBRATI MARINI VINCENZO CAPUTO BARUCCHI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Risultano propedeutiche a questo corso conoscenze di base di genetica, ecologia e zoologia. Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso, lo studente dovrà conoscere i principali metodi sperimentali e analitici per valutare in che modo processi biologici quali mutazione, selezione, migrazione e deriva genetica siano in grado di provocare cambiamenti evolutivi; dovrà altresì acquisire metodologie utili per la ricostruzione filogenetica. Programma 1) L’avvento del pensiero evoluzionistico moderno. Darwin e la selezione naturale; il neodarwinismo e la “sintesi moderna”; gradualismo filetico ed equilibri punteggiati; la teoria della neutralità dell’evoluzione molecolare. 2) Classificazione ed evoluzione. Definizione ed esempi di caratteri tassonomici (caratteri morfologici e molecolari); scuole tassonomiche (tassonomia fenetica, tassonomia cladistica e tassonomia evolutiva); esempi di software per la ricostruzione della filogenesi (PAUP, PHYLIP). 3) Microevoluzione. Il principio di Hardy-Weinberg; flusso genico e deriva genetica; concetti di specie; variazione geografica e speciazione; la speciazione in ambiente marino; concetti di stock e gestione ittica; principi di biogeografia. 4) Macroevoluzione. Geni omeotici e organizzazione del piano strutturale corporeo animale; l’origine dei taxa superiori; tendenze evolutive ed estinzione. Gli Osteitti come esempio di radiazione evolutiva primaria negli ambienti acquatici: origine ed evoluzione; caratteristiche biologiche ed ecologiche delle specie marine. I Rettili (Tartarughe) e i Mammiferi marini (Sireni, Pinnipedi e Cetacei) come esempio di ricolonizzazione dell’ambiente acquatico da progenitori terrestri: origine ed evoluzione; caratteristiche biologiche ed ecologiche delle specie attuali e problemi di conservazione. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame 75/471 Prova orale Testi consigliati Balletto E., 1995. Zoologia evolutiva. Zanichelli. Berta A., Sumich J. L., 2001. Marine mammals. Evolutionary biology. Academic Press. Freeman S., Herron J. C., 2004. Evolutionary analysis. Third edition. Prentice Hall. Ridley M., 2006. Evoluzione. Mc Graw-Hill. 76/471 BIOLOGIA MARINA ROBERTO DANOVARO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla termine del corso lo studente dovrà conoscere le principali interazioni tra gli organismi marini ed il loro ambiente, i cicli vitali e le strategie adattative degli organismi che abitano in diversi comparti ed ecosistemi marini; le pseudopopolazioni in Mediterraneo; le migrazioni lessepsiane e l'invasione di specie aliene. Conoscerà le basi della biologia marina e le diverse componenti biotiche: virus, procarioti, protozoi, microfitobenthos, meiofauna, macrofauna, fito e zooplancton, necton (inclusi elasmobranchi, mammiferi e rettili marini), dovrà saper applicare le principali metodologie di studio e risolvere i problemi scientifici relativi alla conoscenza degli organismi marini. Svilupperà le conoscenze specifiche relative all’approfondimento dei diversi aspetti della biologia marina. Programma Cenni di Storia della Biologia Marina. Introduzione all'ambiente marino: caratteristiche chimiche e fisiche delle acque, processi e fattori principali che regolano gli organismi nell'ambiente marino. Adattamento degli organismi all''ambiente marino: principi generali di fisiologia e biologia degli organismi: I fluidi corporei e la circolazione, metabolismo e respirazione, alimentazione, digestione, escrezione, sistemi recettori ed effettori, pigmenti, colorazioni, bioluminescenza, strutture di sostegno e protezione, riproduzione e sviluppo. Evoluzione degli organismi nell'ambiente marino: Simbiosi; Relazioni tra gli organismi marini; Biogeografia degli organismi marini; Evoluzione degli ecosistemi marini; Gradienti latitudinali e trofici di Biodiversità ed Effetti dei cambiamenti climatici. Sostanza organica in ambiente marino, flussi di materia ed energia, produzione primaria, produzione secondaria; metodi di misura della biomassa, della produzione primaria e secondaria; fattori di controllo della produzione primaria e secondaria; cicli biogeochimici della materia; catena di pascolo, di detrito e microbica.Organismi e comunità: Batteri e Virus in mare: generalità, biomassa, produzione, decomposizione di materiale particellato (POM) e disciolto (DOM), cicli di materia, microbial e viral loops. Cicli vitali e storie vitali: Larve; vari tipi di larve; l'ecologia larvale; strategia di vita dei diversi stadi larvali; strategie riproduttive e di adattamento nell'ambiente marino. Plancton e comunità planctoniche: fitoplancton e zooplancton, generalità, distribuzione, composizione, produzione primaria, produzione secondaria, nutrizione, budget energetico, meccanismi di galleggiamento. Benthos: fondi oceanici, generalità, distribuzione, composizione, produzione primaria, flussi di materia ed energia, comunità algali e a fanerogame, zonazione del benthos, La scuola Europea e la scuola Americana, diversità ed ecologia del rifornimento laterale. Meiobenthos: generalità, distribuzione fattori biotici ed abiotici, biomassa, produzione. 77/471 Macrobenthos: generalità, cicli vitali, distribuzione spaziale, successioni, classificazione. Necton: generalità, fattori abiotici e biotici, alimentazione, crescita, maturità sessuale, morte, migrazioni.Rettili, Uccelli e Mammiferi marini. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Il principale testo di riferimento è costituito dai lucidi e materiale didattico fornito agli studenti (oltre 1000 lucidi) Altri testi per complementare le informazioni apprese durante il corso includono: • Nybakken J.W., Marine Biology An Ecological Approach, Harper Collins, 1993 • Cognetti G., Sarà M., Magazzù G., Biologia Marina, Calderini, 1999. • Barnes R.S.K., Hughes R.N., Introduzione all'Ecologia marina, Piccin, 1990. • Ghirardelli E., La vita nelle acque, UTET, 1981. • Danovaro, Biologia marina - Biodiversita e funzionamento degli ecosistemi marini. De Agostini, 2012. 78/471 BIOLOGIA MOLECOLARE ANNA LA TEANA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Prerequisiti E' richiesta una buona conoscenza della Citologia e della Biochimica. Risultati di apprendimento attesi Lo scopo del corso è quello di permettere agli studenti di apprendere le principali nozioni sulle relazioni tra struttura e funzione degli acidi nucleici e sui vari processi cellulari nei quali essi sono coinvolti, attraverso la descrizione delle procedure sperimentali che hanno portato alle attuali conoscenze. Programma Gli acidi nucleici Gli acidi nucleici come materiale genetico. Struttura e proprietà chimico-fisiche. Topologia del DNA. Organizzazione strutturale di genomi virali, procariotici ed eucariotici. Cromosomi, cromatina, nucleosomi. La replicazione Esperimento di Meselson e Stahl. Formazione delle forche di replicazione. Sintesi semidiscontinua del DNA. Sintesi coordinata del filamento guida e del filamento copia. Le DNA Polimerasi procariotiche ed eucariotiche. Le origini di replicazione. Regolazione dell´inizio della replicazione nei procarioti e negli eucarioti. Replicazione e ciclo cellulare nei procarioti e negli eucarioti. La riparazione del DNA Mutazioni. Sistemi di riparazione. Risposta cellulare ai danni sul DNA. La ricombinazione del DNA Ricombinazione omologa e sito-specifica. La trasposizione. Organizzazione dei geni procariotici ed eucariotici 79/471 La trascrizione Diverse classi di RNA: RNA messaggero, RNA transfer, RNA ribosomale, piccoli RNA nucleari, piccoli RNA citoplasmatici. Trascrizione dei geni procariotici. Inizio della trascrizione: promotori e RNA Polimerasi. Terminazione intrinseca e rho-dipendente. Antiterminazione. Trascrizione dei geni eucariotici. Inizio della trascrizione: promotori e sequenze consenso. RNA Polimerasi I, II e III. Fattori di trascrizione dell´apparato basale. Enhancers e silencers. Terminazione della trascrizione. La maturazione dell´RNA Diverse classi di RNA: RNA messaggero, RNA transfer, RNA ribosomale, piccoli RNA nucleari, piccoli RNA citoplasmatici. Maturazione degli RNA ribosomale e transfer. Maturazione di RNA messaggeri. Lo splicing nucleare: spliceosoma, snRNA e snRNP. RNA autocatalitico: introni di tipo I e II. Editing. La traduzione Il tRNA come adattatore: struttura secondaria e terziaria. Le basi modificate. Il codice genetico. Le aminoacil-tRNA sintetasi e le regole d´identità. L´organizzazione del ribosoma. Le fasi della sintesi proteica. I fattori d´inizio, di allungamento e di terminazione procariotici ed eucariotici. Il ruolo dell´RNA ribosomale nella sintesi proteica. Antibiotici e sintesi proteica. Regolazione dell´espressione genica nei procarioti L´operone. Geni strutturali e geni regolatori. Induzione e Repressione: l´operone lac, l´operone ara, l´operone trp. La repressione da cataboliti. L´attenuazione. Esempi di meccanismi di regolazione a livello post-trascrizionale. Regolazione dell´espressione genica negli eucarioti Elementi di risposta. Dominî proteici che legano il DNA. Vari modelli per l´attivazione genica. Espressione genica e metilazione. Struttura della cromatina e trascrizione. Metodologie Metodi di studio del DNA: digestione con enzimi di restrizione, mappe di restrizione, vettori, clonazione, sequenziamento del DNA, reazione a catena della polimerasi (PCR), Southern blotting, mutagenesi sito-diretta. Analisi di promotori: "footprinting" e "band-shift", geni reporter, analisi di mutazioni. Analisi di trascritti: Northern blotting, metodi della nucleasi S1 e della "primer extension". Purificazione di RNA messaggeri mediante cromatografia di affinità su oligo-dT cellulosa e costruzione di librerie a cDNA. Metodi per la determinazione della struttura secondaria dell´RNA. 80/471 Sistemi cell-free. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto costituito da 6 domande e, facoltativamente, una breve discussione sugli argomenti affrontati nello scritto. Inoltre dovrà essere presentata, al momento di sostenere l'esame scritto, una relazione sulle esercitazioni di laboratorio svolte durante il corso. Testi consigliati - Francesco Amaldi et al., “Biologia Molecolare”, Casa Editrice Ambrosiana, I edizione, 2011 · James D. Watson et al., "Biologia Molecolare del gene", Zanichelli, VI edizione, 2009 81/471 BIOLOGIA MOLECOLARE II ANNA LA TEANA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 5 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Biologia Molecolare, Genetica, Ingegneria Genetica. Risultati di apprendimento attesi Il corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti per comprendere i meccanismi molecolari che portano alla regolazione dell'espressione genica ai diversi livelli con particolare attenzione a tutti gli eventi posttrascrizionali, nonché, approfondimenti di carattere tecnico riguardanti alcune delle metodologie più ampiamente applicate nell'analisi dell'espressione genica. Programma I diversi livelli di regolazione dell'espressione genica. Riarrangiamenti genomici. Modificazioni epigenetiche: metilazione del DNA e rimodellamento della cromatina. Regolazione a livello post-trascrizionale: “RNA binding proteins” e “RNA binding motifs”, maturazione dell'mRNA, poliadenilazione nucleare e citoplasmatica, splicing e splicing alternativo, trasporto degli mRNA, ipotesi dell’operone post-trascrizionale, traduzione, degradazione dell'mRNA, degradazione mediata da "nonsense", miRNA e siRNA. Regolazione a livello post-traduzionale: stabilità e processamento di proteine. Metodi per l'analisi dell'espressione genica: northern blotting, RT-PCR, protezione da RNasi. DNA microarray. Geni reporter. Analisi dell'interazione acidi nucleici-proteine: footprinting, probing chimico, cross-linking. Analisi delle interazioni proteina-proteina: sistema del doppio ibrido e del triplo ibrido, GST-pull down. Analisi della traduzione: sistemi cell-free, toe-printing, profili ribosomiali. 82/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Include una breve presentazione in Power Point di un articolo scientifico fornito dal docente su uno degli argomenti trattati durante il corso. E', inoltre, richiesta la presentazione di una relazione scritta sulle esercitazioni di laboratorio svolte durante il corso. Testi consigliati F. Amaldi et al., “Biologia Molecolare”, Casa Editrice Ambrosiana, I edizione, 2011. Inoltre, articoli dalle principali riviste di Biologia Molecolare saranno forniti durante il corso. 83/471 BIOLOGICAL AND ECOLOGICAL RISK FRANCESCO REGOLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites A good knowledge of basic chemistry, ecology, general and cell biology are important requisites for this course. Objectives of the course The Course Biological and Ecological Risk is aimed to prepare students on the more actual methodologies to assess, prevent, monitor and counteract various forms of biological and environmental risk. The course will prepare students on the risk of bioterrorism, focussing on differences between biological and chemical weapons, biological mechanisms and toxicological effects. The course will also prepare students on general characteristics, diffusions, environmental resistance, infection, incubation and pathogenesis, diagnosis, bio-safety procedures and management of the risk associated to other natural biological risks, including aviarian pests and pandemic risks, and biotoxins associated to specific algal blooms. Students will be trained on some toxicological emergencies which occurred in the last decades analyzing procedures and events, acute effects and long term consequences at both biological and environmental levels. Normative guidelines and models for Environmental Risk Analysis (ERA) will be discussed and applied to actual issues, like those involving removal and management options of contaminated sediments. The Course will introduce students to management and assessment of biological and ecological risks during recent environmental emergencies, including oil-spills, discharges of toxic wastes in the sea, nuclear incidents. Program Modern bioterrorism, origin and characteristics. Comparison between chemical and biological weapons. Biological weapons of type A, B, C. Main biological characteristics, diffusion, environmental resistance, infection, incubation and pathogenesis, biological mechanisms of action, clinical aspects, diagnosis and therapies, bio-safety procedures, depuration and remediation. Type A agents: anthrax, smallpox, plague, botulism, viruses of hemorrhagic fevers, tularemia. Chemical weapons, physical, chemical and toxicological characteristics. Primary and collateral biological effects, NOEL, LOEL, LOAEL, LC50 Ct, LCt50. General properties, stability, diffusion, exposure routes, biological mechanism of action and toxicological effects, antidotes and therapies of: blister agents, Blood agents, Nerve agents, Pulmonary agents, Incapacitating agents, Riot control agents. Biological risks and recent sanitary emergencies; aviarian pest and pandemic risks. Toxic algae and biotoxin during algal blooms; classification, molecular structure, toxicological effects, environmental 84/471 distribution and biological risks. Toxicological, biological and ecological emergencies in developing and industrialized countries. The Bophal disaster, characteristics, acute and chronic effects, toxicological and sanitary consequences after 20 years. Risks from nuclear radiations, type of radiation, exposure sources, deterministic and stochastic effects. Biological and environmental consequences of Hiroshima and Chernobyl. Uranium decay and characteristics of isotopes. Use of enriched and depleted uranium and biological and ecological risks associated to depleted uranium in weapons. The risks of dioxins and dioxin-like compounds, dangerous substances, industries of high environmental concerns, introduction to Seveso Directives. Environmental Risk Assessment (ERA) and Weight Of Evidence (WOE) models. Dredging and remediation of polluted sites. Environmental emergencies due to oil-spills and discharge of toxic wastes; biological and ecological risks associated to use of chemical dispersants. Critical evaluation of recent incidents, Erika, Ievoli Sun, Prestige, Deep Water Horizon). Recommended reading Provided material and scientific literature suggested on specific topics. 85/471 BIOMEDICAL LABORATORY SAFETY LORY SANTARELLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course aims at teaching students basic notions, also with reference to current laws and regulations, allowing the management of health and safety in biomedical laboratories; self-reliance in prevention activities; verification and control of procedures regarding hygiene at the workplace and environmental safety; awareness of physical, chemical and biological risk factors related to the main work cycles; appropriate application of basic techniques for sampling and analysing of environmental pollutants. Program Legal framework of health protection in the workplace The concept of workplace health hazard: risk from carcinogenic, chemical, biological, and physical agents; the workplace microenvironment Occupational hazards in the biomedical laboratory Environmental and biological monitoring in the workplace Surveillance by health authorities Main occupational pathologies General first-aid principles at the workplace. Recommended reading ENVIRONMENTAL SAFETY - by Alessandro Medici- Università di Ferrara anno edizione: 2003 Casa Editrice La Tribuna – Piacenza; OCCUPATIONAL MEDICINE Luigi Ambrosi; Vito Foà anno edizione 2003 Edizioni : UTET C.so Raffaello 28-10125-Torino. OCCUPATIONAL MEDICINE AND INDUSTRIAL HYGIENE MANUAL Lorenzo Alessio;Pietro Apostoli edizione 2010 Nuova Libraria S.p.A. Piccin Padova 86/471 87/471 BIOMEDICAL VIROLOGY PATRIZIA BAGNARELLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic principles of cell biology and innate/adoptive mechanisms of the immune defence Course contents The course enables a thorough knowledge of Virology through discussion of the following topics concerning: General virology: introduction to virology, virus structure, replication, culture and genetics, mechanisms of viral pathogenesis, laboratory diagnosis of viral diseases, antiviral agents and viral vaccines. Specific Virus Families: DNA viruses (Parvoviruses, Adenoviruses, Poxviruses, Papillomaviruses and Polyomaviruses, Human Herpesviruses); RNA viruses (Orthomyxovirus, Paramyxovirus, Rubella Virus, Arboviruses, Rhabdoviruses, Arenaviruses, Hantaviruses, Filoviruses, Picornaviruses, Reoviruses, Coronaviruses, Retroviruses and HIV); Hepatitis Viruses. Objectives of the course The principal aim of the course is to provide students with a thoroughly and complete knowledge on the viral agents involved in a number of human infectious diseases. Program The course is organized in a number of lectures arranged into two parts. The part one deals with general virology (virus definition, morphology, classification, replication strategies, viral pathogenesis and vaccine); the part two deals with the specific virus families and human pathogens focusing on their distinctive characteristics, i.e. structure, biology, pathonenetic mechanisms, epidemiology treatment and prevention. Recommended reading 88/471 a. Antonelli G., Clementi M. Principi di Virologia Medica. Casa Editrice Ambrosiana last edition b. Patrick Murray Ken Rosenthal G. Kobayashi M. Pfaller: Medical Microbiology Editore: C.V. Mosby (Last Edition) 89/471 BIOMOLECULAR NANOTECHNOLOGIES SAMUELE RINALDI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites The student must have at least a basic knowledge of organic chemistry and biochemistry. Objectives of the course The course is directed to give students the basic knowledge about the most important concepts of nanotechnologies,the methodological approaches to the “bottom-up”construction of functional nanostructures anda general knowledge of their applications. In particular, nanostructures, nanomaterials and nanodevices for biological and medical applications based on DNA, proteins, foldamers, fullerenes, nanotubes, and nanospheres, will be considered. Program 1) Introduction What is a nanostructure.The nanoscale.Examples of natural nanostructures.Examples of nanostructure-based applications already in use.Approaches to nanostructures: top-down and bottom-up. 2) Nanoworld’s laws. Physical, chemical, optical and electric properties within the nanodimensions.Non-covalent interactions.High-resolution microscopy. 3) Fullerenes and nanotubes. The allotropicstates ofcarbon. Fullerenes: synthesis, properties, chemical reactivity, functionalizations and applications.Grafene and grafenes. SWNT and MWNT nanotubes:synthesis, properties, chemical reactivity, functionalizations and applications. 90/471 4) Peptide-based nanostructured systems. Peptides and secondary structures.The folding process.From ”Ñ”nto ”Ò-aminoacids.Definitions, structure, properties and applications of α, β and α-β foldamers.Amphiphilic peptides and foldamers with antibiotic or antiviral properties.Functionalized foldamers and theirs applications.Non-peptidic foldamers.Protein-protein interactions.Comparison between β and γ foldamers.Peptoids.Foldamers with peptoid and imidic structure. 5) Nucleotide-based nanostructured systems. Structural features and stability of DNA.The DNA as a nanostructured and amphiphilic system.Various DNA’s aggregation systems.From natural to synthetic DNA nanostructures.Building up of bi- and tridimensional systems.The use of DNA asa scaffold, as a templateand in pharmaceutical applications.Applications of functionalized DNA. 6) Applications of biomolecular nanotechnologies. Nanostructures and biological systems.Interactions/biomaterials.Catenanes and rotaxanes from DNA.Molecular engines and nanoengines.Applications in medicine: nanomedicine and nanopharmacology. Nanosensors: features and basis of their action.Applications in diagnostics.DNA as a data storage system and as a calculator. Recommended reading D.S. Goodsell; Bionanotechnology: lessons from nature. Wiley, New York, 2004 Handoutswill be distributed in class. 91/471 BIOORGANIC MARIO ORENA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites Fundamentals of organic chemistry Objectives of the course The course is an introduction to peptides, peptidomimetics and carbohydrates. In addition, simple syntheses of nucleosides and nucleotides will be introduced. Theselattercompounds are interestingsynthetic targets astherapeutics Program Part I: Selectivity in organic reactions Regio- andstereoselection. Stereochemicaland conformationaldescriptors. Methods for controllingstereochemistry. Stereocontrolledelectrophilicadditions. Stereocontrollednucleophilicadditions. Anchimericeffect. Stereocontrolledaldolreactions. Stereocontrolledenzymaticreactions. Single and double asymmetricinduction. Stereocontrolled chemical and chemo-enzymatic synthesis of bioactive compounds. Part II: Chemistry of amino acids and oligopeptides Amino acids: ionisation and pKa. Synthesis and theirderivatives. Identification of N- and C-terminus. Edmandegradation. Principles of peptide synthesis–Protecting groups, protection and deprotection methods. Orthogonalprotectinggroups. Formation of a peptide bond. Polymeric supports and linkers in SSPS. Comparison between t-BocandFmoc methodology; coupling methods. Synthesis of cyclic peptides. Part III:Chemistry of glucose and its derivatives. Synthesis of polysaccharides. Part IV:Chemistry of nucleosides and nucleotides. Synthetic approaches to nucleic acids. 92/471 Recommended reading R.J. Simmonds, “Chemistry of Biomolecules, An Introduction”, RSC Press, 2007 P.M. Dewick, “Medicinal Natural Products”, Wiley, 2004 Santagada-Caliendo, “Peptidi e peptidomimetici”, Piccin, 2008 93/471 BIOORGANICA MARIO ORENA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti elementi di base della Chimica Organica Risultati di apprendimento attesi Il corso è rivolto a introdurre lo studente ai peptidomimetici, composti che imitano l'attività biologica dei peptidi naturali ma offrono i vantaggi di maggiore disponibilità, biostabilità e bioselettività nei confronti del target biologico naturale proprio del peptide di origine. Questi prodotti costituiscono interessanti obbiettivi sintetici e sono sempre più importanti come principi farmacologicamente attivi. Di conseguenza sia la moderna chimica farmaceutica che la chimica organica di sintesi si sono rivolte alla preparazione di questi composti che avranno certamente in futuro uno sviluppo sempre più ampio. In particolar modo nello sviluppo del corso si sottolinea l'evoluzione che procede dal composto naturale biologicamente attivo, disponibile a volte in quantità minime, per giungere al processo di produzione industriale. Allo scopo di comprendere il modo di azione dei peptidomimetici, vengono anche poste in evidenza le interazioni di questi composti con i loro target naturali, mettendo in particolare evidenza le relazioni struttura-attività. Programma Parte I: La selettività delle reazioni organiche Regio- e stereoselettività. Descrittori stereochimici e conformazionali. Metodi vari per il controllo della stereochimica. Addizioni elettrofile stereocontrollate. Addizioni nucleofile stereocontrollate. Effetto anchimerico. Stereocontrollo nelle reazioni aldoliche. Stereocontrollo nelle reazioni enzimatiche. Stereocontrollo per doppia induzione asimmetrica. Stereocontrollo nella sintesi chimica e chemo-enzimatica di composti bioattivi. Parte II: La chimica degli amminoacidi e degli oligopeptidi Concetti di chiralità - Meccanismi di stereomutazione; induzione asimmetrica; fattori che determinano la stereomutazione; modelli per lo studio dell’epimerizzazione; risoluzione cinetica di derivati di amminoacidi. Protezione/Deprotezione - Gruppi protettori derivati da alcoli; meccanismi di deprotezione; formazione di carbocationi; preparazione di derivati; gruppi protettori fotolabili. 94/471 Assegnazione della sequenza - Identificazione degli amminoacidi N- e C-terminali. Degradazione di Edman. Principi di sintesi peptidica - Amminoacidi: ionizzazione e pKa; protezione temporanea, ortogonalità. Formazione del legame peptidico; formazione di ossazoloni; i carbammati come protettori. Strategie per evitare l’epimerizzazione. Metodi di attivazione e di coupling - Forme attivate: per amminoacidi N-protetti; per segmenti peptidici N-protetti. Sintesi peptidica in fase solida (SPPS) - Concetti fondamentali. Sistemi ortogonali; supporti polimerici; fissaggio del primo residuo; i linkers. Confronto fra metodologia t-Boc e metodologia Fmoc; metodi di coupling. Isomerizzazione durante la SPPS: eliminazione dell’epimerizzazione; sintesi di peptidi ciclici. Reattività delle catene laterali, protezione e reazioni parassite - Fattori che influenzano la reattività e la stabilità; strategie per la minima e la massima protezione; singoli gruppi funzionali. L’aspartimide: sua formazione e sua soppressione; Formazione della diossopiperazina. Interscambio di gruppi disolfuro. Derivatizzazione selettiva. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati P.M. Dewick, Medicinal Natural Products, Wiley, 2004 95/471 BIOTECHNOLOGY OF MICROORGANISMS MAURIZIO CIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 1^ semestre Objectives of the course At the end of the course the student should know metabolic and physiological aspects of microorganisms during fermentative processes. Moreover, the student should know the modality of microbial growth and the principal fermentation parameters. Laboratory experience should permit the student to calculate the growth and fermentation parameters end describe simple fermentation processes. Program Introduction: general arrangement and sectors of application; microorganisms and products of industrial fermentations. Development and perspective of microbial biotechnology Microorganisms and fermentation. Taxonomic and systematic arrangement of micro-organisms of use or potential use in the fermentation processes; microbial metabolism: main pathways of carbon and nitrogen metabolism and its regulations; respiro-fermentative metabolism of yeasts; metabolic regulation; screening and selection of industrial cultures; genetic manipulations of industrial strains, strains improvement. Primary and secondary metabolites Fermentation technology: Raw materials and composition of substrate of fermentation. Fermentation process: batch, extended batch, batch with cell recycle, continuous process; kinetic of microbial growth and fermentation products; principal parameters of fermentation process. Bioreactors: design, operation and applications. Agitation and aeration technology,; measurements and regulations of principal fermentation parameters; fermentation plant (fundamental and auxiliary equipments, modality of sterilization. Product recovery. Killer character in yeasts Cell immobilization and its application in biotechnology. Development of the course and examination Oral Recommended reading Brock Biologia dei microrganismi vol. 1 Microbiologia generale, Pearson Ed. 2012 M. Manzoni Microbiologia Industriale CEA Editrice 2006 Donadio, S., Marino, G. Biotecnologie microbiche CEA Editrice 2008 96/471 BIOTECNOLOGIA DEI MICROORGANISMI MAURIZIO CIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere gli aspetti metabolici e fisiologici dei microrganismi durante i processi fermentativi. Dovrà inoltre conoscere le modalità di crescita e i parametri fermentativi condizionanti il processo. Con l'ausilio delle ore di laboratorio lo studente dovrà esser in grado di misurare i parametri di crescita microbica, e descrivere semplici processi fermentavi Programma Introduzione al corso: inquadramento generale e settori d'applicazione; sviluppo e prospettive delle fermentazioni microbiche microrganismi e prodotti delle fermentazioni industriali. Gli agenti delle fermentazioni: inquadramento sistematico dei microrganismi di attuale e potenziale impiego nei processi fermentativi; metabolismo microbico: principali vie di utilizzazione del carbonio e dell'azoto e loro regolazione;il metabolismo respiro-fermentativo nei lieviti; gli accumuli metabolici; lo screening per la selezione delle colture industriali; miglioramento genetico delle colture industriali. I metaboliti primari e secondari Tecnologie fermentative: materie prime e terreni di fermentazione; sistemi di coltura (batch, extended batch, riciclo, coltura continua); cinetica della crescita microbica e dei prodotti; principali parametri biotecnologici dei processi fermentativi. I bioreattori;descrizione e modalità d'uso e applicazioni. tecnologia dell'agitazione e dell'aerazione; misurazioni e regolazioni nei processi fermentativi; l'impianto; tecnologie post fermentative (recupero e valutazione dei prodotti di fermentazione). Il carattere killer nei lieviti. Immobilizzazione cellulare a sue applicazioni in biotecnologia Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Brock Biologia dei microrganismi vol. 1 Microbiologia generale, Pearson Ed. 2012 M. Manzoni Microbiologia Industriale CEA Editrice 2006 Donadio, S., Marino, G. Biotecnologie microbiche CEA Editrice 2008 97/471 BIOTECNOLOGIA DELLE ALGHE ALESSANDRA NORICI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Obiettivo di questo corso è fornire agli studenti gli strumenti per conoscere e far propria la biotecnologia delle alghe, settore delle scienze applicate in grande espansione. Saranno soprattutto privilegiati gli approcci metodologici necessari alla ideazione, alla messa a punto e al monitoraggio di colture algali su larga scala. Si vuole inoltre offrire casi studio di sfruttamento commerciale della biomassa algale da valutare criticamente. Programma Introduzione alla biologia delle alghe Metodi di coltivazione delle microalghe: colture batch, semicontinue e continue; mezzi di coltivazione; tecniche di sterilità. Impianti industriali di coltivazione: vasche aperte; fotobioreattori. Metodi di raccolta delle microalghe. Le banche algali nel mondo. Criopreservazione. Possibili usi della biomassa algale:nutrizione umana e animale, produzione di biocarburanti (es. biodiesel, bioetanolo, bioidrogeno) e biogas, sequestrodi CO2, trattamento di acque reflue, produzione di molecole chimiche pregiate;esempi di analisi integrata delle fasi del processo produttivo (LCA). Strumenti per lo screening delle specie algali più idonee agli usi desiderati: tecniche di misura del tasso di crescita specifico, dello stato di salute di PSII e PSI, della composizione cellulare. Esempi di ingegneria genetica delle microalghe a fini commerciali. Vantaggi e svantaggi della biomassa algale rispetto alla biomassa derivante da piante terrestri. Le macroalghe: coltivazione e usi commerciali 98/471 Laboratori: coltivazione di microalghe, screening di specie algali, monitoraggio della qualità della biomassa algale. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Bibliografia riportata nel materiale didattico utilizzato durante il corso. 99/471 BIOTECNOLOGIE CELLULARI ADRIANA CANAPA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza dei concetti base di citologia ed istologia, genetica e biologia molecolare Informazioni Curriculum "Tecnologie Biologiche" Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà aver acquisito le conoscenze sulle procedure di base necessarie per coltivare le cellule eucariotiche in vitro e sulle metodologie per effettuare la loro manipolazione genetica per applicazioni mediche ed industriali. Programma Scopi e strumenti di lavoro per le biotecnologie cellulari. Colture cellulari e di tessuti. Cellule staminali. Produzione di anticorpi monoclonali. Ingegneria tissutale e applicazioni cliniche. Tecnologia del DNA ricombinante. Produzione di proteine ricombinanti nelle cellule eucaristiche. 100/471 Mutagenesi mirata. Gli animali transgenici e la clonazione mediante trasferimento del nucleo. La terapia genica applicata all'uomo. Applicazioni delle biotecnologie cellulari nei vari settori. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Paola Defilippi e Guido Tarone, Colture cellulari -Tecniche di base- Collana I manuali delle scuole Ph.D.04, Click B.R. and Pasternak J.J., Biotecnologia molecolare, Zanichelli, 101/471 BOTANICA (A-L) CECILIA MARIA TOTTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza delle basi della fisica, della chimica generale ed organica e della citologia. Risultati di apprendimento attesi L´obiettivo di questo corso è dare agli studenti una conoscenza di base della biologia vegetale per quanto concerne sia gli aspetti generali che sistematici. Verrà presentata la struttura e funzione di cellule, tessuti e organi delle piante. Infine saranno trattati i principali gruppi di organismi vegetali (cianobatteri, alghe, funghi e piante terrestri) nei loro aspetti morfologici, anatomici e riproduttivi. Programma Introduzione alla botanica. I procarioti: generalità sui batteri. I cianobatteri: struttura cellulare, morfologia, riproduzione, distribuzione ed ecologia. Origine del cloroplasto ed evoluzione degli eucarioti. La suddivisione degli eucarioti: Opistokonta, Amoebozoa, Rhizaria, Archarplastida, Chromalveolata, Excavata. Alghe. Caratteri generali, cicli vitali ed ecologia dei principali gruppi di alghe (Rhodophyta, Dinophyta, Stramenopili, Haptophyta, Cryptophyta, Euglenophyta, Chlorophyta). Funghi: caratteristiche morfologiche e cicli vitali di Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota. I licheni. Le micorrize. Introduzione al regno Plantae. Adattamenti alla vita terrestre. Piante non vascolari: Briofite. Caratteristiche morfologiche e riproduttive di muschi ed epatiche. Ciclo vitale. Introduzione alle piante vascolari. Pteridofite, morfologia e cicli vitali di licopodi equiseti e felci. 102/471 Le Spermatofite: Gimnosperme (Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta); Angiosperme (Dicotiledoni e Monocotiledoni). Riproduzione e ciclo vitale. Fiore, seme, frutto. Morfologia e anatomia delle piante a seme: piante erbacee e legnose. Caratteristiche della cellula vegetale eucariote (parete, plastidi, vacuolo). Tessuti e organi delle piante: tessuti meristematici primari e secondari; tessuti adulti (tegumentali, parenchimatici, meccanici, conduttori, secretori). Caratteristiche morfologiche e anatomiche di radice, fusto e foglia. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati PASQUA G., ABBATE G., FORNI C. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin LONGO C., MARZIANI G., 2005. Biologia delle piante. Forme e funzioni elementari. Utet. TRIPODI G. Introduzione alla Botanica sistematica. Edises. 103/471 BOTANY (A-L) CECILIA MARIA TOTTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of physics and general and organic chemistry. It is recommended to pass the course of Citology and istology. Objectives of the course Aim of this course is to provide students with basic knowledge plant biology, both in the general and in systematic aspects. The structure and function of cells, tissues and organs of plant organisms will be presented. Finally, the main groups of plant organisms (algae, fungi and land plants) will be treated in terms of morphological, anatomical and reproductive traits. Program Introduction to botany. Prokaryotes: general characteristics of bacteria. Cyanobacteria: cell structure, morphology, reproduction, distribution and ecology. The classification of eukaryotes: Opistokonta, Amoebozoa, Rhizaria, Archaeplastida, Chromalveolata, Excavata. Algae. General characteristics of main algal groups: Rhodophyta, Dinophyta, Stramenopiles, Haptophyta, Cryptophyta, Euglenophyta, Chlorophyta. Fungi: general characteristics and life cycles of Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota. Lichenes. Introduction to Plant Kingdom. Adaptations to terrestrial life. Non vascular plants: Bryophytes. General characteristics and life cycles of mosses and liverworts. Introduction to vascular plants. Pteridophytes: morphology and life cycles of lycopods, equiseta and ferns. Some aspects about phylogeny of Pteridophytes. 104/471 Spermatophytes: Gymnosperms (Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta); Angiosperms: (Monocotyledones and Dicotyledones) reproduction and life cycle; flowers, seeds, fruits. Morphology and anatomy of Spermatophyta. Tissues and organs: meristematic and adult tissues; morphological and anatomical characteristics of roots, stem and leaves. Development of the course and examination Oral Recommended reading PASQUA G., ABBATE G., FORNI C. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin LONGO C., MARZIANI G., 2005. Biologia delle piante. Forme e funzioni elementari. Utet. TRIPODI G. Introduzione alla Botanica sistematica. Edises. 105/471 C.I. BIOINFORMATICA- BIOINFORMATICA MODULO 1 MARCO BARUCCA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Il corso suppone note le principali nozioni di genetica, biochimica e biologia molecolare, nonché nozioni fondamentali di matematica e fisica. Risultati di apprendimento attesi Lo scopo del corso di bioinformatica è di fornire un'introduzione alla conoscenza e all'uso di strumenti bioinformatici liberamente disponibili nel World Wide Web, per l'analisi di sequenze di acidi nucleici e proteine, e più in generale delle informazioni archiviate nelle banche dati biologiche. Il corso si propone di mettere in grado lo studente di utilizzare con una certa dimestichezza in laboratorio gli strumenti illustrati nelle lezioni teoriche. Programma Introduzione agli strumenti software per le applicazioni biologiche. Uso dei database biologici pubblici: banche dati primarie e specializzate, sistemi di archiviazione e interrogazione. Allineamento locale, globale, e multiallineamento tra due o più sequenze di acidi nucleici e proteine. Misura del grado di similarità tra sequenze. Ricerca di similarità nelle banche di biosequenze. Ricerca di pattern eo motivi funzionali. Gene prediction. Biosequenze e codici informazionali. Filogenesi ed evoluzione molecolare. Classificazione delle proteine. Visualizzazione della struttura di proteine. Allineamento di strutture di proteine. Predizione di struttura secondaria. Metodi di predizione della struttura tridimensionale. Metodi di analisi e modellizzazione della struttura quaternaria. Predizione di segmenti transmenbrana e determinanti antigenici. Predizione della funzione dalla sequenza. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale La prova di valutazione finale consisterà nella valutazione della relazione scritta relativa all'analisi di una proteina mediante gli strumenti informatici a disposizione nel Web ed in una prova orale. La prova orale serve a dimostrare la capacità di utilizzare gli strumenti informatici avanzati (banche dati, pacchetti software) a disposizione nel Web per la genetica e la biologia 106/471 strutturale. Testi consigliati G. Valle et al., introduzione alla Bioinformatica, Zanichelli, Bologna, D.W. Mount, Bioinformatics: sequence and genome analysis, Cold Spring Harbor Lab. Press. A.M. Lesk, introduzione alla Bioinformatica, McGraw-Hill Companies C. Gibas, and P. Jambeck, Developing bioinformatics computer skills, O´Reilly, 107/471 C.I. BIOINFORMATICA- BIOINFORMATICA MODULO 2 PAOLO MARIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 4 Ore 36 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Il corso presuppone note le principali nozioni di genetica, biochimica e biologia molecolare, nonché nozioni fondamentali di matematica e fisica. Non è richiesta alcuna nozione di informatica o di uso del computer. Risultati di apprendimento attesi La Bioinformatica è una materia multidisciplinare il cui scopo consiste nella gestione e nell´analisi della grandissima quantità di dati generati dalle moderne discipline biologiche e dalle biotecnologie negli ultimi 20 anni. Questo corso vuole offrire una presentazione generale della Bioinformatica contemporanea, affiancando la presentazione della teoria alla pratica di laboratorio sugli strumenti bioinformatici avanzati nella genetica e nella biologia molecolare. Il corso consiste di 2 moduli, il primo relativo all´analisi di sequenze ed il secondo legato ai problemi di predizione di strutture proteiche. In ogni caso, verranno considerati gli strumenti informatici utilizzati più frequentemente per le applicazioni bioinformatiche. Scopo del corso è quindi quello di fornire un´introduzione alla conoscenza e all´uso di strumenti bioinformatici liberamente disponibili nel World Wide Web, per l´analisi di sequenze di acidi nucleici e proteine, e più in generale delle informazioni archiviate nelle banche dati biologiche. Il corso si propone di mettere in grado lo studente di utilizzare con una certa dimestichezza in laboratorio gli strumenti illustrati nelle lezioni teoriche. Programma Introduzione agli strumenti software per le applicazioni biologiche. Uso dei database biologici pubblici: banche dati primarie e specializzate, sistemi di archiviazione e interrogazione. Allineamento locale, globale, e multiallineamento tra due o più sequenze di acidi nucleici e proteine. Misura del grado di similarità tra sequenze. Ricerca di similarità nelle banche di biosequenze. Ricerca di pattern e/o motivi funzionali. Gene prediction. Biosequenze e codici informazionali. Filogenesi ed evoluzione molecolare. Classificazione delle proteine. Visualizzazione della struttura di proteine. Allineamento di strutture di proteine. Predizione di struttura secondaria. Metodi di predizione della struttura tridimensionale. Metodi di analisi e modellizzazione della struttura quaternaria. Predizione di segmenti transmenbrana e determinanti antigenici. Predizione della funzione dalla sequenza. Le esercitazioni si svolgeranno presso il Laboratorio di Informatica della Facoltà. 108/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale La prova di valutazione finale consisterà nella valutazione della relazione scritta relativa all'analisi di una proteina mediante gli strumenti informatici a disposizione nel Web ed in una prova orale. La prova orale serve a dimostrare la capacità di utilizzare gli strumenti informatici avanzati (banche dati, pacchetti software) a disposizione nel Web per la genetica e la biologia strutturale. Testi consigliati - D.W. Mount, Bioinformatics: sequence and genome analysis, Cold Spring Harbor Lab. Press. - G. Valle et al. , Introduzione alla Bioinformatica, Zanichelli, Bologna. - C. Gibas, and P. Jambeck, , Developing bioinformatics computer skills, O´Reilly, Cambridge. - G. Zweiger, Genomica, McGraw-Hill 109/471 C.I. CHIMICA - CHIMICA GENERALE (MODULO) ELISABETTA GIORGINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Nozioni di base di matematica, fisica e chimica. Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di conoscere e applicare i concetti fondamentali della chimica, quali la nomenclatura, la struttura molecolare, le proprietà acido base, il pH delle soluzioni, gli scambi di calore, ecc. Programma Oggetto della chimica. Definizione di materia. Proprietà chimiche e fisiche. Stati della materia: cenni. Trasformazioni di stato. Definizione di materiale: sostanze elementari, composti e miscele. Energia: definizione. Struttura atomica. Natura elettrica della materia. Elettrone, protone, neutrone. Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. Ioni positivi e negativi. Nuclide, numero di massa A e numero atomico Z. Isotopi. Unità di massa atomica e mole. Composti organici e inorganici. Formula empirica, molecolare, di struttura e sterica. Massa dell’atomo e difetto di massa. Massa atomica relativa e massa molecolare relativa. Mole, massa molare e numero di Avogadro. Determinazione della formula empirica: calcoli. Meccanica quantistica e struttura atomica. Radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia (Plank). Effetto fotoelettrico. Quantizzazione della radiazione elettromagnetica. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Natura corpuscolare e ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Condizione della frequenza di Bohr. Numeri quantici n, l, m: definizione. Orbitali atomici s, p, d: definizione e loro rappresentazione. Spin dell’elettrone e numero quantico ms. Configurazione elettronica. Energia degli orbitali per atomi mono e polielettronici. Elettroni di nocciolo e di valenza. Principio di esclusione di Pauli. Principio dell’Aufbau. Regola della massima molteplicità. Configurazione elettronica dello stato fondamentale per gli elementi del 1° e 2° periodo. 110/471 Sistema periodico degli elementi. Struttura elettronica e classificazione periodica degli elementi. Metalli, metalloidi e non metalli: proprietà e divisione. Descrizione della tavola periodica. Periodicità delle proprietà degli elementi: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Nomenclatura. Metalli, metalli di transizione e non metalli. Composti binari: idrogeno+metallo (idruri) e idrogeno+non-metallo (idracidi); ossigeno+metallo (ossidi basici) e ossigeno+non-metallo (ossidi acidi); metallo +non-metallo (sali). Composti ternari: idrossidi, acidi ossigenati, sali ossigenati. Legame chimico. Classificazione: legame ionico e covalente. Legame ionico e ciclo di Born-Haber. Forza del legame e dimensione degli ioni. Legame covalente omopolare e eteropolare. Regola dell’ottetto. Strutture elettroniche a punti di Lewis. Risonanza. Carica formale. Eccezioni alla regola dell’ottetto: radicali, atomi con espanzione del guscio di valenza, acidi di Lewis.. Elettronegatività. Proprietà dei legami: ordine, lunghezza ed energia di legame. Numero di ossidazione. Definizione. Regole empiriche per la determinazione. Reazioni chimiche. Classificazione e bilanciamento delle reazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Reazioni di ossido-riduzione: bilanciamento. Geometria molecolare. Modello VSEPR e geometria delle coppie strutturali: esempi. Composti con legami semplici e multipli: esempi. Composti con lone pair: esempi. Molecole apolari e polari: esempi. Teoria del legame di valenza e teoria degli orbitali molecolari. Teoria del legame di valenza. Legami s e p. Orbitali ibridi: sp, sp2, sp3 (esempi). Orbitali molecolari s e p. Legame metallico: definizione e proprietà dei metalli. Stato gassoso. Stati di aggregazione della materia. Definizione di stato gassoso. Leggi di Boyle, Charles e Avogadro. Scala assoluta delle temperature. Costante universale dei gas. Legge dei gas perfetti e applicazioni. Densità. Miscele gassose: legge di Dalton. Frazione molare. Gas reali. Fattore di compressibilità. Equazione di van der Waals. Stati condensati. Stato liquido e stato solido. Comprimibilità di un gas e diagramma di Andrews. Temperatura critica. Forze attrattive intermolecolari: interazioni ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto e dipolo indotto-dipolo indotto. Legame idrogeno: definizione e esempi. Struttura e proprietà dell’acqua liquida. Stato liquido: definizione. Viscosità, tensione superficiale. Stato solido: definizione. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Termodinamica e Termochimica. Definizione di sistema termodinamico e di ambiente. Primo principio della termodinamica: energia interna U. Stato e funzione di stato. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Trasformazioni a volume costante e a volume variabile. Lavoro di espansione. Processi esotermici e endotermici. Entalpia H. Processi endotermici e esotermici. Variazione di entalpia nelle trasformazioni di stato: entalpia di vaporizzazione e di condensazione. Variazione di entalpia nelle reazioni chimiche. Stato standard. Entalpia standard di reazione, di combustione e di formazione. Legge di Hess. Secondo principio della termodinamica. Entropia di trasformazioni reversibili e irreversibili. Terzo principio della termodinamica. Entropia molare standard. Variazione totale di entropia e spontaneità. Energia libera di Gibbs G e energia libera di Helmotz A. Energia libera di Gibbs e reazioni spontanee, non spontanee e all’equilibrio. Energia libera standard di formazione e di reazione. Composti termodinamicamente stabili, instabili e inerti. Energia libera e lavoro utile. Energia libera e temperatura. 111/471 Equilibri fisici. Fasi e transizioni di stato. Tensione di vapore. Volatilità e proprietà molecolari. Punto di ebollizione. Punto di fusione. Diagrammi di stato a un componente: acqua e anidride carbonica. Proprietà critiche. Soluzioni. Soluto e solvente. Soluzioni gassose, liquide e solide. Concentrazione: percentuale in massa, frazione molare, molalità, percentuale in massa/volume, percentuale in volume, molarità. Processi di dissoluzione esotermica e endotermica. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Proprietà colligative: definizione. Abbassamento della tensione di vapore: legge di Raoult. Innalzamento punto ebullioscopio e abbassamento punto crioscopico. Pressione osmotica. Osmosi diretta e inversa. Elettroliti, non-elettroliti e elettroliti deboli. Fattore di van’t Hoff. Miscele liquide binarie: diagrammi di stato a due componenti liquido P,X e T,X. Distillazione frazionata: diagramma a due componenti T,X. Distillazione benzene-toluene. Azeotropo. Equilibrio chimico. Condizione di equilibrio. Energia libera e equilibrio chimico. Attività. Quoziente di reazione. Legge dell’azione di massa.. Relazione fra Kp e Kc. Equilibri eterogenei. Variazione delle condizioni di reazione: principio di Le Chatelier. Effetto della pressione e della concentrazione sull’equilibrio. Dipendenza della costante dalla temperatura: equazione di van’t Hoff. Acidi e basi. Definizione di Arrhenius e di Bronsted-Lowry. Coppie coniugate acido-base. Anfoteri. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH e pOH. Soluzioni neutre, acide e basiche. Ionizzazione di un acido e di una base in soluzione acquosa. . Calcolo del pH di acidi e basi forti. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Relazione fra Ka e Kb. Acidi e basi poliprotici: esempi. Acidi e basi secondo Lewis. Equilibri ionici in soluzione. Soluzioni tampone. Idrolisi neutra, acida e basica: calcolo del pH. Titolazioni acido – base. Punto equivalente. Indicatori acido base: punto di viraggio e scelta dell’indicatore. Equilibri di solubilità: prodotto di solubilità Kps. Solubilità molare. Effetto dello ione comune. Elettrochimica. Celle galvaniche. Pila Daniell. Potenziale di cella. Elettrodo a idrogeno. Determinazione dei potenziali standard e significato. Serie elettrochimica. Potenziali standard e costanti di equilibrio. Equazione di Nerst. Elettrolisi e celle elettrolitiche. Cinetica. Velocità delle reazioni chimiche e concentrazione. Velocità istantanea. Leggi cinetiche e ordine di reazione. Reazioni di 1° e 2° ordine. Effetto della temperatura e equazione di Arrhenius. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Meccanismi di reazione: reazioni elementari, reazioni monomolecolari e bimolecolari. Profilo di reazione per reazioni a uno stadio e a due stadi: esempi. Catalisi e enzimi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame scritto: 3 esercizi di stechiometria + orale. Testi consigliati M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli 112/471 J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 113/471 C.I. CHIMICA - CHIMICA ORGANICA (MODULO) LUCEDIO GRECI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti E' richiesta la conoscenza della chimica generale Risultati di apprendimento attesi La chimica organica, che comprende lo studio degli idrocarburi e dei gruppi funzionali, fornisce le conoscenze dei prodotti maggiormente usati nell'industria e che possono avere un certo impatto ambientale. Le conoscenze di questa parte della chimica organica hanno importanza professionale. Programma Idrocarburi alifatici ed aromatici. Gruppi funzionali: alogenuri alifatici ed aromatici,alcoli, fenoli, chinoni ed idrochinoni, eteri e tioeteri, chetoni ed aldeidi, acidi carbossilici e bicarbossilici e loro derivati: esteri, alogenuri acilici, ammidi, anidridi. Ammine, azo e diazocomposti. Epossidi. Eterocicli. Reazioni fotoindotte. Composti organici tossici. Testi consigliati HAROLD HART -Chimica Organica - Ed. Zanichelli JOHN McMURRY - Chimica Organica - Ed. Zanichelli 114/471 C.I. LABORATORIO DI BIOLOGIA E STATISTICA SPERIMENTALE - LABORATORIO DI BIOLOGIA (MODULO) (A-L) ROSAMARIA FIORINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo Corso annuale Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso lo studente dovrà conoscere le basi teoriche di diverse metodologie e tecniche utilizzate nella ricerca biologica. Inoltre, durante le esercitazioni pratiche, imparerà ad eseguire esperimenti di laboratorio ed a presentare i dati sperimentali ottenuti. Programma - Norme di sicurezza in laboratorio - Soluzioni, diluizioni, tamponi biologici - Tecniche centrifugative e frazionamento cellulare - Tecniche spettroscopiche (spettrofotometria e spettrofluorimetria) - Tecniche elettroforetiche - Tecniche cromatografiche - Immunoglobuline - Tecniche immunochimiche - Protocollo generico per la purificazione di proteine - Analisi e presentazione di dati Modalità di svolgimento del corso e dell'esame prova orale Testi consigliati - Appunti lezioni. - Biochimica applicata, M.Stoppini e V.Bellotti, EDISES Ed., 2012 115/471 116/471 C.I. LABORATORIO DI BIOLOGIA E STATISTICA SPERIMENTALE: STATISTICA PER LE SCIENZE SPERIMENTALI (MODULO) (A-L) MASSIMO PONTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica e Informatica. Informazioni Sono previste sia lezioni teoriche (5 crediti, 45 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio al computer a livello individuale (1 credito, 9 ore). Risultati di apprendimento attesi Finalità. L'insegnamento permette agli studenti di acquisire le basi teoriche e metodologiche, nonché le abilità informatiche dell'analisi statistica univariata e multivariata applicata allo studio delle scienze sperimentali. Obiettivi. Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere le basi della statistica generale, i test di ipotesi, l'analisi della varianza, nonché le procedure dell'analisi dei gruppi (cluster analysis), delle componenti principali, del metodo dei prossimi più vicini, delle variabili canoniche (analisi discriminante), ed avere la capacità di effettuare le relative procedure informatiche per l'analisi dei dati utilizzando pacchetti statistici commerciali. Programma Contenuti. Basi teoriche e metodologiche delle principali tecniche dell'analisi statistica univariata e multivariata applicata allo studio delle scienze sperimentali. Test di ipotesi. Analisi della varianza. Dati multivariati e informazione. Analisi di dati non raggruppati: analisi dei gruppi (cluster analysis), analisi delle componenti principali. Analisi di dati raggruppati: metodo dei k prossimi più vicini (KNN), analisi delle variabili canoniche, discriminazione e classificazione. Studio di casi reali con riferimenti a problematiche biologiche, archeologiche (paleobiologiche), chimiche. Sono previste esercitazioni sperimentali al computer per lo studio di alcuni casi reali trattati nel corso. 117/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L'esame prevede un compito scritto teorico-pratico. Testi consigliati Appunti di lezioni O. Vitali. Statistica per le Scienze Applicate. Vol. 2. Cacucci Editore, Bari, 1993. O. Vitali. Principi di Statistica. Cacucci Editore, Bari, 2003. R.R. Sokal, F.J. Rohlf. Biometry. The Principles and Practice of Statistics in Biological Research, W.H. Freeman, San Francisco, 1995. W.J. Krzanowski. Principles of Multivariate Analysis. A User’s Perspective, Revised edition, Oxford University Press, 2000. I.T. Jolliffe. Principal Component Analysis, Seconda ediz., Springer-Verlag, New York, 2002. 118/471 C.I. LABORATORIO DI BIOLOGIA E STATISTICA SPERIMENTALE: STATISTICA PER LE SCIENZE SPERIMENTALI (MODULO) (M-Z) GIUSEPPE SCARPONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica e Informatica. Informazioni Sono previste sia lezioni teoriche (5 crediti, 45 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio al computer a livello individuale (1 credito, 9 ore). Risultati di apprendimento attesi Finalità. L'insegnamento permette agli studenti di acquisire le basi teoriche e metodologiche, nonché le abilità informatiche dell'analisi statistica univariata e multivariata applicata allo studio delle scienze sperimentali. Obiettivi. Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere le basi della statistica generale, i test di ipotesi, l'analisi della varianza, nonché le procedure dell'analisi dei gruppi (cluster analysis), delle componenti principali, del metodo dei prossimi più vicini, delle variabili canoniche (analisi discriminante), ed avere la capacità di effettuare le relative procedure informatiche per l'analisi dei dati utilizzando pacchetti statistici commerciali. Programma Contenuti. Basi teoriche e metodologiche delle principali tecniche dell'analisi statistica univariata e multivariata applicata allo studio delle scienze sperimentali. Test di ipotesi. Analisi della varianza. Dati multivariati e informazione. Analisi di dati non raggruppati: analisi dei gruppi (cluster analysis), analisi delle componenti principali. Analisi di dati raggruppati: metodo dei k prossimi più vicini (KNN), analisi delle variabili canoniche, discriminazione e classificazione. Studio di casi reali con riferimenti a problematiche biologiche, archeologiche (paleobiologiche), chimiche. Sono previste 119/471 esercitazioni sperimentali al computer per lo studio di alcuni casi reali trattati nel corso. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L'esame prevede un compito scritto teorico-pratico. Testi consigliati Appunti di lezioni O. Vitali. Statistica per le Scienze Applicate. Vol. 2. Cacucci Editore, Bari, 1993. O. Vitali. Principi di Statistica. Cacucci Editore, Bari, 2003. R.R. Sokal, F.J. Rohlf. Biometry. The Principles and Practice of Statistics in Biological Research, W.H. Freeman, San Francisco, 1995. W.J. Krzanowski. Principles of Multivariate Analysis. A User’s Perspective, Revised edition, Oxford University Press, 2000. I.T. Jolliffe. Principal Component Analysis, Seconda ediz., Springer-Verlag, New York, 2002. 120/471 C.I. RISCHIO GEOLOGICO E CLIMATICO - RISCHIO CLIMATICO (MODULO) ANIELLO RUSSO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Non sono previsti prerequisiti; è consigliabile che lo studente abbia almeno una buona conoscenza di base di meteorologia e climatologia, fisica e matematica. Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i fenomeni climatici, atmosferici e marini potenzialmente pericolosi e le metodiche di base per monitoraggio e previsione. Programma Rischio Climatico: Rischio climatico e disastri. Variazioni climatiche. Stato attuale e tendenze in atto. Monitoraggio e previsione. Rischio atmosferico: Mesocicloni mediterranei ed europei. Cicloni Tropicali. Variabilità delle precipitazioni atmosferiche. Ondate di calore. Fenomeni di microscala. Monitoraggio e previsione Rischio Marino: Caratteristiche e propagazione delle onde. Onde di tsunami. “Storm surge”. Monitoraggio e previsione. Adattamento. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i meccanismi di funzionamento del sistema climatico, in particolare di atmosfera e oceano, e i pericoli associati al clima in generale e agli eventi 121/471 atmosferici e marini, nonchè conoscere le basi di osservazione, previsione e prevenzione. Testi consigliati Abbott, Natural Disasters V ed. Mc Graw Hill Ahrens, Essential of Meteorology IV ed., Thomson Brooks/Cole Wallace & Hobbs, Atmospheric Science II ed., Academic Press 122/471 C.I. RISCHIO GEOLOGICO E CLIMATICO - RISCHIO GEOLOGICO (MODULO) MASSIMO SARTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Approfondimenti sugli agenti di rischio geologico incluse tecniche di previsione e monitoraggio degli eventi estremi Programma Rischio sismico: - I terremoti - Liquefazione del terreno in condizioni sismiche; casi studio - Tsunami, casi studio - I grandi terremoti della storia; casi studio - Monitoraggio e previsione sismica Rischio vulcanico: - I vulcani - Vulcanesimo italiano, - Casi studio - Monitoraggio e previsione vulcanica Rischio idrogeologico: - Frane e valanghe - Le grandi frane della storia, casi studio, - Monitoraggio e previsione stabilità versanti - Alluvioni, casi studio Rischio geomorfologico: - Erosione costiera, alcuni esempi di intervento Modalità di svolgimento del corso e dell'esame prova orale 123/471 Testi consigliati Barberi F., Santacroce R., Carapezza M.L., Terra Pericolosa, Edizioni ETS Le scienze. Quaderni, n.59, Il rischio sismico, a cura di Enzo Boschi, 1991 Crespellani T., Nardi R., Simoncini C., La liquefazione del terreno in condizioni sismiche, Zanichelli, 1991 Ollier Cliff, Vulcani, Zanichelli, 1994 Le scienze. Quaderni, n.4, I vulcani a cura di Gasparini P., 1983 Storia Geologica d’Italia. Gli ultimi 200 milioni di anni. A. Bosellini, Eds. Zanichelli. Geologia Ambientale. Teoria e pratica. F.G. Bell, Eds. Zanichelli. 124/471 C.I. TECNOLOGIE BIOMOLECOLARI - GENETICA APPLICATA (MODULO) DAVIDE BIZZARO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Avere frequentato i corsi di: Citologia e istologia, Genetica, Biologia molecolare, Biochimica. Risultati di apprendimento attesi Il corso si propone di descrivere alcune recenti acquisizioni e applicazioni della ricerca genetica di base in campo biotecnologico e biomedico, e di metterne in luce le potenzialità e le problematiche di utilizzo. Programma - Metodologie innovative per lo studio del genoma, del trascrittoma e del metiloma; cenni di teoria dell'informazione e contenuto informazionale di biosequenze - Meccanismi epigenetici di controllo dell'espressione genica. L’imprinting e l’espressione monoallelica. Codice istonico e RNA non codificanti. - Epimutazioni ed effetti transgenerazionali. - Transgenesi e clonazione nei vertebrati: problematiche relative alla riprogrammazione genetica di cellule differenziate. - Regolazione della differenziazione cellulare mediante riarrangiamenti del DNA e della cromatina, amplificazione ed eliminazione genica, cromosomica e genomica. - Bologia e genetica dell'infertilità nell'uomo e in organismi modello. Le biotecnologie nella Medicina della Riproduzione. - Basi genetiche della resistenza agli agrofarmaci negli insetti parassiti e vettori di malattie negli animali e nelle piante. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Durante il corso, gli studenti riuniti in piccoli gruppi lavorano all'inserimento e al miglioramento di alcune definizioni relative ad argomenti di Genetica Generale e Applicata presenti sull'Enciclopedia Open Source Online Wikipedia; la partecipazione attiva e produttiva ai gruppi di studio è parte integrante del corso. L'esame orale finale consiste nella discussione di alcuni articoli scientifici relativi alla Genetica e 125/471 Biologia applicata, e nella risposta a domande riguardanti i vari argomenti trattati durante il corso. L'esame ha una durata media di circa 30 minuti. Testi consigliati Lettura e discussione di articoli dalle seguenti riviste: Nature; Nature Genetics; Nature Reviews Genetics; Nature Reviews Molecular Cell biology; Nature Medicine; Nature Biotecnology; Science; Cell; Trends in Genetics; Trends in Cell Biology; Trends in Biotecnology; Annual Review of Genetics; Current Biology; Current Opinion in Genetics and Development; Genome Biology; Genome Research; BioTechniques; Bioinformatics, Biology of reproduction,Human reproduction, PLOS J D Watson, BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE, Zanichelli LH Hartwell et al,. GENETICA: dall’analisi formale alla genomica Mc Graw-Hill GIBSON, MUSE, INTRODUZIONE ALLA GENOMICA Zanichelli 126/471 CELLULAR BIOTECHNOLOGY ADRIANA CANAPA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Program Objectives and instruments of cell biotechnologies. Cell and tissue cultures. Stem cells technologies. Production of monoclonal antibodies. Tissue engineering for clinical applications. Recombinant DNA technology. Production of recombinant proteins in eukaryotic cells. Site-directed mutagenesis. Transgenic animals and cloning by transfer of the nucleus. Gene therapy applied to man. Cell biotechnology applications in the various fields. Recommended reading Paola Defilippi e Guido Tarone, Colture cellulari -Tecniche di base- Collana I manuali delle scuole Ph.D.04, Click B.R. and Pasternak J.J., Biotecnologia molecolare, Zanichelli, 127/471 CHEMICAL ANALYSYS OF FOODS CRISTINA TRUZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics of the courses on General and inorganic chemistry, Organic chemistry, Instrumental analytical chemistry Objectives of the course Knowledge of the fundamentals of main chemical analytical techniques applied in the field of food analysis, with examples concerning the principal groups of foods/beverages and the most important chemical determinations (from a nutritional point of view or with the aim of checking for the presence of undesired substances). Program Generality on food sample collection and treatment. Laboratory techniques and classic and instrumental analytical methodologies application for food analysis. Chemical analyses of main food groups both from animal and plant origin (meat, eggs, fish, milk, honey, vegetables, fruits). Analysis of beverages. Determination of the main substances of nutritional importance and of general characterization (e.g. water, dry residue, ashes, nitrogen from protein and non protein origin, sugars, fats, acidity, vitamins). Determination of contaminants (e.g. pesticide residues, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorobiphenyls, toxic metals). Recommended reading - Copy of slides available - D. Marini, F. Balestrieri: Metodi di analisi chimica dei prodotti alimentari, Monolite Editrice, Roma, 2005. - S. Mannino, MG Bianco: Esercitazioni di analisi chimica dei prodotti alimentari - esperimenti pratici di laboratorio, Tecnos Editrice, Milano, 1996. - P. Cappelli, V. Vannucchi: Chimica degli alimenti – Conservazione e trasformazioni, Zanichelli, Bologna, 2005. - F. Tateo: Analisi dei prodotti alimentari, Chiriotti Editore, Pinerolo, 1978. 128/471 129/471 CHEMICAL BIOLOGY MARIO ORENA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Requirements: basic understanding of the principles of organic chemistry and enzymatic transformations. Objectives of the course Upon completion of this course, the student is able to understand the mode of action of significant peptidomimetics and can identify some relevant mimetics of nucleic acids. Program Mimetics of endogeneous peptides with increased stability and biological activity. Agonists and antagonists of peptide ligands. Peptidomimetics can be enzyme inhibitors as mimics of transition states. Freidinger lactams: properties and synthesis. De novo design of pseudopeptides and peptidomimetics. Dolastatins and their synthetic analogues. The Freidinger lactams: structural properties and synthetic approaches.. Leu- and Met-encephalins and the morphine isosteres as conformationally restricted mimetics with enhanced biological activity. The RGD sequence and its mimetics in interactions towards integrins: applications in therapy and in building up of biocompatible structures. Anesthetic peptides from Conus. Peptide toxins from marine organisms directed at potassium channels. Peptidonucleic acids: structure, synthesis and activity Conformationally restricted nucleic acids Secondary methabolism and building blocks. Biodiversity and natural product diversity The acetate route and poliketide biogenesis. The substituted aromatic ring: biogenesis of orsellinic acid. Aromatic poliketides: biogenesis of tetracyclins. Macrolide antibiotics: erythromycin and epothilones. Biogenesis of prostaglandins and their biological activity. Non-peptide toxins from marine organisms: ciguatoxin, maitotoxin, brevetoxin and tetrodotoxin. Retrosynthetic approach to the synthesis of natural bioactive compounds: dolastatin, squalestatin and discodermolide. Alternative biogenesis of the aromatic ring: the shikimic acid and their derivatives. 130/471 From acetate to mevalonate: biogenesis of significant mono-, di- and triterpenes. Natural steroids and their synthetic analogues. Structure-activity relationships. Alkaloids: the main structural features. Alkaloids from ornithine. Alkaloids from lysine. Alkaloids from nicotinic acid. Alkaloids from thyrosine. Alkaloids from tryptophan. Alkaloids from hystidine. Antimutagenic alkaloids from Vinca: vinblastine and vincristine. Development of the course and examination Colloquium and discussion of slides Recommended reading P.M. Dewick, Medicinal Natural Products, Wiley, 2004 131/471 CHEMICAL RISK AND GREEN CHEMISTRY SAMUELE RINALDI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites The student must have at least a basic knowledge of chemical laws, nomenclature and mechanisms of organic chemistry. Objectives of the course CHEMICAL RISK The course aims to give students the basic knowledge about the chemical risk, such as the concepts of danger and risk, dangerous chemical agents, health and safety risks. Moreover, the students will learn how to assess the chemical risk, especially with respect to the health risk, using both environmental measurements and algorithms. Eventually, the different features, the choice and use of various protective equipments and an introduction to the risk connected to a chemical laboratory will be given. GREEN CHEMISTRY This part of the course is aimed to the introduction of the students to the ideas at the basis of the green chemistry (also named environmentally friendly or eco-friendly chemistry): reduction of chemical risk, waste, materials, costs, use of non renewable resources and environmental impact. The students will learn how to assess the efficiency of a reaction, or a series of reactions, with respect to the classical metrics (yield and selectivity) and with respect to the new, green chemistry-based, metrics (atom economy, atom efficiency, E factor and others). The greatest two areas of the emerging green processes, solid catalysts and biphasic systems, will be discussed and exemplified. The comparison between some “classical chemistry-based” and the related “green chemistry-based” processes will help to understand the importance of the green chemistry in preventing pollution and chemical risk. Program CHEMICAL RISK 132/471 General definition, actors and institutions concerning the legislation about safety and health Basic concepts: chemical agent, risk, danger, exposure, dose, effect, threshold, exposure limit Chemical risk assessment by environmental measures Chemical risk assessment by the use of algorithms Protective equipments: legislation, choice and use Chemical risk in a laboratory GREEN CHEMISTRY The 12 principles of green chemistry The origin of waste in the classical chemistry Efficiency assessment by the metrics of classical and green chemistry Actual examples of new green industrial processes and comparison with the non-green old processes Catalysis by solid, or solid-supported, catalysts New solvents and biphasic solvent systems Recommended reading Handouts will be distributed in class. CHEMICAL RISK Legislation related to chemical risk (provided by teacher) GREEN CHEMISTRY Green Chemistry: An Introductory Text M. Lancaster, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 2002. Green Chemistry Theory and Practice P.C. Anastas, J.C. Warner, Oxford University Press, New York, 1998. 133/471 Green Chemistry and Catalysis R. A. Sheldon, I. Arends, U. Hanefeld, Wiley-VCH. 134/471 CHEMISTRY I (A-L) ROBERTA GALEAZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of mathematic and physic Objectives of the course At the end of the course, the student will know and will be able to apply the fundamental principles of chemistry, such as nomenclature, molecular structure, acids and bases properties, pH of solution, i.e. the basic knowledge to understand the biological courses for which Chemistry is required. Program Introduction to chemistry. Atomic theory. Atomic mass unit and mole. Atomic structure and Orbitals . Electronic configuration. Periodic table of elements.Nomenclature. Chemical bond. Oxidation number. Chemical reactions. Molecular geometry. Valence bond and molecular orbitals theories. Gas phase. Solid and liquid phases. Thermodynamic and Thermochemistry. Cynetic. Physical equilibria. solutions. Chemical equilibria. Acids and bases. Ionic equilibria in solution. Electrochemistry. Recommended reading M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 135/471 CHEMISTRY I (M-Z) ELISABETTA GIORGINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of mathematic, physic and chemistry Objectives of the course At the end of the course, the student will know and will be able to apply the fundamental principles of chemistry, such as nomenclature, molecular structure, acids and bases properties, pH of solution, exchanges of energy, etc. Program Introduction to chemistry. Atomic theory. Atomic mass unit and mole. Atomic structure and Orbitals . Electronic configuration. Periodic table of elements. Nomenclature. Chemical bond. Oxidation number. Chemical reactions. Molecular geometry. Valence bond and molecular orbitals theories. Gas phase. Solid and liquid phases. Thermodynamic and Thermochemistry. Cynetic. Physical equilibria. solutions. Chemical equilibria. Acids and bases. Ionic equilibria in solution. Electrochemistry. Recommended reading M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 136/471 CHEMISTRY II (A-L) MARIO ORENA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites The course requires the knowledge of molecular structure and chemical thermodynamics Objectives of the course The aim of the course is to evidence the relationship between structure and reactivity of organic compounds present in biological systems, with the aim to introduce students to the understanding of their action and transformations. Program Chemical bonding and structure. Acids and bases, electrophiles and nucleophiles Principles of static stereochemistry Mesomery and hyperconjugation. Aromaticity. Conformational, steric and electronic effects Description of mechanisms of organic reactions Reactivity of electrophiles and electron-deficient species Enolate anions and other carbon nucleophiles Reactivity of nucleophiles Principles of dynamic stereochemistry Polar additions and elimination reactions Oxidations and reductions Reactivity of heterocyclic systems 137/471 Recommended reading F.A. Carey, R.J. Sundberg - Advanced Organic Chemistry, A, Springer, 2008. R.W. Hoffman - Organic Chemistry, An Intermediate Text, Wiley, 2004. D.M. Klein - Organic Chemistry as a Second Language, Voll. I e II, Wiley, 2003, 2011. 138/471 CHIMICA ANALITICA PER L'AMBIENTE E LA SICUREZZA GIUSEPPE SCARPONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica, Fisica, Chimica generale, Chimica organica. Informazioni Sono previste sia lezioni teoriche (6 crediti, 54 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio svolte a livello individuale (2 crediti, 18 ore). Risultati di apprendimento attesi Finalità. L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le basi teoriche e le abilità tecnico/pratiche delle principali metodiche dell’analisi chimica e delle loro applicazioni in campo ambientale. Contestualmente fornisce agli studenti le conoscenze sulle problematiche ambientali globali e sull’inquinamento locale. Obiettivi. Lo studente dovrà conoscere le metodologie chimico-analitiche gravimetriche, volumetriche, potenziometriche, conduttimetriche, spettrofotometriche (in UV-Vis), cromatografiche (cenni), nonché acquisire conoscenze di base sui principali cambiamenti ambientali globali e sull’inquinamento chimico locale. Lo studente dovrà anche acquisire la seguente abilità professionalizzante: capacità di effettuare semplici analisi chimiche di laboratorio per il controllo analitico di matrici ambientali. Programma Contenuti. Fondamenti dell’analisi chimica. Fasi del processo analitico. Calcoli stechiometrici della chimica analitica. Qualità dei dati analitici: errori, precisione, accuratezza, materiali certificati. Attrezzatura di base per l’analisi chimica quantitativa. Bilancia analitica e controllo della taratura. Vetreria volumetrica e sua taratura. Metodi analitici classici (gravimetrico e volumetrico) ed alcune tecniche strumentali elettrochimiche (potenziometria, conduttimetria), spettroscopiche (spettrofotometria UV-Vis) e cromatografiche (cenni), con applicazioni ambientali. Cambiamenti 139/471 globali: effetto serra, impoverimento dello strato di ozono stratosferico. Inquinamento chimico locale: inquinamento atmosferico, smog fotochimico, piogge acide. Esercitazioni di laboratorio (2 CFU, 18 ore/studente). Determinazione volumetrica di HCl mediante titolazione acido forte – base forte con l’uso di indicatori acido/base. Determinazione dell’acidità della pioggia o della neve mediante titolazione potenziometrica Titolazione conduttimetrica acido forte – base forte (HCl con NaOH. Determinazione dei cloruri in acqua di fiume mediante titolazione conduttimetrica per precipitazione. Determinazione degli ioduri, dei fluoruri e dei cloruri in acqua di fiume e acqua termale mediante potenziometria diretta (metodo curva di taratura). Determinazione spettrofotometrica dei nitriti in acqua di fiume (metodo curva di taratura). Determinazione spettrofotometrica di Fe3+ in acqua di fiume (metodo aggiunte standard). Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L’esame consiste in un colloquio orale. Testi consigliati - Appunti di lezione - D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler , S. R. Crouch, Fondamenti di chimica analitica, 2a ediz., EdiSES, Napoli, 2005. - D. C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2005. - C. Baird, M. Cann. Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna, 2006. - S. E. Manahan. Chimica dell’Ambiente, Piccin, Padova, 2000. 140/471 CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE (MODULO) (A-L) CRISTINA TRUZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica, Fisica, Chimica generale, Chimica organica. Risultati di apprendimento attesi Finalità. L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le basi teoriche e metodologiche, nonché le abilità tecnico/pratiche delle principali metodologie dell’analisi chimica: classiche (gravimetria, volumetria) e strumentali (spettrofotometria UV-Vis, spettrofotometria per assorbimento atomico, cromatografia). Obiettivi. Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere le principali metodiche dell’analisi chimica e acquisire, attraverso lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche individuali, la seguente abilità professionalizzante: capacità di effettuare analisi chimiche classiche e strumentali per l’inserimento in laboratori di analisi e di ricerca. Programma Generalità sul processo analitico. Accuratezza e precisione. Validazione dei metodi analitici. Attrezzatura generale del laboratorio di analisi. Metodologie gravimetriche e volumetriche. Calcoli stechiometrici. Metodi di quantificazione nell’analisi strumentale (curva di taratura, aggiunte standard, standard interno). Assorbimento della radiazione elettromagnetica. Legge di Beer. Spettrofotometria UV-Visibile: strumentazione; analisi diretta. titolazioni fotometriche. Spettrofotometria per assorbimento atomico (AAS): tecniche di atomizzazione del campione; strumentazione; interferenze. Tecniche cromatografiche: principi teorici e strumentazione. Gascromatografia (GC) e cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L’esame è scritto, con domande teoriche e calcoli stechiometrici. 141/471 Testi consigliati - Appunti di lezione - D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler. Fondamenti di chimica analitica, EdiSES, Napoli, 1998. - D. C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2005. - D. A. Skoog, J. Leary. Chimica analitica strumentale, EdiSES, Napoli, 1995. 142/471 CHIMICA APPLICATA ALLA TUTELA DELL'AMBIENTE CRISTINA TRUZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi fornire le basi e i concetti fondamentali e indispensabili per la tutela dell’ambiente, la prevenzione e la riduzione dell’inquinamento ambientale, relativamente alla prevenzione e controllo dell’inquinamento atmosferico e idrico. Programma Obiettivi formativi: fornire le basi e i concetti fondamentali e indispensabili per la tutela dell’ambiente, la prevenzione e la riduzione dell’inquinamento ambientale, relativamente alla prevenzione e controllo dell’inquinamento atmosferico e idrico. Programma ARIA e GAS DERIVATI - Problemi dell’inquinamento atmosferico, indicatori e standards di qualità ambientali. Scale spaziale e temporale dei fenomeni di alterazione della qualità dell’aria. - Principali fonti di inquinamento naturale), urbano e industriale. Inquinamento indoor. - Inquinanti gassosi primari e secondari: composti che contengono solfo, azoto, carbonio, alogeni, sostanze organiche tossiche, composti radioattivi. - Trasporto, diffusione, trasformazione degli inquinanti. Modelli di innalzamento dei pennacchi. Modello gaussiano per la distribuzione degli inquinanti emessi da sorgenti puntuali, lineari ed areali. - Strategie e tecniche di monitoraggio e controllo delle emissioni inquinanti. Sistemi di campionamento di gas e analisi in situ. Sistemi di campionamento delle polveri. Monitoraggio in continuo delle emissioni (MEC). Generalità dei sistemi di prevenzione e controllo. Rimozione degli inquinanti: fondamenti della captazione del particolato. Sistemi di assorbimento ad umido, secco e semisecco delle emissioni gassose. - Ambienti di lavoro: I rischi nell’ambiente di lavoro. Sostanze pericolose e loro tossicità, Valori limite di soglia (TLV, Threshold Limit Value, MAC) per sostanze chimiche e agenti fisici negli ambienti di lavoro. Valutazione dei rischi derivanti da sostanze pericolose e scale di pericolosità. 143/471 Uso dei DPI (Dispositivi di Protezione Individuale). ACQUA - Classificazione delle acque. - Standard di qualità, parametri chimico-fisici e parametri organici (es.: carbonio organico totale, richiesta chimica di ossigeno), nello studio dell’inquinamento delle acque potabili, reflue e superficiali. Normativa di riferimento. - Inquinanti organici e inorganici delle acque di superficie. Trasporto, dispersione e trasformazione dell’inquinante. Biodegradabilità. - Inquinamento fluviale: dinamica dell’inquinamento. Fenomeni di auto-depurazione. - Inquinamento dei laghi: standard di qualità delle acque, classificazione del livello trofico, eutrofizzazione. Tecniche di risanamento del laghi. POLIMERI E INQUINAMENTO - Caratteristica delle “plastiche”, degradazione, eliminazione. - Riciclaggio: Definizione dei tipi di riciclaggio, Tecniche di riciclaggio. RIFIUTI URBANI - Composizione. Problematiche dei rifiuti solidi urbani e del loro smaltimento. Eliminazione, recupero. 144/471 CHIMICA BIOLOGICA (A-L) ANDREA ANTONINO SCIRE' Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di chimica generale e chimica organica. Programma Le biomolecole fondamentali usate nei sistemi viventi. I legami chimici in biochimica. Struttura e funzione delle proteine. Gli enzimi: concetti di base e cinetica, strategie di regolazione. I carboidrati, i proteoglicani, gli oligosaccaridi e le glicoproteine. Struttura e funzione dei lipidi strutturali e di riserva. Struttura e funzione delle membrane plasmatiche. La trasduzione del segnale biologico a livello delle biomembrane e le basi molecolari dell´azione ormonale. Il metabolismo: concetti di base e scopi. Il metabolismo glucidico: la glicolisi e il ciclo di Krebs, la via del pentosio fosfato, la biosintesi e la degradazione del glicogeno, la gluconeogenesi. Bioenergetica: ATP e composti ad alta energia, catena respiratoria e sintesi di ATP, derivati tossici dell’ossigeno molecolare ed enzimi protettivi. Il metabolismo lipidico: genesi ed ossidazione degli acidi grassi, biogenesi del colesterolo, gli ormoni steroidei, biogenesi dei fosfolipidi e dei triacilgliceroli. Turnover delle proteine e catabolismo degli amminoacidi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale. Testi consigliati J.M. Berg, J.L. Tymoczko e L. Stryer, “BIOCHIMICA”, 6ed. Zanichelli. J. L. Tymoczko, J. M. Berg, L. Stryer, “PRINCIPI DI BIOCHIMICA”, ed. Zanichelli 145/471 CHIMICA I (A-L) ROBERTA GALEAZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Nozioni di base di matematica, fisica Risultati di apprendimento attesi L’insegnamento si propone di fornire allo studente di fornire un quadro semplice, ma rigoroso, dei principali aspetti teorici e sperimentali della chimica, riguardo sia alla struttura della materia sia alle sue trasformazioni. Il programma di insegnamento, in particolare, è incentrato sulle relazioni fra struttura atomica degli elementi, tavola periodica e natura e proprietà dei loro composti, nonché sulla risoluzione numerica di problemi chimici e sui principi dell’ equilibrio in soluzione acquosa, le proprietà acido base, il pH delle soluzioni, fondamenti indispensabile per la comprensione degli insegnamenti per i quali la Chimica generale è propedeutica. Programma Oggetto della chimica. Definizione di materia. Proprietà chimiche e fisiche. Stati della materia: cenni. Trasformazioni di stato. Definizione di materiale: sostanze elementari, composti e miscele. Energia: definizione. Struttura atomica. Natura elettrica della materia. Elettrone, protone, neutrone. Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. Ioni positivi e negativi. Nuclide, numero di massa A e numero atomico Z. Isotopi. Unità di massa atomica e mole. Composti organici e inorganici. Formula empirica, molecolare, di struttura e sterica. Massa dell’atomo e difetto di massa. Massa atomica relativa e massa molecolare relativa. Mole, massa molare e numero di Avogadro. Determinazione della formula empirica: calcoli. Meccanica quantistica e struttura atomica. Radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia (Plank). Effetto fotoelettrico. Quantizzazione della radiazione elettromagnetica. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Natura corpuscolare e ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Condizione della frequenza di Bohr. Numeri quantici n, l, m: definizione. Orbitali atomici s, p, d: definizione e loro rappresentazione. Spin dell’elettrone e numero quantico ms. 146/471 Configurazione elettronica. Energia degli orbitali per atomi mono e polielettronici. Elettroni di nocciolo e di valenza. Principio di esclusione di Pauli. Principio dell’Aufbau. Regola della massima molteplicità. Configurazione elettronica dello stato fondamentale per gli elementi del 1° e 2° periodo. Sistema periodico degli elementi. Struttura elettronica e classificazione periodica degli elementi. Metalli, metalloidi e non metalli: proprietà e divisione. Descrizione della tavola periodica. Periodicità delle proprietà degli elementi: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Nomenclatura. Metalli, metalli di transizione e non metalli. Composti binari: idrogeno+metallo (idruri) e idrogeno+non-metallo (idracidi); ossigeno+metallo (ossidi basici) e ossigeno+non-metallo (ossidi acidi); metallo +non-metallo (sali). Composti ternari: idrossidi, acidi ossigenati, sali ossigenati. Legame chimico. Classificazione: legame ionico e covalente. Legame ionico e ciclo di Born-Haber. Forza del legame e dimensione degli ioni. Legame covalente omopolare e eteropolare. Regola dell’ottetto. Strutture elettroniche a punti di Lewis. Risonanza. Carica formale. Eccezioni alla regola dell’ottetto: radicali, atomi con espanzione del guscio di valenza, acidi di Lewis.. Elettronegatività. Proprietà dei legami: ordine, lunghezza ed energia di legame. Numero di ossidazione. Definizione. Regole empiriche per la determinazione. Reazioni chimiche. Classificazione e bilanciamento delle reazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Reazioni di ossido-riduzione: bilanciamento. Geometria molecolare. Modello VSEPR e geometria delle coppie strutturali: esempi. Composti con legami semplici e multipli: esempi. Composti con lone pair: esempi. Molecole apolari e polari: esempi. Teoria del legame di valenza e teoria degli orbitali molecolari. Teoria del legame di valenza. Legami s e p. Orbitali ibridi: sp, sp2, sp3 (esempi). Orbitali molecolari s e p. Legame metallico: definizione e proprietà dei metalli. Stato gassoso. Stati di aggregazione della materia. Definizione di stato gassoso. Leggi di Boyle, Charles e Avogadro. Scala assoluta delle temperature. Costante universale dei gas. Legge dei gas perfetti e applicazioni. Densità. Miscele gassose: legge di Dalton. Frazione molare. Gas reali. Fattore di compressibilità. Equazione di van der Waals. Stati condensati. Stato liquido e stato solido. Comprimibilità di un gas e diagramma di Andrews. Temperatura critica. Forze attrattive intermolecolari: interazioni ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto e dipolo indotto-dipolo indotto. Legame idrogeno: definizione e esempi. Struttura e proprietà dell’acqua liquida. Stato liquido: definizione. Viscosità, tensione superficiale. Stato solido: definizione. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Termodinamica e Termochimica. Definizione di sistema termodinamico e di ambiente. Primo principio della termodinamica: energia interna U. Stato e funzione di stato. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Trasformazioni a volume costante e a volume variabile. Lavoro di espansione. Processi esotermici e endotermici. Entalpia H. Processi endotermici e esotermici. Variazione di entalpia nelle trasformazioni di stato: entalpia di vaporizzazione e di condensazione. Variazione di entalpia nelle reazioni chimiche. Stato standard. Entalpia standard di reazione, di combustione e di formazione. Legge di Hess. Secondo principio della termodinamica. Entropia di trasformazioni reversibili e irreversibili. Terzo principio della termodinamica. Entropia molare standard. Variazione 147/471 totale di entropia e spontaneità. Energia libera di Gibbs G e energia libera di Helmotz A. Energia libera di Gibbs e reazioni spontanee, non spontanee e all’equilibrio. Energia libera standard di formazione e di reazione. Composti termodinamicamente stabili, instabili e inerti. Energia libera e lavoro utile. Energia libera e temperatura. Equilibri fisici. Fasi e transizioni di stato. Tensione di vapore. Volatilità e proprietà molecolari. Punto di ebollizione. Punto di fusione. Diagrammi di stato a un componente: acqua e anidride carbonica. Proprietà critiche. Soluzioni. Soluto e solvente. Soluzioni gassose, liquide e solide. Concentrazione: percentuale in massa, frazione molare, molalità, percentuale in massa/volume, percentuale in volume, molarità. Processi di dissoluzione esotermica e endotermica. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Proprietà colligative: definizione. Abbassamento della tensione di vapore: legge di Raoult. Innalzamento punto ebullioscopio e abbassamento punto crioscopico. Pressione osmotica. Osmosi diretta e inversa. Elettroliti, non-elettroliti e elettroliti deboli. Fattore di van’t Hoff. Miscele liquide binarie: diagrammi di stato a due componenti liquido P,X e T,X. Distillazione frazionata: diagramma a due componenti T,X. Distillazione benzene-toluene. Azeotropo. Equilibrio chimico. Condizione di equilibrio. Energia libera e equilibrio chimico. Attività. Quoziente di reazione. Legge dell’azione di massa.. Relazione fra Kp e Kc. Equilibri eterogenei. Variazione delle condizioni di reazione: principio di Le Chatelier. Effetto della pressione e della concentrazione sull’equilibrio. Dipendenza della costante dalla temperatura: equazione di van’t Hoff. Acidi e basi. Definizione di Arrhenius e di Bronsted-Lowry. Coppie coniugate acido-base. Anfoteri. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH e pOH. Soluzioni neutre, acide e basiche. Ionizzazione di un acido e di una base in soluzione acquosa. . Calcolo del pH di acidi e basi forti. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Relazione fra Ka e Kb. Acidi e basi poliprotici: esempi. Acidi e basi secondo Lewis. Equilibri ionici in soluzione. Soluzioni tampone. Idrolisi neutra, acida e basica: calcolo del pH. Titolazioni acido – base. Punto equivalente. Indicatori acido base: punto di viraggio e scelta dell’indicatore. Equilibri di solubilità: prodotto di solubilità Kps. Solubilità molare. Effetto dello ione comune. Elettrochimica. Celle galvaniche. Pila Daniell. Potenziale di cella. Elettrodo a idrogeno. Determinazione dei potenziali standard e significato. Serie elettrochimica. Potenziali standard e costanti di equilibrio. Equazione di Nerst. Elettrolisi e celle elettrolitiche. Cinetica. Velocità delle reazioni chimiche e concentrazione. Velocità istantanea. Leggi cinetiche e ordine di reazione. Reazioni di 1° e 2° ordine. Effetto della temperatura e equazione di Arrhenius. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Meccanismi di reazione: reazioni elementari, reazioni monomolecolari e bimolecolari. Profilo di reazione per reazioni a uno stadio e a due stadi: esempi. Catalisi e enzimi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto. 11 domande a risposta multipla, 3 esercizi di stechiometria, 1 domanda di teoria a risposta aperta 148/471 Testi consigliati M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 149/471 CHIMICA I (M-Z) ELISABETTA GIORGINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Nozioni di base di matematica, fisica e chimica Risultati di apprendimento attesi L’insegnamento si propone di fornire allo studente la conoscenza dei concetti fondamentali della chimica, quali la nomenclatura, la struttura molecolare, le proprietà acido base, il pH delle soluzioni, gli scambi di calore, ecc., in modo che possa poi applicarli in futuro. Programma Oggetto della chimica. Definizione di materia. Proprietà chimiche e fisiche. Stati della materia: cenni. Trasformazioni di stato. Definizione di materiale: sostanze elementari, composti e miscele. Energia: definizione. Struttura atomica. Natura elettrica della materia. Elettrone, protone, neutrone. Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. Ioni positivi e negativi. Nuclide, numero di massa A e numero atomico Z. Isotopi. Unità di massa atomica e mole. Composti organici e inorganici. Formula empirica, molecolare, di struttura e sterica. Massa dell’atomo e difetto di massa. Massa atomica relativa e massa molecolare relativa. Mole, massa molare e numero di Avogadro. Determinazione della formula empirica: calcoli. Meccanica quantistica e struttura atomica. Radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia (Plank). Effetto fotoelettrico. Quantizzazione della radiazione elettromagnetica. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Natura corpuscolare e ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Condizione della frequenza di Bohr. Numeri quantici n, l, m: definizione. Orbitali atomici s, p, d: definizione e loro rappresentazione. Spin dell’elettrone e numero quantico ms. Configurazione elettronica. Energia degli orbitali per atomi mono e polielettronici. Elettroni di nocciolo e di valenza. Principio di esclusione di Pauli. Principio dell’Aufbau. Regola della massima molteplicità. Configurazione elettronica dello stato fondamentale per gli elementi del 1° e 2° periodo. 150/471 Sistema periodico degli elementi. Struttura elettronica e classificazione periodica degli elementi. Metalli, metalloidi e non metalli: proprietà e divisione. Descrizione della tavola periodica. Periodicità delle proprietà degli elementi: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Nomenclatura. Metalli, metalli di transizione e non metalli. Composti binari: idrogeno+metallo (idruri) e idrogeno+non-metallo (idracidi); ossigeno+metallo (ossidi basici) e ossigeno+non-metallo (ossidi acidi); metallo +non-metallo (sali). Composti ternari: idrossidi, acidi ossigenati, sali ossigenati. Legame chimico. Classificazione: legame ionico e covalente. Legame ionico e ciclo di Born-Haber. Forza del legame e dimensione degli ioni. Legame covalente omopolare e eteropolare. Regola dell’ottetto. Strutture elettroniche a punti di Lewis. Risonanza. Carica formale. Eccezioni alla regola dell’ottetto: radicali, atomi con espanzione del guscio di valenza, acidi di Lewis.. Elettronegatività. Proprietà dei legami: ordine, lunghezza ed energia di legame. Numero di ossidazione. Definizione. Regole empiriche per la determinazione. Reazioni chimiche. Classificazione e bilanciamento delle reazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Reazioni di ossido-riduzione: bilanciamento. Geometria molecolare. Modello VSEPR e geometria delle coppie strutturali: esempi. Composti con legami semplici e multipli: esempi. Composti con lone pair: esempi. Molecole apolari e polari: esempi. Teoria del legame di valenza e teoria degli orbitali molecolari. Teoria del legame di valenza. Legami s e p. Orbitali ibridi: sp, sp2, sp3 (esempi). Orbitali molecolari s e p. Legame metallico: definizione e proprietà dei metalli. Stato gassoso. Stati di aggregazione della materia. Definizione di stato gassoso. Leggi di Boyle, Charles e Avogadro. Scala assoluta delle temperature. Costante universale dei gas. Legge dei gas perfetti e applicazioni. Densità. Miscele gassose: legge di Dalton. Frazione molare. Gas reali. Fattore di compressibilità. Equazione di van der Waals. Stati condensati. Stato liquido e stato solido. Comprimibilità di un gas e diagramma di Andrews. Temperatura critica. Forze attrattive intermolecolari: interazioni ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto e dipolo indotto-dipolo indotto. Legame idrogeno: definizione e esempi. Struttura e proprietà dell’acqua liquida. Stato liquido: definizione. Viscosità, tensione superficiale. Stato solido: definizione. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Termodinamica e Termochimica. Definizione di sistema termodinamico e di ambiente. Primo principio della termodinamica: energia interna U. Stato e funzione di stato. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Trasformazioni a volume costante e a volume variabile. Lavoro di espansione. Processi esotermici e endotermici. Entalpia H. Processi endotermici e esotermici. Variazione di entalpia nelle trasformazioni di stato: entalpia di vaporizzazione e di condensazione. Variazione di entalpia nelle reazioni chimiche. Stato standard. Entalpia standard di reazione, di combustione e di formazione. Legge di Hess. Secondo principio della termodinamica. Entropia di trasformazioni reversibili e irreversibili. Terzo principio della termodinamica. Entropia molare standard. Variazione totale di entropia e spontaneità. Energia libera di Gibbs G e energia libera di Helmotz A. Energia libera di Gibbs e reazioni spontanee, non spontanee e all’equilibrio. Energia libera standard di formazione e di reazione. Composti termodinamicamente stabili, instabili e inerti. Energia libera e lavoro utile. Energia libera e temperatura. 151/471 Equilibri fisici. Fasi e transizioni di stato. Tensione di vapore. Volatilità e proprietà molecolari. Punto di ebollizione. Punto di fusione. Diagrammi di stato a un componente: acqua e anidride carbonica. Proprietà critiche. Soluzioni. Soluto e solvente. Soluzioni gassose, liquide e solide. Concentrazione: percentuale in massa, frazione molare, molalità, percentuale in massa/volume, percentuale in volume, molarità. Processi di dissoluzione esotermica e endotermica. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Proprietà colligative: definizione. Abbassamento della tensione di vapore: legge di Raoult. Innalzamento punto ebullioscopio e abbassamento punto crioscopico. Pressione osmotica. Osmosi diretta e inversa. Elettroliti, non-elettroliti e elettroliti deboli. Fattore di van’t Hoff. Miscele liquide binarie: diagrammi di stato a due componenti liquido P,X e T,X. Distillazione frazionata: diagramma a due componenti T,X. Distillazione benzene-toluene. Azeotropo. Equilibrio chimico. Condizione di equilibrio. Energia libera e equilibrio chimico. Attività. Quoziente di reazione. Legge dell’azione di massa.. Relazione fra Kp e Kc. Equilibri eterogenei. Variazione delle condizioni di reazione: principio di Le Chatelier. Effetto della pressione e della concentrazione sull’equilibrio. Dipendenza della costante dalla temperatura: equazione di van’t Hoff. Acidi e basi. Definizione di Arrhenius e di Bronsted-Lowry. Coppie coniugate acido-base. Anfoteri. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH e pOH. Soluzioni neutre, acide e basiche. Ionizzazione di un acido e di una base in soluzione acquosa. . Calcolo del pH di acidi e basi forti. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Relazione fra Ka e Kb. Acidi e basi poliprotici: esempi. Acidi e basi secondo Lewis. Equilibri ionici in soluzione. Soluzioni tampone. Idrolisi neutra, acida e basica: calcolo del pH. Titolazioni acido – base. Punto equivalente. Indicatori acido base: punto di viraggio e scelta dell’indicatore. Equilibri di solubilità: prodotto di solubilità Kps. Solubilità molare. Effetto dello ione comune. Elettrochimica. Celle galvaniche. Pila Daniell. Potenziale di cella. Elettrodo a idrogeno. Determinazione dei potenziali standard e significato. Serie elettrochimica. Potenziali standard e costanti di equilibrio. Equazione di Nerst. Elettrolisi e celle elettrolitiche. Cinetica. Velocità delle reazioni chimiche e concentrazione. Velocità istantanea. Leggi cinetiche e ordine di reazione. Reazioni di 1° e 2° ordine. Effetto della temperatura e equazione di Arrhenius. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Meccanismi di reazione: reazioni elementari, reazioni monomolecolari e bimolecolari. Profilo di reazione per reazioni a uno stadio e a due stadi: esempi. Catalisi e enzimi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto. 10 domande a risposta multipla, 3 esercizi di stechiometria, 1 domanda di teoria a risposta aperta Testi consigliati M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill 152/471 P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 153/471 CHIMICA II (A-L) MARIO ORENA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Costituiscono requisito necessario conoscenze sulla struttura molecolare e sulla termodinamica chimica. Informazioni Lezioni frontali ed e-learning Risultati di apprendimento attesi Il corso intende evidenziare le relazioni fra struttura e reattività dei composti organici presenti nei sistemi biologici, allo scopo di fornire elementi per la comprensione della loro azione e delle loro trasformazioni Programma 1. Legame chimico e struttura. Acidi e basi, elettrofili e nucleofili 2. Principi di stereochimica statica 3. Mesomeria e iperconiugazione. Aromaticità 4. Effetti conformazionali, sterici ed elettronici 5. Descrizione dei meccanismi delle reazioni organiche 6. Reattività degli elettrofili e di intermedi elettron-deficienti 7. Anioni enolato e altre specie nucleofile al carbonio 8. Reattività dei nucleofili 9. Principi di stereochimica dinamica 154/471 10. Addizioni polari e reazioni di eliminazione 11. Ossidazioni e riduzioni 12. Reattività di sistemi eterociclici Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Esame scritto (quesiti su tematiche trattate nel corso) e prova orale Testi consigliati F.A. Carey, R.J. Sundberg - Advanced Organic Chemistry, A, Springer, 2008. R.W. Hoffman - Organic Chemistry, An Intermediate Text, Wiley, 2004. D.M. Klein - Organic Chemistry as a Second Language, Voll. I e II, Wiley, 2003, 2011. 155/471 CITOGENETICA MASSIMO GIOVANNOTTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di genetica e citologia. Risultati di apprendimento attesi Acquisizione di conoscenze inerenti: struttura, composizione, funzione e morfologia dei cromosomi; aberrazioni cromosomiche e loro implicazioni; tecniche di citogenetica classica e molecolare. Programma Cenni storici sulla citogenetica – Il ciclo cellulare e la sua regolazione; mitosi; meiosi – Quantità di DNA nel nucleo: il valore C - Composizione chimica e struttura dei cromosomi eucariotici – Morfologia e classificazione dei cromosomi degli Eucarioti: centromero; telomeri; bracci cromosomici; organizzatore nucleolare; eucromatina; eterocromatina costitutiva e facoltativa; indice centromerico e classificazione dei cromosomi – Cariologia ed evoluzione: bandeggi cromosomici; cariotipo, genomi ed evoluzione - Cariotipo umano normale e patologico; esempi di cariotipo in altri gruppi di Vertebrati – Nomenclatura convenzionale dei cromosomi umani - Cromosomi politenici e cromosomi a spazzola – Determinazione cromosomica del sesso; evoluzione dei cromosomi sessuali; sistemi di cromosomi sessuali nei Vertebrati; compensazione del dosaggio genico Imprinting genomico – Le anomalie cromosomiche: anomalie di forma e anomalie numeriche – Effetti delle anomalie cromosomiche sulle cellule germinali e somatiche – Siti fragili – Mutagenesi citogenetica - Cenni di citogenetica dei tumori – Colture cellulari e allestimento di preparati metafasici – Allestimento di preparati metafasici con il metodo diretto - Tecniche di citogenetica molecolare: FISH (Fluorescence In Situ Hybridization); M-FISH (Multiplex-FISH); Chromosome Painting; CGH (Comparative Genomic Hybridization); fiber FISH; flow sorting e microdissezione cromosomica per la produzione di sonde per chromosome painting. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame 156/471 Prova orale Testi consigliati MacGregor H.C. – An introduction to Animal Cytogenetics – Chapman & Hall Mandrioli M. – Principi di citogenetica – Mucchi Editore Magistrelli R. – Elementi di Citogenetica – CLUA Colombo R., Olmo E. – Biologia della Cellula – Edi-Ermes (Capitoli 9 e 10) 157/471 CITOLOGIA ED ISTOLOGIA (A-L) ADRIANA CANAPA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere in modo approfondito la composizione e la struttura degli organelli della cellula, il ciclo cellulare e le varie funzioni che lo caratterizzano nonché i vari tipi di divisione. Dovrà inoltre aver acquisito la conoscenza delle differenziazioni che caratterizzano i tessuti animali, con particolare riferimento a quelli dell'uomo. Programma Citologia: Proprietà generali degli organismi viventi; livelli di organizzazione dei viventi: virus, procarioti ed eucarioti; chimica della cellula; membrane cellulari, membrana plasmatica e sue funzioni; differenziazioni della superficie cellulare (microvilli, ciglia e flagelli, giunzioni); citoscheletro; ribosomi e sintesi proteica, reticolo endoplasmatico liscio e rugoso; apparato del Golgi ed esocitosi; lisosomi ed endocitosi; mitocondri e metabolismo energetico; cloroplasti e fotosintesi; involucro nucleare e scambi nucleo citoplasma; cromatina (eucromatina ed etero cromatina) composizione e struttura; nucleo scheletro; cromosomi metafisici, concetto di diploidia e di aploidia; ciclo cellulare e sua regolazione; trascrizione degli RNA; duplicazione del DNA; mitosi; meiosi. Istologia: Concetto di tessuto e generalità, Tessuto epiteliale (di rivestimento e ghiandolare); tessuti di origine mesenchimale (cellule e sostanza fondamentale; connettivi propriamente detti; cartilagine; osso; sangue; ematopoiesi ed immunità) tessuto muscolare liscio, striato scheletrico, cardiaco; tessuto nervoso e nevroglia. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati R. Colombo e E. Olmo. Biologia della Cellula, EdiErmes, Milano; R. Colombo e E. Olmo. Biologia dei Tessuti, EdiErmes; 158/471 Copia di entrambi i testi sono reperibili nella biblioteca del polo di Monte Dago 159/471 CITOLOGIA ED ISTOLOGIA (M-Z) ETTORE OLMO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere in modo approfondito la composizione e la struttura degli organelli della cellula, il ciclo cellulare e le varie funzioni che lo caratterizzano nonché i vari tipi di divisione. Dovrà inoltre aver acquisito la conoscenza delle differenziazioni che caratterizzano i tessuti animali, con particolare riferimento a quelli dell'uomo, e degli elementi di base dello sviluppo embrionale dei cordati. Programma Citologia: Proprietà generali degli organismi viventi; livelli di organizzazione dei viventi: virus, procarioti ed eucarioti; chimica della cellula; membrane cellulari, membrana plasmatica e sue funzioni; differenziazioni della superficie cellulare (microvilli, ciglia e flagelli, giunzioni); citoscheletro; ribosomi e sintesi proteica, reticolo endoplasmatico liscio e rugoso; apparato del Golgi ed esocitosi; lisosomi ed endocitosi; mitocondri e metabolismo energetico; cloroplasti e fotosintesi; involucro nucleare e scambi nucleo citoplasma; cromatina (eucromatina ed etero cromatina) composizione e struttura; nucleo scheletro; cromosomi metafisici, concetto di diploidia e di aploidia ; ciclo cellulare e sua regolazione; trascrizione degli RNA; duplicazione del DNA; mitosi; meiosi. Elementi di Embriologia: Gametogenesi; ciclo riproduttivo; fecondazione; segmentazione; la gastrulazione dell’Anfiosso. Istologia: Concetto di tessuto e generalità, Tessuto epiteliale (di rivestimento e ghiandolare); tessuti di origine mesenchimale (cellule e sostanza fondamentale; connettivi propriamente detti; cartilagine; osso; sangue; ematopoiesi ed immunità) tessuto muscolare liscio, striato scheletrico, cardiaco; tessuto nervoso e nevroglia. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati R. Colombo e E. Olmo. Biologia della Cellula, EdiErmes, Milano; 160/471 R. Colombo e E. Olmo. Biologia dei Tessuti, EdiErmes; E. Olmo Elementi di Embriologia comparata, CLUA, Ancona. Copia di entrambi i testi sono reperibili nella biblioteca del polo di Monte Dago. 161/471 CIVIL PROTECTION ORGANIZATION SARDA MASSIMILIANA CAMMAROTA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course intends to introduce students to the basics of civil protection; its organization, the essential activities, the different typologies of hazards, the available technologies and the planning strategies. Program The definition of disasters. The evolution of the civil protection. Civil defence versus civil protection. Scope and activities of civil protection. The components of the civil protection system. First rescue and the different types of emergencies. Emergency plans and their design. The cOre risks: seismic, idro-geological, volcanic, industrial, forest fires, public health and technological risks (e.g. aeronautical and nautical transportations). The non-conventional risks. The mass emergencies and large extreme events. The logistics of civil protection. The communication systems. Psychology of disasters and institutional communication. The voluntary service. Field exercises and scenario. Development of the course and examination Oral 162/471 COMBINED COURSE BIOINFORMATICS - BIOINFORMATICS MODULE 1 MARCO BARUCCA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites General knowledge of gene structure and protein structure. Basic mathematical, chemical and physical concepts. Objectives of the course The course students will gain a broad interdisciplinary knowledge of bioinformatics, including the ability to use a wide range of basic bioinformatics software and software packages. Program Introduction to software for application in biology. Public biological sequence databases: history, catalog of current databases, organisation of database entries, entry identification and retrieval, storage and updating, evolution to adapt to new technologies. Analysis of single nucleic acid sequences: from restriction map to gene structure prediction. Analysis of single protein sequences: from compositional analysis to 3-D structure prediction. Pairwise comparisons: dot plots and one-to-one alignment strategies, analysis of sequence similarities. Comparisons to databases: hardware and software strategies for generating and analysing very large numbers of pairwise alignments (BLAST). Multiple alignments: methods for detecting similarities within a family. Patterns, profiles and their extensions: generating an accurate description of a sequence motif and testing for its presence in a test sequence. Putting it all together: getting the most out of molecular sequence data. Recommended reading • G. Valle et al., introduzione alla Bioinformatica, Zanichelli, Bologna, • D.W. Mount, Bioinformatics: sequence and genome analysis, Cold Spring Harbor Lab. Press. • A.M. Lesk, introduzione alla Bioinformatica, McGraw-Hill Companies • C. Gibas, and P. Jambeck, Developing bioinformatics computer skills, O´Reilly, Cambridge 163/471 164/471 COMBINED COURSE BIOINFORMATICS - BIOINFORMATICS MODULE 2 PAOLO MARIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 4 Hours 36 Period 1^ semestre Prerequisites General knowledge of gene structure and protein structure. Basic mathematical, chemical and physical concepts. Objectives of the course The course of Bioinformatics exemplifies the way traditional scientific and engineering disciplines are being transformed to face the challenges arising from the revolutionary developments in the life sciences. The course is in particular concerned with the analysis of biological information; providing tools and techniques for the interpretation of data. Current programs and the principles that underlie them will be discussed. The course is divided in 2 modules, the first being related to the sequence analysis and the second concerning the protein structure prediction problem. In both cases, the more commonly used softwares available on the Web will be discussed and analysed. The course students will gain a broad interdisciplinary knowledge of bioinformatics, including the ability to use a wide range of basic bioinformatics software and software packages available on the Web. Program Introduction to software for application in biology. Public biological sequence databases: history, catalog of current databases, organisation of database entries, entry identification and retrieval, storage and updating, evolution to adapt to new technologies. Analysis of single nucleic acid sequences: from restriction map to gene structure prediction. Analysis of single protein sequences: from compositional analysis to 3-D structure prediction. Pairwise comparisons: dot plots and one-to-one alignment strategies, analysis of sequence similarities. Comparisons to databases: hardware and software strategies for generating and analysing very large numbers of pairwise alignments (BLAST). Multiple alignments: methods for detecting similarities within a family. Patterns, profiles and their extensions: generating an accurate description of a sequence motif and testing for its presence in a test sequence. Putting it all together: getting the most out of molecular sequence data. The practical work will be performed at the Informatics Laboratory of the Faculty. 165/471 Recommended reading - D.W. Mount, Bioinformatics: sequence and genome analysis, Cold Spring Harbor Lab. Press. - G. Valle et al., Introduzione alla Bioinformatica, Zanichelli - C. Gibas, and P. Jambeck, Developing bioinformatics computer skills, O'Reilly, Cambridge - G. Zweiger, Transducing the genome: information, anarchy and revolution in the biomedical sciences, McGraw-Hill 166/471 COMBINED COURSE CHEMISTRY - GENERAL CHEMISTRY (MODULE) ELISABETTA GIORGINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of mathematic, physic and chemistry Objectives of the course At the end of the course, the student will know and will be able to apply the fundamental principles of chemistry, such as nomenclature, molecular structure, acids and bases properties, pH of solution, exchanges of energy, etc. Program introduction to chemistry. Atomic theory. Atomic mass unit and mole. Atomic structure and Orbitals . Electronic configuration. Periodic table of elements. Nomenclature. Chemical bond. Oxidation number. Chemical reactions. Molecular geometry. Valence bond and molecular orbitals theories. Gas phase. Solid and liquid phases. Thermodynamic and Thermochemistry. Cynetic. Physical equilibria. solutions. Chemical equilibria. Acids and bases. Ionic equilibria in solution. Electrochemistry. Recommended reading M.S. Silberberg Chimica McGraw Hill P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli J.C. Kotz, P.T. Treichel, Chimica, Seconda edizione, EdiSES. R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini. 167/471 COMBINED COURSE CHEMISTRY - ORGANIC CHEMISTRY (MODULE) LUCEDIO GRECI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites The course requires the knowledge of General Chemistry Objectives of the course The organic chemistry aims at providing an understanding of all the classes of organic compounds (hydrocarbons and functional compounds), particularly those of major industrial use and with a certain environmental impact. This knowledge has a professional importance. Program Aliphatic and aromatic hydrocarbons. Functional groups: aliphatic and aromatic halides, alcohols, phenols, quinones and hydroquinones, ethers and thioethers, ketones and aldehydes, carboxylic and dicarboxylic acids and their derivatives: esters, acyl halides, amides, anhydrides. Amines. Diazo and azo compounds. Epoxides. Heterocycles. Photoinduced reactions. Toxic organic compounds. Recommended reading HAROLD HART -Chimica Organica - Ed. Zanichelli JOHN McMURRY - Chimica Organica - Ed. Zanichelli 168/471 COMBINED COURSE: BIOLOGY LABORATORY AND EXPERIMENTAL STATISTICS BIOLOGY LABORATORY (MODULO) (A-L) ROSAMARIA FIORINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period Corso annuale Objectives of the course At the end of the course the student will acquire a theoretical knowledge base of some different methodologies and techniques which are used in biological research. Besides, during laboratory practice, he will learn to perform an experimental design and to present the experimental findings. Program - Laboratory safety rules - Solutions, dilutions, biological buffers - Centrifugation and cell fractionation - Spectroscopic techniques (spectrophotometry, spectrofluorometry) - Electrophoresis techniques - Chromatography techniques - Immunoglobulins - Immunochemical techniques - Generic protocol for the purification of proteins - Analysis and presentation of experimental data Development of the course and examination Oral Recommended reading 169/471 Class notes Biochimica applicata, M.Stoppini e V.Bellotti, EDISES Ed., 2012 170/471 COMBINED COURSE: BIOLOGY LABORATORY AND EXPERIMENTAL STATISTICS: STATISTICS FOR EXPERIMENTAL SCIENCES (MODULE) (A-L) MASSIMO PONTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics of the courses on Mathematics and Informatics. Course contents The course consists of theoretical lectures (5 credits, 45 hours) and computer laboratory practical work carried out individually (1 credit, 9 hours). Objectives of the course Aims. The course enables students to acquire the theoretical and methodological fundamentals, as well as the informatic techniques of univariate and multivariate statistical analysis as applied to the study of experimental sciences. Objectives. At the end the student should know the fundamentals of statistics, the hypothesis testing, the analysis of variance and the procedures of cluster analysis, principal component analysis, nearest neighbour rule, canonical variate analysis (discriminant analysis) as well as acquire the ability of performing the related informatic procedures for data analysis using commercial statistical packages. Program Content. Theoretical and methodological fundamentals of the main techniques of univariate and multivariate statistical analysis as applied to the study of experimental sciences. Hypothesis testing. Analysis of variance. Multivariate data and information. Ungrouped data analysis: cluster analysis, principal component analysis (PCA). Grouped data analysis: k nearest neighbour rule (KNN), canonical variate analysis (CVA), discrimination and classification. Examples of case studies referred to biological, archeological (paleobiological) and chemical problems. Computer laboratory activity for the study of a few real cases considered during the course. 171/471 Development of the course and examination The assessment method is a theoretical-practical written test. Recommended reading - O. Vitali. Statistica per le Scienze Applicate. Vol. 2. Cacucci Editore, Bari, 1993. - O. Vitali. Principi di Statistica. Cacucci Editore, Bari, 2003. - R.R. Sokal, F.J. Rohlf. Biometry. The Principles and Practice of Statistics in Biological Research, W.H. Freeman, San Francisco, 1995. - W.J. Krzanowski. Principles of Multivariate Analysis. A User’s Perspective, Revised edition, Oxford University Press, 2000. - I.T. Jolliffe. Principal Component Analysis, Second edition, Springer-Verlag, New York, 2002. 172/471 COMBINED COURSE: BIOLOGY LABORATORY AND EXPERIMENTAL STATISTICS: STATISTICS FOR EXPERIMENTAL SCIENCES (MODULE) (M-Z) GIUSEPPE SCARPONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics of the courses on Mathematics and Informatics. Course contents The course consists of theoretical lectures (5 credits, 45 hours) and computer laboratory practical work carried out individually (1 credit, 9 hours). Objectives of the course Aims. The course enables students to acquire the theoretical and methodological fundamentals, as well as the informatic techniques of univariate and multivariate statistical analysis as applied to the study of experimental sciences. Objectives. At the end the student should know the fundamentals of statistics, the hypothesis testing, the analysis of variance and the procedures of cluster analysis, principal component analysis, nearest neighbour rule, canonical variate analysis (discriminant analysis) as well as acquire the ability of performing the related informatic procedures for data analysis using commercial statistical packages. Program Content. Theoretical and methodological fundamentals of the main techniques of univariate and multivariate statistical analysis as applied to the study of experimental sciences. Hypothesis testing. Analysis of variance. Multivariate data and information. Ungrouped data analysis: cluster analysis, principal component analysis (PCA). Grouped data analysis: k nearest neighbour rule (KNN), canonical variate analysis (CVA), discrimination and classification. Examples of case studies referred to biological, archeological (paleobiological) and chemical problems. Computer laboratory activity for the study of a few real cases considered during the course. 173/471 Development of the course and examination The assessment method is a theoretical-practical written test. Recommended reading - O. Vitali. Statistica per le Scienze Applicate. Vol. 2. Cacucci Editore, Bari, 1993. - O. Vitali. Principi di Statistica. Cacucci Editore, Bari, 2003. - R.R. Sokal, F.J. Rohlf. Biometry. The Principles and Practice of Statistics in Biological Research, W.H. Freeman, San Francisco, 1995. - W.J. Krzanowski. Principles of Multivariate Analysis. A User’s Perspective, Revised edition, Oxford University Press, 2000. - I.T. Jolliffe. Principal Component Analysis, Second edition, Springer-Verlag, New York, 2002. 174/471 COMBINED COURSE: BIOMOLECULAR TECHNOLOGIES - APPLIED GENETIC (MODULE) DAVIDE BIZZARO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites A good knowledge of Cytology, Genetics, Molecular biology, and Biochemistry is required. Objectives of the course At the end of the course student will know some recent and paradigmatic applications of the genetics research both in biotechnological and biomedical area. Particular attention will be focussed on the discussion of the open problems related to the future use and management of the genetic and epigenetic application Program · New methodologies for the functional and structural study of the genome. · Epigenetics. Imprinting and the monoallelic gene expression. The histone code. MicroRNA and other non coding RNA. Epimutations and heredity. · Transgenesis and cloning in vertebrates: nuclear reprogramming of gametes, zygotes, stem or differentiated cells. · Gene regulation and cell differentiation by DNA or chromatin rearrangement. The case for gene amplification or gene elimination. · Biology and genetics of fertility in human and model organisms. Recent application of biotecnology in Biology and Medicine of Reproduction. · The genetics of pesticide resistance in insects: new methods of study and biotechnological control of parasite and disease vectors in human, animals and plants. Recommended reading Discussion of articles from scientific research: 175/471 Nature; Nature Genetics; Nature Reviews Genetics; Nature Reviews Molecular Cell biology; Nature Medicine; Nature Biotecnology; Science; Cell; Trends in Genetics; Trends in Cell Biology; Trends in Biotecnology; Annual Review of Genetics; Current Biology; Current Opinion in Genetics and Development; Genome Biology; Genome Research; BioTechniques; Bioinformatics, Biology of reproduction,Human reproduction, PLOS,…………. the reference materials will be distributed in the class. Reference books: J D Watson, BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE, Zanichelli (last edition available) LH Hartwell et al,. GENETICA: dall’analisi formale alla genomica Mc Graw-Hill (last edition available) GIBSON, MUSE, INTRODUZIONE ALLA GENOMICA Zanichelli (last edition available) Web: www.ncbi.nlm.nih.gov/books (free access to books and documents in life science and healthcare) 176/471 COMBINED COURSE: GEOLOGICAL AND CLIMATIC RISK - CLIMATIC RISK (MODULE) ANIELLO RUSSO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites none; it is advisable a good knowledge of climatology and meteorology, physics and math Objectives of the course By the end of the course, the student will be expected to know the climatic, atmospheric and marine phenomena potentially hazardous, and basic methods of monitoring and forecasting Program Climatic hazards: Climatic hazard and disasters. Climate change. Trends. Climate forecast and monitoring Meteorological hazards: Mediterranean and European mesocyclones. Tropical cyclones. Atmospheric precipitation variability. Heat Wave. Microscale phenomena. Weather forecast and monitoring Oceanographic and marine hazard: Characteristics and propagation of waves. Tsunami wave. Storm surge. Marine forecast and monitoring. Adaptation Recommended reading 177/471 Abbott, Natural Disasters V ed., Mc Graw Hill Ahrens, Essential of Meteorology IV ed., Thomson Brooks/Cole Wallace & Hobbs, Atmospheric Science II ed., Academic Press 178/471 COMBINED COURSE: GEOLOGICAL AND CLIMATIC RISK - GEOLOGIC RISK (MODULE) MASSIMO SARTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course Learn about the geological risk agents including technical monitoring and forecasting of extreme events Program Seismic risk: - Earthquakes - Liquefaction of the soil under seismic conditions; case studies - Tsunami, case studies - Large earthquakes in history, case studies - Earthquake monitoring and forecasting Volcanic risk: - The volcanoes - Italian volcanism, - case studies - monitoring and forecasting volcanic Landslide risk: - Landslides and avalanches - Large landslides in history, case studies, - Monitoring and forecasting slope stability - Floods, case studies 179/471 Geomorphological risk: - Coastal erosion, some examples of intervention Development of the course and examination Oral Recommended reading Barberi F., Santacroce R., Carapezza M.L., Terra Pericolosa, Edizioni ETS Le scienze. Quaderni, n.59, Il rischio sismico, a cura di Enzo Boschi, 1991 Crespellani T., Nardi R., Simoncini C., La liquefazione del terreno in condizioni sismiche, Zanichelli, 1991 Ollier Cliff, Vulcani, Zanichelli, 1994 Le scienze. Quaderni, n.4, I vulcani a cura di Gasparini P., 1983 Storia Geologica d’Italia. Gli ultimi 200 milioni di anni. A. Bosellini, Eds. Zanichelli. Geologia Ambientale. Teoria e pratica. F.G. Bell, Eds. Zanichelli. 180/471 COMPARATIVE ANATOMY (A-L) VINCENZO CAPUTO BARUCCHI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites A basic knowledge of animal cytology and hystology and of embryology of chordates is required. Objectives of the course At the end of the formative way the student will have to know the bases of comparative anatomy of the vertebrates and to be able to evaluate the phylogenetic relationships among the various classes of vertebrates based on the comparison of the body plan in the different taxa. Furthermore the student will have to be able to explain the different morphological specialization from a functional point of view Program 1) Systematics and evolution of vertebrates. Plate tectonics; ecological crysis and mass extinctions; cronology of the geological eras and periods. The binomial system of the Linnean classification; nomenclatory rules; evolutionary systematics and the significance of jerarchical classifications; definition and examples of taxonomic characters; concepts of homology, analogy, convergence, divergence, adaptive radiation and natural selection. The biological species concept and the mechanisms of reproductive isolation. Classification and evolution of the chordates (Urochordata, Cephalochordata and Vertebrata or Craniota); evolutionary affinity with Calcichordata and Emichordata; early phases of vertebrate evolution. Classification and evolution of the Agnatha: extinct armoured forms (pteraspids and cephalaspids) and hypothesis about the bone origin; the living agnathans (Petromyzontiforms and Myxinoidea). The rise of jaws and paired fins and the aquatic gnathostome radiation; classification of placoderms, acanthodians, cartilaginous and bony fishes. The land “conquest”: the amphibian radiation; classification and evolution of amphibians (“Labyrinthodontia” and Lissamphibia). The full indipendence from water: the amniote radiation; classification and evolution of reptiles. The air “conquest”: from feathered dinosaurs to Archaeopteryx; classification and evolution of birds. The mammals and evolution of endothermy; classification and evolution of mammals and mammal-like reptiles (pelycosaurs e therapsids). Classification and evolution of primates and man. 2) Anatomy. History of the Comparative anatomy. An outline of organogeny. Tegumentary system; scheletal system; muscular system; nervous system and sense organs; endocrine system; uro-genital system; circulatory system; respiratory system; digestive apparatus. 181/471 Recommended reading Liem et al., 2002. Anatomia comparata dei Vertebrati: una visione funzionale ed evolutiva. EDISES. 182/471 COMPUTER SCIENCE (A-L) PIERO MONTECCHIARI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period Corso annuale Course contents Laboratory: Use of a spreadsheet with application to the descriptive analysis of a statistical population of data. Objectives of the course The course introduces the students to the basic elements of computer programming. Program Computer architecture: Hardware, Software, Firmware. Information coding. Positional notation. Bynary, octal and hexadecimal numbers. Base conversion. Algebraic operations. Negative number and sign-magnitud, one's and two's complement representations. Floating point. The ASCI code. Image and sound coding. Parity control. Elements of Boolean logic. Logical operators and expressions. Boolean functions, Karnaugh maps and simplification of logical expressions. Gates and logical circuits. The full adder. Localizing and storing data. Programming languages. Machine language, Assembler and high-level languages. Variable, constants and operators. Control structure: sequential, selection and repetition structures. Algorithms. Introduction to the Pascal language. Recommended reading Tosoratti, Introduzione all'Informatica, Ambrosiana 183/471 COMPUTER SCIENCE (M-L) DARIO GENOVESE Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period Corso annuale Objectives of the course The course introduces the students to the basic elements of computer programming. Program Laboratory: Use of a spreadsheet with application to the descriptive analysis of a statistical population of data. Computer architecture: Hardware, Software, Firmware. Information coding. Positional notation. Bynary, octal and hexadecimal numbers. Base conversion. Algebraic operations. Negative number and sign-magnitud, one's and two's complement representations. Floating point. The ASCI code. Image and sound coding. Parity control. Elements of Boolean logic. Logical operators and expressions. Boolean functions, Karnaugh maps and simplification of logical expressions. Gates and logical circuits. The full adder. Localizing and storing data. Programming languages. Machine language, Assembler and high-level languages. Variable, constants and operators. Control structure: sequential, selection and repetition structures. Algorithms. Introduction to the Pascal language. Recommended reading Tosoratti, Introduzione all'Informatica, Ambrosiana 184/471 CONSERVATION OF NATURE AND ITS RESOURCES ANTONIO PUSCEDDU Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course aims at providing the students with the knowledge of the ecological principles and guidelines for the conservation and management of marine ecosystems, with a particular focus on the methods and criteria for siting, sizing and the sustainable management of marine protected areas Program Introduction to the basic principles of conservation and management of marine ecosystems. Ecological integrity and vulnerability of marine coastal environments; ; extinctions, invasions and species substitutions; guidelines for the conservation of marine ecosystems: habitat and species conservation; threatened, rare and endemic species; definition of a marine protected area (MPA): siting and management criteria; MPA typologies; Italian national legislation for MPAs; selection and siting of MPAs: social, economical and ecological criteria; zonation of MPAs; creation and adaptive management of MPAs; control and monitoring MPAs: prohibitions, limitations, surveillance. Reserve effects: buffer, refuge and trophic cascades. The cultural significance of MPAs. Recommended reading - DELLA CROCE, CATTANEO VIETTI, DANOVARO, Ecologia e Protezione dell'ambiente marino costiero, UTET, 1998. - S. GUBBAY, Marine Protected Areas: Principles and Techniques for Management, Chapman & Hall , NY, 1995. - R.B. PRIMACK, L. CAROTENUTO, CONSERVAZIONE DELLA NATURA , Zanichelli, Bologna, 2003. 185/471 186/471 CONSERVATION OF NATURE AND ITS RESOURCES ANTONIO PUSCEDDU Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course aims at providing the students with the ecological principles of conservation and management of nature and its resources, with a special focus on methods and criteria and guidelines for the siting, sizing and sustainable management of protected areas (including seascape) and natural parks Program Introduction to the protection, conservation and management of nature and its resources. Biodiversity conservation principles. Economical and social values of biodiversity. Threatens to biodiversity: loss, vulnerability to extinctions and invasions. Protection, conservation and monitoring of natural habitats; Protected areas (PA) and parks. PA typologies Selection, creation and siting of PAs; management plans of PAs; PAs zonation; Reserve effects. Principles of ecosystem management and restoration; Protection and Climate Change; Principles of Integrated Coastal Zone Management Recommended reading Primack R.B., Carotenuto L. - Conservazione della Natura, Zanichelli, 2003 187/471 CONSERVAZIONE DELLA NATURA E DELLE SUE RISORSE ANTONIO PUSCEDDU Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso ambisce a formare lo studente sui principi ecologici della conservazione e gestione della natura e delle sue risorse, con particolare riferimento a metodologie e criteri nazionali e linee-guida internazionali per la selezione, il siting, il dimensionamento e la gestione sostenibile delle aree protette (anche marine) e dei parchi Programma Introduzione le problematiche della protezione, della conservazione e della gestione della natura. La conservazione della biodiversità. Valori economici ed etici della diversità. Minacce alla diversità biologica: perdita di diversità biologica, vulnerabilità all'estinzione ed alle invasioni biologiche. Protezione e conservazione degli habitat e delle specie: habitat di una specie ed habitat naturali; specie in pericolo, vulnerabili, rare, endemiche, prioritarie; indirizzi per il monitoraggio, la tutela e la gestione degli habitat e delle specie. Introduzioni e reintroduzioni. Conservazione e gestione degli ecosistemi: aree protette e parchi. Tipi di aree protette. Procedure di istituzione delle aree protette: indagini preventive, criteri di selezione e siting, concertazione con le realtà economiche e sociali del territorio. Piano di istituzione e gestione di un'area protetta: obiettivi, procedure e priorità. La zonizzazione: obiettivi e criteri di selezione delle zone. Relazioni tra area protetta ed ambiente circostante. Gli effetti riserva. Conservazione e cambiamenti globali, Cenni sulle pratiche di Gestione Integrata della Fascia Costiera Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale L'esame orale prevede una serie di domande inerenti il programma del corso. Viene valutata la conoscenza delle teorie ecologiche della conservazione e la capacità di affrontare trasversalmente le necessità pratiche della protezione ambientale, con particolare riferimento, nell'ambito della laurea specialistica in Biologia Marina (corso di conservazione e gestione degli ecosistemi marini), agli ecosistemi marini. Testi consigliati Primack R.B., Carotenuto L. - Conservazione della Natura, Zanichelli, 2003 188/471 189/471 CONSERVAZIONE DELLA NATURA E DELLE SUE RISORSE ANTONIO PUSCEDDU Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso ambisce a formare lo studente sui principi ecologici della conservazione e gestione della natura e delle sue risorse, con particolare riferimento a metodologie e criteri nazionali e linee-guida internazionali per la selezione, il siting, il dimensionamento e la gestione sostenibile delle aree protette (anche marine) e dei parchi Programma Introduzione le problematiche della protezione, della conservazione e della gestione della natura. La conservazione della biodiversità. Valori economici ed etici della diversità. Minacce alla diversità biologica: perdita di diversità biologica, vulnerabilità all'estinzione ed alle invasioni biologiche. Protezione e conservazione degli habitat e delle specie: habitat di una specie ed habitat naturali; specie in pericolo, vulnerabili, rare, endemiche, prioritarie; indirizzi per il monitoraggio, la tutela e la gestione degli habitat e delle specie. Introduzioni e reintroduzioni. Conservazione e gestione degli ecosistemi: aree protette e parchi. Tipi di aree protette. Procedure di istituzione delle aree protette: indagini preventive, criteri di selezione e siting, concertazione con le realtà economiche e sociali del territorio. Piano di istituzione e gestione di un'area protetta: obiettivi, procedure e priorità. La zonizzazione: obiettivi e criteri di selezione delle zone. Relazioni tra area protetta ed ambiente circostante. Gli effetti riserva. Conservazione e cambiamenti globali, Cenni sulle pratiche di Gestione Integrata della Fascia Costiera Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale L'esame orale prevede una serie di domande inerenti il programma del corso. Viene valutata la conoscenza delle teorie ecologiche della conservazione e la capacità di affrontare trasversalmente le necessità pratiche della protezione ambientale, con particolare riferimento, nell'ambito della laurea specialistica in Biologia Marina (corso di conservazione e gestione degli ecosistemi marini), agli ecosistemi marini. Testi consigliati Primack R.B., Carotenuto L. - Conservazione della Natura, Zanichelli, 2003 190/471 191/471 CYTOGENETICS MASSIMO GIOVANNOTTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge of genetics and cytology. Objectives of the course At the end of the course the students will have to know: structure, chemical composition, shape, classification and function of eukaryotic chromosomes; types of chromosome abnormalities and their effects; standard and molecular cytogenetic techniques most commonly used on both human and animal chromosomes. Program Historical perspective – The cell cycle and its regulation; mitosis; meiosis – DNA per nucleus (C-value) Chemical composition and ultrastructure of eukaryotic chromosomes – Shape and classification of eukaryotic chromosomes: centromere; telomeres; chromosome arms; nucleolar organizers; euchromatin; constitutive and facultative heterochromatin; centromere index and chromosome classification – Karyology and evolution: chromosome banding; karyotypes, genomes and evolution – Normal and abnormal human karyotype; examples of karyotypes in other vertebrates – Human chromosome nomenclature – Polytene chromosomes, lampbrush chromosomes – Sex chromosomes and sex determination; evolution of sex chromosomes; sex chromosome systems in vertebrates; dosage compensation - Genomic imprinting – Chromosome abnormalities: structural abnormalities and numerical disorders – Effects of chromosome abnormalities in somatic and germ cells – Fragile sites – Cytogenetic mutagenesis – Elements of cancer cytogenetics – Preparation of metaphase chromosomes from cell cultures– Preparation of metaphase chromosomes with the direct method – Molecular cytogenetic techniques: FISH (Fluorescence In Situ Hybridization); M-FISH (Multiplex-FISH); Chromosome Painting; CGH (Comparative Genomic Hybridization); fibre FISH; production of painting probes from flow sorted and microdissected chromosomes. Development of the course and examination Oral Recommended reading 192/471 MacGregor H.C. – An introduction to Animal Cytogenetics – Chapman & Hall Mandrioli M. – Principi di citogenetica – Mucchi Editore Magistrelli R. – Elementi di Citogenetica – CLUA Colombo R., Olmo E. – Biologia della Cellula – Edi-Ermes (chapters 9 and 10). 193/471 CYTOLOGY AND HISTOLOGY (A-L) ADRIANA CANAPA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Objectives of the course At the end of the course the student will know in depth the composition and structure of the cell organelles; the cell cycle and its functional steps, mitosis and meiosis. Moreover he will acquire the knowledge of the differentiations of the animal tissues, with special reference to the human histology Program Cytology: General properties of living organisms; the level of organization of living organisms : virus, prokaryotes, eukaryotes;chemistry of the cells; cellular membranes; plasma membrane and its function; differentiations of the cell surface (microvilli, cilia and flagella, cell junctions); cytoskeleton; ribosomes and protein synthesis; smooth and rough endoplasmic reticulum; Golgi body and exocytosis; lysosomes and endocytosis; mitochondrion and energetic cycle; chloroplast and photosynthesis, nuclear envelope and nucleo-cytoplasmic exchanges; chromatin (euchromatin and heterochromatin), structure and composition; nucleoskeleton; metaphasic chromosomes; diploid and aploid chromosome set; RNA transcription; DNA duplication; mitosis; meiosis. Histology: Epithelial tissue and glands; connective tissues (cells and fundamental substance; connectives, cartilage, bone, blood); muscular tissue (smooth, striated, cardiac); nervous tissue and neuroglia. Development of the course and examination Oral Recommended reading Colombo e Olmo: Vol. 1 Biologia della Cellula; Vol.2 Biologia dei Tessuti Both books are present at the Library in Monte Dago Campus 194/471 CYTOLOGY AND HISTOLOGY (M-Z) ETTORE OLMO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Objectives of the course At the end of the course the student will know in depth the composition and structure of the cell organelles; the cell cycle and its functional steps, mitosis and meiosis. Moreover he will acquire the knowledge of the differentiations of the animal tissues, with special reference to the human histology and of the basic principle of the chordates' embryonic development. Program Cytology: General properties of living organisms; the level of organization of living organisms: virus, prokaryotes and eukaryotes; chemistry of the cells; cellular membranes, plasma membrane and its function; differentiations of the cell surface (microvilli, cilia and flagella, cell junctions); cytoskeleton; ribosomes and protein synthesis; smooth and rough endoplasmic reticulum; Golgi body and exocytosis; lysosomes and endocytosis; mitochondrion and energetic cycle; chloroplast and photosynthesis; nuclear envelope and nucleo-cytoplasmic exchanges; chromatin (euchromatin and heterochromatin) structure and composition; nucleoskeleton; metaphasic chromosomes; Diploid and aploid chromosome set; RNA transcription; DNA duplication; mitosis; meiosis. Outline of Embryology: Gametogenesis; reproductive cycle; fertilisation; cleavage; Amphioxus gastrulation. Histology: Epithelial tissue and glands; connective tissues (cells and fundamental substance; connectives, cartilage, bone, blood); muscular tissue (smooth, striated, cardiac); nervous tissue and nevroglia. Recommended reading R. Colombo e E. Olmo. Biologia della Cellula, EdiErmes, Milano; R. Colombo e E. Olmo. Biologia dei Tessuti, EdiErmes; E. Olmo Elementi di Embriologia comparata, CLUA, Ancona. Copies of all the textbooks are present at the Library in Monte Dago pole. 195/471 DEVELOPMENTAL BIOLOGY OLIANA CARNEVALI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Program An introduction to animal development: history and concepts Gametogenesis: primordial germinal cell . Gametes structures, development and functions of gametes Cellular communication Fertilization Cleavage, blastula formation, gastrulation Neurulation, , the neural crest and its derivatives Molecular basis of cell migration and cell-cell adhesion. Cellular differentiation Sex determination: Chromosomal sex determination, Environmental sex determination Primordial germinal cells Chromosome x inactivation Axis specification, anterior e posterior polarity. Maternal and zygotic genes involved in the axis specification. The origin of axis specification in Drosophila (gap e Pair rule genes). Polarity genes and homeotic genes. Role of Homeotic genes in mammals development Apoptosi: Programmed cell dead., Ced 4-3-4-9 in C. elegans and their equivalent in mammals (Bcl2, Apaf-1 e caspase 9). Receptor mediated apoptosis. Autophagy Hormones as mediator of development: Amphibian and Insect metamorphosis 196/471 Development of the course and examination Oral Recommended reading Biologia dello sviluppo, Andreuccetti et al.,2009,Ed. McGraw-Hill Biologia dello sviluppo. Giudice, Augusti-Tocco, Campanella 2010, Ed.Piccin Biologia dello sviluppo Gilbert 3° Ed Zanichelli 197/471 DIAGNOSTIC MICROBIOLOGY ELEONORA GIOVANETTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of General Microbiology and Bacteriology. Course contents Objectives of the course At the end of the course students will have to know the molecular and classical methods and procedures used in the diagnosis of main microbial diseases Program Principles and methods in the laboratory diagnosis of infectious diseases. Principles and methods in molecular diagnosis. Principles and methods of the serological diagnosis. The role of the Diagnostic Microbiology laboratory in the diagnosis of community and nosocomial infections, perinatal infections, sexually transmitted diseases, and infections of the immunocompromised patient. Laboratory diagnosis of the infections caused by mycobacteria, anaerobic bacteria, spirochetes, chlamydiae, rickettsiae, and mycoplasmas. Laboratory diagnosis of viral, protozoal, and fungal infections. Recommended reading J. Keith Struthers, Roger P. Westran. Clinical Bacteriology. ASM Press. R. Cevenini, V. Sembri. Microbiologia e Microbiologia Clinica. Piccin Editore. 198/471 DISASTERS AND EMERGENCY MANAGEMENT FAUSTO MARINCIONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 1^ semestre Objectives of the course Pivotal in the understanding of catastrophic events is the realization that vulnerability and risk are created by an improper use of the natural and technological systems by the humankind. This module covers the basic concepts of human-ecology and discuss the most important disaster agents. The course also initiates students to the basics of emergency management; its organization, the essential activities, the different typologies of hazards, the available technologies and the planning strategies Program Risk perception and disaster response Culture, ethics and disasters Evil nature or bad environmental management Safety, risk and the cost/benefits ratio Emergencies and crisis (the alteration of the normal societal functions) The spatial and temporal dimension of disasters Extreme events and their impacts Energy sources of hazards Natural, technological and social disasters The socio-economic impact Disaster forecast, planning and management Disaster forecast and prevention techniques Emergency planning and management The recovery and reconstruction The lesson of disasters: past, present and future 199/471 Recommended reading Course materials are available online through the website of the college of sciences (password required). The teacher makes a large use of multimedia supports. Calamità Naturali. David E. Alexander Pitagora Editrice, Bologna 1990 Manuale tecnico giuridico di protezione civile e di difesa civile. Pompeo Camero, Maggioli Editore, 2004 200/471 DISASTRI E PROTEZIONE CIVILE FAUSTO MARINCIONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 1^ semestre Informazioni Il corso introduce le problematiche connesse alla gestione delle emergenze e dei disastri innescati da eventi estremi di origine naturale, tecnologica e sociale. Centrale nella comprensione degli eventi calamitosi è il riconoscimento che la vulnerabilità ed il rischio sono creati dall'uso improprio, da parte dell'uomo, dei sistemi naturali e tecnologici. Eventi estremi di origine geologica, climatica e biologica ed incidenti di origine tecnologica e sociale verranno esaminati sia dalla prospettiva fisico-naturale per compenderne i processi genetici ed i meccanismi evolutivi, sia dalla prospettiva socio-economica per comprenderne l'impatto sulla società umana e le sue infrastrutture. Infine, strategie correnti di protezione civile per la sicurezza, la previsione, la prevenzione e la mitigazione del rischio, nonché piani di recupero e ricostruzione verranno analizzati dall'ottica dello sviluppo sostenibile. Risultati di apprendimento attesi Centrale nella comprensione degli eventi calamitosi è il riconoscimento che la vulnerabilità ed il rischio sono creati dall'uso improprio, da parte dell'uomo, dei sistemi naturali e tecnologici. Questo modulo introduce i concetti di base dell'ecologia umana e discute i più importanti agenti fisici dei disastri. Programma L'ecologia umana dei disastri Cultura, etica e disastri Il rapporto uomo-ambiente: natura cattiva o errata gestione ambientale? I cicli naturali e gli eventi estremi in rapporto ai processi socio-economici Pericolo, vulnerabilità, disastro e crisi, Sicurezza, rischio e rapporto costi/benefici L'emergenza e la crisi (L'alterazione delle funzioni normali) Le scale spazio-temporali dei disastri Gli eventi estremi e i loro effetti, Fonti energetiche e origine dei pericoli, Disastri di origine geofisica (terremoti, eruzioni vulcaniche, maremoti, frane, erosione costiera, subsidenza) Disastri di origine climatica (Uragani, trombe d'aria, nubifragi, alluvioni, siccità, incendi Disastri di origine biologica-ecologica (epidemie, invasione parassiti, estinzioni) Disastri di origine sociale (guerre, terrorismo, profughi, incendi urbani, crollo infrastrutture) 201/471 La risposta umana al disastro, L'impatto sociale ed economico Previsione, prevenzione e pianificazione dell'emergenza La gestione dell'emergenza e del soccorso La ricostruzione di corto e lungo termine La pianificazione territoriale ed urbanistica La lezione dei disastri: passato, presente e futuro Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati - Dispense del corso disponibili on line sul sito della facoltà di Scienze. - Calamità Naturali. David E. Alexander Pitagora Editrice, Bologna 1990 - Manuale tecnico giuridico di protezione civile e di difesa civile. Pompeo Camero, Maggioli Editore, 2004 202/471 ECOFISIOLOGIA DELLE ALGHE MARIO GIORDANO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Familiarità con le metodiche di ricerca bibliografica Buona conoscenza delle lingua inglese (sufficiente alla comprensione della letteratura scientifica) Buone basi di chimica, di biochimica, di chimica-fisica Buona conoscenza della citologia vegetale Cognizioni di base della organizzazione strutturale di alghe e piante e delle loro relazioni filogenetiche Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso, lo studente acquisirà le conoscenze necessarie a distinguere i principali tipi funzionali e approfondirà le sue conoscenze dei meccanismi attraverso cui le alghe interagiscono con l’ambiente. Inoltre lo studente avrà la capacità di analizzare in maniera indipendente e creativa le fonti bibliografiche primarie e di impiegarle per la impostazione di progetti scientifici. Programma Competizione per le risorse: I nutrienti (N, S, P e nutrienti in tracce) - acquisizione, assimilazione e interazioni con gli altri metabolismi la luce: adattamento cromatico, zonazione delle macroalghe il substrato: conquista delle regioni sopramareali (resistenza alla disidratazione) Il fitoplancton e i cambiamenti climatici: Risposte fisiologiche alle variazioni di CO2, temperatura e UV Morfologia e funzione: 203/471 Effetto della taglia e della forma cellulare sulla fisiologia del fitoplancton, allometria Evoluzione del fitoplancton: Teoria endosimbiotica; relazione tra l’ambiente e l’evoluzione del fitoplancton Aspetti applicativi: Coltivazioni algali; prodotti delle macroalghe e delle microalghe Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Vengono poste nonmeno di 3 domande. Alcune delle domande consentono una esposizione libera degli argomenti studiati e sono mirate a valutare la capacità di organizzare i concetti in una esposizione esauriente e coerente. Alcune domande sono invece formulate in modo da richiedere l'utilizzo creativo delle conoscenze acquisite per la soluzione di problemi particolari Testi consigliati Buchanan, Gruissem and Jones (2004). Biochimica e Biologia molecolare delle Piante. Zanichelli Falkowski e Raven (1997). Aquatic Photosynthesis. Blackwell Zeebe and Wolf-Gladrow (2002). CO2 in Seawater: Equilibrium, Kinetics, Isotopes . Elsevier Lobban and Harrison (1996). Seaweed Ecology and Physiology. Cambridge University Press Dring (1982) Biology of Marine Plants. E. Arnold Knoll (2004). Life on a Young Planet: the First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton University Press 204/471 ECOLOGIA (A-L) ANTONIO PUSCEDDU Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Far acquisire allo studente le basi conoscitive della struttura e del funzionamento dei sistemi ecologici e delle interazioni tra organismo ed ambiente e di introdurlo ai principi della dinamica delle popolazioni naturali ed ai fattori biotici ed abiotici in grado di influenzarle. I 7 crediti del corso sono mutuati con il Corso di Fondamenti di Analisi dei sistemi Ecologici (CDL Scienze del Controllo Ambientale & Protezione Civile) Programma Definizione di "ecosistema" e proprietà dei sistemi ecologici; il flusso di energia negli ecosistemi; catene e reti alimentari; efficienza ecologica; valenza ecologica; fattori abiotici; risorse e consumatori; popolazione e popolamento; tabelle di vita; reclutamento; crescita di una popolazione in ambiente non limitato; fattori densità-dipendenti e fattori non densità-dipendenti; effetti della densità sulla crescita di una popolazione; la curva logistica; la capacità portante; strategie r e K; le competizione intraspecifica e interspecifica e la competizione; i modelli di Lotka-Volterra; il modello di Ronzweig e McArthur; la nicchia ecologica; le successioni; la biodiversità; la teoria biogeografica delle isole; relazioni tra diversità e funzionamento ecosistemico. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Gli studenti dovranno affrontare un esame scritto basato su test a scelta multipla. Coloro i quali avranno superato lo scritto con una votazione minima di 16/30 potranno accedere a sostenere il colloquio orale, nel corso del quale si approfondirà il livello di apprendimento raggiunto dallo studente, valutando anche la capacità di affrontare le principali problematiche di base dell'ecologia.. Testi consigliati Eugene P. Odum, ECOLOGIA, un ponte tra scienza e società, PICCIN, Padova, 2001 M. Begon, J.L. Harper, C.R. Townsend, ECOLOGIA, Individui, Popolazioni, Comunità, Zanichelli, Bologna, 2000 205/471 G. Chelazzi, A. Provini, G. Santini, Ecologia dagli organismi agli ecosistemi, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2004. R.R. Ricklefs, ECOLOGIA, Zanichelli, Bologna, 1997 206/471 ECOLOGIA MARINA ROBERTO DANOVARO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base della Biologia Marina Risultati di apprendimento attesi Alla termine del corso lo studente dovrà conoscere il funzionamento di tutte le tipologie degli ecosistemi marini ed applicare i principi di conservazione degli ecosistemi e risolvere le diverse tipologie di problematiche ambientali volte alla conservazione della biodiversità.Svilupperà le conoscenze specifiche relativamente a: campionamento, indagine, monitoraggio, pianificazione e progettazione di progetti di ricerca. Programma Caratteristiche degli Ecosistemi marini, Reti trofiche e cascate trofiche, Biodiversità nell'ambiente marino: concetto di biodiversità. Biodiversità marina, patterns e fattori che controllano la biodiversità marina. Eterogeneità dell’ambiente marino e distribuzione delle specie e degli habitat marini. Teorie per il controllo della biodiversità marina. Relazioni tra biodiversità e funzionamento degli ecosistemi marini. Misure di biodiversità marina. Le specie marine minacciate. Metodologie e strumenti per la ricerca in biologia marina. Il campionamento del plancton e del benthos; strategie di campionamento. Metodi di misura della produzione primaria e secondaria. L’uso delgi isotopi stabili nella ricerca in mare. Trofodinamica del benthos. Lagune ed estuari. Ecologia degli intertidale e subtidale. Ecosistemi a fanerogame marine e mangrovie. Ecologia dei fiordi. Gli ambienti profondi. I seamounts. Le barriere coralline. Il coralligeno in Mediterraneo. Le grotte marine. Gli "Hydrothermal vents" profondi e costieri. Le "Cold Seeps" e mud vulcanoes. Le whale carcass. Gli ambienti polari: Artico e Antartico. Gli ambienti marini anossici Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale 207/471 Testi consigliati Non viene raccomandato l'acquisto di testi poiché si ritiene sufficiente il materiale didattico fornito alla lezione e disponibile on line sul sito della facoltà di Scienze (oltre 1250 lucidi). Altri testi complementari per la preparazione dello studente includono: • Valiela. I. Marine ecology. SPringer Varlagh 1990 • Nybakken J.W., Marine Biology An Ecological Approach, Harper Collins, 1993 • Della Croce N., Cattaneo Vietti R., Danovaro R., Ecologia e protezione dell'ambiente marino costiero., UTET UNIVERSITA', 1998. • Danovaro, Recupero ambientale: tecnologie, bioremediation, biotecnologie, UTET, 2001. • Danovaro, Biologia marina - Biodiversita e funzionamento degli ecosistemi marini. De Agostini, 2012. 208/471 ECOLOGY (A-L) ANTONIO PUSCEDDU Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course aims at providing students with the basic knowledge about the structure and functioning of ecosystems and the relationships between organisms and the environment. The course includes basics of population dynamics and the analysis of biotic and abiotic factors that regulate temporal and spatial fluctuations of natural populations. Program Ecosystems properties; the energy flux; ecological efficiency; fitness and adaptation; abiotic factors controlling ecosystems; resources and consumers; population ecology principles; life tables; recruitment; population growth in limited and non-limited environment; density-dependent control of population size; r and K dichotomy; competition and predation; basic mathematical models of competition and predation; ecological niche; successions; biodiversity and ecosystem functioning relationships Recommended reading Eugene P. Odum, ECOLOGIA, un ponte tra scienza e società, PICCIN, Padova, 2001 M. Begon, J.L. Harper, C.R. Townsend, ECOLOGIA, Individui, Popolazioni, Comunità, Zanichelli, Bologna, 2000 G. Chelazzi, A. Provini, G. Santini, Ecologia dagli organismi agli ecosistemi, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2004. 48 R.R. Ricklefs, ECOLOGIA, Zanichelli, Bologna, 1997 209/471 210/471 ECOPHYSIOLOGY OF ALGAE MARIO GIORDANO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites -Literature search skills -Sufficient knowledge of the English language to allow comprehension of the scientific literature -Thorough knowledge of chemistry, biochemistry and physical-chemistry, and plant/algae cytology -Basic knowledge of algae and plant structure and of their phylogenetic relationships Objectives of the course The student will acquire the notions necessary to distinguish the main functional algal groups and will be introduced to the mechanisms through which algae interact with the environment. In addition to this the student will acquire the ability to independently and creatively analyze primary sources of information and to use them in a scientific/reserach context. Program Competition for resources: C: the inorganic cC system in solution; CO2 acquisition (CO2 concentrating mechanisms) and interplay of C with the other nutrients N, S, P and trace nutrients: uptake, assimilation and metabolic interactions Light: physics of light in the ocean; light capture, conversion of electromagnetic energy to chemical energy, vertical zonation Substrate: survival in the intertidal zone Allelopathy: exclusion and defence mechanisms in algae Phytoplankton and Global Climate Change: Physiological responses to elevated CO2, temperature and UV 211/471 Morphology and Function: Size and shape: effects on the physiology of phytoplankton, allometry Applicative aspects: Algal cultures; biotechnological uses of algae Phytoplankton evolution: Endosymbiotic theory; interactions between the environment and the evolution of phytoplankton Recommended reading Buchanan, Gruissem and Jones (2004). Biochimica e Biologia molecolare delle Piante. Zanichelli Falkowski e Raven (1997). Aquatic Photosynthesis. Blackwell Lobban and Harrison (1996). Seaweed Ecology and Physiology. Cambridge University Press Dring (1982) Biology of Marine Plants. E. Arnold Knoll (2004). Life on a Young Planet: the First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton University Press 212/471 ECOTECNOLOGIE APPLICATE ANTONIO DELL'ANNO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Al termine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze di base per la pianificazione di interventi di riduzione dell’impatto antropico sugli ecosistemi ed entrerà in possesso delle conoscenze basilari sui principi e le tecnologie più avanzate di bonifica e recupero ambientale. Programma Principali fattori di alterazione ambientale, strategie di mitigazione degli impatti antropici e modalità di recupero e ripristino ambientale. Cenni legislativi nel campo della bonifica ambientale; criteri e strategie per la pianificazione di interventi di bonifica ambientale; tecnologie in situ ed ex situ; processi di separazione, trasformazione ed immobilizzazione degli inquinanti; tecnologie chimiche, chimico-fisiche e biologiche; applicazioni biotecnologiche alla bonifica ambientale; ruolo dei microrganismi nella bonifica ambientale; biodegradazione dei contaminanti in condizioni aerobiche ed anaerobiche; principali meccanismi di biodegradazione dei contaminanti; stima dell’efficienza della biodegradazione; co-metabolismo, biostimolazione e bioagumentazione; fitorimedio e utilizzo di mats microbici per la bonifica ambientale; valutazione del rapporto costi/benefici. Tecnologie per il rilevamento, il contenimento e trattamento di oil spill. Tecnologie tradizionali ed emergenti per il trattamento del biofouling. Trattamenti biologici intensivi di depurazione delle acque reflue con biomassa microbica adesa e sospesa; indice biotico del fango; trattamento dei fanghi derivanti dalla depurazione biologica e loro riutilizzo; trattamenti estensivi di depurazione delle acque reflue: fitodepurazione e lagunaggio; principi di gestione e trattamento dei rifiuti solidi. Esercitazioni: utilizzo di software specifici (i.e. BIOPLUME III) per la simulazione del trasporto dei contaminanti nelle acque di falda, dell’interazione contaminanti-matrice solida e dei processi di biodegradazione 213/471 Testi consigliati • R. Danovaro, Recupero ambientale: tecnologie bioremediation e biotecnologie, UTET, 2001. • Enitecnologie Agippetroli, La bonifica biologica di siti inquinati da idrocarburi, Hoepli, 2001. • Hinchee, R. E. et alii, Applied Biotechnology for Site Remediation, Lewis Publishers Inc., 1994. • Vismara R, Depurazione biologica, teoria e processi, Hoepli, 2001. • Grillo N. G, Trattamento delle acque reflue. La fitodepurazione, Geva, 2003. 214/471 ECOTOSSICOLOGIA E VALUTAZIONE IMPATTO AMBIENTALE (Regoli) STEFANIA GORBI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Una buona conoscenza dei principi basilari della chimica, dell'ecologia, e della biologia generale sono requisiti importanti per seguire il corso. Risultati di apprendimento attesi Programma Introduzione e scopo della tossicologia ambientale. Principali classi di contaminanti chimici di interesse ecotossicologico e loro ripartizione nei comparti ambientali. Fattori che influenzano biodisponibilità e tossicità dei contaminanti chimici. Concetto di inquinanti persistenti e diffusione globale. Bioconcentrazione, bioaccumulo e biomagnificazione. Utilizzo di organismi come bioindicatori nel monitoraggio della contaminazione ambientale. Programmi di Mussel Watch. Caratteristiche dei test di tossicità e dei saggi biologici. Ambiti di applicazione, scelta delle specie ed endpoints biologici. Metabolismo, detossificazione e tossicità dei contaminanti, definizione di biomarkers a livello molecolare, biochimico e cellulare con valore predittivo e diagnostico. Biotrasformazione e tossicità di idrocarburi aromatici, pesticidi, diossine ed altri composti organoalogenati. Detossificazione e tossicità dei metalli pesanti. Mercurio nelle reti trofiche e organo stannici. Pesticidi organofosforici ed risposte dell’acetilcolinesterasi. Lisosomi, perossisomi, difese antiossidanti e stress ossidativo come risposte aspecifiche degli organismi ai contaminanti. Genotossicità ambientale e danni al DNA, immunotossicità in invertebrati e vertebrati. Patologie epatiche e carcinogenesi chimica. Distruttori endocrini e contaminanti emergenti: dai farmaci alle nanoparticelle. 215/471 Bioindicatori della qualità dell’aria e del suolo, biomonitoraggio dell’inquinamento atmosferico e dell’elettromagnetismo. L’approccio ecotossicologico nella valutazione di impatto ambientale: casi pratici. Cenni di economia dell’inquinamento, richiami alla legislazione di riferimento in materia di prevenzione e controllo dell’inquinamento ambientale. Gli studenti seguiranno anche una serie di esercitazioni pratiche con i seguenti obiettivi: presentazione delle principali metodologie analitiche e preparazione dei campioni; determinazione pratica di alcuni dei principali biomarkers ed analisi dei risultati ottenuti. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Dispense e letteratura scientifica indicata sui singoli argomenti trattati. Fundamentals of Aquatic Toxicology. Edited by Gary M. Rand, Taylor & Francis 1995 Biomarkers in Marine Organisms: a practical approach. Edited by Garrigues et al., Elsevier 2001 Dragaggi Portuali – Aspetti Tecnico Scientifici per la salvaguardia ambientale nelle attività di movimentazione dei fondali marini. Pellegrini et al., Quaderni ICRAM 216/471 ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT (Regoli) STEFANIA GORBI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites A good knowledge of basic chemistry, ecology, general and cell biology are important requisites for this course. Objectives of the course The Course of Ecotoxicology and Environmental Impact Assessment is aimed to prepare students for the study of environmental pollution, with particular emphasis to the toxicological implications of chemicals on various biotic components. The course will also aim to prepare students will on quality standards, the integrated complexity between development of productive activities and environmental protection, management options and environmental impact assessment, remediation and monitoring of polluted areas. The course is based on both theoretical lessons and practical exercitations on the main chemical contaminants, their environmental distribution and biological effects, bioindicator organisms, molecular and cellular responses to pollutants. The course will also prepare students on normative guidelines and environmental impact assessment, general and economical issues in the use and preservation of resources, industrial risks and dangerous substances. Conflicting interests will be addressed with examples for urban traffic, electromagnetic fields, activities related to management and development of harbour areas, dredging and disposal of sediments, remediation of polluted areas, coastal erosion and use of sediments. Practical examples will include guidelines, management strategies, technical applications and sampling strategies. At the end of the Course the student should have the capability to: 1. Describe main characteristics of chemicals and environmental distribution pathways. 2. Know topics related to biomagnification, use of bioindicator organisms and biomarker analyses. 3. Describe fundamentals and general principles of environmental impact assessment in industrialized and developing countries. 4. Apply conceptual criteria for defining quality criteria in different environmental matrices. 5. Apply criteria for environmental impact of atmospheric pollution, electromagnetic exposure, vehicular traffic, management of coastal areas, dredging, remediation and coastal erosion. Program The Course of Ecotoxicology is based on both theoretical lessons and practical exercitations. Lessons will cover the following topics: 217/471 - Introduction and definition of ecotoxicology, distribution of chemicals in the environment and factors which affect their toxicity. - Toxicity Tests, general procedures, interpretation and applicability of results; examples of most commonly used tests for waters and sediments. Ecotoxicological approach in the marine environment; biomonitoring, biological resources and impact assessment. - Choice of bioindicator organisms. - Biological effects of chemicals, biomarkers at molecular cellular level with diagnostic and prognostic value. Effect and exposure biomarkers. Biotransformation and toxicity of aromatic xenobiotics – Detoxification and toxicity of trace metals. – Role of lysosomes in detoxification and in pollutant-mediated pathologies. – Antioxidant defences and oxidative stress induced by pollutants. – Environmental genotoxicity and DNA damages as biomarkers. – Immunotoxicity in invertebrates and fish. – Endocrine disruptors in the marine environment. – Liver pathology and chemical carcinogenesis. – Biological and environmental factors which influence responses of biomarkers, basal levels, species sensitivity, adaptation mechanisms. – Case studies of ecotoxicological applications. During the practical exercitations students will plan a monitoring program, with the choice of more appropriate species and biomarkers. The main methodologies will be presented and measured, including a brief discussion of obtained results Recommended reading Provided material and scientific literature suggested on specific topics. Fundamentals of Aquatic Toxicology. Edited by Gary M. Rand, Taylor & Francis 1995 Biomarkers in Marine Organisms: a practical approach. Edited by Garrigues et al., Elsevier 2001 Dragaggi Portuali – Aspetti Tecnico Scientifici per la salvaguardia ambientale nelle attività di movimentazione dei fondali marini. Pellegrini et al., Quaderni ICRAM 218/471 EMERGENCY MANAGEMENT SUSANNA BALDUCCI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Program Historical evolution of the concept of emergency management. The emergency phase: from planning to operations. Types of emergency. The method Augustus. Intervention models. Simulations and updating of emergency plans. The phases of alarm. The first aid and emergency response. The centers of the emergency. The Mayor, civil protection authority. Use of operational centers and management of communications and information. Information to the population before, during and after the emergency. Damage assessment. Implementation of administrative and financial management of the emergency. Telecommunication systems and logistics in an emergency. The phases of recovery and assistance: the restoration of normality. Ordinary and special Emergency management. The European Civil Protection Mechanism. Emergency in the countries adhering to the European Mechanism and in third countries. Examples of emergency management. Recommended reading 219/471 Lecture notes 220/471 EMERGENCY PLANNING Module FAUSTO MARINCIONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Objectives of the course The purpose of this course is to introduce the students to the principles of emergency planning emphasizing that the effectiveness of emergency management rests on a network of relationships and integration of resources and skills among partners within the civil protection system. Among various topics, class discussions will focus on methods and problems related to the design, test, assessment and distribution of an emergency plan. This will include scenarios and simulations, warning and evacuation, search and rescue, as well as recovery and reconstruction. Special attention will be given to emergency communications and the role of information technologies. Finally, issues connected with international emergencies and the new emerging risks will be discussed Program Scope and objective of emergency planning. Historical evolution of emergency planning. The political and cultural dimension of emergency planning. Risk and safety. Planning tools. Cartographic and analytical methods. The emergency plan and its activation. The Italian national emergency management system. Risk management. The subsidiarity principle and the Augustus method (Italian emergency support functions). The Incident Command System. Operational guidelines for national, regional and local emergencies. Special emergencies. International emergency management. Recommended reading Course materials are available online through the website of the college of sciences (password required). The teacher makes a large use of multimedia supports 221/471 EMERGENZE SANITARIE ERICA ADRARIO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 5 Ore 45 Periodo 2^ semestre Informazioni Il realizzarsi di una catastrofe o di un incidente collettivo determina da parte di una collettività, una risposta più o meno precisa e più o meno rapida:il soccorso. Questa risposta può variare per forma e per intensità in rapporto alla gravità delle conseguenze del sinistro sull’ambiente, ma deve sempre essere di natura sanitaria in quanto all’ampiezza dei danni materiali si aggiunge la presenza di vittime. Dopo il verificarsi di una catastrofe l’organizzazione dei soccorsi sanitari deve integrarsi nel contesto più ampio dell’organizzazione degli aiuti. Quest’ultima consiste in un certo numero di interventi diversi, che coinvolgono specialisti di attività differenti, ma il cui obiettivo resta quello di favorire l’esecuzione dei soccorsi sanitari. L’insieme di queste operazioni si svolge sulla base di: 1. far cessare rapidamente il pericolo assicurando il recupero della vittima: salvataggio 2. realizzare un certo numero di azioni per consentire alle unità mediche di prendere in carico le vittime:soccorso Risultati di apprendimento attesi Il corso intende fornire allo studente gli elementi essenziali e le conoscenze per quanto attiene l’organizzazione dei soccorsi durante calamità naturali e non, gli aspetti tattici e logistici dell’organizzazione dei materiali, nonché le tecniche base di soccorso attraverso l’attivazione della catena dei soccorsi. Sono previste esercitazioni pratiche di rianimazione cardiopolmonare su manichino. Programma La risposta alla catastrofe Organizzazione dei soccorsi 222/471 Aspetti tattici e logistici Personale di soccorso Strutture e loro funzionamento Evacuazione Tecniche base di soccorso Smistamento e classificazione delle vittime Organizzazione attuale dei soccorsi in Italia BLSd Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati R.Noto, P.Huguenard, A.Larcan :Medicina delle catastrofi- Masson IRC:BLS-D ,basic life support, early defibrillation. 5° ed. M.Chiaranda:Urgenze ed Emergenze-Istituzioni- Piccin 223/471 ENERGETIC RESOURCES AND ALTERNATIVE ENERGIES PAOLO PRINCIPI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites taken the exam of Environmental Technical Physic Objectives of the course Renewable energy is becoming one of the fastest growing industries in the face of the current environmental crisis, resulting from dependence on fossil fuels and unprecedented global rate of development. To the end of the instruction the student will have to know the functioning of all types of renewable energies technologies. The Renewable Energy Program gives the student a solid foundation in the fundamental design, installation techniques required to work with renewable technologies. Program The demand for energy in the world: energy supply, energy crises in the industrial era: the 1973, the 1979, the most recent, consequences. Fossil fuels in the industrial era: types of fuel and the effects of their extraction. Geographical distribution of energy resources. Italian energy needs and available resources . Effects of the use of fuels: energy consumption in different sectors and trends over the years. Air pollution related to the use of fuels and related effects: emissions into the atmosphere by human activities, greenhouse effect, greenhouse gases, the effects on climate solutions for the reduction of the phenomenon. Sustainable management of natural and environmental resources. Sustainable development (programs, policies, competent authorities) of the policies and programs of energy actions at the international level, IPCC, UNFCCC, the Kyoto Protocol. Flexible mechanisms, IET, CDM, JI. Programs of energy policies and actions at European level. Programs policies and energy actions at a national level, energy laws that followed the '70s, programs encouraging the use of renewable energy and energy saving (national energy strategies: Read (373/76, 308/82, 10 / 91) and decrees for the reduction of energy consumption, energy certification and environmental, energy and environmental certification protocols (LEED GBC; ITACA) .. White certificates, green certificates, managers and authorities in the energy, skills. Programs Policy and energy actions at the regional level, PER, PEAR, ITACA Protocol, Energy Certification of Buildings. Examples of energy actions at the local level (some Italian and European). 224/471 Alternative energy: definitions, classification of renewable sources of energy, introduction to each technology use and dissemination. Nuclear Energy fission, fusion, nuclear power, radioactive waste. Hydropower availability of water, technology for the production of electricity, water systems flowing, accumulation and storage tank, basin, placed in water pipes, micro hydroelectric, environmental compatibility, the overall management of water resources. Solar Energy availability of direct solar radiation and diffuse nature of solar radiation, radiative heat transfer, distribution of solar energy technologies for the production of thermal power (solar collectors, l thermodynamic) and power, environmental problems and management. Solar Power: solar power plants: parabolic concentrators, tower systems, stand-alone plant, production of electricity and heat, Major programs and international initiatives, the Archimede Italian project. Solar thermal, flat plate solar collectors, evacuated tube collectors, heat pipe collectors, components, principle of operation, and energy efficiency, types, materials, selective surfaces, use thermal energy, , environmental benefits. Air solar collector. Energy storage. Facilities. National incentive programs, the diffusion current in Italy and in Europe. Solar pond: principle of operation, advantages and disadvantages, efficiency, examples of projects, production of heat, electricity and se water desalination, possible applications in developing countries. Photovoltaic: Principle of operation, the photovoltaic cell, the factors that influence the performance, cell manufacturers, innovative materials, components of the PV stand-alone systems, networked systems, techniques of architectural integration, main applications. National programs for the promotion, diffusion current in Italy and in Europe, environmental benefits. Passive buiding: solar gain direct, indirect, isolated, solar greenhouses, Trombe-Michel wall, roof pond, natural ventilation and hybrid ventilation, , solar chimneys, natural lighting, natural cooling for thermodynamic process of adiabatic humidification examples of tertiary buildings. Wind Energy: characterization of the source, the wind velocity profiles, availability (wind speed profile surveys and maps of the wind), wind turbine, small, medium large size, type of support, components, technology for the production of electricity, environmental compatibility and landscape, technology of materials used in construction, site search, on-shore wind farms land and off-shore wind farm, lay-out of the wind turbines, the current situation in Europe, in Italy and in the Marche region as an example of local character. Power from the sea: availability, use technologies, currents, wave, tides, tidal currents and the thermal gradient, significant examples. Geothermal Energy: availability, technologies for the production of power and heat, high enthalpy, 225/471 low and medium enthalpy, production of electricity, air-conditioned building, environmental problems and management. Energy from biomass: availability, energy conversion, gasification, pyrolysis and carbonization. Production of methanol, biodiesel production. Anaerobic digestion, fermentation. Distribution of biomass and perspectives. Use of biomass and environmental problems and management. Use of biomass for the production of electricity. Heat pumps: thermodynamic processes of operation, types, the COP, the combination with systems using renewable energy sources for energy integration and enhancement of energy. Energy conservation and energy efficiency in buildings Heat Island Effect and green roof (green roof) Energy efficiency in the building envelope Processes of co-generation and tri-generation Development of the course and examination oral Recommended reading download pdf files from web pages teacher handouts for specific topics 226/471 ENVIRONMENT AND CIVIL PROTECTION LEGISLATION ROBERTO OREFICINI ROSI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course intends to deepen the student's knowledge of the national and international legislation on the subject of Civil and Environmental Protection. At the same time, the structures, organization and functioning of the "public administration" linked to the discussed subject matter will be reviewed. Theoretical and practical exercises will be developed to help students familiarize with the administrative procedures and activities of environmental judicial police. Program Legal definition of the term environment and environmental right: the international scenery, the European and the Italian legislative framework. Environmental protection in the Constitution. The origins of the environmental right. The different levels of environmental management. Environmental Impact Assessment. The notion of environmental damage. Administrative and criminal legislation about the environment. Rights and legislation in civil protection. The protection of the public and private safety. declaration of the state of emergency. Legislative orders of civil protection. Recommended reading Beniamino Caravita: Diritto dell'Ambiente, Casa Editrice "Il Mulino". Students who cannot attend classes should discuss the study material with the teacher. 227/471 ENVIRONMENT REMEDIATION TECHNIQUES FRANCESCA BEOLCHINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course At the end of the course the student will be able to manage main processes for wastewater treatment and contaminated soil bioremediation Program Basic skills. Material balances. Theoretical models for reactors. Wastewater treatment. Primary treatments. Biological processes for organic carbon degradation. Nitrification. Denitrification. Nitrification/Denitrification. Biological phosphorous removal. Suspended biomass activated sludge process. Fixed biomass processes. Control parameters for such processes. Water treatment for Civil Protection. Disinfection. Potabilisation. Soil bioremediation. In situ and ex situ technologies. Bioventing. Slurry bioreactor. Control parameters for such processes. Recommended reading Metcalf & Eddy, 1991. Wastewater engineering: treatment, disposal, reuse. McGraw Hill. EPA/540/R-95/534a. Bioventing principles and practice. Environmental Protection Development September 1995 228/471 ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY MAURIZIO CIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course At the end of the course the student should know the basic metabolic and physiological aspects of micro-organisms and the techniques for their cultivation. Moreover, the student should know the role and the modalities of study of micro-organisms in the different ecological niches and their application in the recycle of biomass waste and in the remediation processes. Program Prokaryotes and eukaryotes: principles of microbial nutrition and metabolism. Microbial techniques: microscopy techniques, media for micro-organisms cultivation, sterilization techniques, techniques for micro-organisms cultivation. Microbial ecology: methodological approach to study micro-organisms in the environment (samples, isolation enrichment procedures, identification). Cultivable and non-cultivable micro-organisms. Microbial growth. Metabolic diversity of microorganisms. Microorganisms in the biogeochemical cycles (carbon, nitrogen and sulphur). Role of micro-organisms in the recycle of biomass waste and remediation of processes. Development of the course and examination Oral Recommended reading Biavati, Sorlini Microbiologia agroambientale CEA Ambrosiana, 2008 Brock Biologia dei microrganismi vol. 1-2 Microbiologia generale, Microbiologia ambientale e industriale Pearson Ed. 2012 229/471 ENVIRONMENTAL MONITORING MARIA LETIZIA RUELLO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Course contents The course is for students who want practical knowledge about how Continuous Emission Monitoring (CEM) and environmental monitoring is conducted, and how the data is analyzed from different types of monitoring programs. After completing the course, students will have - a basic understanding of CEM System and Operation - learned about both practical and theoretical aspects of environmental assessment through studies of field methods and applied statistics, as well as national and international laws and policies Objectives of the course Upon completion of the course, students should know how to: - to make distinctions between the different type of CEM systems - understand how the most common analyzers work - plan basic environmental monitoring programs and field experiments - apply theoretical and practical knowledge about sampling in both terrestrial and aquatic environments - analyze and evaluate data from different experiments and environmental monitoring programs, and from these results be able to describe and judge the status of the environment - apply national and international environmental surveillance systems Program Continuous emission monitoring programs; Status of Sampling Systems Extractive Systems; In-Situ Systems; Status of Instrumentation Systems Air Monitoring Network Assessments; Site selection; Sampling sistem collocation and Sampling Frequency; measurement and sampling techniques, particulate matter measurements; gas analysis/monitoring, , calibration, QA/QC and data ratification. Passive Monitoring; Data Management and AIRS Reporting Development of the course and examination 230/471 Oral and written presentation of a specific subject within the field of environmental monitoring (project work). Recommended reading Recommended reading: National and European. Technical regulation: http://www.minambiente.it/home_it/home_acqua.html?lang=it&Area=Acqua http://www.minambiente.it/home_it/home_aria.html?lang=it&Area=Aria http://www.minambiente.it/home_it/home_territorio.html?lang=it&Area=Territorio Supplementary reading: http://www.arpa.marche.it/doc/htm/center_flash.asp http://www.arpat.toscana.it/index.html http://www.nonsoloaria.com/index.htm 231/471 ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY ANTONIO DELL'ANNO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 10 Hours 90 Period 2^ semestre Objectives of the course Provide the basic principles and the most recent approaches for managing complex and inter-disciplinary issues needed to answer environmental sustainability objectives Program Definition and basic concepts: The concept of environmental sustainability: problems and definitions. Ecological sustainability. Sustainable development. Contrasting hypotheses. Analysis of the growing anthropogenic impact. Applications. Sustainability of environmental impact. Carrying capacity. The ecological management. Services provided by ecosystems. Evaluation of the natural capital. The key ecological paradigms (resistance, resilience, emerging properties and ecosystem borders) in the eco-sustainable of the environment. Ecosystem functioning. Global change and global ecology: Degradation of terrestrial ecosystem and of the landscape. Erosion in developing countries. Other forms of environmental degradation. Desertification, natural and anthropogenic deserts. Deforestation, typologies of forests, ecological role of forests. Environmental destruction. Human ecology. Human populations and urban growth. Air pollution. Water and ocean pollution. Case studies: Anthropogenic impact and climate change; Air quality: the case of the Amazon forest. Water cycle and water resources. Availability and quality of water: the case of NY. Agriculture and sustainable yields. Biological resources. Food quality and the sustainability of fisheries. The case of the management of fisheries in W-Africa. The aesthetic and recreational value of the environment: the case of coral reefs. Biodiversity of terrestrial and aquatic ecosystems and the production of goods and services for humans. Model of sustainable development of forest resources: the case of Canadian forests. Effects o the application of the "precautionary principle". Sustainability and conservation, sustainability and environmental recovery. Actions in USA. Strategic approach to the use of the natural resources: 232/471 Analysis of multiple impacts in the multiple environmental dimensions. Indicators of sustainable development. Sustainable use of the resources. Ecological footprint. Footprint and Emergy. Planning the use of resources. Recycling and re-use. Sustainable management of biological resources (renewable). Driving forces, pressure, environmental health. Agriculture, Constructions, Energy, Use of non-renewable resources. Indicators of development. Definitions and individuation of the priority resources. Strategies for the abatement of the impact due to the use of resources. Environmental sustainability: Ecological approach in the political and social decisions. Impact of economical transformation and globalization of ecosystems. Cost-benefit analysis of these actions. Perspectives for the 2050, Global carrying capacity of the Earth. Biophysical characterization. Ecology of the world health. Then problem of disparities. Competitions and conflicts. Ecological priorities and prognosis. Recommended reading Duplicated lecture notes G. Bologna (2008) Manuale della sostenibilità. Idee, concetti, nuove discipline capaci di futuro. Saggistica e manuali, Edizioni Ambiente. J. Lemons, L. Westra, R. Goodland (1998) Ecological sustainability and integrity: concepts and approaches. Kluwer academic Publishers. C. H. Southwick (1996) Global ecology in human perspective. Oxford university Press N. Chambers, C. Simmons, M. Wackernagel (2000) Sharing nature’s interest: ecological footprints as an indicator of sustainability. Earthscan, London and Sterlin, VA. 233/471 ENVIRONMENTAL TECHNICAL PHYSICS PAOLO PRINCIPI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites taken the exam of physics Program Heat and Mass Transfer The importance of heat transfer, the fundamental concepts and the basic modes of heat transfer. The Fourier low of conduction and the general heat conduction equation. The thermal conductivity. Steady state heat conduction in one dimension. The fundamental low of convection, The Newton low the boundary layer concept. Forced convection and natural convection. Heat transfer by radiation, the Stefan-Boltzmann low, black body radiation, Radiation from real surfaces and ideal grey surfaces. Combined heat transfer. Heat loss calculation between indoors and outdoors in a building. THERMODYNAMICS The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. Thermal comfort. Reversed Cycles, the reversed Carnot Cycle, Unit for refrigerating effect. Two phase systems of a pure substances, Thermodynamic surface in p,v,T coordinates. Heat and moisture air, composition of air, the use of psychrometric chart ENVIRONMENTAL CRITERIA the phenomenon of steam diffusion, temperature and saturation pressure, partial steam pressure , comparison between the diagrams, The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. graphical method and analytical methods of analyses, THERMAL COMFORT physiological comfort, environmental comfort, thermohygrometric comfort. Human body as a thermodynamic system, the exchange of mass and energy, equation of comfort, energy balance of human body, Fanger and Gagge theories, metabolism, unit non-conventional (meth, clo), heat transfer by heat sensible and latent, inner and outer, the indices of comfort. 234/471 RENEWBLE ENERGIES: their use, solar energy, active and passive solar systems, solar flat collector, FV, wind energy, biomass. Heat and Mass Transfer The importance of heat transfer, the fundamental concepts and the basic modes of heat transfer. The Fourier low of conduction and the general heat conduction equation. The thermal conductivity. Steady state heat conduction in one dimension. The fundamental low of convection, The Newton low the boundary layer concept. Forced convection and natural convection. Heat transfer by radiation, the Stefan-Boltzmann low, black body radiation, Radiation from real surfaces and ideal grey surfaces. Combined heat transfer. Heat loss calculation between indoors and outdoors in a building. THERMODYNAMICS The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. Thermal comfort. Reversed Cycles, the reversed Carnot Cycle, Unit for refrigerating effect. Two phase systems of a pure substances, Thermodynamic surface in p,v,T coordinates. Heat and moisture air, composition of air, the use of psychrometric chart ENVIRONMENTAL CRITERIA the phenomenon of steam diffusion, temperature and saturation pressure, partial steam pressure , comparison between the diagrams, The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. graphical method and analytical methods of analyses, THERMAL COMFORT physiological comfort, environmental comfort, thermohygrometric comfort. Human body as a thermodynamic system, the exchange of mass and energy, equation of comfort, energy balance of human body, Fanger and Gagge theories, metabolism, unit non-conventional (meth, clo), heat transfer by heat sensible and latent, inner and outer, the indices of comfort. RENEWBLE ENERGIES: their use, solar energy, active and passive solar systems, solar flat collector, FV, wind energy, biomass. Heat and Mass Transfer The importance of heat transfer, the fundamental concepts and the basic modes of heat transfer. The Fourier low of conduction and the general heat conduction equation. The thermal conductivity. Steady state heat conduction in one dimension. The fundamental low of convection, The Newton low the boundary layer concept. Forced convection and natural convection. Heat transfer by radiation, the Stefan-Boltzmann low, black body radiation, Radiation from real surfaces and ideal grey surfaces. Combined heat transfer. Heat loss calculation between indoors and outdoors in a building. THERMODYNAMICS The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. Thermal comfort. Reversed Cycles, the reversed Carnot Cycle, Unit for refrigerating effect. Two 235/471 phase systems of a pure substances, Thermodynamic surface in p,v,T coordinates. Heat and moisture air, composition of air, the use of psychrometric chart ENVIRONMENTAL CRITERIA the phenomenon of steam diffusion, temperature and saturation pressure, partial steam pressure , comparison between the diagrams, The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. graphical method and analytical methods of analyses, THERMAL COMFORT physiological comfort, environmental comfort, thermohygrometric comfort. Human body as a thermodynamic system, the exchange of mass and energy, equation of comfort, energy balance of human body, Fanger and Gagge theories, metabolism, unit non-conventional (meth, clo), heat transfer by heat sensible and latent, inner and outer, the indices of comfort. RENEWBLE ENERGIES: their use, solar energy, active and passive solar systems, solar flat collector, FV, wind energy, biomass. Heat and Mass Transfer The importance of heat transfer, the fundamental concepts and the basic modes of heat transfer. The Fourier low of conduction and the general heat conduction equation. The thermal conductivity. Steady state heat conduction in one dimension. The fundamental low of convection, The Newton low the boundary layer concept. Forced convection and natural convection. Heat transfer by radiation, the Stefan-Boltzmann low, black body radiation, Radiation from real surfaces and ideal grey surfaces. Combined heat transfer. Heat loss calculation between indoors and outdoors in a building. THERMODYNAMICS The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. Thermal comfort. Reversed Cycles, the reversed Carnot Cycle, Unit for refrigerating effect. Two phase systems of a pure substances, Thermodynamic surface in p,v,T coordinates. Heat and moisture air, composition of air, the use of psychrometric chart ENVIRONMENTAL CRITERIA the phenomenon of steam diffusion, temperature and saturation pressure, partial steam pressure , comparison between the diagrams, The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. graphical method and analytical methods of analyses, THERMAL COMFORT physiological comfort, environmental comfort, thermohygrometric comfort. Human body as a thermodynamic system, the exchange of mass and energy, equation of comfort, energy balance of human body, Fanger and Gagge theories, metabolism, unit non-conventional (meth, clo), heat transfer by heat sensible and latent, inner and outer, the indices of comfort. RENEWBLE ENERGIES: their use, solar energy, active and passive solar systems, solar flat collector, FV, wind energy, biomass. 236/471 Heat and Mass Transfer The importance of heat transfer, the fundamental concepts and the basic modes of heat transfer. The Fourier low of conduction and the general heat conduction equation. The thermal conductivity. Steady state heat conduction in one dimension. The fundamental low of convection, The Newton low the boundary layer concept. Forced convection and natural convection. Heat transfer by radiation, the Stefan-Boltzmann low, black body radiation, Radiation from real surfaces and ideal grey surfaces. Combined heat transfer. Heat loss calculation between indoors and outdoors in a building. THERMODYNAMICS The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. Thermal comfort. Reversed Cycles, the reversed Carnot Cycle, Unit for refrigerating effect. Two phase systems of a pure substances, Thermodynamic surface in p,v,T coordinates. Heat and moisture air, composition of air, the use of psychrometric chart ENVIRONMENTAL CRITERIA the phenomenon of steam diffusion, temperature and saturation pressure, partial steam pressure , comparison between the diagrams, The calculation of condensation risk, vapour resistivity, surface and interstitial condensation. graphical method and analytical methods of analyses, THERMAL COMFORT physiological comfort, environmental comfort, thermohygrometric comfort. Human body as a thermodynamic system, the exchange of mass and energy, equation of comfort, energy balance of human body, Fanger and Gagge theories, metabolism, unit non-conventional (meth, clo), heat transfer by heat sensible and latent, inner and outer, the indices of comfort. RENEWBLE ENERGIES: their use, solar energy, active and passive solar systems, solar flat collector, FV, wind energy, biomass. Recommended reading Çengel Y.A., Termodinamica e Trasmissione del Calore - seconda edizione, McGraw-Hill Companies srl, Milano, 2005 237/471 ETHOLOGY STEFANIA PUCE Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Objectives of the course At the end of the course the student should have the ability to analyze the animal behaviour following the scientific method. Program Animal behaviour in evolutional perspective. Instinct and learned behaviour. Evolutional base of the instinct and the learned behaviour. Genetic base of the behaviour. Nervous system and behaviour. Historic evolution of the behaviour. Behavioural ecology. Habitat selection strategies -active selection -migration -territoriality. Trophic strategies -diet -catch methods -competition. Antipredatory strategies 238/471 -mimicry -defence methods. Reproduction strategies -sexual and asexual reproduction -R and K strategies -sexual selection -monogamy and polygamy -polyandry. Social behaviour -sociality cost and benefit -altruist behaviour evolution -eusocial organisms. Human ethology. Recommended reading Alcock, Etologia, un approccio evolutivo. Zanichelli 239/471 ETOLOGIA STEFANIA PUCE Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso lo studente dovrà avere acquisito la capacità di analizzare i comportamenti animali secondo il metodo scientifico Programma Il comportamento animale in chiave evoluzionistica Istinti e comportamento appreso Le basi evolutive degli istinti e del comportamento appreso Le basi genetiche del comportamento Sistema nervoso e comportamento L’evoluzione storica del comportamento Ecologia comportamentale Strategie nella scelta dell’habitat Scelte attive Migrazioni Territorialità Strategie alimentari Diete Tecniche di cattura Competizione Strategie antipredatorie 240/471 Mimetismo Tattiche di difesa Strategie riproduttive Riproduzione sessuale e asessuale Strategie R e K Selezione sessuale Monogamia e poligamia Poliandria Comportamento sociale Costi e benefici della socialità Evoluzione del comportamento altruista Organismi eusociali Cenni di etologia umana Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Alcock, Etologia, un approccio evolutivo. Zanichelli 241/471 EVOLUTIONARY BIOLOGY OF MARINE VERTEBRATES VINCENZO CAPUTO BARUCCHI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites A basic knowledge of genetics, zoology and ecology is required Objectives of the course At the end of the formative way the student will have to know the main experimental and analytical methods to evaluate how some biological processes like mutation, selection, migration and drift produce evolutionary change. Furthermore the student will have to master some software packages for the phylogenetic reconstruction. Program 1) The coming of the modern evolutionary thought. Darwin and the natural selection; the neodarwinism and the “new synthesis”; phyletic gradualism vs punctuated equilibria; the neutral theory of molecular evolution. 2) Classification and evolution. Definitions and examples of taxonomic characters (morphological vs molecular; general vs special adaptations); taxonomic schools (numerical taxonomy, cladistics and evolutionary taxonomy); softwares for phylogenetic reconstruction (PAUP, PHYLIP). 3) Microevolution. The Hardy-Weinberg principle; gene flow and drift; species concepts; geographic variation and speciation; speciation in marine environment; stock concepts and fishery management; bases of biogeography. 4) Macroevolution. Omeotic genes and body plan organisation; the origin of the high order taxa; evolutionary trends and mass extinction. Bony fishes as an example of primary radiation in aquatic environment: origin and evolution; biological and ecological traits of marine species. Marine reptiles (turtles) and Mammals (sirenians, pinnipeds and cetaceans) as examples of ricolonisation of aquatic environment from terrestrial ancestors: origin and evolution; biological and ecological traits of extant species and conservation problems. Recommended reading 242/471 Balletto E., 1995. Zoologia evolutiva. Zanichelli. Berta A., Sumich J. L., 2001. Marine mammals. Evolutionary biology. Academic Press. Freeman S., Herron J. C., 2004. Evolutionary analysis. Third edition. Prentice Hall. Ridley M., 2004. Evolution. Third edition. Blackwell Scientific Publications. 243/471 FARMACOLOGIA STEFANO BOMPADRE Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza di fisica, chimica, biochimica e fisiologia generale. Risultati di apprendimento attesi Lo studente alla fine del corso sarà in grado di: Descrivere i più comuni principi attivi delle principali classi di farmaci. Spiegare il meccanismo di azione delle principali classi di farmaci. Descrivere gli effetti avversi più comuni e le interazione fra farmaci delle principali classi e dei singoli principi attivi all'interno di queste classi. Descrivere i più comuni farmaci d'abuso e le tecniche più comunemente utilizzate per la rilevazione delle droghe nei campioni biologici Programma Farmacocinetica: vie di somministrazione. Assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione. Trasporto attraverso le barriere biologiche. Escrezione renale ed extrarenale dei farmaci. Parametri farmacocinetici: biodisponibilità, volume apparente di distribuzione, emivita plasmatica, clearance. Farmacodinamica: recettori, meccanismi di azione dei farmaci: siti recettoriali, recettori e ligandi endogeni. Curve concentrazione-risposta. Agonisti completi, agonisti parziali, antagonisti e agonisti inversi. Sensibilizzazione e la tolleranza ai farmaci. Indice terapeutico Agenti del sistema nervoso autonomo, adrenergici, colinergici, agonisti dopaminergici e antagonisti. Anestetici generali e locali, sedativi ansiolitici, antidepressivi, farmaci anti-infiammatori non steroidei (FANS). Glicosidi cardiaci, ACE-inibitori. Vasodilatatori, diuretici, calcio-antagonisti, antiepilettici ed antiaritmici, penicilline, cefalosporine, tetracicline, macrolidi, fluorochinoloni, aminoglicosidi, sulfamidici. 244/471 Le principali sostanze d'abuso. Principi sulle tecniche più comunemente utilizzate per la rilevazione di droghe e sostanze d'abuso nei campioni biologici Testi consigliati R. D. Howland; M.J. Mycek, Le basi della Farmacologia, Zanichelli 245/471 FIRE PREVENTION AND INDUSTRIAL RISK CONTROL DINO POGGIALI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Base knowledge on organic and inorganic chemical Objectives of the course Recognize the risks of fire in work places and life ambients and identify safety measures to apply for prevent fire losses and limit the effects on people and envoirement Program A-GOALS AND FOUNDATIONS OF FIRE PREVENTION: What is to prevent fires, The process of combustion, burning of combustible materials, solid liquid and gaseous ignition processes, products and effects of Combustion, The development and spread of combustion: mathematical models , The explosions of steam, gas and dust and explosive atmospheres (ATEX), fire risk analysis, fire prevention measures to reduce the likelihood of fire, measures for fire prevention B-TECHNOLOGY OF EQUIPMENT AND FACILITIES FOR FIRE PROTECTION: Fire integrity of structures - compartment, reaction to fire materials, Distances security systems emergency exits. C- TECHNOLOGY FOR FIRE PROTECTION: automatic fire detection systems and fire alarm, fire extinguishing substances and portable fire extinguishers, Means and plants with extinction fixed firefighting teams and emergency planning D-TECHNICAL RULES OF FIRE PREVENTION AND THEIR APPLICATION: Key elements of law on fire prevention and fire safety in workplaces E- FIRE SAFETY ENGINEERING: theory and exercises F-APPLICATIONS: Exercises for solving problems arising from the implementation of technical criteria of fire prevention on specific practical examples Recommended reading 246/471 Poggiali-Zuccaro “Analisi del rischio incendio” EPC Libri Calciolai - Ponticelli "Resistenza al fuoco delle costruzioni" Collana Antincendio e Sicurezza - UTET SCIENZE TECNICHE Paola - Monopoli "Pianificazione delle emergenze nei luoghi di lavoro" Collana Antincendio e Sicurezza - UTET SCIENZE TECNICHE 247/471 FISHERY BIOLOGY MARIO MORI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course The syllabus aims to develop the topics and aspects of systematic, bio-ecology of the main species fished in the Mediterranean and the stock assessment. Program Evolution of the fishing gear. Overfishing in the Oceans and in the Mediterranean Sea. The role of fisheries biologists in the marine resources management. Description of the most important Mediterranean fish. Description of the main fishing gear used in the Mediterranean and nets selectivity. The effect of fishing on marine ecosystems. Parameters of the fish populations: meristic characters, size frequency, sex-ratio, age determination from skeletal structures (scales and otoliths) and indirect age determination (Peterson and Battacharya methods and tagging), linear growth rate and Von Bertalanffy’s equation, maturity stages, size at first maturity, fecundity (total and partial spawners, gonad somatic index and parasites. Qualitative assessments of food intake from stomach content analyses. Stock definition: unit stocks, migrations and stock differentiation. Stock parameters: increasing and decreasing factors; the Russel equation (age/size, recruitment, natural and fishing mortality). Fishing effort and catch per unit effort (C.P.U.E.). Mathematical models for stock assessment: holistic (Schaefer) and analytical (VPA) models. Direct models for assessing resources: the trawl-survey, echo-survey, eggs and larvae. Examples of rational management of fisheries resources. The course will show different PC software useful in research on fisheries biology. Recommended reading Bombace G., Lucchetti A., 2011. Elementi di Biologia della pesca. Edagricole Bologna 248/471 FISICA FRANCESCO SPINOZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di matematica (rappresentazione cartesiana, equazioni e sistemi di primo e secondo grado, funzioni geometriche semplici, trigonometria elementare); conoscenza del metodo scientifico; conoscenze di chimica di base (atomo, molecola, legame chimico). Risultati di apprendimento attesi Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali di fisica utili per identificare, comprendere ed interpretare i fenomeni naturali. Il corso è centrato sulla fisica teorica e sperimentale di base e copre la parte di fisica fondamentale necessaria per fornire una solida base scientifica a studi di tipo interdisciplinare. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di riconoscere su quali principi fisici fondamentali sono basati i principali fenomeni che riguardano la biologia, la biofisica, le scienze della vita, e le scienze dell’atmosfera e dell’ambiente Programma Introduzione Metodo scientifico. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni vettoriali. Cinematica Vettore spostamento. Velocità media ed istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto circolare uniforme. Velocità angolare Moto circolare non uniforme. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto parabolico. Dinamica Concetto di forza. Principio di inerzia. Secondo principio della dinamica. Terzo principio della dinamica. Forza peso. Legge di Hooke. Composizione delle forze. Forze di contatto. Tensione. Macchina di Atwood. Forza gravitazionale. Altre forze in natura. Attrito statico e dinamico. Esempi di moti in presenza di attrito. Sistemi non inerziali e forze apparenti. Sistemi di più particelle. Centro di massa. Posizione, velocità e accelerazione del centro di massa. Forze interne ed esterne. Quantità di moto. Principio di conservazione della quantità di moto. Esempi notevoli sulla conservazione 249/471 della quantità di moto. Forze impulsive. Lavoro. Teorema dell’energia cinetica. Potenza. Campi scalari e vettoriali. Convenzione di Faraday. Campo conservativo. Energia potenziale. Principio di conservazione dell’energia meccanica. Forze dissipative. Energia potenziale gravitazione ed elastica. Urti elastici. Urti con cattura. Momento della forza. Equilibrio statico. Esempi notevoli di equilibrio statico. Momento angolare e momento d’inerzia. Principio di conservazione del momento angolare. Fluidi Densità e viscosità di un fluido. Pressione e principio di Pascal. Legge di Stevin. Principio di Archimede. Fluidi in moto stazionario. Legge di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Moto laminare. Legge di Poiseille. Termodinamica Equilibrio termico. Temperatura e scale di temperatura. Coordinate termodinamiche. Stati termodinamici. Gas ideale. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni quasistatiche. Calore e lavoro. Pressione di opposizione e lavoro di espansione-compressione. Calori specifici a P e V costante. Esperimento di Joule. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni isocora, isobara e isoterma. Adiabatica reversibile. Leggi di Poisson. Enunciati del secondo principio della termodinamica. Ciclo di Carnot. Rendimento di un ciclo di Carnot. Entropia. Disuguaglianza di Clausius. Espansione libera di un gas. Entropia e disordine. Esempi notevoli di cicli termodinamici. Ciclo Otto. Carica elettrica, campo elettrico e potenziale elettrico. Teorema di Gauss. Particelle cariche in campo elettrico. Fenomeni elettrici e magnetici Conduttori ed isolanti. Condensatori. Corrente elettrica e leggi di Ohm. Circuiti elementari. Campo magnetico e sue proprietà. Particelle cariche in campo magnetico. Campo elettromagnetico. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame La prova di valutazione finale consiste in una prova scritta (o due prove per itinere) ed in una prova orale in cui verrà anche valutata la relazione scritta relativa alle esperienze svolte durante il laboratorio didattico. Testi consigliati Giambattista, Richardson, Richardson, "Fisica Generale. Principi e applicazioni", McGraw-Hill, 2008. 250/471 FISICA (A-L) FRANCESCO SPINOZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di matematica (rappresentazione cartesiana, equazioni e sistemi di primo e secondo grado, funzioni geometriche semplici, trigonometria elementare); conoscenza del metodo scientifico; conoscenze di chimica di base (atomo, molecola, legame chimico). Risultati di apprendimento attesi Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali di fisica utili per identificare, comprendere ed quantificare i fenomeni biologici. Il corso è centrato sulla fisica teorica e sperimentale di base e copre la parte di fisica fondamentale necessaria per fornire una solida base scientifica a studi di tipo interdisciplinare. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di riconoscere su quali principi fisici fondamentali sono basati i principali fenomeni le scienze della vita. Programma Introduzione Metodo scientifico. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni vettoriali. Cinematica Vettore spostamento. Velocità media ed istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto circolare uniforme. Velocità angolare Moto circolare non uniforme. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto parabolico. Dinamica Concetto di forza. Principio di inerzia. Secondo principio della dinamica. Terzo principio della dinamica. Forza peso. Legge di Hooke. Composizione delle forze. Forze di contatto. Tensione. Macchina di Atwood. Forza gravitazionale. Altre forze in natura. Attrito statico e dinamico. Esempi di moti in presenza di attrito. Sistemi non inerziali e forze apparenti. Sistemi di più particelle. Centro di massa. Posizione, velocità e accelerazione del centro di massa. Forze interne ed esterne. Quantità di moto. Principio di conservazione della quantità di moto. Esempi notevoli sulla conservazione della quantità di moto. Forze impulsive. Lavoro. Teorema dell’energia cinetica. Potenza. Campi 251/471 scalari e vettoriali. Convenzione di Faraday. Campo conservativo. Energia potenziale. Principio di conservazione dell’energia meccanica. Forze dissipative. Energia potenziale gravitazione ed elastica. Urti elastici. Urti con cattura. Momento della forza. Equilibrio statico. Esempi notevoli di equilibrio statico. Momento angolare e momento d’inerzia. Principio di conservazione del momento angolare. Fluidi Densità e viscosità di un fluido. Pressione e principio di Pascal. Legge di Stevin. Principio di Archimede. Fluidi in moto stazionario. Legge di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Moto laminare. Legge di Poiseille. Termodinamica Equilibrio termico. Temperatura e scale di temperatura. Coordinate termodinamiche. Stati termodinamici. Gas ideale. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni quasistatiche. Calore e lavoro. Pressione di opposizione e lavoro di espansione-compressione. Calori specifici a p e V costante. Esperimento di Joule. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni isocora, isobara e isoterma. Adiabatica reversibile. Leggi di Poisson. Enunciati del secondo principio della termodinamica. Ciclo di Carnot. Rendimento di un ciclo di Carnot. Entropia. Disuguaglianza di Clausius. Espansione libera di un gas. Entropia e disordine. Esempi notevoli di cicli termodinamici. Ciclo Otto. Fenomeni elettrici e magnetici Carica elettrica, campo elettrico e potenziale elettrico. Teorema di Gauss. Particelle cariche in campo elettrico. Conduttori ed isolanti. Condensatori. Corrente elettrica e leggi di Ohm. Circuiti elementari. Campo magnetico e sue proprietà. Particelle cariche in campo magnetico. Campo elettromagnetico. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame La prova di valutazione finale consiste in una prova scritta (o due prove per itinere) ed in una prova orale in cui verrà anche valutata la relazione scritta relativa alle esperienze svolte durante il laboratorio didattico. Testi consigliati Giambattista, Richardson, Richardson, "Fisica Generale. Principi e applicazioni", McGraw-Hill, II edizione, 2012. 252/471 FISICA (M-Z) PAOLO MARIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di matematica (rappresentazione cartesiana, proporzionalita' diretta e inversa, equazioni di primo e secondo grado, funzioni geometriche semplici, trigonometria elementare); conoscenza del metodo scientifico; conoscenze di chimica di base (atomo, molecola, legame chimico). Risultati di apprendimento attesi Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali di fisica utili per identificare, comprendere ed interpretare i fenomeni biologici. Il corso è centrato sulla fisica teorica e sperimentale di base, e copre la parte di Fisica fondamentale necessaria per fornire una solida base scientifica a studi di tipo interdisciplinare. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di riconoscere su quali principi fisici fondamentali sono basati sia i principali fenomeni biologici che alcune tecniche sperimentali di base usate nelle Scienze Biologiche. Programma Introduzione ai metodi della Fisica. Grandezze fisiche e misurazioni. Elementi di cinematica. Dinamica: leggi di Newton, esempi notevoli di forze. Centro di massa, quantita' di moto e conservazione. Lavoro ed energia, conservazione dell'energia meccanica. Momento angolare e momento della forza, conservazione del momento angolare. Equilibrio dei corpi. Moto armonico. Meccanica dei fluidi ideali e reali. Meccanica dei fluidi nei sistemi biologici. Superfici, interfacce e membrane. Tensione superficiale, capillarita'. Diffusione ed osmosi. Introduzione allo studio delle membrane biologiche. Sistemi termodinamici. Gas perfetti e reali. Teoria cinetica. Calore, lavoro, energia interna. Trasformazioni termodinamiche. Primo e secondo principio della termodinamica. Entropia. Energie libere di Gibbs e di Helmholtz. Carica elettrica, campo elettrico e potenziale elettrico. Teorema di Gauss. Particelle cariche in campo elettrico. Conduttori ed isolanti. Condensatori. Corrente elettrica e leggi di Ohm. Circuiti elementari. Fenomeni elettrici nei sistemi biologici. Campo magnetico e sue proprieta'. Particelle cariche in campo magnetico. Proprieta' magnetiche della materia. Campo elettromagnetico, equazioni di Maxwell, onde elettromagnetiche. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame 253/471 Scritto e orale. La prova di valutazione finale consistera' in una prova scritta (o due prove per itinere), nella valutazione della relazione scritta relativa alle esperienze svolte in laboratorio ed in una prova orale. La prova orale serve a dimostrare la capacità di esporre correttamente i concetti fondamentali della fisica di base, mediante uso appropriato della terminologia e dei relativi metodi matematici, la capacità di applicare tali concetti a casi pratici, con particolare riguardo ai sistemi biologici, e di risolvere semplici problemi. Testi consigliati - Giambattista, Richardson, Richardson, "Fisica Generale. Principi e applicazioni", McGraw-Hill, 2008. 254/471 FISICA TECNICA AMBIENTALE PAOLO PRINCIPI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Fisica Risultati di apprendimento attesi Il corso di Fisica Tecnica Ambientale ha l´obiettivo di far acquisire allo studente conoscenze di base delle modalità di trasferimento del calore attraverso i solidi, i liquidi ed i gas e della termodinamica, con particolare enfasi al comportamento dei gas ideali, del vapore, delle sostanze pure e dell´aria umida. Attraverso gli elementi acquisiti lo studente sarà introdotto allo studio delle condizioni di comfort ambientali di tipo termoigrometrico con lo scopo di fare acquisire metodiche di analisi teorica e di indagine di laboratorio, destinate a controllare l´interazione tra l´individuo e l´ambiente Programma Sistemi di unità di misura: Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI). Sistema tecnico. Parametri caratteristici della termodiamica. Unità di misura non convenzionali. TRASMISSIONE DEL CALORE Introduzione: termodinamica e trasmissione del calore, modalità di trasmissione del calore Conduzione termica in regime stazionario: Il fenomeno fisico della conduzione, campo di temperatura e legge di Fourier, conducibiltà termica dei materiali, parametri che influenzano il valore della conducibilità termica, metodo di misura, equazione generale della conduzione, condizioni ai limiti spazio-temporali. Conduzione monodimensionale in assenza di sorgenti 255/471 termiche, pareti a simmetria piana, pareti piane stratificate con materiali omogenei ed eterogenei, gli isolanti termici, parete a simmetria cilindrica, campo di temperatura, metodo analitico e metodo grafico. Equazioni della convezione: caratteri della convezione termica, convezione naturale e forzata, il coefficiente di scambio termico convettivo, la legge di Newton, la convezione forzata, flusso di aria forzato parallelo a piastra piana calda. gli strati limitedi velocità e di temperatura, numero di Nusselt, effetti di turbolenza. e numeri di Reynolds e Prandtl. Regime turbolento. Correlazioni per il calcolo dei coefficienti di attrito e di scambio termico. Irraggiamento: il fenomeno fisico dell’irraggiamento termico, grandezze fondamentali, la radiazione termica, emissione termica del corpo nero, legge di Stefan Boltzmann, potere emissivo monocromatico, legge dello spostamento di Wien, emissione delle superfici reali, l’emissività, i coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione, riflessione speculare e diffusa, legge di Kirchhoff, caratteristiche dell´irraggiamento ambientale,la radiazione solare, fenomeni in atmosfera, scambio termico per radiazione, fattori di vista, irraggiamento tra superfici nere e grigie, cavità.. Meccanismi combinati di scambio termico: strutture stratificate con materiali omogenei, eterogenei, miste, conduttanza, resistenza, trasmittanza. Trasmittanza di pareti complesse sia verticali che orizzontali, flusso di calore discendente ed ascendente, metodi di risoluzione dei problemi di scambio termico, utilizzo della normativa UNI-CTI. I ponti termici: ponti termici di forma e di struttura, coefficiente di eterogeneità di temperatura superficiale, coefficienti lineici, correzione dei ponti termici, cacolo della dispersione attraverso i ponti termici. Comportamento termico dell’edificio: materiali per l´isolamento termico, classificazione, rinnovo dell’aria, orientamento dell’edificio, calcolo della dispersione termica degli ambienti, temperatura dei locali non riscaldati, TERMODINAMICA Sistemi termodinamici: grandezze e trasformazioni, conservazione della massa, lavoro in un sistema chiuso, lavoro in un sistema aperto. Richiami: primo principio della termodinamica, secondo principio della termodinamica, gas ideali. Proprietà termodinamiche delle sostanze pure: Fasi di un corpo e cambiamenti di fase, rappresentazioni grafiche dei vari stati di una sostanza pura, la superficie p-v-T, diagrammi (p, T), (p, v), (T, s), costruzione dei diagrammi dei vapori. Miscele di aeriformi ed aria umida: Miscele di gas, miscele di gas reali, proprietà termodinamiche dell'aria umida, diagrammi psicrometrici, temperatura a bulbo asciutto, temperatura a bulbo bagnato, umidità specifica, umidità relativa, entalpia specifica, volume specifico, diagramma Carrier dell'aria umida, misure dell'aria umida, trasformazioni tecniche, riscaldamento sensibile, raffreddamento sensibile, umidificazione adiabatica, umidificazione isoterma, deumidificazione, trasformazioni termodinamiche. Cicli inversi a vapore: ciclo a semplice compressione (frigorifero ed a pompa di calore), fluidi frigorigeni. 256/471 CRITERI AMBIENTALI Analisi igrotermica: il fenomeno della diffusione del vapore, temperatura e pressione di saturazione, pressione parziale del vapore, confronto fra i diagrammi, metodo grafico e metodo analitico, condensa superficiale, condensa interstiziale, fenomeni collegati, soluzione del problema. Benessere ambientale: benessere fisiologico, benessere ambientale, benessere: termoigrometrico, corpo umano come sistema termodinamico, scambio di massa e di energia, equazione del benessere, bilancio energetico, metabolismo, unità di misura non convenzionali (met, clo), scambio termico per calore sensibile e latente, interno ed esterno, gli indici del benessere. Risparmio energetico e fonti di energia rinnovabile: sistemi solari attivi e passivi, collettori solari termici (Efficienza del Collettore solare piani ) e fotovoltaici, l´eolico, le biomasse, Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale. Durante il corso sono previste due prove scritte parziali, la prima in itinere e la seconda alla fine delle lezioni. Chi non supera la prima prova scritta parziale deve sostenere una 257/471 prova scritta totale. Chi supera la prima prova scritta parziale ma non la seconda parziale, può ripetere quest’ultima prova negli altri appelli. In tutti gli appelli è comunque prevista una prova scritta totale. Solo chi supera o le due prove scritte parziali o la prova scritta totale può sostenere la prova orale. Durante la prova orale è necessario presentare e discutere la relazione sull’attività di laboratorio. Testi consigliati Çengel Y.A., Termodinamica e Trasmissione del Calore - seconda edizione, McGraw-Hill Companies srl, Milano, 2005. 258/471 FISIOLOGIA DEGLI ORGANISMI MARINI ROSAMARIA FIORINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Programma - L'ambiente acquatico ed osmoregolazione - Scambi gassosi e bilancio acido-base - Muscoli e movimento - Alimentazione e digestione - Escrezione - Produzione ed utilizzo di energia - La percezione dell’ambiente - Adattamenti all’ambiente Testi consigliati Poli A,. Fabbri E. “Fisiologia degli animali marini” EdiSES 2012 Somero G.H., Hochachka P.W.“Biochemical Adaptation, mechanism and process in physiological evolution”, Oxford University Press. Dantzler W.H. ”Comparative Physiology”, Oxford University Press. 259/471 FISIOLOGIA GENERALE (A-L) PAOLO MIGANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Per seguire il corso di Fisiologia Generale gli studenti devono avere conoscenze di Matematica, Fisica, Chimica ed Anatomia Comparata, al livello delle corrispondenti materie presenti nel corso di Scienze Biologiche. Sarebbero inoltre utili conoscenze di base di Biochimica. Risultati di apprendimento attesi Il corso di Fisiologia Generale si propone di fornire gli studenti di - conoscenze di base sulle strutture e funzioni specifiche dei vari organi ed apparati degli organismi animali, con particolare riferimento ai Vertebratii; - conoscenze delle applicazioni delle leggi fisiche e fisico-chimiche nei meccanismi degli organi ed apparati di cui sopra; - conoscenze dei metodi teorici e delle principali metodiche pratiche per lo studio dei fenomeni del campo della Fisiologia. Programma Finalità e metodi teorici e pratici della Fisiologia Generale. Organizzazione morfofunzionale del Sistema Nervoso Centrale e dell´apparato neuro-muscolare. Caratteristiche strutturali e funzionali delle membrane delle cellule eccitabili. Campo elettrico e potenziale di membrana. Potenziale elettrochimico. Composizione ionica dei liquidi intra ed extracellulari e potenziale di equilibrio. Caratteristiche di permeabilità delle membrane, pompe ioniche. Potenziale d´azione. Modelli elettrici di membrane eccitabili, conduttanze ioniche di membrana, canali voltaggio-dipendenti e genesi del potenziale d´azione. Trasmissione a distanza del potenziale d´azione. Apparato sensoriale: struttura e caratteristiche funzionali. Recettori sensoriali. Organi di senso specializzati in Vertebrati ed invertebrati acquatici. 260/471 Sinapsi elettriche e chimiche. Trasmettitori sinaptici, recettori sinaptici di membrana. Potenziali post-sinaptici eccitatorii ed inibitorii. Integrazione funzionale in circuiti nervosi. Muscolatura liscia e striata: caratteristiche morfofunzionali. Ruolo del muscolo scheletrico nel movimento e nella postura. Struttura del muscolo scheletrico: costituenti biochimici e composizione dell´unità funzionale (sarcomero). Placca (sinapsi) neuromuscolare e comando nervoso. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Modello della contrazione a livello molecolare. Natura e ruolo delle componenti visco-elastiche nella contrazione. Nuoto, locomozione e postura nei Vertebrati. Apparato circolatorio: caratteristiche morfologiche e adattamenti funzionali in Vertebrati ed invertebrati. Caratteristiche funzionali dei tessuti contrattili cardiaci. Eventi meccanici ed elettrici del ciclo cardiaco. Struttura macro e microscopica dei vasi sanguigni, fisica della circolazione ed emodinamica. Regolazione funzionale dei parametri emodinamici: variazioni fisiologiche, regolazione intrinseca. Regolazione estrinseca: struttura del sistema nervoso autonomo, riflessi cardiovascolari integrati. Apparato respiratorio: caratteristiche morfologiche e adattamenti funzionali in Vertebrati e invertebrati. Meccanica dei sistemi polmonati (polmoni, vie aeree e gabbia toracica): ciclo respiratorio, automatismo e regolazione chimica. Scambi gassosi a livello branchiale/alveolare e tissutale. Fisico-chimica degli scambi gassosi attraverso gli epiteli.Trasporto sanguigno dei gas respiratori. Caratteristiche strutturali e funzionali della(e) emoglobina(e) e di altri pigmenti respiratorii. Apparato renale in Vertebrati e invertebrati: caratteristiche morfologiche e adattamenti funzionali. Filtrazione glomerulare: caratteristiche fisiche; misura e significato della clearance di sostanze d´interesse renale. Riassorbimento tubulare. Trasporto di sostanze in soluzione in strutture cellulari e caratteristiche dei trasportatori di membrana. Riassorbimento obbligato e facoltativo dell´acqua. Il pH dei liquidi fisiologici. Sistemi tampone nei liquidi intra/extracellulari. Variazioni fisiologiche e patologiche del pH e regolazione renale delle stesse. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova scritta e prova orale. Testi consigliati . Vari autori (a cura di E. D'Angelo e A. Peres). Fisiologia: molecole, cellule e sistemi. EdiErmes, Milano. . C. Casella V. Taglietti, Principi di Fisiologia - Volume I e II, La Goliardica Pavese. 261/471 . D.U. Silverthorn, Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana. 262/471 FISIOLOGIA VEGETALE MARIO GIORDANO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Familiarità con le metodiche di ricerca bibliografica Buona conoscenza delle lingua inglese (sufficiente alla comprensione della letteratura scientifica) Buone basi di chimica, di biochimica, di chimica-fisica Buona conoscenza della citologia vegetale Cognizioni di base della organizzazione strutturale di alghe e piante e delle loro relazioni filogenetiche Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso, oltre alla padronanza delle nozioni principali della Fisiologia Vegetale, lo studente avrà la capacità di analizzare in maniera indipendente e creativa le fonti bibliografiche primarie e di impiegarle per la impostazione di progetti scientifici. Programma Potenziale chimico e idrico, Potenziale di Nernst; fisiologia molecolare dell'acquisizione, trasporto ed utilizzo dell'acqua e dei nutrienti minerali Pigmenti fotosintetici, antenne, centri di reazione, trasporto elettronico plastidiale, fissazione del carbonio inorganico, fotorespirazione. Metabolismo C4 e CAM, Vie di sintesi e degradazione dell’amido, Metabolismo del saccarosio Respirazione Fitocromo Ormoni vegetali 263/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame esame scritto Testi consigliati Buchanan, Gruissem and Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle Piante. Zanichelli Taiz and Zeiger. Plant Physiology 5th edition . Sinauer Assoc 264/471 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SISTEMI ECOLOGICI ANTONIO PUSCEDDU Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere le basi fondamentali dell'ecologia ed i fondamenti di analisi e studio degli ecosistemi terrestri e acquatici. Applicare le più recenti tecniche, risolvere casi di studio, risolvere problematiche ambientali e pianificare studi di tipo ecologico. Svilupperà le conoscenze specifiche nell'ambito dello studio e monitoraggio degli ecosistemi terrestri ed acquatici. I primi 7 crediti del corso sono mutuati con il Corso di Ecologia (CDL Scienze Biologiche). Programma Ecosistema, cenni storici sull'ecosistema, definizione di ecosistema, modellizzazione di ecosistemi, struttura degli ecosistemi, le componenti del sistema, ecosistema terrestre ed acquatico a confronto, sostanza organica, biomassa e necromassa. Il detrito, produzione primaria e fotosintesi. Produzione biomassa e turnover, proprietà degli ecosistemi. Dinamica di popolazioni, concetti di base, proprietà delle popolazioni. Natalità, mortalità, curve di sopravvivenza, fattori di controllo delle popolazioni, specie r e k strateghe. Strategie riproduttive. Il significato della competizione. Competizione inter- ed intra-specifiche. La nicchia ecologica, habitat e nicchia. Ecologia di comunità, concetto di comunità, assemblage e associazione, comunità aperta e chiusa, struttura e funzione, sviluppo delle comunità e successioni. Fasi della successione e bioenergetica, rapporto P/R, successione micro e macrocosmo, influenze allogene ed autogene. Resistenza e resilienza, successioni primarie e secondarie,climax. Risorse e consumatori, Tipi di interazione tra specie. Differenze tra risorse rinnovabili e non rinnovabili, concetto di risorsa limitante. Predazione e tipi di predazione, i predatori dell''ecosistema, adattamenti preda-predatore, effetti della predazione sulla popolazione dei predatori, comportamento predatorio, risposte funzionali, i cicli preda-predatore. Biodiversità, livelli di biodiversità, diversità specifica, metodi di misura, gradienti spaziali e temporali, fattori che influenzano la biodiversità, equilibrio specie interattive. Biodiversità e stabilità ecologica. Analisi della biodiversità, metodi di misura, ricchezza di taxa, analisi della dominanza, diversità di biomassa, modelli di distribuzione, diversità e distinguibilità tassonomica, gruppi trofici e effetto dell'inquinamento sulla biodiversità. Analisi delle reti trofiche. Strategie e tecniche di campionamenti per campionamento degli ecosistemi terrestri ed acquatici. Analisi di alcuni ecosistemi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale. Gli studenti dovranno dimostrare una conoscenza trasversale delle basi dell’ecologia e dei metodi e strumenti di analisi di differenti tipi di ecosistemi 265/471 Testi consigliati -CHELAZZI, PROVINI, SANTINI "ECOLOGIA dagli organismi agli ecosistemi" Ambrosiana -DELLA CROCE CATTANEO DANOVARO, Ecologia e protezione dell'ambiente marino costiero, UTET, 1997. -L. BULLINI, S. PIGNATTI & A. VIRZO DE SANTO, Ecologia generale, UTET, Torino. -P. COLINVAUX (edizione italiana a cura di L. ROSSI), Ecologia, EdiSES, Torino. -E. P. ODUM (edizione italiana a cura di L. ROSSI), Basi di Ecologia, Piccin, Padova. -G. DICKINSON & K. MURPHY, Ecosystems, Routledge, collana Introduction to environment, London. -S. FRONTIER, Les écosystèmes, PUF, collana Que sais-je?, Parigi. -R. MARGALEF, La biosfera entre la termodinámica y el juego, Omega, Barcellona. -E. P. ODUM (edizione italiana a cura di S. FOCARDI), Ecologia: un ponte tra scienza e società , Piccin, Padova. -G. PILLET & H. T. ODUM, E3: énergie, écologie, économie, Georg, Georg. -E. MAGURRAN, Ecological diversity and its measurement, Croom Helm, Londra. -R. MASSA & V. INGEGNOLI, Biodiversità, estinzione e conservazione, UTET, Torino. -A. FARINA, Principles and methods in landscape ecology, Chapman & Hall, London. 266/471 FONDAMENTI DI BIOLOGIA ADRIANA CANAPA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza a livello di scuola secondaria dei rudimenti di fisica, chimica e genetica. Risultati di apprendimento attesi Il corso si pone l'obiettivo di far acquisire agli studenti la conoscenza degli aspetti generali degli organismi viventi, dell'organizzazione e delle funzioni delle cellule procariotiche ed eucariotiche e dei meccanismi della trasmissione dei caratteri ereditari. Programma Caratteristiche generali della materia vivente. La teoria cellulare. Composizione chimica della materia vivente: l'importanza biologica dell'acqua. Le principali classi di composti biologici: carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici. Principali metodi di studio delle cellule, il microscopio ottico composto, il microscopio elettronico. Virus. Morfologia e metabolismo della cellula procariotica. La cellula eucariotica: membrana plasmatica (struttura e funzione). Citoscheletro: microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. Reticolo endoplasmatico ruvido e liscio. Apparato del Golgi. Lisosomi. Perossisomi. Esocitosi ed endocitosi. Ciglia e flagelli. Mitocondri. Cloroplasti. Nucleo e nucleolo. Giunzioni cellulari. Comunicazioni cellulari: segnalazione sinaptica, endocrina e neuroendocrina.. Flusso di informazione della materia vivente. Duplicazione del DNA, la trascrizione nei procarioti e negli eucarioti, maturazione degli mRNA, degli rRNA e dei tRNA. L'apparato di traduzione: i ribosomi e i tRNA, il codice genetico, traduzione nei procarioti e negli eucarioti. Modifiche post-traduzionali e destino post-sintetico delle proteine. Il concetto di gene. L'organizzazione del genoma. La regolazione dell'espressione genica. Divisione cellulare: regolazione del ciclo cellulare. Mitosi. Meiosi. Il cariotipo umano. Le leggi di Mendel. Eredità autosomica dominante, eredità autosomica recessiva, ereditarietà legata al sesso. Ereditarietà non mendeliana. Riproduzione asessuata. Riproduzione sessuata: spermatogenesi, ovogenesi. Ciclo ovario e ciclo uterino. Fecondazione e cenni di embriologia. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame 267/471 Prova orale Testi consigliati Chieffi et al. Biologia & Genetica. Edises; Colombo R. Olmo E Biologia della cellula. Edi-ermes 268/471 FONDAMENTI DI METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA PIERPAOLO FALCO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti aver sostenuto gli esami di matematica e fisica previsti dal piano di studio Risultati di apprendimento attesi il corso è volto a fornire la conoscenza riguardo: le leggi che regolano i processi e la dinamica in atmosfera al fine di giungere ad una comprensione di; 1) Processi che avvengono lungo la verticale 2) Processi che avvengono nel piano orizzontale 3) Dare una visione della circolazione generale atmosferica; 4) Caratterizzare l’evoluzione del tempo atmosferico nello strato limite; 5) Indicare le condizioni del clima presente e passato, della sua variabilità e dei principali fenomeni che determinano il clima su grande scala. Programma Atmosfera: introduzione; stato termodinamico; pressione; densità; temperatura; gradiente termico ambientale e adiabatico; struttura dell’atmosfera; equazione di stato (gas ideali); equilibrio idrostatico; temperatura virtuale e potenziale; geopotenziale e altezza dinamica; equazione isometrica. Umidità: pressione di saturazione del vapore; variabili; rapporto di mescolanza; gradiente adiabatico saturo; temperatura potenziale equivalente . Esercitazioni. Stabilità: stabilità statica; frequenza di Brunt-Väisäla; stabilità condizionata; diagrammi termodinamici (applicazioni). Formazione delle nubi: sviluppo, dimensioni; processi di saturazione; nebbie. Precipitazione: nucleazione di gocce di acqua e di cristalli di ghiaccio; crescita delle gocce di acqua e di cristalli di ghiaccio per diffusione; collisioni e raccolta; acqua precipitabile 269/471 Radiazione: fattori orbitali; flusso; leggi radiative, budget di calore. Dinamica: seconda legge di Newton; forze; equazioni del moto complete; venti; conservazione della massa; approssimazione geostrofica; onde di Rossby; vorticità. Circolazione globale: riscaldamento differenziale; vento termico; corrente a getto; meandri della corrente a getto; circolazione generale; spirale di Ekman. Masse d’aria e fronti: masse d’aria;; anticicloni; carte sinottiche; fronti superficiali; frontegenesi; Strato limite: formazione dello strato limite; struttura ed evoluzione; temperatura, umidità e vento; turbolenza. Clima e sua classificazione: generalità; metodi per la classificazione; i principali tipi di clima; storia del clima terrestre. Variabilità del sistema climatico: trasformazioni climatiche in corso: segnali, effetti; l’oceano e interazione aria-mare; il fenomeno de El Niño-Southern Oscillation (ENSO); la North Atlantic Oscillation (NAO). Testi consigliati Paolo Cabras , Aldo Martelli. "Chimica degli alimenti" Ed.Piccin-Nuova Libraria Ivo Cozzani, Enrico Dainese "Biochmica degli Alimenti e della Nutrizione" Ed. Piccin-Nuova Libraria Costantini, Cannella, Tomassi. "Fondamenti di Nutrizione Umana " Ed.Pensiero scientifico Robert V. Rohli and Anthny J. Vega, Climatology, Jones and Barlett Publishers Bruce T. Anderson and Alan Strahler, Visualizing Weather and Climate, Wiley 270/471 FONDAMENTI DI VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE STEFANIA GORBI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Una buona conoscenza di ecotossicologia e dei processi ecologici sono requisiti importanti per seguire il corso. Informazioni Il corso affronterà i principi generali della valutazione di impatto ambientale, dei modelli applicabili in paesi industrializzati ed in via di sviluppo, dei criteri concettuali e metodologici per definire gli standard di qualità. Gli studenti affronteranno alcuni casi pratici sulla movimentazione e opzioni gestionali dei sedimenti marini. Una fase pratica verrà condotta attraverso l’impostazione, la realizzazione e la presentazione di uno studio di impatto ambientale relativo ad opere realizzate in ambiente marino e costiero. Risultati di apprendimento attesi Il Corso di Fondamenti di Valutazione di Impatto Ambientale ha lo scopo di formare gli studenti su come definire i criteri di qualità dell’ambiente, per valutare in maniera integrata le relazioni tra sviluppo di processi produttivi e tutela ambientale, opzioni gestionali e valutazione di impatto, recupero e controllo degli ambienti inquinati. Al termine del corso lo studente deve essere in grado di: 1. Descrivere le caratteristiche fondamentali e i principi generali della valutazione di impatto ambientale. 2. Conoscere e saper applicare i criteri gestionali per la valorizzazione e tutela delle aree costiere, per la movimentazione dei fondali (dragaggi, bonifiche e rinascimenti costieri) e per l’applicazione di procedure VIA e VAS. 3. Conoscere le principali politiche europee in materia di gestione ambientale e di prevenzione dell’inquinamento marino. 4. Pianificare una valutazione di impatto su problematiche inerenti opere realizzate in ambiente marino e costiero. 271/471 Programma - Aspetti economici e normativi dell’inquinamento, prevenzione e controllo degli impatti. - Definizione delle risorse, dell’uso delle risorse, del valore economico delle risorse. - Criteri e standard di qualità ambientale: strumenti e punti critici nella formulazione degli standard di qualità. - Definizione ed impostazione di uno Studio di Impatto Ambientale (SIA) e principali riferimenti normativi: “quadro di riferimento programmatico”, “quadro di riferimento progettuale”, “quadro di riferimento ambientale”. - Valutazione di Impatto Ambientale (VIA): procedura tecnico-amministrativa. - Valutazione Ambientale Strategica (VAS). - Valutazione di impatto ambientale nell’ambiente marino e costiero: approccio concettuale, normativo e metodologie. - Il sistema di gestione ambientale: il regolamento EMAS CE 761/01 e la norma UNI EN ISO 14001/04; linee guide per l’applicazione del regolamento EMAS al settore della piscicoltura. - Procedura di Autorizzazione Ambientale Integrata: IPPC e AIA - Problematica della gestione dei rifiuti: confronto tra ambiente terrestre e marino. - Movimentazione dei sedimenti marini: procedure analitiche per la caratterizzazione dei materiali e criteri di gestione. - Gestione dei dragaggi portuali: trasporto e deposizione dei sedimenti marini e relativi piani di monitoraggio. - Le bonifiche di siti marini contaminati. - I ripascimenti delle spiagge: aree di prelievo marine non costiere, sabbie relitte. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Colloquio sugli argomenti svolti a lezione ed eventuale presentazione degli elaborati realizzati durante le esercitazioni Testi consigliati Dispense e letteratura scientifica indicata sui singoli argomenti trattati. 272/471 ICRAM APAT Agosto 2006. Manuale per la movimentazione dei sedimenti marini. “Valutazione di Impatto Ambientale”, 2006. Editore Esselibri-Simone Marchello, Perrini, Serafini, “ Diritto dell’Ambiente” VII Edizione. Editore Esselibri-Simone 273/471 FOOD BIOCHEMISTRY TIZIANA BACCHETTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic biochemistry knowledge Objectives of the course The aim of the course is to give students the tools to know: - the main nutritional compounds in food and the reactions in which they are involved during food: processing and storage. - the biochemical mechanisms that regulate digestion, absorption and metabolic utilization of nutrients - the molecular basis of the main diseases associated with wrong eating habits. Program FOOD COMPOSITION AND NUTRITIONAL CHARACTERISTICS - Food Carbohydrates: monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccarides, non-starch polysaccarides, vegetable fiber, artificial and non-carbohydrate sweeteners, prebiotics and probiotics. - Food Lipids, fatty acids (saturated, unsaturated, essential fatty acids), hydrogenation and vegetable oils, lipid peroxidation, animal and vegetable sterols - Food Proteins, evaluation of protein quality - Vitamins and their physiological importance - Phytonutrients and their physiological functions - Alcoholic beverages - Minerals 274/471 - Food additives and flavourings - Novel foods and functional foods ALTERATIONS DURING FOOD PROCESSING Maillard reaction, non-enzymatic browning reaction and nutritional effects. Fatty acids hydrogenation and lipid peroxidation. Protein degradation. FOOD AND HEALTH - The molecular basis of the main diseases associated with wrong eating habits Recommended reading Paolo Cabras , Aldo Martelli. "Chimica degli alimenti" Ed.Piccin-Nuova Libraria Ivo Cozzani, Enrico Dainese "Biochmica degli Alimenti e della Nutrizione" Ed. Piccin-Nuova Libraria Costantini, Cannella, Tomassi. "Fondamenti di Nutrizione Umana " Ed.Pensiero scientifico 275/471 FORECASTING AND PREVENTION OF NATURAL DISASTER MAURIZIO FERRETTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period Corso annuale Prerequisites meteorological and geological courses Objectives of the course basic knowledge for risk forecast and management Program Operative chain for hydrogeological risk forecast Nowcasting : meteorological satellite and radar Forecast numerical models: global circulation and limited area models Meteorological maps interpretation Landslide Risk. Marche geological overview Landslide triggering factors: case studies Precipitation amount and related landslide investigation for forecast soil effects Triggering rainfall thresholds Landslide forecast models: physical based and empirical models Italian case studies 276/471 CF Marche activities Hydraulic risk Rainfall-Runoff process Temporal and spatial scale Rainfall spatial estimation methods Precipitation data analysis and precipitation intensity-duration curves Hydrological modelling Rainfall thresholds definition for runoff scenarios Hydraulic modelling introduction Fire risk Integrated telecontrol and monitoring systems Risk management. Fire extinguishing activities. Planning and prevention Sismic risk. Seismogenesis Seismological precursors Monitoring system and data dissemination Prevention Case studies and hazard scenarios Volcanic risk. Volcanology Volcanic precursors 277/471 Prevention Case studies and hazard scenarios Recommended reading Rosso Renzo, Manuale di protezione idraulica del territorio. Appendice sulla normativa italiana in materia di difesa del suolo, protezione civile e dighe, CUSL (Milano) (collana Scientifica); 278/471 FUNDAMENTALS OF BIOLOGY ADRIANA CANAPA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Program General characteristics of living matter. The cell theory. Chemical composition of living matter. The biological importance of water. The major classes of organic compounds: carbohydrates, lipids, proteins, nucleic acids. Main methods to study the cells, the compound microscope, and the electron microscope. Virus. Morphology and metabolism of prokaryotic cell. The eukaryotic cell: plasma membrane (structure and function). Cytoskeleton: microtubules, microfilaments and intermediate filaments. Rough and smooth endoplasmic reticulum. Golgi apparatus. Lysosomes. Peroxisomes. Exocytosis and endocytosis. Cilia and flagella. Mitochondria. Chloroplasts. Nucleus and nucleolus. Cell junctions. Cellular communication: synaptic, endocrine and neuroendocrine signaling. Flow of information in living matter. DNA replication, transcription in prokaryotes and eukaryotes. Maturation of mRNA, rRNA and tRNA. The apparatus of translation: tRNA and ribosomes, the genetic code, translation in prokaryotes and eukaryotes. Post-translational modifications and post-synthetic destiny of proteins. The concept of the gene. The organization of the genome. The regulation of gene expression. Cell division: cell cycle regulation. Mitosis. Meiosis. The human karyotype. The Mendel's laws of the transmission of hereditary characters. Autosomal dominant inheritance, autosomal recessive inheritance, sex-linked inheritance. Non-Mendelian inheritance. Asexual reproduction. Sexual reproduction: spermatogenesis, oogenesis. Ovarian cycle. Uterine cycle. Fertilization. An outline of embryology. Recommended reading Chieffi et al. Biologia & Genetica. Edises; Colombo R. Olmo E Biologia della cellula. Edi-ermes 279/471 FUNDAMENTALS OF ECOLOGICAL SYSTEMS ANALYSIS ANTONIO PUSCEDDU Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course aims at providing students with the basic knowledge about the structure and functioning of ecological systems, the relationships between organisms and the environment, the methods for the analysis of ecosystems. The course includes basics of population dynamics, the analysis of biotic and abiotic factors that regulate temporal and spatial fluctuations of natural populations, the description and functioning of some of the most important ecosystems on Earth. Program Ecosystems properties; the energy flux; ecological efficiency; fitness and adaptation; abiotic factors controlling ecosystems; resources and consumers; population ecology principles; life tables; recruitment; population growth in limited and non-limited environment; density-dependent control of population size; r and K dichotomy; competition and predation; basic mathematical models of competition and predation; ecological niche; successions; biodiversity and ecosystem functioning relationships; sampling methods; experimental designs for ecosystem analysis; examples of natural ecosystems. Recommended reading Eugene P. Odum, ECOLOGIA, un ponte tra scienza e società, PICCIN, Padova, 2001 M. Begon, J.L. Harper, C.R. Townsend, ECOLOGIA, Individui, Popolazioni, Comunità, Zanichelli, Bologna, 2000 G. Chelazzi, A. Provini, G. Santini, Ecologia dagli organismi agli ecosistemi, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2004. 48 280/471 R.R. Ricklefs, ECOLOGIA, Zanichelli, Bologna, 1997 281/471 FUNDAMENTALS OF ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT STEFANIA GORBI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites A good knowledge of ecotoxicology and ecological processes are important requisites for this course. Objectives of the course The Course is aimed to prepare students for defining quality standards, the integrated complexity between development of productive activities and environmental protection, management options and environmental impact assessment, remediation and monitoring of polluted areas. At the end of the course the student should have the capability to: 1. Describe fundamentals and general principles of environment impact assessment. 2. Apply conceptual criteria for defining quality criteria in different environmental matrices. 3. Apply criteria for environmental management of coastal areas, dredging, remediation and coastal erosion. Program - Definition and design of an environmental impact assessment, main normative guidelines for VIA and VAS (environmental and strategic impact assessment). - Economy and normative restrictions to prevent, limit, monitor and remediate environmental pollution. - Environmental and biological resources, use and economical issues. - Quality standard for the environment; formulation, technical aspects and critical points in setting limits for quality standards. - Environmental management systems: EMAS CE 761/01 and UNI EN ISO 14001/04. - Waste management: comparison between terrestrial and marine environment. 282/471 - Management of contaminated marine sediment: analytical procedures to characterized the quality. - Practical examples on management options and technical approaches in dredging and disposal of sediments. - Remediation of contaminated marine area Recommended reading Dispense e letteratura scientifica indicata sui singoli argomenti trattati. ICRAM APAT Agosto 2006. Manuale per la movimentazione dei sedimenti marini. “Valutazione di Impatto Ambientale”, 2006. Editore Esselibri-Simone Marchello, Perrini, Serafini, “ Diritto dell’Ambiente” VII Edizione. Editore Esselibri-Simone 283/471 FUNDAMENTALS OF METEOROLOGY AND CLIMATOLOGY PIERPAOLO FALCO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites physic and mathematic course are necessary to attend the class Objectives of the course The course is aimed to provide students with the knowledge regarding the basic laws which determine the processes and the dynamic of the atmosphere. This point represents the base to understand of : 1) the processes occurring along the vertical direction 2) the processes occurring on the horizontal plane 3) the general atmospheric circulation 4) the evolution of weather conditions in the boundary layer 5) the state of the past and preset climate conditions, of the climate variability and of the main phenomena which determines the climate on large scale. Program Atmosphere: introduction; thermodynamic state; pressure ; density; temperature, ideal gas laws; isometric equation; atmosphere structure and terminology. Radiation : orbital factors; fluxes; radiation laws. Heat: sensible and latent heat; lagrangian heat budget (not saturated atmosphere; first thermodynamics law; adiabatic and thermal environmental gradient; potential temperature; thermodynamics diagrams); eulerian heat budget (advection; conductivity and surface fluxes); turbulence; radiation; latent heat; net heat budget; surface heat budget; apparent temperature. Temperature measurements. Boundary Layer: static stability; boundary layer set up; structure and evolution; air pollution in the boundary layer. 284/471 Humidity: water vapour saturation pressure; variables; mixing ratio; eulerian budget; lagrangian heat budget (saturated adiabatic gradient; thermodynamics diagrams; equivalent potential temperature). Humidity measurements. Stability: thermodynamic diagrams (applications); buoyancy; static stability; thermodynamics diagrams for the boundary layer; Brunt-Väisäla frequency; dynamic stability. Cloud Formation: development and size; saturation processes; fogs Precipitation: Raindrops and ice crystals formation; growth of raindrops and ice crystals by diffusion; collisions and collections; condition for raindrops falling, estimates of precipitation by radar and precipitation measurements. Dynamic: scales; wind velocity; vertical equation of the motion; thermal circulation; streamlines and streaklines; trajectories; Bernoulli equation; the geostrophic approximation; topographic wave; foehn; wind measurement; Global circulation: nomenclature; differential heating; thermal wind; jet stream; vorticity; jet stream meandering; general circulation (Ferrel and Hadley cells); Ekman spiral. Air masses and fronts :Anticyclones; air masses; synoptic charts, surface fronts; fronts formation; fronts in intermediate and upper atmosphere. Climate and its classification: Introduction; classification methods, climate typology; history of the world climate. Variability of the climatic system: moderate and quickly transformation; current climatic transformation; signals and effects; Italian climate; air-sea interactions; Teleconnections; the El Niño-Southern Oscillation (ENSO); the North Atlantic Oscillation (NAO); inter-decadal fluctuations and trends Recommended reading Paolo Cabras , Aldo Martelli. "Chimica degli alimenti" Ed.Piccin-Nuova Libraria Ivo Cozzani, Enrico Dainese "Biochmica degli Alimenti e della Nutrizione" Ed. Piccin-Nuova Libraria Costantini, Cannella, Tomassi. "Fondamenti di Nutrizione Umana " Ed.Pensiero scientifico Robert V. Rohli and Anthny J. Vega, Climatology, Jones and Barlett Publishers Bruce T. Anderson and Alan Strahler, Visualizing Weather and Climate, Wiley 285/471 286/471 GENERAL MICROBIOLOGY FRANCESCA BIAVASCO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites Basic biochemical and cytology knowledge Program The Microbial World. Diversity and history of microorganisms. The three-domain view of life. Prokaryotes, eukaryotes, viruses. The prokaryotes. Bacteria and Archaea. Structure and function of prokaryotic cells. The cell surface of bacteria: Gram-positive and Gram-negative bacterial cell wall, Peptidoglycan structure and biosynthesis. Surface polysaccarides, flagella, fimbriae. The cell surface of Archaea. The cytoplasmic membrane and the cytoplasm. The endospore: structure, sporulation and germination. Mechanics of flagella-mediated motility, chemotaxis; other types of motility. Bacterial genetics: bacterial DNA replication; mobile genetic elements (plasmids, insertion sequences, transposons, gene cassettes). Horizontal gene transfer among bacteria: transformation, transduction and conjugation. The eukaryotic microbes. General features, reproduction and classification of protozoa and fungi. Biological cycles of the main parasites that are pathogenic to humans The viruses. General features. Viruses of mammalian cells: structure and classification; steps of viral replication. Effects on host cells. Viral persistence, latency and cellular transformation. Bacteriophages: virulent and lysogenic bacteriophages, phage T4 and phage lambda replication; lysogenic conversion. Microbial nutrition and growth. Metabolic types: aerobic, anaerobic, fermentation, photosynthesis; breakdown of polymers and transport across the cytoplasmic membrane. Interactions of prokaryotes with their environment. Study and cultivation of microorganisms. Microscopy, preparation and staining of specimens. Cultivation of microorganisms: 287/471 selection of medium and atmosphere; pure cultures; measurement of growth, the growth curve. Control of microbial growth. Disinfection and sterilization. Antibiotics: general features, mechanisms of action and resistance. Disk diffusion susceptibility test. Microbial and microorganism-host interactions. Microbial communities. Symbiotic interactions: commensalism, mutualism, parasitism. Microbial biofiilms. Pathogenicity and virulence: adhesiveness, invasiveness and toxin production. Endotoxins and esotoxins. Nonspecific and specific human body defenses. Antigens and antibodies, cells involved in the immune response, vaccines. Development of the course and examination Verbal test Recommended reading Wiley M., Sherwood M., Woolverton. J. Prescott, Microbiologia - Microbiologia generale (1° vol.), McGraw – Hill, 2009. Gianni Dehò e Enrica Galli. Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana 2012. Schaechter, Ingraham, Neidhardt “Microbiologia”. Zanichelli, 2007. Madigan, Martinko, Parker. Brock-Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana, 2007. Volume1. 288/471 GENERAL PHYSIOLOGY (A-L) PAOLO MIGANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites To follow the course of General Physiology, students must have a knowledge of Mathematics, Physics, Chemistry and Comparative Anatomy, at the level of the corresponding courses in the Faculty program. Some basic Biochemistry would be beneficial. Objectives of the course The aim of the General Physiology course is to provide the students with: • basic knowledge of structure and specific functions of organs and apparatuses in animal organisms (with special reference to Vertebrates); • how to use Physics and Physical Chemistry knowledge for the study of animal organs and apparatuses; • the understanding of the main research methods in Physiology, in theory and practice; Program Overview of aims, theories and methods of General Physiology. Morphology and functional organization of Central Nervous System and neuromuscular apparatus. Structure and functions of membranes in excitable cells. Membrane electric field and potential. Electrochemical potential. Ionic composition of intra and extracellular fluids; Nernst´s equation and the equilibrium potential. Membrane permeability; ion pumps. The action potential. Electric models of excitable membranes. Membrane ionic conductance; voltage-dependent channels. Initiation and distance transmission of the action potential. The sensory structures and functions. Sensory receptors. Special sensory organs in marine animals. Synapses: morphology and functions. Electrical synapses. Chemical synapses. Synaptic transmitters; 289/471 synaptic membrane receptors. Excitatory and inhibitory post-synaptic potentials. Skeletal and smooth muscles: features and functions. The role of skeletal muscles in movements and posture. Skeletal muscle structure: biochemistry and the constituents of the functional unit (sarcomere). The neuromuscular synapse and nervous command. Excitation-contraction coupling. Nature and role of the visco-elastic components in contraction. Vertebrate posture and movements. The Vertebrate circulatory apparatus: morphology and functional features. Functions of myocardium and conduction tissue. Mechanics of the cardiac cycle. Electric events of the cardiac cycle and electrocardiography. Blood vessel structure at the microscopic and macroscopic level, with references to blood circulation. Circulatory physics and hemodynamics. Regulation in hemodynamic parameters: physiology of the Intrinsic regulation. External regulation: Autonomic Nervous System and the integrated cardiovascular reflexes. The Vertebrate respiratory apparatus: morphology and functions. Mechanics in lungs, airways and thoracic cage. Mechanics of the respiratory cycle: automatic cycle control ad its chemical regulation. Gas exchanges in gills, alveoli and in tissues. Physical chemistry of gas exchanges through epithelia. Blood transport of respiratory gases. Structure and functions of the haemoglobins and myoglobin. The renal apparatus in Vertebrates and non-Vertebrates: morphology and functions. Physics of glomerular filtration; measurement and physiological relevance of the renal clearance of blood substances. The tubular reabsorption. Outline of the transport of solutes in cells; membrane carriers. Water obligatory and facultative reabsorption. The pH in body fluids. Buffer systems in extra and intracellular fluids. Physiological and pathological pH changes and their renal regulation. Development of the course and examination Written and oral examinations. Recommended reading . Several Authors (edited by E. D'Angelo and A. Peres). Fisiologia: molecole, cellule e sistemi. EdiErmes, Milano. . C. Casella V. Taglietti, Principi di Fisiologia - Volume I e II, La Goliardica Pavese. . D.U. Silverthorn, Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana. 290/471 GENETIC ENGINEERING TIZIANA CACCIAMANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge of DNA structure and functions (Molecular Biology), protein sctructures and functions (Biochemistry), and good knowledge on prokaryotic and eukaryotic cells (Microbiology, Cytology). Objectives of the course After the course the student should: (a) have acquaired the theorical and pratical skills necessary to constract and use recombinant DNA molecules and vectors, for the isolation characterization and expression of genes; (b) know the most common vectors used for cloning and producing recombinant proteins; (c) decide, according to different use/source of recombinant proteins, which biological system is optimal for expression; (d) evaluate the advantges and risks in the use of genetic engineering in different biotechnological fields. Program The course is organized in lectures and laboratory practice and its aim is giving to students basic knowledge for constraction and use of cloning and expression vectors containing recombinant DNA in prokaryotic and eukaryotic system. - Prokaryotic systems- Short introduction on bacteria and phages biology; restriction enzymes and other enzymes usefull for DNA and RNA manipulations; chemical synthesis, sequencing and amplification of DNA; site directed mutagenesis; search gene in gene banks and computer analysis of data. Cloning and expression vectors based on plasmid and bacteriophage; transfection and selection methods; constraction of genomic and cDNA libraries; large scale production of recombinant proteins. – Eukaryotic systems- Short introduction on eukaryotic hosts, expression vector; transfection and selection methods utilized in yeast, insect cells and mammalian cells; production of recombinant protein in eukaryotes; vectors for gene, RNAi and Oligo therapies. The laboratory practice will be organized as short research program. Recommended reading 291/471 S. Primrose, R. Twyman, B.Old – Ingegneria Genetica, principi e tecniche- Zanichelli, 2004. B.R. Glick, J.J. Pasternak – Biotecnologia Molecolare, principi e applicazioni del DNA ricombinanteZanichelli, 1999. 292/471 GENETICA DAVIDE BIZZARO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Avere frequentato i corsi di: Citologia e istologia, Zoologia. Risultati di apprendimento attesi Il corso di Genetica ha l'obiettivo di far acquisire allo studente la conoscenza di base delle modalità di duplicazione, trasmissione ed espressione dell'informazione genetica a livello di cellule Pro- ed Eucariotiche, di individui, e popolazioni. Fornisce le informazioni indispensabili per l'analisi delle basi genetiche e molecolari dell'evoluzione e dello sviluppo degli organismi viventi. Programma Che cos’è la Genetica: introduzione al corso. La trasmissione dei caratteri: le leggi di Mendel. Incroci di monoibridi e il principio della segregazione. Incroci di diibridi e il principio dell'assortimento indipendente. Estensione dell’eredità mendeliana. Teoria cromosomica dell'ereditarietà. La determinazione del sesso nei sistemi eucariotici. Geni concatenati. Ricombinazione fra geni. Significato genetico della meiosi. Alleli multipli. Relazioni di dominanza e recessività. Interazione fra geni e rapporti mendeliani modificati. Epistasi. Caratteri poligenici e pleiotropia. Penetranza ed espressività. Geni letali. Ambiente ed espressione genica. La natura dei caratteri quantitativi. Ricombinazione fra geni e ruolo dello scambio fra i cromosomi. Localizzazione dei geni sui cromosomi: cenni di tecniche di mappatura in procarioti ed eucarioti. Ricombinazione mitotica. Mappatura di geni nei cromosomi umani. Mappatura dei geni nei batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione.. Analisi della struttura fine di un gene. 293/471 La natura del materiale genetico: composizione chimica e struttura del DNA e dell'RNA; interazioni DNA-proteine. La natura dei geni e dei genomi. Caratteristiche strutturali e funzionali dei cromosomi di procarioti e eucarioti. La replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti. Il processo di trascrizione dei geni nei procarioti e negli eucarioti. Struttura e funzione dell'RNA messaggero, ribosomico e transfer. La natura del codice genetico. Il processo di traduzione del codice genetico. Tecnologie genetiche: introduzione ai metodi e alle applicazioni dell’ingegneria genetica; analisi strutturale e funzionale di genomi e genomi (vettori di clonazione, librerie, PCR, sequenziamento, genomica, proteomica, ecc). Meccanismi di regolazione dell'espressione genica nei procarioti. Geni regolati e costitutivi. Livelli e modalità di controllo dell'espressione genica negli eucarioti. Cenni di regolazione genica dello sviluppo e del differenziamento cellulare normale e patologico. L’Imprinting, l’amplificazione genica e i meccanismi di riarrangiamento genico. Definizione di mutazione. Cause di mutazione. Identificazione di potenziali mutageni. Meccanismi di riparazione del DNA. Mutazioni geniche. Aberrazioni cromosomiche. Mutazioni genomiche. Elementi genetici trasponibili. Genetica di popolazioni ed evoluzionistica. Frequenze geniche e genotipiche. La legge di Hardy-Weinberg. La variabilità genetica nelle popolazioni naturali. Variazioni delle frequenze geniche nelle popolazioni. Effetti delle forze evolutive sul pool genico di una popolazione. Evoluzione molecolare. Laboratorio di Genetica. Principi di Bioinformatica: esempi di applicazioni delle tecniche di bioinformatica per la clonazione e la caratterizzazione di geni mediante PCR. 294/471 Determinazione del polimorfismo di alcuni geni mediante estrazione e amplificazione del Dna genomico, seguita da genotipizzazione RFLP. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Durante il corso è prevista una prova scritta FACOLTATIVA, sulla Genetica Formale. L'esame orale finale consiste nella risoluzione di semplici esercizi di genetica formale, e nella risposta a domande riguardanti l'intero programma di Genetica e gli argomenti trattati nelle esercitazioni. L'esame ha una durata media di 30 minuti. Testi consigliati P. J. Russel, iGenetica IIa edizione. Edises, 2007. R. J. BROOKER, Genetica. Analisi e principi. Zanichelli, 2000 D. P. SNUSTAD, M. J. SIMMONS. Principi di Genetica. Edises, 2004 A. J. Griffiths et al., Genetica. Principi di analisi formale. Zanichelli, 2002 L. H. HARTWELL et al., Genetica - dall’analisi formale alla genomica. Mc Graw-Hill 2006 295/471 GENETICA MOLECOLARE MARCO BARUCCA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenza dei concetti base di genetica e biologia molecolare Risultati di apprendimento attesi Il corso fornirà i concetti fondamentali sulla struttura, funzione ed evoluzione dei geni e genomi eucariotici. Inoltre alla fine del corso lo studente dovrà aver acquisito conoscenze sulla genetica molecolare dei tumori e sui principi e strategie per l’identificazione dei geni-malattia nell’uomo. Programma Importanza dei progetti di sequenziamento genomico; presupposti ed organizzazione del Progetto Genoma Umano e progetti genoma per organismi modello; genomica funzionale. Struttura ed organizzazione dei genomi nucleari e mitocondriali negli eucarioti. Organizzazione, distribuzione e funzione dei geni che codificano polipeptidi, sequenze ripetute in tandem di DNA non codificante, DNA ripetitivo non codificante distribuito nel genoma, elementi trasponibili e retrotrasposoni. Evoluzione della struttura dei geni e geni duplicati; evoluzione di cromosomi e di interi genomi; genomica comparata; evoluzione delle popolazioni umane. Identificazione dei geni-malattia nell’uomo: principi e strategie. Genetica molecolare dei tumori. Genetica molecolare delle immunoproteine dei vertebrati. Strategie e metodi della Genetica Molecolare. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Tom Strachan e Andrew P. Read, “Genetica umana molecolare” UTET 296/471 297/471 GENETICS DAVIDE BIZZARO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites A good knowledge of Cytology, Biochemistry, General Biology and Zoology is required. Course contents Practical work: Principles of Bioinformatics. Gene polymorphisms determination of human genes: from DNA extraction to PCR and gel fragments analysis of gene polymorphisms Objectives of the course The course is intended to provide a coherent view of modern genetics from mendelian classical genetics trough molecular genetics and up to the evolutionary and population genetics. Program Introduction: the cell cycle; mitosis and meiosis from the genetic viewpoint; the sexual reproduction and the variability. Genotype and phenotype: the mendelian genetics. The chromosomal bases of heredity, the determination of sex and sex linked characters in eukaryotic systems. Extension of the mendelian genetic analysis: multiple alleles, variability of the relations of dominance, gene interactions and modified mendelian ratios, genes and environment. Linkage, meiotic and mitotic crossing-over, gene mapping in eukaryotes. Primers of Quantitative genetics. Genetic analysis in prokaryotes: bacterial transformation and transduction. The structure of the genetic material: DNA and RNA. DNA, chromosomes, genomes. Complexity of the eukaryotic sequences. DNA replication and recombination. Transcription and RNA maturation. Different types of RNA: mRNA, tRNA, rRNA, snRNA,. The translation process, the structure of proteins and the genetic code. 298/471 Gene cloning and the technology of recombinant DNA: the restriction enzymes, cloning vectors, genomic banks and gene libraries, synthesis of cDNA molecules. DNA sequencing, the technique of polymerase chain reaction (PCR) ecc. Gene regulation in bacteria: the Lac and Trp operons in E.coli. Gene regulation in Eukaryotes at different levels: transcription, maturation and translation of mRNAs. Gene regulation in development and differentiation; imprinting, gene amplification and mechanisms of gene rearrangement. Genetic mutations: point mutation, chromosomal and genomic mutations. Dna repair. Mutagenesis test. The jumping sequences of DNA: the transposons. The evolutionary genetics (genetics of populations), allelic frequencies, the Hardy-Weinberg equation. The genetic variability in natural populations. The causes of variation of the allelic frequencies in natural populations: natural selection, mutation, random genetic drift, migration. Sickle cell anaemia and thalassemia. Molecular evolution. Recommended reading P. J. Russel, Genetica IIIa edizione. Pearson, 2010. R. J. BROOKER, Principi di Genetica. Mc Graw-Hill, 2010 L. H. HARTWELL et al., Genetica - dall’analisi formale alla genomica 2/ed. Mc Graw-Hill 2008 D. P. SNUSTAD, M. J. SIMMONS. Principi di Genetica. 4/ed. Edises, 2010 A. J. Griffiths et al., Genetica. Principi di analisi formale. Zanichelli, 2006 299/471 GEOLOGIA MASSIMO SARTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Programma GEOLOGIA GENERALE - Interno della Terra. Crosta, mantello, nucleo. Discontinuità di Mohorovicic. Litosfera ed astenosfera. Distribuzione dei terremoti e placche litosferiche - Gravità ed isostasia. Flusso di calore negli oceani e nei continenti. Correnti convettive. - Deriva dei continenti. Evoluzione storica del concetto: prove e documentazioni. Magnetismo e paleomagnetismo. Campo magnetico terrestre. Migrazione apparente dei poli. Anomalie magnetiche negli oceani. Inversioni di polarità magnetica. - Dorsali medio-oceaniche. Flusso di calore. Zone di frattura. Espansione dei fondi oceanici. Prove dell’ espansione. Faglie trasformi. Età e spessore dei sedimenti oceanici - Tettonica delle placche. Margini delle placche. Cinematica delle placche. Moto relativo di placche su una sfera. Geometria euleriana. Poli di rotazione. Giunzioni triple stabili e instabili. Piano di Benioff. Curva di Sclater. Hot spots. Dorsali asismiche. Sistemi arco-fossa. Catene metamorfiche appaiate - Ofioliti e mélange - Cratoni, scudi, piattaforme. Geosinclinali: Hall, Dana, Haug, Stille, Kay, Aubouin. Flysch e Molassa. Correnti di torbidità e torbiditi. Aulacogeni. Orogeni da collisione (Alpi ed Himalaya) e da attivazione (Ande). Suspect terrains. GEOLOGIA DEI MARGINI CONTINENTALI - Definizione di margine continentale. Tipi di margini continentali. Evoluzione dei margini passivi. Periodo pre-breakup (fase di sollevamento e fase di rifting). Breakup unconformity. Periodo post-breakup (stadio di drifting). SEDIMENTAZIONE E STRATIGRAFIA 300/471 - Variazioni eustatiche del livello marino e loro cause. Le curve eustatiche. meccanismi di subsidenza. Trasgressioni, regressioni e loro fattori di controllo. - Rapporti spaziali tra corpi sedimentari. Rapporti verticali e discordanze. Rapporti laterali ed eteropie. Concetto di facies. Principio di Walther e sue applicazioni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Si svolge in tre sessioni per i tre moduli nei quali si articola il corso. Ciacuna sessione consiste di 2-3 domande al candidato, con registrazione del voto finale come media delle singole valutazioni per sessione. Ogni sessione d' esame può essere sostenuta singolarmente al termine del ciclo di lezioni del modulo, o cumulativamente in sede di appello ufficiale. La modalità di esecuzione rimane la stessa. Testi consigliati - Haq, B. U. and Boersma, A. Eds - Introduction to marine micropaleontology (1980) Seibold, E., Berger, W. H. - The sea floor. An introduction to marine geology (1982) - Lipps Jere, H. - Fossil prokaryotes and protests. Blackwell Scientific Publications (1993) - Brenchley, P. J., Harper, D. A. T. – Paleoecology. Chapman & Hall (1998). 301/471 GEOLOGIA MASSIMO SARTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Programma GEOLOGIA GENERALE - Interno della Terra. Crosta, mantello, nucleo. Discontinuità di Mohorovicic. Litosfera ed astenosfera. Distribuzione dei terremoti e placche litosferiche - Gravità ed isostasia. Flusso di calore negli oceani e nei continenti. Correnti convettive. - Deriva dei continenti. Evoluzione storica del concetto: prove e documentazioni. Magnetismo e paleomagnetismo. Campo magnetico terrestre. Migrazione apparente dei poli. Anomalie magnetiche negli oceani. Inversioni di polarità magnetica. - Dorsali medio-oceaniche. Flusso di calore. Zone di frattura. Espansione dei fondi oceanici. Prove dell’ espansione. Faglie trasformi. Età e spessore dei sedimenti oceanici - Tettonica delle placche. Margini delle placche. Cinematica delle placche. Moto relativo di placche su una sfera. Geometria euleriana. Poli di rotazione. Giunzioni triple stabili e instabili. Piano di Benioff. Curva di Sclater. Hot spots. Dorsali asismiche. Sistemi arco-fossa. Catene metamorfiche appaiate - Ofioliti e mélange - Cratoni, scudi, piattaforme. Geosinclinali: Hall, Dana, Haug, Stille, Kay, Aubouin. Flysch e Molassa. Correnti di torbidità e torbiditi. Aulacogeni. Orogeni da collisione (Alpi ed Himalaya) e da attivazione (Ande). Suspect terrains. GEOLOGIA DEI MARGINI CONTINENTALI - Definizione di margine continentale. Tipi di margini continentali. Evoluzione dei margini passivi. Periodo pre-breakup (fase di sollevamento e fase di rifting). Breakup unconformity. Periodo post-breakup (stadio di drifting). SEDIMENTAZIONE E STRATIGRAFIA 302/471 - Variazioni eustatiche del livello marino e loro cause. Le curve eustatiche. meccanismi di subsidenza. Trasgressioni, regressioni e loro fattori di controllo. - Rapporti spaziali tra corpi sedimentari. Rapporti verticali e discordanze. Rapporti laterali ed eteropie. Concetto di facies. Principio di Walther e sue applicazioni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Si svolge in tre sessioni per i tre moduli nei quali si articola il corso. Ciacuna sessione consiste di 2-3 domande al candidato, con registrazione del voto finale come media delle singole valutazioni per sessione. Ogni sessione d' esame può essere sostenuta singolarmente al termine del ciclo di lezioni del modulo, o cumulativamente in sede di appello ufficiale. La modalità di esecuzione rimane la stessa. Testi consigliati - Haq, B. U. and Boersma, A. Eds - Introduction to marine micropaleontology (1980) Seibold, E., Berger, W. H. - The sea floor. An introduction to marine geology (1982) - Lipps Jere, H. - Fossil prokaryotes and protests. Blackwell Scientific Publications (1993) - Brenchley, P. J., Harper, D. A. T. – Paleoecology. Chapman & Hall (1998). 303/471 GEOLOGY MASSIMO SARTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Program GENERAL GEOLOGY - Interior of the Earth. Crust, mantle, nucleus, Mohorovicic discontinuity. Lithoshere and astenosphere. Distribution of earthquakes. Lithospheric plates - Gravity and isostasy. Heat flow on oceanic and continental crusts. Convection in the mantle. - Continental drift, historical evolution of the concept: geologic, palaeontolological and geophysical evidences. Earth magnetic field and palaeo-magnetism. Apparent polar wander paths. Magnetic anomalies in the oceanic crust. Magnetic reversals. - Mid-oceanic ridges, heat flow at Mid-Oceanic Ridges. Fracture zones. Sea-floor spreading and its geologic evidences. Transform faults. Age and thickness of oceanic sediments. - Plate tectonics and plate margins. Plate kinematics. Relative motion of lithospheric plates on a sphere. Eulerian geometry. Rotation poles. Triple junctions: stable and unstable. Plane of Benioff. Curve of Sclater. Hot spots. A-seismic ridges. Arc-trench systems. - Ophiolites and mélanges - Cratons, shields and platforms. Geosynclines: Hall, Dana, Haug, Stille, Kay, Aubouin. Flysch and Molasse. Turbidity currents and turbidites. Aulacogens. Collision orogens (Alps and Himalayas) and activation orogens (Andes). Suspect terrains. GEOLOGY OF CONTINENTAL MARGINS - Definition of continental margins. Continental-margin types. Evolution of passive continental margins. Pre-breakup period (phase of uplift and rifting). Breakup unconformity. Post-breakup period (drifting stage) SEDIMENTATION AND STRATIGRAPHY - Eustatic variations of the sea level. Eustatic curves. Subsidence mechanisms. Transgressions and regressions and their control factors. - Stratal relationships among lithosomes. Vertical and horizontal stratal relationships. Unconformities. Lateral stratal relationships and eteropy. Concept of facies. Principle of Walther and its applications. Recommended reading 1) Haq B.U. and Boersma A. Eds.: Introduction to marine Micropaleontology (1980) 2) Seibold E. & Berger W.H.: The sea floor. An introduction to Marine Geology (1982) 3) Lipps Jere H.: Fossil Prokaryotes and Protists Blackwell Scientific Publications 1993 4) Brenchley P.J. & Harper D.A.T. Paleoecology, Chapman & Hall 1998. 304/471 305/471 GEOLOGY MASSIMO SARTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Program GENERAL GEOLOGY - Interior of the Earth. Crust, mantle, nucleus, Mohorovicic discontinuity. Lithoshere and astenosphere. Distribution of earthquakes. Lithospheric plates - Gravity and isostasy. Heat flow on oceanic and continental crusts. Convection in the mantle. - Continental drift, historical evolution of the concept: geologic, palaeontolological and geophysical evidences. Earth magnetic field and palaeo-magnetism. Apparent polar wander paths. Magnetic anomalies in the oceanic crust. Magnetic reversals. - Mid-oceanic ridges, heat flow at Mid-Oceanic Ridges. Fracture zones. Sea-floor spreading and its geologic evidences. Transform faults. Age and thickness of oceanic sediments. - Plate tectonics and plate margins. Plate kinematics. Relative motion of lithospheric plates on a sphere. Eulerian geometry. Rotation poles. Triple junctions: stable and unstable. Plane of Benioff. Curve of Sclater. Hot spots. A-seismic ridges. Arc-trench systems. - Ophiolites and mélanges - Cratons, shields and platforms. Geosynclines: Hall, Dana, Haug, Stille, Kay, Aubouin. Flysch and Molasse. Turbidity currents and turbidites. Aulacogens. Collision orogens (Alps and Himalayas) and activation orogens (Andes). Suspect terrains. GEOLOGY OF CONTINENTAL MARGINS - Definition of continental margins. Continental-margin types. Evolution of passive continental margins. Pre-breakup period (phase of uplift and rifting). Breakup unconformity. Post-breakup period (drifting stage) SEDIMENTATION AND STRATIGRAPHY - Eustatic variations of the sea level. Eustatic curves. Subsidence mechanisms. Transgressions and regressions and their control factors. - Stratal relationships among lithosomes. Vertical and horizontal stratal relationships. Unconformities. Lateral stratal relationships and eteropy. Concept of facies. Principle of Walther and its applications. Recommended reading 1) Haq B.U. and Boersma A. Eds.: Introduction to marine Micropaleontology (1980) 2) Seibold E. & Berger W.H.: The sea floor. An introduction to Marine Geology (1982) 3) Lipps Jere H.: Fossil Prokaryotes and Protists Blackwell Scientific Publications 1993 4) Brenchley P.J. & Harper D.A.T. Paleoecology, Chapman & Hall 1998. 306/471 307/471 GESTIONE DELL'EMERGENZA SUSANNA BALDUCCI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Programma Evoluzione storica del concetto di gestione dell'emergenza Lo stato di emergenza: dalla pianificazione all’operatività. Tipologie di emergenza. Il metodo Augustus. Modelli di intervento. Simulazioni e aggiornamento dei piani di emergenza. Le fasi di allarme. Il pronto intervento e la risposta all’emergenza. I centri dell’emergenza. Il Sindaco, autorità di protezione civile. Uso dei centri operativi e gestione delle comunicazioni e delle informazioni. Informazione alla popolazione prima, durante e dopo l’emergenza. Valutazione dei danni. Attuazione della gestione amministrativa e finanziaria dell’emergenza. Le telecomunicazioni e la logistica in emergenza. Le fasi di recupero e di assistenza: il ripristino della normalità. Gestione di emergenze ordinarie e di tipo specifico. Il Meccanismo europeo di protezione civile. Interventi di emergenza nei paesi che aderiscono al Meccanismo europeo e in paesi terzi. Esempi di gestione delle emergenze. 308/471 Testi consigliati Appunti delle lezioni. Per i non frequentanti i testi di studio debbono essere concordati col docente. 309/471 GIS TOOLS FOR ENVIRONMENTAL AND CIVIL PROTECTION FRANCESCA SINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Geodetic, Cartographic and IT, database basic knowledge Objectives of the course The course introduces students to the tools and techniques of Geographic Information Systems (GIS), providing an overview of GIS theory, basis of geodesy and cartograghy, remote sensing, related technologies and applications for civil and environmental protection. A relevant part of the course has been reserved for practical activities and labs. Students will experience GIS instruments and issues related to the design of a GIS for the civil protection. Program Part I – Geographic Information Systems Theory An introduction to Geographical Information System (GIS); Geodesy and Cartography; GPS, GLONNASS and Galileo Technologies; Remote Sensing introduction-active and passive sensors; Digital Terrain Models (DTM); Data Format; Metadata; Spatial Analysis and Geoprocessing; Open source and commercial GIS softwares overview; GIS for Civil Protection examples; ECDL GIS certification; Database and Data Management; GIS Design; Part II – GIS application for the environment and the Civil Protection 310/471 Opensource softwares tutorial (Quantum GIS e PostgreSQL); GIS training and exercises; Project development on assigned civil protection case studies; Development of the course and examination oral or written exam with open questions; discussion on the assigned GIS project that must be produced at least one week before the exam; Recommended reading Gomarasca M., Elementi di Geomatica, Associazione Italiana di Telerilevamento; Atzeni P. - Ceri S. - Paraboschi S. - Torlone R., Basi di Dati, The McGraw-Hill Companies; Course notes; PostgreSQL Manuals and software download (http://www.postgresql.org); Quantum GIS Manuals and software download (http://www.qgis.org ). 311/471 HUMAN ANATOMY MANRICO MORRONI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of the Histology Objectives of the course The student must know anatomical logic of the human organism Program Organization of the human body and anatomical terms. Skin. Skeletal apparatus. Circulatory system. Immune system. Respiratory system. Gastrointestinal tract. Urinary system. Male and female reproductive system. The endocrine glands. Central and periphery nervous system. Recommended reading 1) Manrico Morroni: Anatomia microscopica funzionale dei visceri umani, Edi-Ermes, Milano, 2008. 2) Autori vari: Anatomia dell’Uomo, Edi-Ermes, Milano, 2006. 3) M. Morroni, M.Castellucci: Quesiti di autovalutazione di anatomia umana per i corsi di laurea triennali. Stampa Nova Editrice, Jesi (AN). 312/471 ICT FOR EMERGENCY MANAGEMENT AND ENVIRONMENTAL PROTECTION LUCA ABETI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Course contents The goal of this course is to make students aware of the main Information and Communication Technology (ICT) instruments. It focuses on the explanation of the relationships between the development of new ICT projects and business process reengineering in the emergency management & environmental protection domains. The course consists in four parts, two parts concerning respectively the theoretical foundation of informative systems and communication networks, one part concerning the design and integration issues in the development of new ICT systems, and finally, one part concerning the technologies currently applied in emergency management and environmental protection. In particular, the course focuses on issues related to the project management in Public Administration and in e-Government projects. Each part of the course consists in lectures and practical activities carried out in laboratories. A lecture will be spent in a field trip to show technologies adopted in the Italian Civil Protection. Program Part I – Information Systems: Using ICT in emergency management and environmental protection; Fundaments of Computer Science; Information Systems and civil protection; Relational Databases; Semi-structured knowledge , Data Mining e Semantics; Programming Languages. Lab Activity: SQL and PostgreeSQL/MySQL. Part II – Networks and Communication Systems: Fundaments of Telecommunications; Communication Networks; Networking; World Wide Web. Exercitation: Satellite Link /WiFi, PHP and usage of a remote Database. Part III – Design and development: Project management of new technologies in Public Administration; Software Engineering; Human-Computer Interaction; Business process 313/471 reengineering. Part IV – Applied Technologies: Remote Sensing and GIS system; Critical Infrastructures; Security and disaster recovery; Risk Modeling and Analysis; Information Sharing and collaboration; Analogical and Digital Radio Communication; ROIP and VOIP Systems; Technological standardization and civil protection. Development of the course and examination The examination will consist in a team project and a written test. Recommended reading Pine (2006), John C. Pine, Technology in emergency Management, John Wiley and Sons ISBN: 978-0471789734, Danvers, MA, USA, pp. 312 Atzeni, Ceri (2003), C. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi Di Dati - Modelli e Linguaggi di Interrogazione, Mc Graw-Hill, ISBN: 9788838666001, Roma, IT, pp. 462. Neri (2006), Nerio Neri, Radiotecnica per radioamatori. Con elementi di elettronica e telecomunicazioni, C&C ISBN: 9788886622011, Faenza, RA, IT, pp. 256 314/471 INDUSTRIAL MICROBIOLOGY MAURIZIO CIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites General microbiology, Biochemistry, Biotechnology of microorganisms Objectives of the course The aim of the course is the acquisition of theoretical competences and expertise related to the microbial industrial process. In particular, it will evaluate in detail the phases of the process of the principal biotechnology processes Program Microorganisms of industrial interest: taxonomy and metabolism. Microbial metabolites of industrial interest. Selection of micro-organisms for microbial metabolites of industrial interest. Screening and genetic improvement of strains by using classic or recombinant DNA technology. Fermentation technologies (batch, fed-batch, cell recycles , continuous) applied to the industrial fermentation processes. Scale-up and products recovery. Micro-organisms and technologies of industrial processes, production of SCP and starter; organic acids; polyalcohols. Biofuels: Biodiesel and Bioethanol. Biodiesel: biomass, use and valorization of by-products. Bioethanol: biomasses, pre-treatments, fermentation process. Antimicrobial compounds (antibiotics, batteriocins, zymocins) bioinsecticides, amino acids, vitamins, colouring compounds, volatile and aromatic compounds, etc. Micro-organisms involved in biotechnological processes of wastewater treatment : aerobic and anaerobic wastewater processes. Composting processes, recycle of biomass. Bioremediation of water and contaminated sites. Recommended reading M. Manzoni Microbiologia Industriale CEA Editrice 2006 Waites et al. Industrial Microbiology: An introduction. Blackwell Science , Oxford 2001 El-Mansi E.M.T. et al. Fermentation Microbiology and Biotechnology CRC Taylor & Francis 315/471 316/471 INFORMATICA (A-L) PIERO MONTECCHIARI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo Corso annuale Risultati di apprendimento attesi introdurre gli studenti agli elementi base della della programmazione dei calcolatori elettronici. Programma Architettura del calcolatore: Hardware, Software, Firmware. Codifica delle informazioni. Notazione posizionale e rappresentazione in base. Basi binaria, ottale ed esadecimale. Conversione. Operazioni algebriche. Numeri interi negativi e rappresentazioni in modulo e segno, complementazione. Rappesentazione in virgola mobile. Codifica dei caratteri, il codice ASCI. Immagini e suoni. La parita' ed il controllo dei dati. Elementi di logica booleana. Operatori ed espressioni logiche. Tavole di verita'. Mappe di Karnaugh. Gates e circuiti logici. Il sommatore. La programmazione. Localizzazione e memorizzazione di dati. Linguaggi di programmazione. Linguaggio macchina, Assembler e linguaggi di alto livello. Variabili, costanti ed operatori. Strutture di controllo di tipo sequenza, selezione e cicli condizionati. Algoritmi. Introduzione al linguaggio Pascal. Laboratorio: utilizzo di un foglio di calcolo con applicazioni all'analisi descrittiva di popolazioni statistiche di dati. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e Orale. Ogni appello consiste di un test con domande a scelta multipla e una prova orale effettuate in giorni diversi. Il test contiene quesiti sugli argomenti trattati nel corso. Il superamento del test permette l'accesso all'orale ove si chiede di esporre argomenti pertinenti il programma del corso. E' richiesto infine lo svolgimento di una prova pratica al foglio di Calcolo da cui sono esentati gli studenti in possesso di Patente ECDL. Testi consigliati Tosoratti, Introduzione all'Informatica, Ambrosiana 317/471 318/471 INFORMATICA (M-Z) DARIO GENOVESE Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo Corso annuale Risultati di apprendimento attesi introdurre gli studenti agli elementi base della programmazione dei calcolatori elettronici. Programma Architettura del calcolatore: Hardware, Software, Firmware. Codifica delle informazioni. Notazione posizionale e rappresentazione in base. Basi binaria, ottale ed esadecimale. Conversione. Operazioni algebriche. Numeri interi negativi e rappresentazioni in modulo e segno, complementazione. Rappesentazione in virgola mobile. Codifica dei caratteri, il codice ASCI. Immagini e suoni. La parita' ed il controllo dei dati. Elementi di logica booleana. Operatori ed espressioni logiche. Tavole di verita'. Mappe di Karnaugh. Gates e circuiti logici. Il sommatore. La programmazione. Localizzazione e memorizzazione di dati. Linguaggi di programmazione. Linguaggio macchina, Assembler e linguaggi di alto livello. Variabili, costanti ed operatori. Strutture di controllo di tipo sequenza, selezione e cicli condizionati. Algoritmi. Introduzione al linguaggio Pascal. Laboratorio: utilizzo di un foglio di calcolo con applicazioni all'analisi descrittiva di popolazioni statistiche di dati. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e Orale. Ogni appello consiste di un test con domande a scelta multipla e una prova orale effettuate in giorni diversi. Il test contiene quesiti sugli argomenti trattati nel corso. Il superamento del test permette l'accesso all'orale ove si chiede di esporre argomenti pertinenti il programma del corso. E' richiesto infine lo svolgimento di una prova pratica al foglio di Calcolo da cui sono esentati gli studenti in possesso di Patente ECDL. Testi consigliati Tosoratti, Introduzione all'Informatica, Ambrosiana 319/471 320/471 INGEGNERIA GENETICA TIZIANA CACCIAMANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Lo studente deve possedere le nozioni di base sulla struttura e funzione del DNA, delle proteine e conoscere le principali caratteristiche dei diversi sistemi biologici. Risultati di apprendimento attesi Al termine del corso lo studente dovrà: (a) aver acquisito le principali metodologie per la costruzione di molecole di DNA ricombinante e per la produzione di proteine ricombinanti; (b) conoscere le caratteristiche dei principali vettori utilizzati per il clonaggio e l’espressione dei geni; (c) essere in grado di scegliere, in funzione della proteina e dell’uso che se ne dovrà fare, il miglior sistema biologico da utilizzare; (d) valutare rischi e vantaggi nell’uso dell’Ingegneria genetica nei diversi settori biotecnologici di applicazione Programma Il corso è articolato in due parti: una teorica ed una pratica, attraverso le quali il docente si propone di offrire agli studenti le nozioni di base per la costruzione e l’utilizzo di vettori per il clonaggio e l’espressione di molecole di DNA ricombinante nei sistemi procariotici ed eucariotici. -Sistemi procariotici- Caratteristiche generali degli organismi procariotici utilizzati per l'ingegneria genetica: batteri e fagi; enzimi di restrizione ed enzimi necessari per le manipolazioni genetiche; sintesi chimica, sequenziamento ed amplificazione del DNA; mutagenesi sito diretta; costruzione di genoteche; utilizzo di banche dati e programmi per l’analisi delle sequenze di DNA. Vettori di clonazione ed di espressione; metodi per il trasferimento di DNA ricombinante nell’ospite, sistemi di selezione dei cloni ricombinanti; problematiche legate all’espressione di proteine autologhe ed eterologhe, produzione su larga scala di proteine ricombinanti. -Sistemi eucariotici- Caratteristiche generali dei sistemi eucariotici, vettori per l'espressione transiente e costitutiva di proteine ricombinanti; metodi per il trasferimento di DNA ricombinante negli eucarioti; sistemi di selezione utilizzati per i lieviti, le cellule d’insetto e cellule di mammifero; principali vettori virali attualmente in uso per la terapia genica; vettori specializzati per la terapia con RNAi e oligo antisenso. Le esercitazioni e i laboratori avranno la struttura di un breve programma sperimentale 321/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto. 5 quesiti, per ogni risposta esatta vengono assegnati 6/30 Testi consigliati S. Primrose, R. Twyman, B.Old – Ingegneria Genetica, principi e tecniche- Zanichelli, 2004. B.R. Glick, J.J. Pasternak – Biotecnologia Molecolare, principi e applicazioni del DNA ricombinanteZanichelli, 1999. 322/471 INSTRUMENTAL ANALYTICAL CHEMISTRY Module (A-L) CRISTINA TRUZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Knowledge of the topics of courses on Mathematics, Physics, General and Organic Chemistry. Course contents The course enables students to acquire the theoretical and methodological fundamentals, as well as the technical/practical skills of the main techniques of chemical analysis: classical (gravimetry, volumetry) and instrumental (UV-Vis spectrophotometry, atomic absorption spectrofotometry, chromatography). Objectives of the course At the end the student should have acquired, through theoretical lectures and individual laboratory practical work, the following professional skills: ability to carry out classical and instrumental chemical analyses for employment in analysis and research laboratories. Program General introduction to the analytical process. Accuracy and precision. Validation of analytical methods. General equipment of the analytical laboratory. Gravimetric and volumetric methodologies.. Stoichiometric calculations. Quantification methods in instrumental analysis (calibration curve, standard additions, internal standard). Absorption of the electromagnetic radiation. The Beer law. UV-Vis spectrophotometry: instrumentation; direct analysis; photometric titrations. Atomic absorption spectrophotometry (AAS): sample atomization techniques; instrumentation; interferences. Chromatographic techniques: theory and instrumentation. Gas chromatography (GC), High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). Development of the course and examination written 323/471 Recommended reading - Copy of slides available - D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler. Fondamenti di chimica analitica, EdiSES, Napoli, 1998. - D. C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2005. - D. A. Skoog, J. Leary. Chimica analitica strumentale, EdiSES, Napoli, 1995. 324/471 INTEGRATED SYSTEMS FOR ENVIRONMENT MANAGEMENT AND REMEDIATION FRANCESCA BEOLCHINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 1^ semestre Prerequisites None Objectives of the course At the end of the teaching course, the student will know the best available technologies for waste treatment and environment remediation, together with reference regulations Program Waste: definitions, classification and characterisation. Waste disposal and treatment technologies: selection platforms, composting, anaerobic digestion, incineration, landfill. Regulations. Life Cycle Analysis methodology applied to waste. Management of specific classes of wastes: electric and electronic equipment waste, exhaust batteries, harbour wastes. Environment remediation: in situ/ex situ technologies for contaminated sediment, pump and treat systems and permeable reactive barriers for contaminated groundwater, remediation of contaminates soil. Industrial quantitative risk analysis. Risk analysis applied to contaminated sediments. Recommended reading Paul Wiliams, 2006 Waste Treatment and Disposal 2nd Ed. John Wiley. Luca Bonomo, 2005. Bonifica di siti contaminati. McGraw Hill. 325/471 LABORATORIO DI ECOLOGIA MARINA APPLICATA CINZIA CORINALDESI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Al termine del corso, lo studente avrà avuto modo di conoscere un’ampia casistica dei principali fenomeni di inquinamento marino, avrà affrontato l’analisi di numerose metodologie e tecniche per il recupero ambientale degli ecosistemi marini e possiederà le basi conoscitive e metodologiche per lo studio dell’inquinamento e per la valutazione della qualità dell’ambiente marino. Programma Ecologia dell’inquinamento in mare: vulnerabilità e inquinamento degli ecosistemi marini, diverse tipologie e sorgenti di inquinamento in mare, punti critici dell’impatto antropico negli ecosistemi costieri del Mediterraneo e indicatori della capacità autodepurative del mare. Eutrofizzazione, distrofia, maree colorate, mucillagini e alghe tossiche: indicatori e modelli di stato trofico, strategie per il controllo e per lo studio delle alghe tossiche. Inquinamento da sostanze chimiche tossiche e bioaccumulabili: gli effetti dell’inquinamento da metalli pesanti sugli organismi marini, inquinamento dovuto a composti organici dello stagno (TBT) e composti organo-alogenati (DDT e PCB). Inquinamento da idrocarburi: effetti ecologici degli oil spill, misure di contenimento e recupero degli oil spill. Inquinanti non convenzionali : prodotti per la cura personale del corpo e farmaci, sorgenti e potenziali effetti sugli organismi. Microfouling e macrofouliung: applicazioni tecnologiche del biofilm, le metodologie di campionamento e analisi del biofilm microbico, strategie di controllo del biofouling. Inquinamento microbiologico: criteri e cenni sui metodi analitici per la definizione della qualità microbiologica di un ecosistema marino costiero, conseguenze sugli organismi marini, patologie dei coralli. L’impatto della pesca a strascico sugli habitat marini: metodologie e strumenti per lo studio dell’impatto del trawling, effetti ecologici diretti ed indiretti della pesca a strascico, il by catch e il ghost fishing. L’impatto dell’acquacoltura intensiva: effetti ecologici della maricoltura in Mediterraneo e strategie di riduzione dell’impatto da impianti di acquacoltura off-shore. 326/471 L’introduzione delle specie aliene: definizione e sorgenti di specie aliene, specie aliene in Mediterraneo, effetti delle invasioni di specie aliene e strategie per evitarne l’impatto. Restauro ambientale: transpianto di praterie di fanerogame marine e barriere coralline, tecnologie e linee guida per il restauro di barriere coralline. Criteri di valutazione delle alterazioni della qualità dell’ambiente marino: gli indicatori biologici e gli indici biotici. Casi di studio: l’inquinamento in Mediterraneo, l’eutrofizzazione e le mucillagini in Adriatico, il disastro di Minamata, contaminanti chimici in Mediterraneo,gli incidenti delle grandi petroliere e il caso dell’Agip Abruzzo, invasione di specie aliene nel Mar Nero, impatto degli allevamenti ittici nel Mediterraneo, impatto della raccolta di molluschi bivalvi in sistemi lagunari, il restauro delle praterie di fanerogame marine di Gabicce Mare, l’impatto delle creme solari sui coral reef. Esercitazioni. Esercitazioni di laboratorio per la determinazione di alcuni parametri necessari alla valutazione della qualità dell’ambiente marino. Attività di esercitazioni in campo: campionamento in immersione e snorkeling, elaborazione dei dati ed esposizione dei risultati ottenuti, seminari formativi e visita ad aree marine protette. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Della Croce, Cattaneo Vietti, Danovaro - Ecologia e Protezione dell’ambiente marino costiero. UTET, 1997; Danovaro - Recupero ambientale: tecnologie bioremediation e biotecnologie. UTET, 2001; Marchetti - Ecologia Applicata. Città Studi, 1993; R. B. Clark. 2001. Marine Pollution. Oxford. 327/471 LABORATORIO RICERCA E SVILUPPO DI COMPOSTI BIOATTIVI GIOVANNA MOBBILI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso ha lo scopo di analizzare le problematiche incontrate nella realizzazione di molecole bioattive con particolare riferimento alle strategie adottate nella sintesi di molecole organiche complesse. Il lavoro verrà svolto attraverso lo studio di tematiche generali e di esempi specifici esaminati anche durante le esercitazioni di laboratorio. Programma Proprietà biofarmaceutiche dei farmaci.Parametri chimico-fisici e assorbimento dei farmaci: solubilità, ionizzazione e pH, lipofilicità, legame a idrogeno, proprietà elettroniche. Struttura e attività farmacologica. Isomeria ottica e geometrica, isomeria conformazionale ed attività farmacologica. Identificazione del target: scoperta fortuita, da fonti naturali, screening sistematico, da farmaci esistenti, sintesi razionale, chimica combinatoriale. Approccio razionale al disegno di un farmaco: analisi di metodi di sintesi organica nei suoi aspetti di chemo, regio, diastereo ed enantioselettività. Principi di base dell’uso di ausiliari chirali e di catalizzatori chirali nella sintesi asimmetrica. Chimica dei gruppi protettori. Approccio retrosintetico nella progettazione di una sintesi organica. Esame di sintesi totali di molecole complesse dotate di attività biologica. Chimica combinatoriale: principi di costruzione di libraries di molecole organiche. Modifica del lead: isosteria ed analoghi conformazionalmente bloccati Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Potrà essere richiesto lo svolgimento di esercizi analoghi a quelli svolti con il docente durante le lezioni frontali. L' esame potrà essere sostenuto successivamente alla valutazione di una relazione scritta relativa alle esperienze di laboratorio. Testi consigliati Edited by F.D.King, Medicinal Chemistry. Principles and Practice, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2002. 328/471 Richard B. Silverman, The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action, Academic Press, 1992. Foye, Lemke, Williams, Principi di Chimica Farmaceutica, PICCIN, Padova, 1998. Stuart Warren, Organic Synthesis: The Disconnection Approach, Wiley, 1983. Stuart Warren, Organic Synthesis: The Disconnection Approach, Workbook, Wiley, 1983. 329/471 LEGISLATION AND ENVIRONMENTAL ETHICS CRISTINA GAMBI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course The course provides basic knowledge in the protection and management of the environment and its natural resources, with references to methods of assessment, in light of standards and international agreements. Also some basic information will be provided in terms of environmental legislation either at the international, EU and national level. The problems due to the establishment and management of the marine protected areas (MPAs) will also discussed. Program The precautionary principle and the management of the natural resources. The concept of global commons and the consequent regulatory issues: the Rio de Janeiro Conference, the Kyoto Protocol and other environmental multilateral agreements. Historical evolution of the European and Italian environmental regulations and policies. Marine Protected Areas in Italy: the current laws . Planning , Economics and Management: fishing activities and tourism Protection effects The scientific research and the monitoring studies inside the marine protected areas. Recommended reading Power Point 330/471 Cattaneo-Vietti R. & L. Tunesi, 2007. Le aree marine protette in Italia: problemi e prospettive. Ed. Aracne, Roma. 1-249. Internet link: www.amp portofino. 331/471 LEGISLAZIONE DELL'AMBIENTE E DELLA PROTEZIONE CIVILE ROBERTO OREFICINI ROSI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso intende fornire allo studente la conoscenza della normativa nazionale ed internazionale vigente in materia di protezione civile e di tutela dell’ambiente, approfondendo nel contempo la organizzazione della amministrazione pubblica. Vengono poi svolte delle attività teorico/pratiche per imparare ad elaborare gli atti indispensabili per l’espletamento dei procedimenti amministrativi e delle attività di polizia giudiziaria. Programma Definizione giuridica del concetto di ambiente ed il diritto dell’ambiente: lo scenario internazionale, comunitario e nazionale. La tutela ambientale nella Costituzione. Le fonti del diritto ambientale. I livelli del governo dell’ambiente. La valutazione d’impatto ambientale. Nozione di danno ambientale. Tutela amministrativa e penale in materia ambientale. Le principali normative di settore. Il diritto alla protezione civile. La legislazione di protezione civile. La tutela della pubblica e della privata incolumità. La dichiarazione di emergenza. Le ordinanze di protezione civile. Le principali normative di settore. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Giampiero di Plinio – Pasquale Fimiani: Principi di diritto ambientale, Casa Editrice “Giuffrè”. Per i non frequentanti i testi di studio possono essere concordati con il docente. 332/471 . 333/471 LEGISLAZIONE ED ETICA AMBIENTALE CRISTINA GAMBI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Nessuno Risultati di apprendimento attesi Il corso fornisce le conoscenze di base per comprendere le problematiche legate alla tutela e gestione dell'ambiente e delle sue risorse naturali. Saranno approfondite le metodologie di valutazione e di monitoraggio. Saranno forniti cenni sulle norme e su gli accordi internazionali e comunitari, oltre che di diritto dell'ambiente nazionale e alla ripartizione di compiti e funzioni tra Stato ed Enti Locali. Saranno infine approfondite le conoscenze relative all’istituzione ed alla gestione di aree di tutela in mare (AMP). Programma Il Principio di Precauzione e la gestione delle risorse naturali Il concetto di global commons e relative problematiche alla gestione ambientale La Conferenza di Rio del 1992, il Protocollo di Kyoto ed altri accordi internazionali Storia della protezione ambientale in Europa ed in Italia Le Aree Marine Protette (AMP): la legislazione vigente La programmazione e la pianificazione: criteri e prospettive Management, economia e gestione: attività consentite e problematiche inerenti (Pesca, Turismo). L’effetto protezione La ricerca scientifica ed il monitoraggio al servizio della gestione. 334/471 Testi consigliati Power Point del corso. Cattaneo-Vietti R. & L. Tunesi, 2007. Le aree marine protette in Italia: problemi e prospettive. Ed. Aracne, Roma. 1-249. Link ad altre eventuali informazioni e siti internet di interesse: www.amp portofino. 335/471 LINGUA INGLESE - LAUREA TRIENNALE MAURIZIO CIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 4 Ore 00 Periodo Corso annuale Prerequisiti Informazioni Gli studenti iscritti al primo anno devono effettuare un test d’ingresso presso l’aula informatica organizzato dal Centro di Supporto per l’Apprendimento Linguistico (CSAL). Il test si svolge all’inizio dell’anno accademico e serve per valutare il proprio grado di conoscenza dell’inglese. Il punteggio ottenuto, compreso tra 0 e 5 dovrà essere interpretato come segue. Punteggio 0: lo studente deve utilizzare, sempre in aula di informatica, il software di auto-apprendimento English Express – corso lingua base - per raggiungere il livello di conoscenza minimo richiesto per frequentare le esercitazioni di inglese (tenute nel 2° ciclo). Punteggio 1: lo studente possiede un livello di conoscenza sufficiente per frequentare le esercitazioni di inglese. Punteggio compreso tra 2 e 5: lo studente ha un livello di conoscenza tale da poter sostenere il test di lingua inglese, (da giugno del primo anno accademico in poi), anche senza frequentare le esercitazioni. Programma esercitazioni nel 2° ciclo per gli studenti iscritti al primo anno che forniscono competenze grammaticali e lessicali, d’ascolto, di lettura e della lingua parlata e la pronuncia ad un livello pre-intermedio. Gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito le conoscenze grammaticali e lessicali e di essere in grado di capire il senso globale di una tipologia testuale varia, nonché cogliere i nodi informativi principali di testi scritti di argomento familiare e di natura scientifica. Dovranno essere in grado di capire il senso globale ed i particolari essenziali di messaggi orali su una varietà di argomenti e di poter comunicare ed esprimersi oralmente Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Esami: Il grado di conoscenza acquisito dagli studenti viene verificato attraverso un test su PC (esercizi di grammatica, lettura, ascolto, pronuncia) ed un esame orale. 336/471 Testi consigliati New English File Pre-Intermediate di Oxenden, Seligson, e Latham-Koenig (Oxford University Press) Student’s Book, Workbook e multi-rom per PC 337/471 MARINE ANIMAL BIODIVERSITY BARBARA CALCINAI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Objectives of the course To achieve general knowledge on marine biodiversity, focusing on the biodiversity in the Mediterranean Sea. During the course practical sessions will give to the students tools for the taxonomic identification of the principal marine groups. Program The value of Biodiversity; The importance of the taxonomy; Factors increasing biodiversity: Speciation in the sea. The origin of Mediterranean fauna; Biogeography; Coral reef biodiversity; Biodiversity and spatial complexity. Biodiversity in special Mediterranean habitats (e.g. Coralligenous, Cladocora caespitosa banks, Sabellaria banks) Marine caves, Conero promontory. Factors for the decrease of biodiversity: During the course the taxonomy of some marine groups will be studied by laboratory exercises Recommended reading Didactic material from the teacher. Suggested books: Biodiversity an Introduction. Gaston & Spider. Blackwell Science. Biogeografia. La dimensione spaziale dell’evoluzione. Zumino & Zullini. Casa Ed Ambrosiana. Understanding Marine Biodiversity. national research consil. national academy press. Current publications available on the web. 338/471 339/471 MARINE BIOLOGY ROBERTO DANOVARO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites None Objectives of the course To the end of the instruction the student will have to know the main interactions between the marine organisms and they ambient, vital cycles and adaptive strategies and the functioning of the marine ecosystems; the student will have to know to apply the main methodologies of study and to resolve the environmental problems relative to the contamination and the withdraw of biological resources. It will develop specific knowledge relative to the sampling, surveying and deepening of the various aspects of marine Biology. Program History of Marine Biology, Principal characteristics of marine environments, Adaptation of the organisms to the marine environment and theirs evolution, Principles of marine ecology, Organisms and community, Marine bacteria and viruses, Life cycles and life histories, Plankton characteristics and communities, Benthos: Meiobenthos and Macrobenthos, Necton. Development of the course and examination Oral Recommended reading The students will base their study on the material provided during the lectures (more than 1000 slides) Additional complementary infos can be found in the following textbooks • Cognetti G., Sarà M., Magazzù G., Biologia Marina, Calderini, 1999. • Barnes R.S.K., Hughes R.N., Introduzione all'Ecologia marina, Piccin, 1990. 340/471 • Ghirardelli E., La vita nelle acque, UTET, 1981. • Danovaro, Biologia marina - Biodiversita e funzionamento degli ecosistemi marini. De Agostini, 2012. 341/471 MARINE ECOLOGY ROBERTO DANOVARO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Prerequisites Marine Biology Objectives of the course To the end of the instruction the student will have to know the functioning of all types of marine ecosystems and to resolve the different types of environmental problems for the biodiversity conservation. The student will develop specific knowledge relative to the sampling, surveying and deepening of the various aspects of marine Biology Program Characteristics of marine ecosystems, Sampling methodologies and instruments for research in marine biology. Biodiversity in marine environment, Study of the ecology of lagoons and confined ambient; ecology of estuaries, deep seas, coral reefs, Mediterranean reefs, marine caves, hydrothermal vents and cold seeps, marine seagrass ecosystems and mangrove, artificial marine ecosystems and polar environments.Biological resources: intensive and extensive aquaculture. Protection of marine organisms and marine reserves. Marine pollution: biology and biological indicators. Management and control of the renewable resource Development of the course and examination Oral Recommended reading • Della Croce N., Cattaneo Vietti R., Danovaro R., Ecologia e protezione dell'ambiente marino costiero., UTET UNIVERSITA', 1998. • Danovaro, Recupero ambientale: tecnologie, bioremediation, biotecnologie, UTET, 2001. 342/471 • Danovaro, Biologia marina - Biodiversita e funzionamento degli ecosistemi marini. De Agostini, 2012. • Nybakken J.W., Marine Biology An Ecological Approach, Harper Collins, 1993 343/471 MARINE MICROBIOLOGY CARLA VIGNAROLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites knowledge of biochemistry, cytology, genetics and elements of microbiology Objectives of the course At the end of the course students will have to know metabolic and physiological features of the main taxonomic groups of marine microrganisms; they will also have to know the adaptative and survival strategies of procaryotic and protistan cells in the sea, the fundamental role of microbes in marine ecosystem and the interactions between particular microbial species and the environment or other marine organisms. Students will develop knowledge about pathogenicity mechanisms of some important human and/or fish pathogens and they will also learn to describe sampling, cultivation and identification methods to be used in marine microbial communities studies and in bacterial detection from sea-water samples Program Marine environment: general characters and microbial communities. Distribution of the microbial populations in the marine habitats. The microbial loop and microbial food web. Role of microrganisms in the cycles of the main elements (sulphur, nitrogen and carbon cycles). Mechanisms of energy production among oligothrophic bacteria. Taxonomy and methods to study microbial evolution. The main marine taxonomic groups of eubacteria. Photosynthetic bacteria, prochlorophytes and cyanobacteria, strategies and evolution of the most abundant photosynthetic bacteria in the oceans, microbial spheres and gliding motility in cyanobacteria. Toxic cyanobacteria and harmful algal blooms. Chemoheterotrophs bacteria among marine proteobacteria,bacteria of the genera Pseudoalteromonas, Aeromonas e Vibrio. Bacteria in extreme environments: general characters of Archaea and their strategies of adaptation. The extreme thermophiles and halofiles, the methanogens. Hydrothermal vents community and black smokers. Marine virus and their role in the prokaryotic biodiversity. 344/471 Sampling methods and detection of microrganisms. Isolation and cultivation of marine microbes, culture media for marine populations, viable but non culturable cells. Interaction of microrganisms with marine environment, the chemotaxis, bacterial movement in aqueous environmental, adhesion and colonization of surfaces, structure and formation of biofilms. Air-water interface, bacterioneuston and hydrocarbon-degrading marine bacteria, sediment-planktonic interface and microbial mats. Interaction of microrganisms with other aquatic organisms, positive and negative relations. The quorum sensing mechanism, the biochemistry and biology of bacterial and dinoflagellata bioluminescence. Microbial water pathogens and epidemiology of main water related diseases Indicator organisms of water contamination and water quality. Recommended reading Madigan, Martinko, Stahl, Clark, "Brock biologia dei microrganismi", CEA Ambrosiana, edizione 2012, volume 1 e 2 Barbieri, Bestetti, Galli, Zannoni- Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica - Casa Editrice Ambrosiana, edizione 2008 345/471 MARINE PLANT BIODIVERSITY CECILIA MARIA TOTTI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 2^ semestre Objectives of the course Aim of this course is to provide students the instruments for understanding the aspects of biodiversity of marine plants. The systematics and ecology of algae groups and marine Angiosperms will be treated. The knowledge on biodiversity of plant communities in the marine environments will be investigated, tackling the problem of influence of human impact on biodiversity changes and considering the influence of climatic fluctuations. Students will be provided with the instruments and the methodological approaches to study marine plant groups. Program Introduction to biodiversity. Human factors affecting biodiversity. Alien species in plant communities of the Mediterranean Sea. Systematics and ecology of Cyanobacteria (Cyanophyta, Prochlorophyta), Euglenophyta, Chlorarachniophyta, Glaucophyta, Cryptophyta, Haptophyta, Alveolata (Dinophyta), Stramenopiles (Chrysophyceae, Bacillariohyceae, Dictyochophyceae, Raphidophyceae, Phaeophyceae), Rhodophyta, Chlorophyta (Prasinophyceae, Ulvophyceae, Chlorophyceae, Charophyceae). Phytoplankton communities: biogeography and diversity of phytoplankton in the Mediterranean Sea. Study cases: changes in phytoplankton communities in relation to climate. Biodiversity of microphytobenthos communities: epipelon, epipsammon, epilithon, epiphyton, epizoon; growth forms of benthic microalgae; importance and ecological role of microphytobenthos. Methods applied to the study of microphytobenthic communities. Seaweed communities: litophytic, psammophytic, epiphytic and drift seaweeds; the macroalgae of the Mediterranean Sea. Algae morphotypes: relationships with grazing and production. Seagrass biodiversity and biogeography; the seagrasses of the Mediterranean Sea; meadow types. Ecological importance of seagrasses. Factors affecting the seagrass regression. Systematics of the Mediterranean seagrasses. Factors affecting the growth of benthic macrophytes. Vegetation plans and plant communities. Harmful algal blooms. Toxic microalgae and biointoxications (DSP, PSP, NSP, ASP, CFP, AZA). Raphidophyte and Haptophyte toxins. The mucilage phenomenon; hypothesis and significance of production and persistence of macroaggregates. Factors affecting genesis and evolution of phenomenon. Marine plants of coral reefs. Phytoplankton cycle and toxic species in tropical areas. Endosymbiosis between microalgae and marine invertebrates; zooxanthellae: biological and morphological characteristics of zooxanthellae; factors affecting bleaching. Tropical seaweeds: growth forms; role of calcareous algae in the ecology of coral reefs. Mangroves: biogeography; morphological, physiological and reproductive adaptations; biogeography; ecological role; natural and human impact on mangrove communities. 346/471 Development of the course and examination Oral Recommended reading DAWES C.J. 1998. Marine botany. 2nd edition. John Wiley & Sons, New York. GRAHAM L.E., WILCOX L.W., 2000. Algae. Prentice Hall. VAN DEN HOEK C., MANN D,G., JAHNS H.M. Algae. (1995) An Introduction to phycology. Cambridge University Press. 347/471 MARINE SEDIMENTARY ENVIRONMENT ANALYSIS ALESSANDRA NEGRI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites marine geology Objectives of the course the study of modern sediments such as sand mud (silt) and clay, and the processes that result in their deposition through time. Program • Genesis of sediment and its role in global cycles. • The sediments and sedimentary rocks. • Terrigenous rocks and sediments: components and classifications. Texture, grain size, porosity, shape, and roundness. • Carbonate rocks and sediments: components and classifications. • A special case: the evaporites. Genesis and sedimentary patterns. • Sedimentary processes: Sediment transport .. Gravitative sedimentation in particular turbidity currents • Sediments and climate • The sedimentary structures. Small and large scale structures. • The sedimentary environments, classifications, Walther’s Law • Deltaic environment. the different types of delta as function of : river, wave and tide. • Coastal environment. The longitudinal and transverse movements of the sand on a beach. Problems connected with the protection and restoration of beaches. • Marine environments from the platform to the deep sea. The different areas of sedimentation and the influence of the surface of the carbonate compensation. The different types of sediments and their characteristics. A special case of terrigenous sediments: the turbidites. The Bouma sequence in turbiditic deposits. Fans and submarine turbidite facies associations. Applicative aspects. • Methods of sampling and analysis of sediments. • Processing and presentation of grain size data: particle size distribution curves and statistical parameters. 348/471 • Processing and analysis of sedimentological charts. • Meaning and interpretation of sedimentary structures. • Recognition of the major sedimentary rocks. Recommended reading 1. Franco Ricci Lucchi Sedimentologia, Pitagora editore 2. Franco Ricci Lucchi, Sedimentografia, Zanichelli 3. Franco Ricci Lucchi I Ritmi del Mare Nuova Italia Scientifica editore. 349/471 MATEMATICA (A-L) PIERO MONTECCHIARI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Elementi base di calcolo e di geometria analitica Risultati di apprendimento attesi Il corso è volto ad introdurre gli studenti agli elementi base del calcolo differenziale ed integrale per funzioni reali di variabile reale. Alla fine del corso lo studente dovra' mostrare abilità nella risoluzione di problemi di calcolo differenziale ed integrale per funzioni reali di variabile reale essere capace di enunciare e dimostrare propriamente i teoremi illustrati in aula. Programma Insiemi, Relazioni e Funzioni. Composizione, invertibilita'. Numeri Naturali, Interi, Razionali Reali. Principio di Induzione. Estremi superiore ed inferiore, massimi e minimi. Le funzioni modulo, potenza, esponenziali, logaritmiche e angolari. Limite di successioni reali e proprieta'. Forme indeterminate. Successioni monotone ed il numero di Nepero. Confronti asintotici. Limite di funzioni reali di variabile reale e proprieta'. Forme indeterminate. Confronti asintotici. Limiti di funzioni monotone. Continuita'. Teoremi di Weiestrass e dei valori intermedi. Rapporto incrementale e derivata. Formule di derivazione. Derivate successive. I Teoremi di Fermat, Rolle, Lagrange e Cauchy. Derivata e monotonia. Convessita'. Primitive. I Teoremi di de l'Hospital. Asintoti e studio del grafico di funzioni. Integrale definito e proprieta'. Teorema e formula fondamentale del calcolo integrale. Integrale indefinito ed integrazione per decomposizione in somma, per parti e per sostituzione. Integrale generale di equazioni lineari del primo ordine. Problema di Cauchy. Equazioni di Bernoulli. Modelli di Malthus e Verhulst per la dinamica delle popolazioni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e Orale. 350/471 Testi consigliati P. Marcellini - C. Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori editore P. Marcellini - C. Sbordone, Esercitazioni di matematica vol. 1 (parte I e II), Liguori editore 351/471 MATEMATICA (M-Z) MILENA PETRINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Elementi base di calcolo e di geometria analitica Risultati di apprendimento attesi Il corso è volto ad introdurre gli studenti agli elementi base del calcolo differenziale ed integrale per funzioni reali di variabile reale. Alla fine del corso lo studente dovrà mostrare abilità nella risoluzione di problemi di calcolo differenziale ed integrale per funzioni reali di variabile reale ed essere capace di enunciare e dimostrare propriamente i teoremi illustrati in aula. Programma Insiemi, Relazioni e Funzioni. Composizione, invertibilità. Numeri Naturali, Interi, Razionali Reali. Principio di Induzione. Estremi superiore ed inferiore, massimi e minimi. Le funzioni modulo, potenza, esponenziali, logaritmiche e angolari. Limite di funzioni reali di variabile reale e proprietà. Forme indeterminate. Il numero di Nepero. Confronti asintotici. Limiti di funzioni monotone. Continuita'. Teoremi di Weierstrass e dei valori intermedi. Rapporto incrementale e derivata. Formule di derivazione. Derivate successive. I Teoremi di Fermat, Rolle, Lagrange e Cauchy. Derivata e monotonia. Convessita'. Primitive. I Teoremi di de l'Hopital. Asintoti e studio del grafico di funzioni. Integrale definito e proprieta'. Teorema e formula fondamentale del calcolo integrale. Integrale indefinito ed integrazione per decomposizione in somma, per parti e per sostituzione. Integrale generale di equazioni lineari del primo ordine. Problema di Cauchy. Equazioni di Bernoulli. Modelli di Malthus e Verhulst per la dinamica delle popolazioni; modello di diffusione di un'infezione. Statistica descrittiva; retta di regressione. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale Testi consigliati 352/471 P. Marcellini - C. Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori editore P. Marcellini - C. Sbordone, Esercitazioni di matematica vol. 1 (parte I e II), Liguori editore 353/471 MATHEMATICAL AND STATISTICAL METHODS MILENA PETRINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Program 1. Numerical sets and real functions. Numerical sets : N, Z, Q, R. Real functions ; injective, surjettive, invertible functions. Inverse function. Monotone functions. 2. Function's limit and continuity. Inf and sup for a subset in R and for a real function. Basic functions. Growth of a bacterial population. Limit of real sequences and series : standard limits ; geometrical series. Continuous functions and related theorems. 3. Derivatives and applications to functions' study. Derivative of a real function and its geometric interpretation. Derivatives of basic functions. Derivative of the sum, product, ratio, composition of two functions and of an inverse function. Local maxima and minima and related properties. Weierstrass, Rolle, Cauchy, Lagrange theorems. Undetermined forms and de l'H^opital' theorems. Higher order derivatives. Function's graph. 4. Integrals. Definite and indefinite integral of a countinuous function and properties. Average result for the integral of a real function. Primitive function and fundamental theorem of integral calculus. Integration' methods. 5. Dfferential equations. Linear first order dfferential equations and related Cauchy problem. Bernoulli' dfferential equations. Some elements of constant cofficients second order differential equations. Mathematical models in population dynamics : growth of an isolated population ; infection's dffusion ; interaction between two populations : cooperation, competition, predator- prey models. Lotka-Volterra model and its linearization. 6. Descriptive statistics. Populations, qualities, classes ; frequency ; distribution. The case of a real variable. Multivariate distributions. Linear regression and least squares correlation coefficient and matrix. 7. Probability. Kolmogorov assioms. Conditional probability. Independent events. Cartesian product of probability spaces. Discrete probability variables : law, average, variance, covariance. Binomial law. Poisson law and processes; exponential and normal density. 8. Inferential statistics. Bayes' formula and consequences; problems with parameter; likelihood function, parameters' estimation. Recommended reading 354/471 P. Marcellini, S. Sbordone, Istituzioni di Matematica e Applicazioni, Liguori Editore. P. Baldi, Introduzione alla probabilit_a. Con elementi di statistica, Mc Graw-Hill Editore. G. Prodi, Metodi matematici e statistici, Mc Graw-Hill Editore. P. Marcellini, S. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, 2, Liguori Editore. 355/471 MATHEMATICAL AND STATISTICAL METHODS ENRICO SMARGIASSI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic knowledge of algebra, analytic geometry, trigonometry functions and elementary functions. Objectives of the course Fundamentals of differential and integral calculus. Knowledge of most important models of biological populations' dynamics. Introduction to probability, basic statistics and statistical inference. Program Numerical sets. The set N of natural numbers. Principle of complete induction. Properties of Z, Q and R. Axiom of completeness of R. Intervals. Limited subsets. Maximum, minimum, upper and lower extreme. Functions. Injective, surjective and bijective function. Composed functions, inverse function. Real functions. Even/odd functions, periodic function. Monotone functions. Limited functions; lower and upper extreme. Points of maximum and minimum of a function. Elementary functions. Absolute value function. Power function. Exponential function and logarithm. Trigonometric functions. Sequences. Sequences and their convergence. Monotone sequences. Number of Napier. Limits. Neighborhoods and points of accumulation. Definition of limit. Uniqueness of the limit theorem. Properties of limits. Sided limits, right and left side limit. Comparison theorems. Working with limits. Limit of monotone functions. Infinitesimals and infinities. Operations on the infinitesimal and infinite. Rule of replacement. Continuous functions. Points of discontinuity and their classification. Weierstrass theorem, theorem of zeros, Bolzano theorem about intermediate values and its consequences. Differentiable functions. Geometric interpretation. Continuity of differentiable functions. Not differentiable points. Higher order derivatives. Derivation rules. Derivatives of elementary functions. Rolle's theorem, Cauchy and Lagrange. L’Hôpital theorems. Taylor’s formula. Increasing and decreasing function; study of sign of the derivative. Searching for points of maximum and absolute minimum of a function. Convexity and concavity. Characterization of convex and concave functions. Inflection points. Vertical, horizontal and oblique asymptotes. Study the graph of a real function. Integration. Indefinite Integral. Primitive of a function and properties. Definite integral of a 356/471 continuous function. Integral function and the Torricelli’s theorem. Formula of integral calculus. Elementary integrals. Integration rules by substitution and by parts. Differential equations. First order linear differential equations, Bernoulli equations. Notes on second order d. e. with constant coefficients. Models of population dynamics. Descriptive Statistics. Numerical representations of statistical data. Graphic representations of frequency distributions. Indexes of centrality and variability. Linear and nonlinear regression for data series. Method of least squares. Coefficient matrix and correlation. Probability. Some definitions of probability. Axiomatic definition of probability. Conditional probability. Discrete and continuous random variables. Indexes of centrality and variability. Distribution of Bernoulli, Binomial, Poisson, Normal, Chi-square, Student. Convergence theorems; convergence in distribution, law of large numbers, central limit theorem. Inferential Statistics. Bayes' formula and consequences. Sampling and samples. Main sample distribution. Estimators and Estimations; punctual and interval estimation. Confidence intervals for the mean and variance. Examples. Hypothesis testing. General characteristics of a test of hypotheses. Notes on parametric tests. Recommended reading Marcellini - Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori Ed. Dario Benedetto, Mirko degli Esposti, Carlotta Maffei, Matematica per le scienze della vita, Casa Editrice Ambrosiana Sergio Invernizzi, Maurizio Rinaldi, Andrea Sgarro, Moduli di Matematica e Statistica, Zanichelli, 2001. Giovanni Prodi, Metodi Matematici e Statistici, McGraw Hill Italia Srl. Marcellini - Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, 2, Liguori Ed. Copy of slides available. 357/471 MATHEMATICS (A-L) PIERO MONTECCHIARI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic elements of Calculus and Analytic Geometry Objectives of the course Aim of the course is to provide basic knowledge and tools of calculus for functions of one real variable. At the end of the course the student has to be able to solve exercises and problems concerning the differential and integral calculus for functions of one real variable. Secondly he has to be able to properly enunciate and prove the theorems discussed in the course. Program Sets, Relations and Functions. Composition, invertibility. Natural, Integer, Rational and Real numbers. The Induction principle. Supremum, infimum, maximum, minimum. Modulus and powers. Exponential, logaritmic and angular functions. Limit of real sequences and its properties. Indeterminate forms. Monotone sequences. The Neper's number and related limits. Asymptotic comparison. Limits of real function of real variable. Properties. Indeterminate forms. Monotone functions. Asymptotic comparison. Continuity; The Weierstrass's and the Intermediate Values Theorems. Derivative and Derivative Formulas. Successive Derivative. The Fermat's, Rolle's, Lagrange's and Cauchy's Theorems. Derivative and monotonicity. Convexity. Primitives. The De L'Hospital's Theorems. Asymptotes and the study of the graphs of functions. Definite Integral and its properties. Fundamental Theorem and Formula of the Integral Calculus. Indefinite Integral and integration methods: sum decomposition, by parts and substitution. General Integral for first order linear ordinary differential equations. The Cauchy Problem. The Bernoulli's equations. The Malthus and Verhulst models for the population dynamics. Recommended reading 358/471 P. Marcellini - C. Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori editore P. Marcellini - C. Sbordone, Esercitazioni di matematica vol. 1 (parte I e II), Liguori editore 359/471 MATHEMATICS (M-Z) MILENA PETRINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic elements of Calculus and Analytic Geometry Objectives of the course Aim of the course is to provide basic knowledge and tools of calculus for functions of one real variable. At the end of the course the student has to be able to solve exercises and problems concerning the differential and integral calculus for functions of one real variable. Secondly he has to be able to properly enunciate and prove the theorems discussed in the course. Program Sets, Relations and Functions. Composition, invertibility. Natural, Integer, Rational and Real numbers. The Induction principle. Supremum, infimum, maximum, minimum. Modulus and powers. Exponential, logaritmic and angular functions. Limits of real function of real variable. Properties. Indeterminate forms. The Neper's number and related limits. Monotone functions. Asymptotic comparison. Continuity; The Weierstrass's and the Intermediate Values Theorems. Derivative and Derivative Formulas. Successive Derivative. The Fermat's, Rolle's, Lagrange's and Cauchy's Theorems. Derivative and monotonicity. Convexity. Primitives. The De L'Hopital's Theorems. Asymptotes and the study of the graphs of functions. Definite Integral and its properties. Fundamental Theorem and Formula of the Integral Calculus. Indefinite Integral and integration methods: sum decomposition, by parts and substitution. General Integral for first order linear ordinary differential equations. The Cauchy Problem. The Bernoulli's equations. The Malthus and Verhulst models for the population dynamics; infection's spread model. Descriptive statistics; statistical regression. Development of the course and examination Written and oral 360/471 Recommended reading P. Marcellini - C. Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori editore P. Marcellini - C. Sbordone, Esercitazioni di matematica vol. 1 (parte I e II), Liguori editore 361/471 MEDICINA DELLE CATASTROFI MARIO CAROLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso intende fornire allo studente la conoscenza della medicina delle catastrofi, specialità medica che studia quali atteggiamenti assumere in relazione ad un evento eccezionale, che, pur di diversa natura, si caratterizza sempre per una netta sproporzione fra le richieste dell'ambiente e le capacità di risposta dei soccorsi sanitari. Programma Introduzione alla Medicina delle Catastrofi Valutazione e Calcolo del Rischio Gestione delle Risorse Sanitarie Ruolo della Centrale Operativa 118 Catena del Soccorso Sanitario e Ruoli I Grandi Raduni di Massa Strutture Sanitarie Campali Triage e Scheda Sanitaria in Maxiemergenza Ruolo dell’Ospedale in Maxiemergenza: PEIMAF, PEI, PEVAC Le Emergenza Tossicologiche Le Emergenze Mediche Internazionali Aspetti Sanitari in Maxiemergenza nei Paesi in Via di Sviluppo Aspetti psicologici nelle catastrofi 362/471 Testi consigliati Dispensa del Docente Per i non frequentanti la dispensa può essere richiesta al docente 363/471 MEDICINE OF DISASTER MARIO CAROLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course The course aims to provide students with the knowledge of disaster medicine, medical specialty that studies attitudes which assume in relation to an exceptional event, which, although of a different nature, is always characterized by a clear disproportion between the demands of the environment and the ability of emergency health response. Program Introduction to Disaster Medicine Risk Assessment and Calculation Management of Health Resources Role of Central Operations 118 Chain of Relief and Health Care Roles The Great Mass Gatherings Structure of Advanced Medical Posts and Field Hospitals Major Incident Triage and Personal Health Record Role of the Hospital in Major Incident: PEIMAF, PEI, PEVAC Toxicological Emergencies The International Medical Emergencies Health Issues in Major Incident in Developing Countries Psychological Issues in Disasters Development of the course and examination 364/471 Oral or Written Examination Recommended reading Textbook of the Teacher Students who cannot attend the class should request the textbook to the teacher 365/471 METHODS IN ECOTOXICOLOGY FRANCESCO REGOLI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites A good knowledge of basic chemistry, ecology, general and cell biology are important requisites for this course. Objectives of the course The Course of “Methods in Ecotoxicology” is aimed to prepare students for the study of environmental pollution, with particular emphasis to the toxicological implications of chemicals on various biotic components. The course will also aim to prepare students on quality standards, the integrated complexity between development of productive activities and environmental protection, management options and environmental impact assessment, remediation and monitoring of polluted areas. The course is based on both theoretical lessons and practical exercitations on the main chemical contaminants, their environmental distribution and biological effects, bioindicator organisms, molecular and cellular responses to pollutants. The course will also introduce students on environmental risk assessment, especially for highly polluted, industrial sites, and for activities related to dredging and management of contaminated sediments. At the end of the Course the student should have the capability to: 1. Describe main characteristics of chemicals and environmental distribution pathways. 2. Know topics related to biomagnification, use of bioindicator organisms and biomarker analyses. 3. Describe fundamentals and general principles of environmental impact assessment in industrialized and developing countries. 4. Apply conceptual criteria for defining quality criteria in different environmental matrices. 5. Apply criteria for environmental risk assessment in management of coastal areas, dredging and remediation activities. Program The Course of Ecotoxicology is based on both theoretical lessons and practical exercitations. Lessons will cover the following topics: - Introduction and definition of ecotoxicology, distribution of chemicals in the environment and factors which affect their toxicity. - Toxicity Tests, general procedures, interpretation and applicability of results; examples of most commonly used tests for waters and sediments. Ecotoxicological approach in the marine environment; biomonitoring, biological resources and 366/471 impact assessment. - Choice of bioindicator organisms. - Biological effects of chemicals, biomarkers at molecular cellular level with diagnostic and prognostic value. Effect and exposure biomarkers. Biotransformation and toxicity of aromatic xenobiotics – Detoxification and toxicity of trace metals. – Role of lysosomes in detoxification and in pollutant-mediated pathologies. – Antioxidant defences and oxidative stress induced by pollutants. – Environmental genotoxicity and DNA damages as biomarkers. – Immunotoxicity in invertebrates and fish. – Endocrine disruptors in the marine environment. – Liver pathology and chemical carcinogenesis. – Biological and environmental factors which influence responses of biomarkers, basal levels, species sensitivity, adaptation mechanisms. – Case studies of ecotoxicological applications. During the practical exercitations students will plan a monitoring program, with the choice of more appropriate species and biomarkers. The main methodologies will be presented and measured, including a brief discussion of obtained results. Recommended reading Provided material and scientific literature suggested on specific topics. Fundamentals of Aquatic Toxicology. Edited by Gary M. Rand, Taylor & Francis 1995 Biomarkers in Marine Organisms: a practical approach. Edited by Garrigues et al., Elsevier 2001 Dragaggi Portuali – Aspetti Tecnico Scientifici per la salvaguardia ambientale nelle attività di movimentazione dei fondali marini. Pellegrini et al., Quaderni ICRAM 367/471 METODI BIOLOGICI DELL'ECOTOSSICOLOGIA FRANCESCO REGOLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Programma Introduzione e scopo della tossicologia ambientale. Principali classi di contaminanti chimici di interesse ecotossicologico e loro ripartizione nei comparti ambientali. Fattori che influenzano biodisponibilità e tossicità dei contaminanti chimici. Concetto di inquinanti persistenti e diffusione globale. Bioconcentrazione, bioaccumulo e biomagnificazione. Utilizzo di organismi come bioindicatori nel monitoraggio della contaminazione ambientale. Programmi di Mussel Watch. Caratteristiche dei test di tossicità e dei saggi biologici. Ambiti di applicazione, scelta delle specie ed endpoints biologici. Metabolismo, detossificazione e tossicità dei contaminanti, definizione di biomarkers a livello molecolare, biochimico e cellulare con valore predittivo e diagnostico. Biotrasformazione e tossicità di idrocarburi aromatici, pesticidi, diossine ed altri composti organoalogenati. Detossificazione e tossicità dei metalli pesanti. Mercurio nelle reti trofiche e organo stannici. Pesticidi organofosforici ed risposte dell’acetilcolinesterasi. Lisosomi, perossisomi, difese antiossidanti e stress ossidativo come risposte aspecifiche degli organismi ai contaminanti. Genotossicità ambientale e danni al DNA, immunotossicità in invertebrati e vertebrati. Patologie epatiche e carcinogenesi chimica. Distruttori endocrini e contaminanti emergenti: dai farmaci alle nanoparticelle. Gli studenti seguiranno anche una serie di esercitazioni pratiche con i seguenti obiettivi: presentazione delle principali metodologie analitiche e preparazione dei campioni; determinazione pratica di alcuni dei principali biomarkers ed analisi dei risultati ottenuti. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale 368/471 METODI MATEMATICI E STATISTICI MILENA PETRINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Programma 1. RICHIAMI DI TEORIA DEGLI INSIEMI. Notazioni e terminologia. I numeri naturali, interi, razionali, reali. Funzioni, dominio, codominio. Funzioni iniettive, biiettive e suriettive. Funzione inversa. Funzioni reali, funzioni monotone. 2. FUNZIONI DI VARIABILE REALE. Estremo superiore e inferiore, massimo e minimo di un sottoinsieme di R e di una funzione. Funzioni elementari. Crescita di una popolazione batterica. Limiti di funzioni e proprietà. Limiti notevoli. Serie armonica. Funzioni continue e proprietà. Teorema della permanenza del segno. Teorema dell'esistenza degli zeri. 3. DERIVAZIONE. Derivata e signficato geometrico. Derivate delle funzioni elementari. Derivata di somma, prodotto, rapporto di due funzioni. Derivate di funzioni composte e delle funzioni inverse. Massimi e minimi relativi e proprietà. Teoremi di Weierstrass, Rolle, Cauchy, Lagrange. Funzioni con derivata nulla. Forme indeterminate e teoremi de l'Hopital. Derivate d'ordine superiore; funzioni con derivate d'ordine superiore nulle. Studio del gra_co di funzioni. 4. INTEGRAZIONE. Definizione di integrale e proprietà. Teorema della media. Funzioni primitive e Teorema fondamentale del calcolo. Integrali di funzioni elementari. Calcolo di integrali. Integrazione per parti e per sostituzione. 5. EQUAZIONI DIFFERENZIALI. Equazioni del primo ordine. Problema di Cauchy. Equazione di una popolazione. Soluzione delle equazioni lineari del primo ordine e di Bernoulli. Cenni ai sistemi differenziali lineari del primo ordine a coefficienti costanti. Modelli matematici di dinamica delle popolazioni: crescita di una popolazione isolata; diffusione di un'infezione; interazione tra due popolazioni: cooperazione, competizione, preda-predatore. Il modello Lotka-Volterra. 6. STATISTICA DESCRITTIVA. Popolazioni, caratteri, classi; frequenza; distribuzione. Tipologie dei caratteri. Caso di una variabile reale. Distribuzioni multivariate. La retta di regressione e metodo dei minimi quadrati. 7. PROBABILITA’. Assiomi di Kolmogorov. La probabilità condizionale. Eventi indipendenti. Spazi di probabilità prodotto. Variabili aleatorie discrete: legge, valor medio, varianza, covarianza. Legge Binomiale. Legge di Poisson. Cenni a variabili aleatorie continue: funzione di densità. Legge esponenziale; legge normale di Gauss. 8. STATISTICA INDUTTIVA. Probabilità e conferma. Modello probabilistico. Formula di Bayes. Sviluppi della formula di Bayes: problemi con un parametro. 369/471 Testi consigliati P. Marcellini, S. Sbordone, Istituzioni di Matematica e Applicazioni, Liguori Editore. P. Baldi, Introduzione alla probabilità. Con elementi di statistica, Mc Graw-Hill Editore. G. Prodi, Metodi matematici e statistici, Mc Graw-Hill Editore. P. Marcellini, S. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, 2, Liguori Editore.Corso di Laurea in Scienze Ambientali e Protezione Civile 370/471 METODI MATEMATICI E STATISTICI ENRICO SMARGIASSI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti conoscenze dell’algebra elementare; conoscenze della geometria analitica; conoscenze della trigonometria; andamento delle funzioni elementari. Risultati di apprendimento attesi coniugare approfondimenti teorici ed analisi di problemi reali. A tal fine fornisce una solida preparazione relativa ai metodi e ai modelli statistici che, unitamente a conoscenze sull’analisi matematica, viene impiegata per trattare e interpretare dati provenienti da svariati ambiti con particolare attenzione a quello ambientale. Programma Insiemi numerici: L'insieme N dei numeri naturali. Principio di induzione completa. Proprietà algebriche e d'ordine di Z, Q ed R. Assioma di completezza di R. Intervalli. Sottoinsiemi limitati superiormente ed inferiormente. Massimo e minimo ed estremo superiore ed inferiore. Rappresentazione geometrica. Intorni e punti di accumulazione. La retta ampliata dei numeri reali. Funzioni. Funzioni iniettive, suriettive e biiettive, composte ed inverse. Funzioni reali: Funzioni crescenti e decrescenti. Funzioni reali limitate inferiormente, superiormente e limitate. Estremo superiore ed inferiore, punti di massimo e minimo di una funzione. Massimi e minimi relativi. Funzioni pari, dispari e periodiche. crescita di una popolazione batterica. Funzioni elementari: Funzione valore assoluto. Funzione potenza ad esponente intero positivo, radice, potenza ad esponente intero negativo, ad esponente razionale e reale. Funzione esponenziale e funzione logaritmo. Funzioni trigonometriche e loro inverse. Successioni e limiti di successioni: Limitatezza delle successioni convergenti. Regolarità delle successioni monotone e convergenza delle successioni monotone limitate. Numero di Nepero. Principio di sostituzione e principio asintotico per il calcolo del limite. Limiti: Intorni e punti di accumulazione. Retta ampliata. Definizione di limite. Teorema di unicità del limite. Proprietà dei limiti: limitatezza locale, permanenza del segno, monotonia e carattere locale. 371/471 Limiti da destra e da sinistra. Teoremi di confronto. Operazioni con i limiti. Limite delle funzioni monotone. Limiti notevoli. Infinitesimi ed infiniti. Ordini maggiori, minori oppure uguali. Infinitesimi ed infiniti equivalenti. Regola di sostituzione e di cancellazione. Funzioni continue: Punti di discontinuità e relativa classificazione. Teorema di Weierstrass, teorema degli zeri, teorema di Bolzano dei valori intermedi e conseguenze. Funzioni derivabili: Interpretazione geometrica. Continuità delle funzioni derivabili. Punti angolosi e punti cuspidali. Derivate di ordine superiore. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Teoremi di Rolle, Cauchy e Lagrange. Teoremi di L'Hôpital. Formula di Taylor. Studio della crescenza e della decrescenza di una funzione. Caratterizzazione della crescenza e della decrescenza di una funzione in un intervallo. Criteri per punti di massimo e minimo relativo. Ricerca dei punti di massimo e minimo assoluto di una funzione. Convessità e concavità globale e in un punto. Caratterizzazione della convessità e della concavità di una funzione in un intervallo. Punti di flesso e relativi criteri. Asintoti verticali, orizzontali ed obliqui. Studio del grafico di una funzione reale. Integrazione: Integrale indefinito. Primitive di una funzione e proprietà. Integrale definito di una funzione continua. Funzione integrale e teorema di Torricelli (teorema fondamentale del calcolo integrale). Formula fondamentale del calcolo integrale. Integrali elementari. Regole di integrazione per sostituzione e per parti. Equazioni differenziali: equazioni differenziali del primo ordine lineari, di Bernoulli; cenni alle e. d. del secondo ordine a coefficienti costanti; modelli di dinamica delle popolazioni. Statistica descrittiva: Rappresentazioni numeriche di dati statistici. Rappresentazioni grafiche di distribuzioni di frequenza. Indici di tendenza centrale e variabilità. Regressione lineare e non lineare per una serie di dati. Metodo dei minimi quadrati. Coefficiente e matrice di correlazione Calcolo delle probabilità: Alcune definizioni di probabilità. Spazio di probabilità e definizione assiomatica di probabilità. Probabilità condizionata. Variabili aleatorie discrete e continue. Indici di tendenza centrale e variabilità. Distribuzioni notevoli. Distribuzione di Bernoulli, Binomiale, di Poisson, Normale,Chi-Quadro, di Student. Teoremi di convergenza. Convergenza in distribuzione, Legge dei grandi numeri, Teorema del limite centrale. Statistica induttiva: formula di Bayes e sviluppi. Campionamento e campioni. Principali distribuzioni campionarie. Stimatori e stime puntuali. Stime intervallari: intervalli di confidenza per la media e la varianza. Esempi. Verifica di ipotesi:. Caratteristiche generali di un test di ipotesi. Cenni sui Test parametrici. Test non parametrici. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame prove scritte parziali e finale con prova orale seguente. Testi consigliati 372/471 Marcellini - Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori Editore. Dario Benedetto, Mirko degli Esposti, Carlotta Maffei, Matematica per le scienze della vita, Casa Editrice Ambrosiana Sergio Invernizzi, Maurizio Rinaldi, Andrea Sgarro, Moduli di Matematica e Statistica, Zanichelli, 2001. Giovanni Prodi, Metodi Matematici e Statistici, McGraw Hill Italia Srl. Marcellini - Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, 2, Liguori Editore. 373/471 METODOLOGIE SCIENTIFICHE SUBACQUEE CARLO CERRANO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Non sono previsti prerequisiti; è consigliabile che lo studente abbia almeno un brevetto subacqueo di primo livello e conoscenze di base di zoologia, ecologia e biologia marina. Informazioni Il corso delinea le principali tecniche di studio dell’ambiente marino costiero tramite l’immersione subacquea. Gli aspetti presi in considerazione sono: cenni di anatomia e fisiologia delle immersioni, sistemi per la respirazione subacquea, tecnica delle immersioni, attrezzature per l’immersione scientifica, rilevamenti subacquei, tecniche di campionamento. Risultati di apprendimento attesi Lo scopo è quello di fornire le conoscenze di base sia teoriche che pratiche sulle tecniche di studio dell’ambiente acquatico tramite operatore subacqueo. Alla fine dell´insegnamento, lo studente dovrà conoscere le tecniche e le metodiche principali di rilevamento e campionamento biologico subacqueo ed essere in grado di applicare un adeguato approccio allo studio del benthos. Programma Effetti fisiologici dell’immersione sull’uomo Programmazione dell’immersione - tabelle e computers Attrezzature subacquee - sistemi di respirazione e l’impiego delle miscele - sistemi di protezione e immersioni in acque fredde 374/471 - sistemi di comunicazione - sistemi di trasporto - immersioni in grotta Tecniche di campionamento distruttive - grattaggi - pannelli - sorbona - retini - trappole Tecniche di campionamento non distruttive - quadrati, transetti - rilievi video e fotografici - visual-census Progetti di volontariato ambientale subacqueo Tecniche di trapianto Utilizzo di sensori Il corso sarà integrato con immersioni subacquee al fine di acquisire le capacità di base necessarie per l’utilizzo delle tecniche di campionamento e rilievo sul campo. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati La peculiarità del corso prevede la distribuzione di dispense curate dal docente 375/471 376/471 MICROBIOLOGIA AMBIENTALE MAURIZIO CIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Biologia, Biochimica Risultati di apprendimento attesi Lo scopo del corso è quello di fornire le conoscenze di base per comprendere il ruolo dei microrganismi nell’ambiente e le loro possibili applicazioni biotecnologiche nel riciclo delle biomasse e nella decontaminazione dell'ambiente Programma -Procarioti ed eucarioti: principi di nutrizione microbica e di metabolismo microbico -Tecniche microbiologiche: cenni di microscopia, i substrati di coltura, la sterilizzazione, tecniche per la coltura e lo studio dei microrganismi Ecologia microbica i microrganismi in natura (concetti generali e principi), approcci metodologici (campionamento, isolamento arricchimento e identificazione). I microrganismi coltivabili e non coltivabili Diversità metaboliche tra i microrganismi (fotosintesi,la chemiolitotrofia,la respirazione anaerobia, la fermentazione, l’ossidazione degli idrocarburi ed il ruolo dell’O2 nel catabolismo dei composti organici, la fissazione dell’azoto). La crescita microbica. I cicli biogeochimici:ciclo del carbonio, ciclo dell’azoto e dello zolfo. Valutazione del ruolo dei microrganismi e descrizione delle loro principali caratteristiche fisiologiche e metaboliche. Il ruolo dei microrganismi nel riciclo delle biomasse e nel biorisanamento dei siti contaminati. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale 377/471 Testi consigliati Dispense del Docente Biavati, Sorlini Microbiologia agroambientale CEA Ambrosiana, 2008 Brock Biologia dei microrganismi vol. 1-2 Microbiologia generale, Microbiologia ambientale e industriale Pearson Ed. 2012 378/471 MICROBIOLOGIA APPLICATA FRANCESCA COMITINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti CONOSCENZE DI MICROBIOLOGIA E BIOCHIMICA DI BASE Risultati di apprendimento attesi CONOSCENZE RELATIVE AL COINVOLGIMENTO DEI MICROORGANISMI NEGLI ALIMENTI CON RUOLO PROTECNOLOGICO, PROBIOTICO O ALTERATIVI Programma 1. Il ruolo dei mo negli alimenti e i parametri che ne influenzano la crescita 2. La contaminazione degli alimenti: indicatori di qualità e sicurezza e introduzione ai sistemi HACCP e FSO per la sicurezza degli alimenti Microbiologia Enologica 3. Il mosto, il vino e la tecnologia di vinificazione 4. I mo del vino 5. Classificazione dei lieviti vinari 6. Analisi genetica di Saccharomyces cerevisiae 7. Il monitoraggio dei mo (metodi classici e molecolari) 8. Fermentazione naturale e guidata, i lieviti selezionati 9. La nutrizione microbica e le cause degli arresti di fermentazione 379/471 10. I batteri malolattici e le interazionicon i lieviti 11. La fermentazione malolattica 12. Caratterizzazione molecolare dei BML 13. Batteri acetici e difetti di origine microbica 14. I processi rifermentativi dei vini Microbiologia lattiero-casearia 15. Batteri lattici e fermentazione lattica 16. Prodotti lattiero-caseari: latte e latte fermentato 17. Probiotici, prebiotici, mo patogeni e alterativi del latte 18. Formaggi Microbiologia dei salumi 19. Prodotti carnei non fermentati 20. Salumi fermentati 21. Prodotti alimentari diversi: le uova, le salse e il miele 22. I sistemi HACCP e FSO per la sicurezza degli alimenti Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati GALLI VOLONTERIO AM, MICROBIOLOGIA DEGLI ALIMENTI, CASA ED. CEA 380/471 MICROBIOLOGIA DIAGNOSTICA ELEONORA GIOVANETTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 1^ semestre Prerequisiti E’ richiesta la conoscenza dei fondamenti della Microbiologia Generale e della Batteriologia. Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere le metodiche classiche e molecolari utilizzate nella diagnosi delle principali malattie sostenute da microrganismi. Dovrà altresì descrivere l’iter da seguire a seconda della tipologia del campione da esaminare. Programma Principi e metodi di diagnosi di laboratorio di infezione. Principi e metodi della diagnosi molecolare. Principi e metodi della diagnosi sierologica. Il laboratorio di Microbiologia Diagnostica e particolari tipologie infettive: infezioni comunitarie e nosocomiali, infezioni perinatali, infezioni a trasmissione sessuale, infezioni del paziente immunocompromesso. Diagnosi di laboratorio delle infezioni causate da micobatteri, anaerobi, spirochete, clamidie, rickettsie e micoplasmi. Diagnosi di laboratorio delle infezioni virali, fungine e parassitarie. Diagnosi di laboratorio delle principali patologie infettive: emocoltura, esame microbiologico dell'espettorato, esame microbiologico del tampone faringeo, urinocoltura, coprocoltura, esame microbiologico del liquor. Diagnosi di laboratorio delle epatiti. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati J. Keith Struthers, Roger P. Westran. Clinical Bacteriology. ASM Press, 2003 381/471 R. Cevenini, V. Sembri. Microbiologia e Microbiologia Clinica. Piccin, 2004 382/471 MICROBIOLOGIA GENERALE FRANCESCA BIAVASCO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti conoscenze di biochimica e citologia Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere la diversità del mondo microbico, le caratteristiche generali dei principali gruppi di microrganismi, le possibili interazioni dei microrganismi tra loro, con gli altri esseri viventi e con l'ambiente; i meccanismi di patogenicità microbica e quelli di difesa dell’ospite; dovrà saper allestire e riconoscere preparati microscopici, dimostrare di avere le cognizioni di base sulla coltivazione dei microrganismi, sulle metodiche di determinazione quantitativa e sul controllo della loro crescita mediante agenti fisici e chimici. Lo studente dovrà inoltre essere consapevole dei diversi campi di applicazione della microbiologia. Programma Il mondo microbico. Posizione dei microrganismi in natura; microorganismi cellulati e acellulati; cellule procariotiche e cellule eucariotiche. Rapporti evoluzionistici ed elementi di tassonomia microbica. I procarioti. Dimensioni, forma e organizzazione. Eubatteri ed archebatteri. Struttura e funzione dei componenti della cellula batterica. Parete: parete dei gram positivi e dei gram-negativi, parete degli archebatteri; composizione, sintesi e accrescimento del peptidoglicano. Strutture poste all’esterno della parete: capsule, strati mucosi, strati S, flagelli, fimbrie. Membrana citoplasmatica. Citoplasma: ribosomi, inclusioni intracitoplasmatiche, nucleoide. L’endospora. Colorazioni. Movimento batterico e tassi. Genetica batterica: Il cromosoma batterico, plasmidi, trasposoni e cassette geniche. Meccanismi di controllo dell’espressione genica. Ricombinazione e meccanismi di trasferimento genico nei batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione. 383/471 Gli eucarioti. Protozoi: caratteristiche generali; cicli biologici dei principali parassiti patogeni per l’uomo. Funghi: caratteristiche biologiche generali; classificazione; riproduzione. I virus. Struttura, simmetria, classificazione. Ciclo replicativo virale. Strategie replicative dei virus animali. Effetti sulle cellule ospiti. Persistenza, latenza, trasformazione cellulare. Batteriofagi virulenti e temperati, ciclo litico del fago T4, ciclo lisogenico e ciclo litico del fago lambda; conversione lisogena. Determinazione dello spettro d’ospite e titolazione fagica. Altri organismi acellulati. Metabolismo, crescita e riproduzione dei microrganismi. Metabolismo microbico. Produzione di energia nei microrganismi: respirazione aerobia e anaerobia, fermentazione, fotosintesi. Categorie nutrizionali dei microrganismi: autotrofi, eterotrofi, chemiotrofi, fototrofi. Assunzione dei nutrienti. Rapporti con l’ambiente: temperatura, pH, pressione osmotica, pressione idrostatica; ossigeno. Divisione cellulare e differenziamento. Metodi per valutare la crescita batterica. La curva di crescita. Coltivazione dei microrganismi. Esigenze nutrizionali comuni e fattori di crescita. Varietà e principi di impiego dei terreni di coltura in batteriologia. Terreni solidi e liquidi; terreni minimi, ricchi, selettivi, differenziali. Controllo della crescita microbica. Disinfezione e sterilizzazione. Sostanze ad attività antimicrobica, caratteristiche generali degli antibiotici. Classificazione degli antibiotici in base al bersaglio. Antibiotico-resistenza: resistenze naturali e resistenze acquisite, meccanismi 384/471 generali di resistenza agli antibiotici. Antibiogramma. Interazioni tra microrganismi e rapporto microorganismo-ospite. Comunicazione intercellulare, biofilm, simbiosi. La flora microbica normale, microbiota e microbioma. Patogenicità e virulenza dei procarioti: adesività, invasività, esotossine ed endotossine. Difese aspecifiche e specifiche dell’ospite, risposta immunitaria; antigeni; anticorpi; cellule immunocompetenti; immunità innata e adattativa,vaccini. Testi consigliati Wiley M., Sherwood M., Woolverton. J. Prescott, Microbiologia - Microbiologia generale (1° vol.), McGraw – Hill, 2009. Gianni Dehò e Enrica Galli. Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana 2012. Schaechter, Ingraham, Neidhardt “Microbiologia”. Zanichelli, 2007. Madigan, Martinko, Parker. Brock-Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana, 2007. Volume1. 385/471 MICROBIOLOGIA INDUSTRIALE MAURIZIO CIANI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Microbiologia generale, Biochimica, Biotecnologia dei microrganismi Risultati di apprendimento attesi Il corso si prefigge di fornire delle competenze teoriche e pratiche sui processi industriali legati all'impiego di microrganismi. In particolare si valuteranno le fasi di processo dei principali processi biotecnologici Programma I microrganismi di interesse industriale: inquadramento tassonomico, metabolismo microbico. I metaboliti primari e secondari di interesse industriale. La selezione dei microrganismi per la produzione di metaboliti di interesse industriale. Lo screening e il miglioramento genetico dei ceppi mediante la genetica classica e l’impiego del DNA ricombinante. I processi fermentativi batch, fedbatch, continuo, riciclo della biomassa applicati ai processi industriali. Problematiche legate allo scale-up ed al recupero dei prodotti di interesse. I microrganismi nei processi industriali: la produzione di starter e SCP, la produzione di acidi organici, polialcoli. I biocarburanti: bioetanolo e biodiesel. Biodiesel: biomasse e valorizzazione dei sottoprodotti. Bioetanolo: le biomasse, i pretrattamenti, il processo fermentativo. Composti antimicrobici (antibiotici, batteriocine, zimocine), bioinsetticidi, aminoacidi, vitamine, sostanze coloranti, composti volatili aromatizzanti, etc. I microrganismi nei processi biotecnologici di degradazione: trattamenti aerobi e anaerobi delle acque reflue, processi di compostaggio e riciclo della sostanza organica. Biodepurazioni delle acque e dei siti contaminati. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale 386/471 Testi consigliati M. Manzoni Microbiologia Industriale CEA Editrice 2006 Waites et al. Industrial Microbiology: An introduction. Blackwell Science , Oxford 2001 El-Mansi E.M.T. et al. Fermentation Microbiology and Biotechnology CRC Taylor & Francis 387/471 MICROBIOLOGIA MARINA CARLA VIGNAROLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti conoscenze di biochimica, citologia, genetica e microbiologia generale ma nessuna propedeuticità Risultati di apprendimento attesi Alla fine del corso lo studente dovrà conoscere le caratteristiche metaboliche e fisiologiche dei principali gruppi tassonomici di microrganismi presenti nell'ambiente marino; conoscere le principali strategie adattative e di sopravvivenza di procarioti e protozoi marini, l'importanza del loro ruolo nell'ecosistema marino, nonché le interazioni di particolari specie microbiche con l'ambiente e con altri organismi marini. Lo studente acquisirà anche nozioni sui meccanismi di patogenicità di alcuni importanti microrganismi patogeni per l'uomo e/o per i pesci e infine saprà descrivere le principali tecniche di campionamento, coltivazione e identificazione utilizzate nello studio delle comunità microbiche marine e nella ricerca di particolari microrganismi da campioni di acqua di mare Programma L’ambiente acquatico marino, caratteristiche generali e comunità microbiche Distribuzione dei microrganismi negli habitat marini e loro ruolo nella rete trofica e nei cicli biogeochimici di alcuni elementi (zolfo, azoto e carbonio). Strategie di sopravvivenza e metabolismo energetico dei batteri oligotrofi. Principi di tassonomia microbica e metodi di studio dell’evoluzione batterica. Principali gruppi tassonomici di eubatteri marini. I batteri fotosintetici: proclorofite e cianobatteri, i batteri fotosintetici oceanici, adattamenti ed evoluzione, le sfere microbiche e la motilità strisciante dei cianobatteri. Cianobatteri tossici e harmful algal blooms. Batteri chemioeterotrofi marini appartenenti al phylum dei proteobatteri, il genere Pseudoalteromonas, Aeromonas e Vibrio. La vita in ambienti estremi: caratteristiche generali degli archebatteri e strategie di sopravvivenza. Gli ipertermofili, gli alofili, i metanogeni. I microrganismi delle bocche idrotermali, i black smokers I virus e loro ruolo nella regolazione della diversità procariotica marina. 388/471 Metodi di campionamento e di studio (colturali, immunologici, molecolari). Isolamento e coltivazione dei microrganismi marini, mezzi di coltura per le popolazioni batteriche marine, le cellule vitali non coltivabili. Interazioni dei microrganismi con l’ambiente marino, la chemiotassi, la motilità batterica nell’ambiente acquatico, adesione e colonizzazione di superfici, struttura e formazione dei biofilm nell’ambiente marino. L’interfase acqua-aria, il bacterioneuston e i batteri idrocarburoclastici, l’interfase acqua-sedimenti e i microbial mats. Interazioni con altri organismi acquatici (batteri epifitici ed epizooici, relazioni positive e negative tra microrganismi) Il meccanismo del quorum sensing e la bioluminescenza, batteri e dinoflagellate bioluminescenti. Contaminazione microbiologica dell’ambiente marino, microrganismi patogeni ed epidemiologia delle principali infezioni a trasmissione idrica Parametri indicatori di qualità di un’acqua e analisi microbiologiche Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Tre domande che spaziano sul programma svolto a lezione: una su tre riguarda sempre le tecniche e metodologie che si utilizzano nello studio dei microrganismi marini. Testi consigliati Madigan, Martinko, Stahl, Clark, "Brock biologia dei microrganismi", CEA Ambrosiana, edizione 2012, volume 1 e 2. Barbieri, Bestetti, Galli, Zannoni- Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica - Casa Editrice Ambrosiana, edizione 2008 Colin Munn - Marine Microbiology: ecology and applications – Garland Science, Taylor & Francis Group, 2nd edition (2011) 389/471 MODELLISTICA E DESIGN BIOMOLECOLARE ROBERTA GALEAZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi L'obiettivo del corso è di fornire una panoramica dei metodi attualmente utilizzati nell'ambito della simulazione di sistemi di interesse chimico-biologico. Lo studente al termine del corso dovrà essere a conoscenza delle principali tecniche computazionali utili sia per il calcolo delle energie e delle geometrie molecolari, sia per l'analisi conformazionali di piccole e grandi molecole. Dovrà inoltre essere in grado di saper individuare la procedura più opportuna per risolvere alcuni problemi chimico-biologico che verranno proposti durante lo svolgimento del corso. Programma Metodi per il calcolo della geometria ed energia molecolare: Meccanica Molecolare. Metodi quantomeccanici (semi-empirici e ab initio, metodi DFT). I metodi misti Quantum Mechanics/ Molecular Mechanics per lo studio di grossi sistemi molecolari. Utilizzo della densità elettronica e potenziale elettrostatico (MEP) per lo studio della similitudine e per il riconoscimento molecolare. Metodi di simulazione molecolare : Introduzione alla problematica della simulazione di molecole di interesse chimico-biologico. Il metodo della dinamica molecolare. Metodi di solvatazione. Alcuni esempi: solvatazione di ammino acidi e studio di una proteina in soluzione. Analisi conformazionale per molecole di interesse biologico: Metodi sistematici e metodi statistici (Monte Carlo) Il problema dell'analisi conformazionale per sistemi con un elevato numero di gradi di libertà. La modellistica delle molecole di interesse biologico- introduzione al drug design: metodi computazionali applicati alle biomolecole: Determinazione della struttura 3D di peptidi e proteine (metodi ab initio, Homology modeling e folding recognition). Applicazioni al modeling e design di peptidomimetici. La progettazione di un farmaco. Similitudine molecolare. Oligonucleotidi e acidi nucleici a singolo e doppio filamento ed il legame a ponte di idrogeno. Le tematiche affrontate a lezione saranno oggetto di esercitazioni; Nelle esercitazioni di laboratorio verranno illustrati alcuni dei concetti esposti a lezione, tramite l’utilizzo di programmi complessi di modellistica molecolare. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame 390/471 Orale previa presentazione della relazione delle esercitazioni svolte Testi consigliati J.M.Goodman, Chemical applications of molecular modelling (Royal Society of Chemistry, 1998) Szabo e N.S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry - Introduction to advanced electronic structure Theory, Dover Publications, 1996. A.R. Leach, Molecular Modeling - Principles and applications, Longman, 1996. Alan Hinchliffe, Modelling molecular structures, Wiley, (1996). G.H.Grant, W.G.Richards, Computational Chemistry, Oxford Science publications, Oxford university Press, 1995. C.J.Cramer, Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models, John Wiley & Sons, 2002. 391/471 MOLECULAR BIOLOGY ANNA LA TEANA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Prerequisites Cytology and Biochemistry. Objectives of the course The aim of the course is to allow the students to acquire basic information concerning the relationship between structure and function of nucleic acids and the various cellular processes in which they are involved, through a description of the different experimental procedures which have led to current knowledge. Program Nucleic acids Structure and chemical-physical properties. Nucleic acids as genetic material. DNA topology. Structural organization of viral, prokaryotic and eukaryotic genomes. Chromosomes, chromatin, nucleosomes. DNA replication The Meselson and Sthal experiment. The replication fork and the semidiscontinuous synthesis of DNA. Coordinated synthesis of the leader and lagging strands. DNA polymerases in prokaryotes and eukaryotes. Replication origins. Regulation of replication initiation in prokaryotes and eukaryotes. Replication and cell cycle. DNA repair Mutations. Repair systems. Cellular response to DNA damages. DNA recombination Homologous and site-specific recombination. Transposition. 392/471 Gene organization in virus, prokaryotes and eukaryotes Transcription Different types of RNA: mRNA, tRNA, rRNA, snRNA, scRNA. Transcription of prokaryotic genes. RNA polymerase and promoters. Termination and anti-termination. Transcription of eukaryotic genes. RNA polymerases and promoters. Transcription factors. Enhancers and silencers. Termination. RNA processing Processing of rRNA and tRNA. mRNA maturation and splicing. Self-splicing. Editing. mRNA translation tRNA as an adaptor: secondary and tertiary structure. Modified bases. The genetic code. The aminoacyl-tRNA synthetases and the identity rules. The ribosome. The different steps of protein synthesis. Initiation, elongation and termination factors in prokaryotes and eukaryotes. The role of rRNA in protein synthesis. Antibiotic and protein synthesis. Regulation of gene expression in prokaryotes The operon. Structural genes and regulator genes. Induction and repression: the lac, trp, ara examples. Catabolite repression. Attenuation. Examples of regulation at the post-transcriptional level. Regulation of gene expression in eukaryotes Response elements and DNA binding protein domains. Different models for gene activation. DNA methylation and gene expression. Chromatin structure and transcription. Experimental procedures Methods for studying DNA: digestion with restriction enzymes, restriction mapping, cloning vectors, DNA sequencing, PCR, Southern blotting, site-directed mutagenesis. Promoters analysis: footprinting and band-shift, reporter genes, mutations analysis. Transcripts analysis: northern blotting, S1 mapping, primer extension. mRNA purification by oligo-dT and cDNA libraries construction. Methods for RNA secondary structure determination. Cell-free systems. 393/471 Recommended reading Francesco Amaldi et al., “Biologia Molecolare”, Casa Editrice Ambrosiana, I ed. 2011. James D. Watson et al., "Biologia Molecolare del gene", Zanichelli, VI ed. 2009. 394/471 MOLECULAR BIOLOGY II ANNA LA TEANA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Molecular Biology, Genetics, Genetic Engineering Objectives of the course The aim of the course is to allow the students to acquire basic information concerning molecular mechanisms involved in the regulation of gene expression at the different levels with a special interest in all post-transcriptional events. In addition, some of the experimental approaches most widely used for gene expression analysis will be described. Program The different levels of regulation of gene expression. Genomic rearrangements. Epigenetic modifications: DNA methylation and chromatin remodelling. Regulation at the post-transcriptional level: RNA binding proteins and RNA binding motifs, mRNA maturation, polyA tail addition, splicing and alternative splicing, mRNA transport, the “post-transcriptional operon” hypothesis, translation, mRNA decay, nonsense-mediated decay, miRNA and siRNA. Regulation at the post-translational level: protein stability and processing. Methods for gene expression analysis: northern blotting, RT-PCR, RNase protection. DNA microarrays. Reporter genes. Analysis of DNA and RNA-protein interaction: DNaseI footprinting, chemical probing, cross-linking. Analysis of protein-protein interactions: two-hybrid and three-hybrid systems, GST-pull down. Analysis of translation: cell-free systems, toe-printing, polysomal profiling. Recommended reading 395/471 F. Amaldi et al., “Biologia Molecolare”, Casa Editrice Ambrosiana, I edition, 2011. In addition, review articles from specialized Molecular Biology journals are provided during the course. 396/471 MOLECULAR BIOPHYSICS FRANCESCO SPINOZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Students are expected to have had basic courses in physics, chemistry, biochemistry and biology. Objectives of the course The students of the course will gain a relative competence in the application of the principles of Physics and Biology that underlay on a molecular level phenomena in the living systems. A basic knowledge of the structural and functional aspects of biomolecules and biological membranes and of the methodologies of the molecular biophysics will be acquired. Program Concepts of thermodynamics: free energy and chemical potential; Thermodynamic probability and entropy; Concepts of statistical thermodynamics; Concepts of quantum mechanics; Geometry of a polymeric chain; Some fundamentals of electrostatics; Intermolecular forces; The structure of the water, hydration effects; Hydrophobic and hydrophilic molecules; Hydration of proteins; Debye-Hückel theory; Conformational analysis and Forces determining the structure of proteins; Diffraction and scattering of X-rays and neutrons. Recommended reading - R. Glaser, Biophysics, Springer - K.E. van Holde, W.C. Johnson, P.S. Ho, Principles of Physical Biochemistry, Prentice Hall. - M. Daune, Molecular Biophysics, Oxford University Press. 397/471 MOLECULAR GENETIC MARCO BARUCCA Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of basal concepts of genetic and molecular biology Objectives of the course This course will provides an overview of structure, function, evolution of the eukaryotic genomes and genes. Moreover, after the course knowledge and information regarding identification of human disease genes and the cancer genetics will be learnt by the students. Program - The ground-breaking importance of genome projects; background and organization of the Human Genome Projects and genome projects for model organisms; Functional Genomics. - Eukaryotic genomes: nuclear and mitochondrial. Organization, distribution and function of polypeptide-encoding genes, tandemly repeated noncoding DNA, interspersed repetitive noncoding DNA, transposable elements and retrotransposons. - Evolution of gene structure and duplicated genes; evolution of chromosomes and genomes; comparative genomics; evolution of human populations. - Identifying Human Disease Genes: principles and strategies. - Cancer Genetics. - Molecular Genetic of vertebrate immunoproteins. Strategies and method in Molecular Genetic Recommended reading Tom Strachan e Andrew P. Read, “Genetica umana molecolare” UTET 398/471 MONITORAGGIO AMBIENTALE MARIA LETIZIA RUELLO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Fondamenti di chimica e fisica Informazioni L’insegnamento si propone di: - introdurre gli/le studenti alla conoscenza delle principali tecniche di caratterizzazione e monitoraggio delle emissioni industriali e della qualità ambientale tramite parametri chimico-fisici. - offrire casi studio da valutare criticamente. - permettere di esercitarsi sulla predisposizione di piani sperimentali e sulla validazione dei dati. - sviluppare senso pratico e capacità critiche. - rendere consapevoli delle problematiche legate alla progettazione, realizzazione e interpretazione del monitoraggio Risultati di apprendimento attesi Alla fine del percorso dell’insegnamento, lo/la studente dovrà: - conoscere le principali tecniche chimico-fisiche di caratterizzazione e monitoraggio delle emissioni industriali e della qualità ambientale - utilizzare informazioni desunte da letteratura tecnica e scientifica per risolvere problemi e approfondire criticamente tematiche - descrivere criticamente casi studio - applicare idealmente le tecniche di monitoraggio a casi specifici - risolvere la validazione di matrici di dati - produrre la relazione di monitoraggio di uno scenario simulato Programma Monitoraggio emissioni: Generalità; Linee produttive o unità da monitorare in continuo; Parametri da rilevare, Parametri chimici; Parametri alternativi; Normalizzazione; Misure; Principi e tecniche di misura; Localizzazione dei punti di misura; Modalità di campionamento; Misure alternative; Strumentazione; Sonde; Analizzatori; Sistemi di misura non estrattivi (in situ); Sistemi di misura estrattivi; Cabina di monitoraggio; Validazione dei dati elementari; Pre-elaborazione; Validazione 399/471 delle medie orarie; Elaborazione; Traccia per la presentazione di un progetto S.M.E. Monitoraggio qualità dell’aria: Generalità; Individuazione dei punti di campionamento; Tipologia e numero delle stazioni per la valutazione dell’esposizione della popolazione in aree interne agli agglomerati; Posizionamento su microscala; Sensori da posizionare in funzione della tipologia di campionamento; tecniche di valutazione che integrano la misura in siti fissi; Metodi di misura indicativi; Uso della tecnica di campionamento diffusivo; Uso di laboratori mobili per il monitoraggio a griglia. Monitoraggio degli ambienti interni: Tipologia e numero dei campionamenti per la valutazione dell’esposizione degli operatori negli ambienti di lavoro. Monitoraggio delle acque superficiali e sotterranee: Generalità; Parametri da rilevare; Individuazione dei punti di campionamento; Linee guida. Uso della tecnica di campionamento diffusivo. Monitoraggio del suolo: Generalità; Parametri da rilevare; Individuazione dei punti di campionamento; Linee guida. Tecniche e parametri di indagine integrativa. Uso della tecnica di campionamento diffusivo. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Presentazione orale e scritta di un argomento specifico del monitoragio ambientale (progetto di monitoraggio). Testi consigliati Allegati tecnici alla normativa nazionale e comunitaria in materia di monitoraggio delle emissioni e della qualità ambientale: Bibliografia riportata nel materiale didattico utilizzato durante il corso http://www.arpa.marche.it/doc/htm/center_flash.asp http://www.arpat.toscana.it/index.html http://www.nonsoloaria.com/index.htm 400/471 NANOTECNOLOGIE BIOMOLECOLARI SAMUELE RINALDI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di chimica organica e biochimica. Risultati di apprendimento attesi L’obiettivo è quello di sviluppare nello studente una conoscenza dei concetti di base, degli approcci metodologici riguardo alla costruzione di nanostrutture funzionali 'dal basso', e una conoscenza generale della nanotecnologie e delle loro applicazioni. In particolare saranno prese in considerazione nanostrutture a base di Dna, proteine, nanosfere, nanotubi, nanomateriali e nanodispositivi utili in campo biologico e medico nel campo della diagnostica, del drug delivery e della nanomedicina. Programma 1) Introduzione Che cos’è una nanostruttura. La nanoscala. Esempi di nanostrutture in natura. Esempi di applicazioni già in uso basate sulle nanostrutture. Approcci alle nanostrutture: top-down e bottom-up. 2)Le leggi del nanomondo Proprietà fisiche, chimiche, ottiche ed elettriche nelle nanodimensioni. Interazioni non covalenti. Microscopie ad alta risoluzione. 3) Fullerene e nanotubi di carbonio Stati allotropici del carbonio. Fullereni: sintesi, proprietà, reattività chimica, funzionalizzazioni ed applicazioni. Grafene e grafeni. Nanotubi SWNT e MWNT: sintesi, proprietà, reattività chimica, funzionalizzazioni ed applicazioni. 401/471 4) Sistemi nanostrutturati a struttura peptidica Peptidi e strutture secondarie. Il folding. Dagli ”Ñ”nai ”Ò-amminoacidi. Definizioni, struttura, proprietà e applicazioni dei foldameri α, β ed α-β. Foldameri e peptidi anfifilici e con attività antibiotica o antivirale. Foldameri funzionalizzati e loro applicazioni. Foldameri non peptidici. Interazioni proteina-proteina. Confronto fra foldameri β e γ. I peptoidi. Foldameri a struttura peptoide e immidica. 5) Sistemi nanostrutturati a struttura nucleotidica Caratteristiche strutturali e stabilità del DNA. Il DNA come sistema nanostrutturato e anfifilico. Vari sistemi di aggregazione del DNA. Dalle strutture naturali alle nanostrutture sintetiche a DNA. Costruzione di sistemi bi- e tridimensionali. Uso del DNA come scaffold, come templato e in applicazioni farmaceutiche. Applicazioni del DNA funzionalizzato. 6) Applicazioni delle nanotecnologie biomolecolari Nanostrutture e sistemi biologici. Interazioni/Biomateriali. Catenani e rotaxani dal DNA. I motori molecolari e i nanomotori. Applicazioni in medicina: nanomedicina e nanofarmacologia. I nanosensori: caratteristiche e fondamenti della loro azione. Applicazioni in diagnostica. Il DNA come sistema di accumulo di informazioni e come strumento per effettuare calcoli. Testi consigliati D. S. Goodsell; Bionanotechnology: lessons from nature. Wiley, New York, 2004 Diapositive e materiale didattico distribuito a lezione 402/471 OCEANOGRAFIA FISICA ANIELLO RUSSO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti non sono previsti prerequisiti; è fortemente consigliabile che lo studente abbia una buona conoscenza di matematica e fisica. Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell´insegnamento, lo studente dovrà conoscere i meccanismi di base dell´oceanografia fisica che determinano la circolazione e le principali proprietà fisiche del mare. Programma Concetti di base: Cenni storici. Principali caratteristiche marine. Principali operatori matematici e loro significato fisico. Condizioni al contorno. Dinamica marina: Le equazioni del moto. Attrito e turbolenza. Le equazioni del moto con la viscosità. Calcoli geostrofici. Risposta dello strato marino superficiale ai venti. Circolazione profonda. Cenni ai modelli numerici. Moti periodici. Processi costieri. Oceanografia descrittiva: Strumenti e metodi di misura. Principali caratteristiche climatologiche degli oceani e del Mar Mediterraneo. Variabilità alle diverse scale spazio-temporali. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L'esame è composto da una prova finale orale, che può essere parzialmente assolta con test scritti da sostenere durante lo svolgimento del corso. 403/471 Testi consigliati R.H. Stewart, “Introduction To Physical Oceanography”, Texas A & M University, pdf scaricabile liberamente S. Pond e G.L. Pickard, “Introductory Dynamical Oceanography”, Pergamon Press. Open University Course Team, “Ocean Circulation”, Butterworth-Heinemann. G.L. Pickard e W.J. Emery, “Descriptive Physical Oceanography”, Butterworth-Heinemann. 404/471 ORDINAMENTO PROTEZIONE CIVILE SARDA MASSIMILIANA CAMMAROTA Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti nessuno Risultati di apprendimento attesi Il corso intende fornire allo studente una conoscenza di base sulle attività della protezione civile e sulla sua organizzazione, sulle varie tipologie di rischi e sulle tecniche per la pianificazione Programma Il concetto di calamità. Cenni sulla evoluzione del sistema di soccorso pubblico. La difesa civile e la nascita della protezione civile. Le attività di protezione civile. I soggetti della protezione civile. Il soccorso tecnico urgente e le varie tipologie di emergenze. La elaborazione dei piani. La conoscenza dei singoli rischi: sismico, idrogeologico, vulcanico, industriale e dei trasporti, aeronautico, nautico, sanitario, incendi boschivi. I rischi non convenzionali. Le emergenze di massa ed i grandi eventi. La logistica di protezione civile. I sistemi di comunicazione. Psicologia delle catastrofi comunicazione istituzionale. Il volontariato. Le esercitazioni. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Dispense consegnate dal docente 405/471 PHARMACOLOGY STEFANO BOMPADRE Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Knowledge of physics, chemistry, biochemistry and general physiology Course contents The student at the end of the course will be able to: Describe the most common active ingredients in the major drug classes. Explain the mechanism of action of the major drug classes. Describe the most common adverse effects and drug interactions of the major drug classes and individual active ingredients within these classes. Describe the most common drugs of abuse and the most commonly used techniques for the detection of drugs in biological samples Program Pharmacokinetics: routes of administration. absorption, distribution, metabolism and excretion. Transport across biological barriers. Extrarenal and renal excretion of drugs. Pharmacokinetic parameters: bioavailability, apparent volume of distribution, plasma half-life, clearance. Pharmacodynamics: receptors, mechanisms of action of the drugs: receptor sites, receptors and endogenous ligands. Concentration-response curves. Full agonists, partial agonists, inverse agonists, antagonists. Sensitization and tolerance to drugs. Therapeutic index Autonomic Nervous System Agents, adrenergics, cholinergics, dopaminergic agonists and antagonists. sedative-anxiolytics, general and local anesthetics, antidepressants, nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). cardiac glycosides, ACE inhibitors. vasodilators, diuretics, calcium channel blockers, anticonvulsant, antiarrhythmic, penicillins, cephalosporins, tetracyclines, macrolides, aminoglycosides,fluoroquinolones, sulfonamides. Most common drugs of abuse. Principles of most commonly used techniques for the detection of drugs and substances of abuse in biological samples 406/471 Recommended reading R. D. Howland; M.J. Mycek, Le basi della Farmacologia, Zanichelli 407/471 PHYSICAL OCEANOGRAPHY ANIELLO RUSSO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites None, it is strongly advisable a good knowledge of math and physics Objectives of the course By the end of the course, the student will know the basic mechanisms and processes of the physical oceanography which rule the circulation and the main physical properties of the sea, as well as to describe the main characteristics of the oceans, of the Mediterranean Sea, of the Adriatic Sea. Program Basic concepts: - Historical developments. Main marine characteristics. Main math operators and their physical meaning. Boundary conditions. Operators. Marine Dynamics: - The equations of motion. Friction and turbulence. Equations of motion with viscosity. Geostrophic computations. Response of the upper ocean to winds. Deep circulation. Numerical models. Periodic motions. Coastal processes. Descriptive oceanography: - Instruments and methods of measurements. Main climatologic characteristics of oceans and Mediterranean Sea. Variability at different spatial and time scales. Recommended reading R.H. Stewart, “Introduction To Physical Oceanography”, Texas A & M University, pdf freely downloadable S. Pond and G.L. Pickard, “Introductory Dynamical Oceanography”, Pergamon Press. Open University Course Team, “Ocean Circulation”, Butterworth-Heinemann. 408/471 G.L. Pickard and W.J. Emery, “Descriptive Physical Oceanography”, Butterworth-Heinemann. 409/471 PHYSICS FRANCESCO SPINOZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 1^ semestre Prerequisites Basic mathematical concepts (representation on the Cartesian space, first and second order equations and systems, simple geometrical functions, elementary trigonometry); knowledge of the experimental method; knowledge of basic concepts in Chemistry (atom, molecule, chemical bond). Objectives of the course The present course in Physics is concerned with the study of matter, energy, forces, and their interaction in the world and universe around us. The present curriculum includes a strong emphasis on basic theory and experiments and covers the broad fundamentals necessary for graduate study in interdisciplinary specialties requiring a strong scientific background. The course will provide the student with the necessary competences on the physical basic laws and concepts (both theoretical and experimental) to study and to understand the physical properties of the biological matter in the frame of the life and environmental sciences. Program Introduction to Physics. Physical values, measurements, units and standards. Kinematic of material point. Dynamic of material point. Kinematic of rigid body. Dynamic of rigid body. Mechanics of liquids and gases. Surface phenomena in liquids. Basic physics of biological membranes: transport phenomena, diffusion, osmosis, Thermodynamics. Real and ideal gases. Kinetic theory of gases. Work, heat and internal energy. First and second laws of Thermodynamics. Entropy. Gibbs and Helmholtz free energies. Electrostatics. Electrical charge, electric field and electrical potential. Gauss´ law. Dielectrics and conductors in electrostatic fields. Condensers. Electric current. Ohm´s Laws. Simple circuits. Electric phenomena in biological systems. Static magnetic field. Magnetics. Electromagnetic field, Maxwell´s equations, electromagnetic field. Recommended reading - Giambattista, Richardson & Richardson, "College Physics", Second edition, McGraw-Hill, 2007. 410/471 411/471 PHYSICS (A-L) FRANCESCO SPINOZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites Basic mathematical concepts (representation on the Cartesian space, first and second order equations and systems, simple geometrical functions, elementary trigonometry); knowledge of the experimental method; knowledge of basic concepts in Chemistry (atom, molecule, chemical bond). Objectives of the course The present course in Physics is concerned with the study of matter, energy, forces, and their interaction in the world of Biology. The present curriculum includes basic theory and experiments and covers the broad fundamentals necessary for graduate study in interdisciplinary specialties requiring a strong scientific background. The course will provide the student with the necessary competences on the physical basic laws and concepts (both theoretical and experimental) to study and to understand the physical properties of the biological matter. Program Introduction Scientific method. Base quantities, derived quantities and dimensions. Systems of units. Scalars and vectors. Vector operations. Kinematics Displacement vector. Average velocity and instantaneous velocity. Average acceleration and instantaneous acceleration. Rectilinear uniform motion. Uniformly accelerated motion. Uniform circular motion. Non-uniform circular motion and angular velocity. Centripetal and tangential acceleration. Parabolic motion. Dynamics Concept of force. Principle of inertia. Second law of dynamics. Third principle of dynamics. Weight force. Hooke’s Law. Composition of forces. Contact forces. Tension. Atwood machine. Gravitational force. Other forces in nature. Static and dynamic friction. Examples of motions in the presence of friction. Non-inertial reference frame and apparent forces. Many-particles systems. Center of mass. Position, velocity and acceleration of the center of mass. Internal and external forces. Momentum. 412/471 Principle of conservation of momentum. Basic examples for the conservation of momentum. Impulsive forces. Work. Kinetic energy theorem. Power. Scalar and vector fields. Faraday’s convention. Conservative field. Potential energy. Principle of conservation of mechanical energy. Dissipative forces. Gravitational and elastic potential energy. Elastic and inelastic collisions. Moment of force. Static equilibrium. Basic examples of static equilibrium. Angular momentum and inertia. Principle of conservation of the angular momentum. Fluids Density and viscosity of a fluid. Pressure and Pascal’s Principle. Stevin’s law. Archimedes’ principle. Fluids in stationary motion. Law of continuity. Bernoulli’s theorem. Real fluids. Laminar motion. Poiseille’s law. Thermodynamics Thermal equilibrium. Temperature and temperature units. Thermodynamic coordinates. Thermodynamic states. Ideal gas. Boyle’s, Charles’ and Gay-Lussac’s laws. Equation of state of perfect gases. Quasistatic process. Heat and work. Opposition pressure and work of expansion-compression. Specific heat at constant P and V. Joule’s experiment. First law of thermodynamics. Isochoric, isobaric and isothermal transformations. Adiabatic reversible transformation. Poisson’s laws. Statements of the second law of thermodynamics. Carnot cycle. Efficiency of a Carnot cycle. Entropy. Inequality of Clausius. Free expansion of a gas. Entropy and disorder. Notable examples of thermodynamic cycles. The Otto cycle. Electric and magnetic phenomena Electric charge, electric field and electric potential. Gauss’s law. Charged particles in an electric field. Conductors and insulators. Capacitors. Electricity and Ohm’s law. Elementary circuits. Magnetic field and its properties. Charged particles in a magnetic field. Electromagnetic field. Development of the course and examination The final evaluation consists in one written test (or two per itinere written tests) and in an oral examination, which includes the discussion of the Experimental Report concerning the practical activity performed in the Student Physics Laboratory. Recommended reading Giambattista, Richardson & Richardson, "College Physics", Fourth edition, McGraw-Hill, 2012. 413/471 PHYSICS (M-Z) PAOLO MARIANI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 9 Hours 81 Period 2^ semestre Prerequisites Basic mathematical concepts (representation on the Cartesian space, direct and inverse proportion, first and second order equations, simple geometrical functions, elementary trigonometry); knowledge of the experimental method; knowledge of basic concepts in Chemistry (atom, molecule, chemical bond). Objectives of the course The present course in Physics is concerned with the study of matter, energy, forces, and their interaction in the world and universe around us. The present curriculum includes a strong emphasis on basic theory and experiments and covers the broad fundamentals necessary for graduate study in interdisciplinary specialties requiring a strong scientific background. The course will provide the student with the necessary competences on the physical basic laws and concepts (both theoretical and experimental) to study and to understand the physical properties of the biological matter in the frame of the life and environmental sciences. Program Introduction to Physics. Physical values, measurements, units and standards. Kinematic of material point. Dynamic of material point. Kinematic of rigid body. Dynamic of rigid body. Mechanics of liquids and gases. Surface phenomena in liquids. Basic physics of biological membranes: transport phenomena, diffusion, osmosis, Thermodynamics. Real and ideal gases. Kinetic theory of gases. Work, heat and internal energy. First and second laws of Thermodynamics. Entropy. Gibbs and Helmholtz free energies. Electrostatics. Electrical charge, electric field and electrical potential. Gauss´ law. Dielectrics and conductors in electrostatic fields. Condensers. Electric current. Ohm´s Laws. Simple circuits. Electric phenomena in biological systems. Static magnetic field. Magnetics. Electromagnetic field, Maxwell´s equations, electromagnetic field. The course is divided in 63 hours of lectures and 18 hours of practical work, which will be performed in the Student Physics Laboratory of the University. Recommended reading 414/471 - Giambattista, Richardson & Richardson, "College Physics", Second edition, McGraw-Hill, 2007. 415/471 PHYSIOLOGY OF MARINE ORGANISMS ROSAMARIA FIORINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Program - Osmoregulation in aqueous environments - Respiratory gas exchange - Muscles and movement - Food intake and digestion - Excretion - Energy production - Environment perception - Environment adaptation Recommended reading Poli A,. Fabbri E. “Fisiologia degli animali marini” EdiSES 2012 Somero G.N., Hochachka P.W. “ Biochemical Adaptation, mechanism and process in physiological evolution “, Oxford University Press. Dantzler W.H. “ Comparative Physiology “, Oxford University Press. 416/471 PIANIFICAZIONE DELLE EMERGENZE (MODULO) FAUSTO MARINCIONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Informazioni La pianificazione dell'emergenza è uno strumento fondamentale della protezione civile. Predisporre un piano di protezione civile significa effettuare una attenta analisi dei rischi che insistono sul territorio, elaborare una mappa degli stessi e costruire gli scenari possibili. Altro elemento fondamentale per l'elaborazione del piano è l'individuazione e la localizzazione delle risorse presenti nel territorio (pubbliche e private). Questa è un informazione necessaria per la costituzione di un modello di intervento che definisca le azioni e le strategie da adottare. Lo sviluppo ed aggiornamento di piani integrati d'intervento, oltre ad aumentare l'efficienza delle attività di soccorso e recupero durante l'emergenza, permette anche di mitigare il rischio prima dell'evento e fornisce linee guida per una ricostruzione più razionale dopo l'impatto. Un'efficace pianificazione dell'emergenza richiede l'impiego di diversi strumenti ed il coinvolgimento di diversi operatori con ruoli, autorità e giurisdizioni diverse (dal Sindaco di un Comune ad un tecnico informatico, da un addetto delle trasmissioni ad una segreteria amministrativa). Gli obbiettivi della pianificazione e gestione dell'emergenza. Inquadramento storico della pianificazione dell'emergenza. La dimensione politico-culturale dell'emergenza. Sicurezza e rischio. Gli strumenti di base della pianificazione. Metodi cartografici e analitici. Il piano d'emergenza e la sua attivazione. Elementi organizzativi del sistema nazionale di PC. Gestione del rischio. Principio di sussidiarieta' e Metodo Augustus. L'Incident Command System. Indirizzi operativi per l'emergenza a livello nazionale, regionale e locale. Le emergenze speciali. La gestione delle emergenze internazionali. Risultati di apprendimento attesi Lo scopo di questo corso è introdurre gli studenti ai fondamenti della pianificazione e gestione integrata dell'emergenza, esaminando come le risorse e le capacità disponibili possano essere concertate ed ottimizzate per una più efficace azione di protezione civile. I principali argomenti discussi verteranno su metodi e problemi connessi alla stesura, collaudo, verifica e diffusione di un piano di protezione civile. I diversi scenari e le simulazioni, i protocolli di allertamento ed evacuazione, le procedure di ricerca e soccorso, così come il recupero e la ricostruzione. Speciale attenzione verrà data alle comunicazioni durante l'emergenza ed al ruolo delle tecnologie informatiche nella protezione civile. Infine verranno trattate le problematiche delle emergenze internazionali e dei rischi emergenti 417/471 Programma Introduzione: obbiettivi della pianificazione e gestione dell'emergenza Inquadramento storico della pianificazione dell'emergenza Dalla difesa alla protezione civile e nuovamente alla difesa civile La dimensione politica della protezione civile Sicurezza e rischio Metodi cartografici e analitici Scenari e realtà virtuale Il piano d'emergenza e la sua attivazione Il piano in pratica: la gestione dell’emergenza La catena di comando e l’Incident Command System Procedure di allertamento ed evacuazione della popolazione Comunicazioni di emergenza (tecniche e con i mass media) Le emergenze speciali (scuole, industrie, turismo, biblioteche e musei) Programmi di emergenza alimentare Pianificare la continuità aziendale I piani di ricostruzione (temporanea e di lungo termine) Programmi di educazione e sensibilizzazione pubblica al rischio e all’emergenza Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Testi di riferimento Dispense del corso disponibili on line sul sito della facoltà di Scienze. D.E. Alexander. Principles of emergency planning and management. Terra publishing. Harpenden, England. 2002 Bibliografia e sitografia di riferimento: S. Menoni. Costruire la prevenzione. Strategie di riduzione e mitigazione dei rischi territoriali. Pitagora Editrice, Bologna. 2005 M.Moiraghi. Protezione civile. Gestione della normalità e dell'emergenza. Maggioli Editore. 2008 F. Santoianni. Protezione civile - Disaster managemement. Emergenza e soccorso: pianificazione e gestione. Accursio Edizioni, Firenze 2007 418/471 PLANT BIODIVERSITY FABIO RINDI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 2^ semestre Prerequisites basic knowledge of general biology and cell biology. Although the course is taught in Italian, knowledge of English at least at basic level is recommended. Objectives of the course the aim of the course is to provide an overview of the diversity of plants, algae and fungi. The characteristics of each group will be described in detail, with emphasis on evolutionary aspects, life histories, significance from an applied point of view and use for environmental monitoring. The phylogenetic relationships among phyla will be outlined. For the land plants, special attention will be devoted to the functional meaning of plant structures and adaptations to the terrestrial environments. Program • General characteristics of plants and algae. Structure of plant cell. • Principles of classification and systematics; classification systems, characters and types of information used in taxonomic analysis; molecular data; DNA barcoding; genomes and genomics. • Photosynthetic prokaryotes: the cyanobacteria (phylum Cyanophyta). • Endosymbiosis, evolution of plastids and origin of photosynthetic eukaryotes. • General features of algae (thallus organization, cell structures specific to algae, reproduction, life histories). • The main groups of eukaryotic algae: Glaucophyta, Rhodophyta, Heterokontophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Haptophyta. • Green algae: Chlorophyta and Streptophyta; diversity and relationships with land plants. • Use of algae as environmental indicators. • Land plants: origin and evolution, general concepts; the Bryophytes (Bryopsida, Hepaticopsida, Anthoceropsida). • Vascular plants without seeds: origin and general features; the Pteridophytes (Arthrophyta, Licophyta, Psilotophyta, Pterophyta). • The tissues of the vascular plants. • Structure of the root. • Structure of the stem. • Structure of the leaf. 419/471 • Gymnosperms: characteristics, origin of the seed, functional adaptations; Coniferophyta, Cycadophyta, Gingkophyta, Gnetophyta. • Angiosperms: origins, differences between monocots and dicots, functional adaptations. • Structure of the flower and the fruit. • Characteristics of the most important families of angiosperms of the Italian flora (Asteraceae, Brassicaceae, Fabaceae, Fagaceae, Lamiaceae, Orchidaceae, Poaceae, Rosaceae). • Mangroves and seagrasses; the meadows of Posidonia oceanica and their importance as environmental indicators. • Fungi: general features (thallus, vegetative and reproductive structures, nutrition, metabolism and physiology); main phyla: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota. • Herbaria and botanical gardens. Recommended reading Text recommended: • Pasqua G., Abbate G., Forni C. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin Nuova Libreria. Other useful texts: • Judd W.S., Campbell C.S., Kellogg E.A., Stevens P.F., Donoghue M.J. 2007. Botanica sistematica: un approccio filogenetico. Piccin Nuova Libreria. • Smith A.M., Coupland G., Dolan L., Harberd N., Jones J., Martin C., Sablowski R., Amey A. 2010. Plant Biology. Garland Science. Useful online resources: Portal of botany Wikipedia (Italian): http://it.wikipedia.org/wiki/Portale:Botanica Atlas of botany of the University of Turin: http://www.atlantebotanica.unito.it/page.asp Photographic atlas of plant anatomy, University of Wisconsin: http://botweb.uwsp.edu/Anatomy/ Acta Plantarum - flora of the regions of Italy: http://www.actaplantarum.org/ AlgaeBase: http://www.algaebase.org/ 420/471 PLANT PHYSIOLOGY MARIO GIORDANO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Prerequisites -Literature search skills -Sufficient knowledge of the English language to allow comprehension of the scientific literature -Thorough knowledge of chemistry, biochemistry and physical-chemistry, and plant/algae cytology -Basic knowledge of algae and plant structure and of their phylogenetic relationships Objectives of the course The student will acquire a basic knowledge of the main physiological processes in plants. In addition to this the student will acquire the ability to independently and creatively analyze primary sources of information and to use them in a scientific/research context. Program - Chemical potential; water potential; Nernst potential; molecular physiology of uptake, transport and utilization of water and nutrients. - Photosynthetic pigments, antennae, reaction centers, chloroplast electron transfer, fixation of inorganic carbon, photorespiration, C4 and CAM photosynthesis. - Synthesis and degradation of starch. - Sucrose metabolism. - Respiration. - Phytochrome. - Plant hormones Development of the course and examination written examination 421/471 Recommended reading Buchanan, Gruissem and Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle Piante. Zanichelli Taiz and Zeiger. Plant Physiology 5th edition. Sinauer Assoc 422/471 PREVENZIONE INCENDI E CONTROLLO RISCHIO INDUSTRIALE DINO POGGIALI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base di fisica, chimica inorganica, chimica organica Risultati di apprendimento attesi Riconoscere i rischi di incendio in ambienti antropizzati ed in luoghi di lavoro ed individuare ed applicare misure di sicurezza per prevenirli e limitarne gli effetti sulle persone e sull’ambiente Programma A-OBIETTIVI E FONDAMENTI DELLA PREVENZIONE INCENDI: Cosa è la prevenzione incendi, Il processo di combustione, La combustione delle sostanze combustibili, solide liquide e gassose, Processi di ignizione , Prodotti ed effetti della Combustione, Lo sviluppo e la propagazione della combustione: modelli matematici , Le esplosioni di vapori, gas e polveri e le atmosfere esplosive (ATEX), Analisi del rischio incendio, Misure di prevenzione incendi per ridurre la probabilità dell’insorgenza dell’incendio e misure di prevenzione incendi attiva e passiva. B-TECNOLOGIA DEI MATERIALI E DELLE STRUTTURE PER LA PROTEZIONE PASS1VA: Resistenza al fuoco delle strutture - Compartimentazione, Reazione al fuoco dei materiali, Distanze di sicurezza, Sistemi di via d’uscita. C-TECNOLOGIA DEI SISTEMI E DEGLI IMPIANTI PER LA PROTEZIONE ATTIVA Sistemi di rilevazione automatica dell’incendio ed allarme, Sostanze estinguenti ed estintori d’incendio portatili, Mezzi ed impianti di estinzione fissi, Squadre antincendio aziendali e piani di emergenza D-REGOLE TECNICHE DI PREVENZIONE INCENDI E LORO APPLICAZIONE: Principali elementi di legge in materia di prevenzione incendi e sicurezza antincendio nei luoghi di lavoro E-INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO: teoria ed esercitazioni 423/471 F-APPLICAZIONI: Esercitazioni per la risoluzione di problemi connessi all’applicazione di criteri tecnici di prevenzione incendi su specifici esempi pratici Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Durante l'esame è previsto lo sviluppo di alcuni algoritmi e calcoli su argomenti specifici della protezione antincendio Testi consigliati Poggiali-Zuccaro “Analisi del rischio incendio” EPC Libri Calciolai - Ponticelli "Resistenza al fuoco delle costruzioni" Collana Antincendio e Sicurezza - UTET SCIENZE TECNICHE Paola - Monopoli "Pianificazione delle emergenze nei luoghi di lavoro" Collana Antincendio e Sicurezza - UTET SCIENZE TECNICHE AA.VV "Progettazione della sicurezza antincendio degli edifici civili" Collana Antincendio e Sicurezza - UTET SCIENZE TECNICHE 424/471 PREVISIONE E PREVENZIONE CATASTROFI NATURALI MAURIZIO FERRETTI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo Corso annuale Prerequisiti meteorologia e geologia Risultati di apprendimento attesi teoriche e pratiche per la previsione e gestione dei rischi naturali Programma La catena operativa della modellistica ai fini della previsione del rischio idrogeologico. Gli strumenti previsionali per il nowcasting: il satellite e il radar meteorologico. I modelli di previsione: modelli numerici globali e ad area limitata. Interpretazione delle carte meteorologiche. Rischio frane. Inquadramento litologico delle Marche (cenni) Cenni ai fattori che determinano la franosità: predisponenti e innescanti Analisi di casi differenti; spiegazione della situazione e dell’innesco di alcuni fenomeni in varie parti del territorio Focalizzazione sul rapporto frane-precipitazioni ai fini della previsione effetti al suolo Cosa sono le soglie pluviometriche di innesco Tipologie di modelli utilizzati per la previsione di innesco frane: modellistica fisicamente basata e modelli empirici 425/471 Esempi di lavori effettuati in altre regioni Attività in corso presso il CF Marche Rischio idraulico. Processi di formazione delle piene. Scala spaziale e temporale dei principali fenomeni. Metodi di stima spaziale delle precipitazioni. Elaborazioni dei dati pluviometrici e curve di possibilità pluviometrica. La modellistica idrologica. Definizione e individuazione delle soglie pluviometriche di piena. Cenni di modellistica idraulica. Rischio incendi. I sistemi integrati di monitoraggio e telecontrollo. La gestione del rischio. Le attività di spegnimento. La pianificazione e la prevenzione Rischio sismico. Sismogenesi. I precursori. Sistemi di monitoraggio e restituzione dei dati. La prevenzione. Casi studio e scenari d’evento. Rischio vulcanico. Vulcanesimo. 426/471 I precursori. La prevenzione. Casi studio e scenari d’evento. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Rosso Renzo, Manuale di protezione idraulica del territorio. Appendice sulla normativa italiana in materia di difesa del suolo, protezione civile e dighe, CUSL (Milano) (collana Scientifica); 427/471 RECEPTOR STRUCTURE AND CHEMISTRY ROBERTA GALEAZZI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Objectives of the course At the end of the teaching, the student must know the terminology and the principal receptorial theory developed during the last decades. The focus should be put on various kind of receptors and particularly on the neurotransmitters receptors. Furthermore; the student must be able to find the path to develop a receptorial drug; starting from a lead compound and ending with the molecular interaction with its own receptor: this can be achieved by using also computational tecniques. Program Basic receptor concepts: structures of main receptor classes and their properties.Drug-receptor interactions and biologial response. Receptor theories. Agonism and anthagonism. Neurotransmitters' and oppioid receptors. Methods for studing ligand-receptor interactions. Lead identification and optimization. Lead modification strategies. Molecular modeling of ligand-receptor complex. Receptor surface models. Recommended reading C. Melchiorre, I Recettori dei Neurotrasmettitori, CLUEB, Bologna, 1996. G. Ronsisvalle, M.Pappalardo, L. Pasquinucci, O.Prezzavento, I Recettori Oppioidi, CLUEB, Bologna, 1999. F. Gualtieri, M.N. Romanelli, E.Teodori, Chimica Farmaceutica dei recettori, CLUEB, Bologna 428/471 REPRODUCTIVE BIOLOGY OLIANA CARNEVALI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 72 Period 1^ semestre Objectives of the course This course provides the students fundamental tools to understand the molecular mechanisms involved in the reproduction and the methodologies to study the life cycle of marine species for the evaluation of natural fish stocks. The student will be able to evaluate the presence and the potentiality of some pollutants to interfere with the reproductive functions of teleosts. The students will be able to apply the basic knowledge provided by the course in the aquaculture practice as a supplement to natural stock. Program Introduction to biology reproduction course Endocrine control of reproduction: hypothalamus- pituitary-gonadal axes. Pineal glad and reproduction Sexual determination and puberty in fish. Germinal cells cycle. Vitellogenesis: hormonal control of vitellogenin synthesis ,egg types and reproductive strategies Biotechnology of reproduction Reproductive toxicology. Stress and reproduction: hypothalamus-pituitary- interregnal axes Application of biotechnology and molecular tools in aquaculture to improve animal welfare Recommended reading 429/471 Norris DO Vertebrate Endocrinology. Third edition Academic Press P.Baben, J Cerdà and E.Lubzens Edts. The fish Oocyte: from basic studies to biotechnological applications. Spring 430/471 RESEARCH AND DEVELOPMENT LABORATORY OF BIOACTIVE COMPOUNDS GIOVANNA MOBBILI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 1^ semestre Prerequisites Fundamentals General and Organic Chemistry. General knowledge on the main instrumental techniques applied to organic synthesis. Objectives of the course The aim of this course is to analyse the issues concerning the synthesis of bioactive molecules focusing on the strategy adopted in complex organic molecules synthesis. The course work will also touch general basic themes and specific examples examined during laboratory practicals. aim of this course is to introduce transformation techniques of non natural compounds by means of enzymatic catalysis and to apply this to some laboratory practicals Program Biopharmaceutical properties of drugs. Physicochemical parameters and drug absorption: solubility, ionisation and pH, lipophilicity, hydrogen bond, electronic properties. Structure and pharmacological activity. Optic and geometric isomery, conformational isomery, isosterism and pharmacological activity. Target identification methods. Rational approach to drug design: organic synthesis methods analysis in chemo, regio, diastereo and enantioselectivity aspects. Principles of chiral auxiliary and catalyst utilization in asymmetric synthesis. Protector groups chemistry. Retrosynthetic approach in planning organic synthesis. Analysis of complex bioactive molecules total synthesis. Transformation techniques of non natural compounds by means of enzymatic catalysis. Combinatorial chemistry: principles of organic molecules libraries construction. Lead modification: isosterism and conformational analogues. Recommended reading Edited by F.D.King, Medicinal Chemistry. Principles and Practice. Second Edition, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2002 Richard B. Silverman, The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action, Academic Press, 1992. 431/471 Foye, Lemke, Williams, Principi di Chimica Farmaceutica, PICCIN, Padova, 1998. Stuart Warren, Organic Synthesis: The Disconnection Approach, Wiley, 1983. Stuart Warren, Organic Synthesis: The Disconnection Approach, Workbook, Wiley, 1983. K. Faber, Biotransformation in Organic Chemistry 3rd Edition, Springer, 1997. Alan Fersht, Struttura e meccanismi d' azione degli enzimi, ZANICHELLI, Bologna, 1989 432/471 RISCHIO BIOLOGICO ED ECOLOGICO FRANCESCO REGOLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Una buona conoscenza dei principi basilari della chimica, dell'ecologia, e della biologia generale sono requisiti importanti per seguire il corso. Programma - Bioterrorismo, generalità e confronto tra agenti biologici ed armi chimiche. Agenti biologici di categoria A: antrace, vaiolo, bacillo della peste, tossina botulinica, virus delle febbri emorragiche, bacillo della tularemia. Classificazione, sintesi, caratteristiche ed effetti biologici degli aggressivi chimici: agenti vescicanti, tossici sistemici e del sangue, soffocanti, irritanti lacrimogeni, irritanti starnutatori e vomitatori, neurotossici. - Rischi biologici ed emergenze sanitarie recenti: influenze aviarie e rischio pandemie. - Biotossine marine di origine algale: classificazione, strutture, effetti tossicologici, diffusione e rischio biologico. - Emergenze tossicologiche nei paesi in via di sviluppo ed in quelli industrializzati - Il caso Bhopal, caratteristiche ed effetti tossicologici acuti e cronici, conseguenze biologiche ed ecologiche. - Rischio da radiazioni nucleari. Tipi di radiazione e fonti di esposizione. Effetti deterministici e stocastici. Le conseguenze di Hiroshima e l’incidente di Chernobyl. Uranio, processi di decadimento e caratteristiche degli isotopi; uranio arricchito e uranio depleto. - Emergenze chimiche da diossine e composti diossino simili: gli effetti di Seveso. - Rischi da sostanze esplosive, infiammabili, tossiche e pericolose; scenari di incidenti chimici, quadro normativo e Direttiva Seveso per l’analisi del rischio. - Analisi di rischio ambientale (ERA). Ambiti di applicazione nella movimentazione di sedimenti inquinati. Attività di dragaggio e bonifica dei siti inquinati, dalla caratterizzazione alla pianificazione alla valutazione del rischio biologico ed ecologico. Esempi applicativi e gestionali. - Modelli di analisi di rischio, approcci integrati Weight of Evidence (WOE): casi applicativi. 433/471 - Emergenze da oil-spills in mare; caratteristiche, limitazioni, rischi biologici ed ecologici nell’utilizzo dei disperdenti. - Incidenti di petroliere e sversamenti di composti chimici in mare: dalla gestione dell’emergenza alla valutazione dell’impatto biologico ed ecologico. Esempi degli incidenti di Erika, Ievoli Sun, Prestige. - Rischi delle attività off-shore, dal monitoraggio alle emergenze ambientali: il caso della Deep Water Horizon. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Dispense e letteratura scientifica indicata sui singoli argomenti trattati. 434/471 RISCHIO CHIMICO E CHIMICA ECOCOMPATIBILE SAMUELE RINALDI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 9 Ore 81 Periodo 1^ semestre Prerequisiti è consigliabile che lo studente abbia almeno una discreta conoscenza di base di chimica organica. Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere le tipologie di rischio chimico, i modi in cui questo si può generare, i danni potenziali, le metodologie di valutazione con e senza l’ausilio di misurazioni ambientali, i dispositivi di protezione individuali e collettivi nonché la loro scelta ed il loro uso. Lo studente dovrà inoltre conoscere le problematiche legate all’uso e alla generazione di agenti chimici tossici ed ecotossici nella chimica classica e l’approccio della chimica ecocompatibile alla risoluzione di questi problemi; in particolare dovrà conoscere le soluzioni proposte dalla chimica verde per risolvere i problemi legati all’utilizzo di solventi e di reagenti stechiometrici non ecocompatibili. Programma Il rischio chimico ed i concetti di pericolo e rischio. Agenti chimici pericolosi, sostanze e preparati. Agenti chimici non classificati. Rischio infortunistico e tossicologico. Categorie di pericolo, simboli ed indicazioni. Frasi di rischio e sicurezza. Valutazione del rischio chimico: aspetti generali. Sorveglianza sanitaria e monitoraggio biologico. Valori limite di esposizione. Cenni di rischio chimico per la sicurezza. Valutazione del rischio tramite misurazioni ambientali. Valutazioni con modelli o algoritmi: Movarisch, Archimede, Inforisk, Cheope e Laborisch. I dispositivi di protezione individuale: criteri per la scelta e l’uso. Descrizione delle normative e delle varie categorie di APVR, indumenti protettivi contro agenti chimici, guanti ed occhiali. Il rischio chimico in laboratorio: differenze con quello relativo alle industrie. Norme di comportamento per evitare i rischi da incompatibilità, da esplosione, da corrosione, da uso di solventi basso bollenti e gas. I dispositivi di protezione collettiva: cappe chimiche, docce d’emergenza e lavaocchi. I principi della chimica ecocompatibile. La chimica ecocompatibile come processo di riduzione del rischio chimico, degli scarti, dei materiali usati, dei pericoli, del consumo energetico, dei costi e dell’impatto ambientale. Provenienza degli scarti nell’industri chimica e nei laboratori. Risorse rinnovabili e non rinnovabili. Valutazione dell’efficienza secondo metriche chimiche accademiche: resa e selettività. Valutazione secondo metriche chimiche industriali basate sui principi della chimica ecocompatibile: economia atomica, efficienza atomica, fattore E, efficienza del carbonio, resa massiva effettiva, efficienza massiva, quoziente ambientale. Paragoni tra vie di sintesi industriali 435/471 vecchie e nuove alla luce delle metriche della chimica ecocompatibile. Reazioni economiche e non economiche dal punto di vista atomico. Reazioni con reagenti catalitici anziché stechiometrici: reazioni catalizzate da crete, zeoliti, resine e silice derivatizzata. Il problema dei solventi non ecocompatibili: reazioni in bifase organica, acquosa, fluorosa, in liquidi ionici ed in anidride carbonica supercritica. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. L'esame consisterà di alcune domande (complesivamente 3 o 4) sia sulla parte di rischio chimico che su quella di chimica ecocompatibile. Le domande saranno strutturate in modo da presupporre la possibilità di passare da un argomento all'altro sia all'interno di ognuna delle due parti in cui è diviso il corso, sia collegando vicendevolmente le due parti. Questo al fine di valutare anche la completezza e l'integrazione dell'apprendimento nella sua globalità, oltre ovviamente alla valutazione della conoscenza dei singoli argomenti. Testi consigliati - Materiale didattico fornito dal docente. - Legislazione inerente al rischio chimico (fornita dal docente) - Green Chemistry: An Introductory Text, M. Lancaster, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 2002. - Green Chemistry Theory and Practice, P.C. Anastas, J.C. Warner, Oxford University Press, New York, 1998. - Green Chemistry and Catalysis, R. A. Sheldon, I. Arends, U. Hanefeld, Wiley-VCH 436/471 RISORSE ENERGETICHE ED ENERGIE ALTERNATIVE PAOLO PRINCIPI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Avere sostenuto l’esame di Fisica Tecnica Ambientale Risultati di apprendimento attesi Al termine del corso lo studente dovrà avere acquisito conoscenza dell’attuale situazione energetica mondiale, dei fabbisogni e dell’offerta energetica, dell’impatto dell’uso dei combustibili fossili sull’ecosistema e dei provvedimenti presi a livello internazionale, nazionale e locale per contrastare la dipendenza energetica da pochi paesi fornitori e gli effetti del consumo dei suddetti combustibili sul clima. Dovrà altresì avere acquisito conoscenza delle tecnologie utilizzanti le sorgenti rinnovabili di energia, delle forme assimilate e dell’energia nucleare, avendo capacità critica sulla scelta di esse in funzione dell’impatto sull’ambiente, della fattibilità e delle forme di incentivazione previste dalle più recenti legge e norme emanate in materia di energia. Programma La domanda energetica nel mondo: Approvvigionamento energetico, crisi energetiche nell’era industriale: del 1973, del 1979, le più recenti,fattori scatenanti, conseguenze Combustibili fossili nell’era industriale: tipologie di combustibili ed effetti conseguenti alla loro estrazione. Distribuzione geografica delle risorse. Fabbisogno energetico italiano e risorse disponibili Effetti dell’uso dei combustibili: consumi di energia nei vari settori e tendenza negli anni. Inquinamento atmosferico relativo all’uso di combustibili ed effetti correlati: emissioni in atmosfera dalle varie attività umane, effetto serra, i gas serra, gli effetti sul clima, soluzioni per la riduzione del fenomeno. Gestione sostenibile delle risorse naturali e ambientali. Sviluppo sostenibile (programmi, politiche, autorità competenti: programmi delle politiche e delle azioni energetiche a livello Internazionale, IPCC,UNFCCC,Protocollo di Kyoto. Meccanismi flessibili, IET, CDM, JI. Programmi delle politiche e delle azioni energetiche a livello Europeo. Programmi delle politiche e delle azioni energetiche a livello Nazionale, leggi energetiche che si sono susseguite dagli anni ’70, programmi di incentivazione all’utilizzo delle energie rinnovabili e al risparmio energetico (Strategie energetiche nazionali: Leggi (373/76, 308/82, 10/91) e decreti per il contenimento del consumo energetico, certificazione energetica-ambientale, protocolli di certificazione energetico- ambientale (LEED, GBC; ITACA).. Certificati bianchi, certificati verdi, Gestori ed Autorità in campo energetico, competenze. Programmi delle politiche e delle azioni energetiche a livello Regionale, PER, PEAR, Protocollo ITACA, Certificazione Energetica degli Edifici. Esempi di azioni energetiche a livello locale (alcuni casi italiani ed europei). 437/471 Energie alternative: definizioni, classificazione delle fonti rinnovabili di energia, introduzione alle singole tecnologie di utilizzo, diffusione. Energia nucleare la fissione, la fusione, la centrale nucleare, scorie radioattive Energia idroelettrica disponibilità, tecnologie per la produzione di elettricità,impianti ad acqua fluente, ad accumulo e serbatoio, a bacino, inseriti in condotte idriche, microidroelettrico, compatibilità ambientale, gestione complessiva della risorsa acqua Energia solare disponibilità di radiazione solare diretta e diffusa, natura della radiazione solare, scambi termici radiativi, distribuzione dell’energia solare, tecnologie per la produzione di potenza termica (pannelli solari termici, centrali termodinamiche) e di potenza elettrica ( pannelli solari fotovoltaici, centrali solari elio-termoelettriche), problemi ambientali e gestionali. Solare termodinamico: le centrali solari: collettori parabolici lineari a concentrazione, sistemi a torre, sistemi a concentrazione puntiforme, le tipologie, produzione di energia elettrica e termica, Principali programmi ed iniziative internazionali, progetto Archimede. Solare termico: Sistemi a fluido termovettore liquido:collettori solari piani, collettori a tubi evacuati,collettori heat pipe, componenti, principio di funzionamento, efficienza ed energia prodotta, tipologie,materiali usati, superfici selettive, utilizzi dell’energia termica ottenuta, benefici ambientali.Sistemi ad aria. Accumulo dell’energia. Impianti, disposizione dei collettori. Programmi nazionali di incentivazione, la diffusione attuale in Italia ed in Europa. Laghi solari: (solar pond): principio di funzionamento, vantaggi e svantaggi, efficienza, esempi di realizzazioni, produzione di energia termica, elettrica e desalinizzazione, possibili applicazioni nei paesi in via di sviluppo. Fotovoltaico: principio di funzionamento, la cella fotovoltaica, fattori influenzanti il rendimento, mercato dei produttori di celle, varie forme di silicio utilizzato e materiali innovativi, componenti dell’impianto FV, sistemi isolati, sistemi collegati in rete, tecniche di integrazione architettonica, principali applicazioni. Programmi nazionali di incentivazione, diffusione attuale in Italia ed in Europa , benefici ambientali. Edilizia bioclimatica: sistemi a guadagno solare diretto, indiretto, isolato, serre solari, muti di Trombe-Michel, roof pond, ventilazione naturale e ibrida, schermature alla radiazione solare, camini solari, illuminazione naturale, raffrescamento naturale per processo termodinamico di umidificazione adiabatica, esempi di edifici del terziario a livello mondiale. Energia del vento: caratterizzazione della fonte, profili di velocità, disponibilità (indagini anemologiche e mappe della ventosità), aerogeneratore, a piccola, media grande taglia, tipo di sostegni, componenti della navicella, tecnologie per la produzione di elettricità, compatibilità ambientale e paesaggistica, la tecnologia dei materiali usati per le costruzioni, ricerca del sito, i parchi eolici terrestri e off-shore, tipologie di parchi eolici in funzione della disposizione degli aerogeneratori, la situazione attuale in Europa, in Italia e nella Regione Marche come esempio di carattere locale. Energia dal mare: disponibilità, tecnologie per l’utilizzo,dalle correnti, dal moto ondoso, dalle maree, dalle correnti di marea e dal gradiente termico, esempi significativi. Energia geotermica: disponibilità, tecnologie per produzione di potenza termica ed elettrica, ad alta entalpia, a media e bassa entalpia,produzione di energia elettrica, climatizzazione degli ambienti, problemi ambientali e gestionali. Energia da biomasse: disponibilità, tecniche di conversione energetica, gassificazione, pirolisi e carbonizzazione. Produzione di metanolo, produzione del biodiesel. Digestione anaerobica, fermentazione alcolica. Distribuzione delle biomasse e prospettive. Impiego delle biomasse e 438/471 problemi ambientali e gestionali. Uso delle biomasse per la produzione di energia elettrica. Pompe di calore: i processi termodinamici di funzionamento, le tipologie, il C.O.P., l’abbinamento ai sistemi utilizzanti energie rinnovabili per integrazione energetica e nobilitazione dell’energia. Conservazione dell’energia ed efficienza energetica negli edifici Effetto isola di calore e tetti verdi (green roof) Efficienza energetica nell’involucro edilizio Processi di co-generazione e di tri-generazione Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati download file pdf da pagine web docente dispense per argomenti specifici 439/471 SANITARY EMERGENCIES ERICA ADRARIO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Course contents Occurring a catastrophe or a collective accident determines more or less precise and quick answer from the collectivity: the aid This answer can vary in form and intensity relating to the gravity of the consequences on the environment, but it always must be a sanitary answer since the amplitude of the material damages is augmented by the presence of victims. After occurring a catastrophe, the organization of the sanitary aid has to be integrated in the widest context of the global organization of the aids . That consists in a certain number of different interventions, involving experts of different activities, whose objective is permitting the execution of the sanitary aid . The whole operations is developed on the base of: 1. making quickly stop of the danger assuring the recovery of the victims: rescue 2. realizing a certain number of actions allowing the medical unities to take care of the victims : aid assistance Objectives of the course The course intends to furnish the student the essential elements and the knowledges about the organization of the aids during natural (or not ) calamity , tactical and logistic aspects about the organization of the materials, as well as base techniques of the activation of the aid chain. Practical training of cardiopulmonary reanimation on manikin will be performed. Program The answer to the catastrophe 440/471 Organization of the aids Tactical and logistic aspects Rescue Personnel Structures and their functioning Evacuation Basic Aid Techniques Triage Actual Aid in Italy: state of the art BLSd Recommended reading R.Noto, P.Huguenard, A.Larcan :Medicina delle catastrofi- Masson IRC:BLS-D,basic life support, early defibrillation. 5° ed. M.Chiaranda:Urgenze ed Emergenze-Istituzioni- Piccin 441/471 SISTEMI INTEGRATI DI GESTIONE E RECUPERO AMBIENTALE FRANCESCA BEOLCHINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 7 Ore 63 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Conoscenza delle principali linee guida per la gestione, il trattamento e l'eventuale valorizzazione dei rifiuti e per il risanamento di siti contaminati Programma Rifiuti: definizioni, classificazione e caratterizzazione, riferimenti legislativi. Smaltimento dei rifiuti e tecnologie di trattamento e valorizzazione, in riferimento al Decreto 29 Gennaio 2007: selezione e riciclaggio dei rifiuti provenienti da raccolta differenziata, produzione di combustibile da rifiuto, trattamento meccanico-biologico, compostaggio, digestione anaerobica, incenerimento, smaltimento in discarica. Metodologia di analisi del ciclo di vita (LCA) di un prodotto: applicazione ai rifiuti. Recupero ambientale: tecnologie in situ/ex situ per il trattamento di sedimenti contaminati; sistemi pump and treat, barriere permeabili reattive per il recupero di acque di falda contaminate. Recupero di suoli insaturi. Siti di bonifica di interesse nazionale: scenari, caratterizzazioni, problematiche. Analisi di rischio industriale. Analisi di rischio applicata ai siti contaminati. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Paul Wiliams, 2006 Waste Treatment and Disposal 2nd Ed. John Wiley. 442/471 SOSTENIBILITA' AMBIENTALE ANTONIO DELL'ANNO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 10 Ore 90 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere le basi fondamentali e gli approcci più recenti di gestione di problematiche complesse ed interdisciplinari volte all'ottimizzazione dei processi e di interventi per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità ambientale. Programma Definizioni e concetti di base: Il concetto di sostenibilità ambientale: Problemi e definizioni, la sostenibilità ecologica, sviluppo sostenibile. Le ipotesi contrapposte. Analisi del crescente impatto antropico. Il concetto di carrying capacity. La "gestione ecologica". Descrizione dei servizi forniti dall'ecosistema. Valutazione del valore del capitale naturale. Uso dei principali "paradigmi" ecologici (resistenza, resilienza, connettanza, proprietà emergenti e confini dell'ecosistema) nella gestione eco-sostenibile dell'ambiente. Cambiamento globale ed ecologia globale: Degradazione degli ecosistemi terrestri e del paesaggio. Erosione in paesi in via di sviluppo. Desertificazione, deserti naturali e antropogenici. Deforestazione, tipi di foreste, ruolo ecologico delle foreste. Distruzione ambientale. Ecologia umana. Popolazioni umane e crescita urbana. Cambiamenti climatici, vulnerabilità e strategie adattative. Approccio strategico all'utilizzo delle risorse naturali: Analisi degli impatti multipli nel contesto delle dimensioni multiple dell'ambiente. Modelli ed indicatori di sviluppo sostenibile. Utilizzo sostenibile delle risorse. Analisi dei Network: sistemi naturali ed antropici a confronto. Impronta ecologica e biocapacità. Footprint nazionale ed Emergia. Pianificazione ed accessi all'uso delle risorse. Gestione sostenibile delle risorse biologiche (rinnovabili). Driving forces, Pressioni, Stato di salute ambientale. Utilizzo risorse non rinnovabili. Definizione ed individuazione delle risorse prioritarie. Strategie per l'abbattimento dell'impatto dovuto al consumo di risorse Politica ambientale e qualità della vita: L'impatto della trasformazione economica e della globalizzazione sugli ecosistemi. Politiche ed azioni pratiche e strumentali. Analisi costi-benefici di queste azioni. Prospettive per il 2050, carrying capacity della terra. Il problema delle disparità. Competizioni e conflitti. Priorità ecologiche e prognosi. Casi di studio: Impatto antropico ed i cambiamenti climatici; Sostenibilità delle risorse idriche e della produzione agricola. Sostenibilità della produzione di energie rinnovabili: il caso dei 443/471 biocarburanti; La qualità del cibo (il caso della (in)sostenibilità della pesca). Il valore estetico e ricreativo dell'ambiente (il degrado delle barriere coralline). La biodiversità degli ecosistemi terresti ed acquatici e la produzione di beni e servizi per l'uomo. Modelli di gestione sostenibile delle risorse forestali. Valutazione della sostenibilità ambientale e dell’uso delle risorse basata sull’utilizzo di indicatori aggregati di sostenibilità: Modello IPAT, Analisi dell’impronta ecologica e della biocapacità, analisi emergetica. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale. Valutazione delle conoscenze acquisite sugli approcci, strumenti e metodologie necessarie al raggiungimento di obiettivi di sostenibilità ambientale Testi consigliati - Lemons J., L. Westra & R. Goodland (1998) Ecological sustainability and integrity: concepts and approaches. Environmental Science and Technology Library, Kluwer academic Publishers. - Bologna G. (2005) Manuale della sostenibilità. Idee, concetti, nuove discipline capaci di futuro. Edizioni Ambiente S.r.L.. - Southwick C.H. (1996) Global ecology in human perspective. Oxford University Press. - Chambers N., C. Simmons & M. Wackernagel (2000) Sharing nature’s interest. Ecological footprints as an indicator of sustainability. Earthscan, London and Sterlin, VA. - Wackernagel M. & W.E. Rees (2000) L’impronta ecologica: come ridurre l’impatto dell’uomo sulla terra. Edizione italiana a cura di Bologna G. & P. lombardi, Edizioni Ambiente S.r.L.. 444/471 SPECIAL BACTERIOLOGY FRANCESCA BIAVASCO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 7 Hours 63 Period 1^ semestre Program -Overview of the bacterial cell. Structure, function and assembly of bacterial cell parts -Bacterial phylogenesis, classical and molecular taxonomy, the concept of species in bacteriology, the Bergey’s manual. -Pathogenicity and virulence. Adhesiveness and invasiveness, intracellular pathogens; fimbriae: structure, classification and involvement in virulence. Main bacterial toxins. -Bacterial mechanisms for escaping host defences, survival in the host cells. -Transmission routes of bacterial diseases, zoonoses -Evolution of bacterial pathogens. Pathogenicity and Resistance Islands Main groups of bacteria involved in human pathologies: enterobacteriaceae (Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Yersinia and others), pseudomonads and other nonfermenting bacilli, vibrios and Aeromonas; Campylobacter, Helycobacter; neisseriae, yersiniae, brucellae; hemophili, bordetellae mycobacteria; staphylococci; streptococci, enterococci; listeriae; spore-forming aerobes (Bacillus anthracis and Bacillus cereus); spore-forming anaerobes (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens); other anaerobes; spirochetes (Borrelia, Treponema and Leptospira); rickettsiae, chlamydiae, mycoplasms,legionellae. Identification and preservation of bacteria. Specific laboratory tests. 445/471 STRUCTURAL ANALYSIS OF BIOLOGICAL SYSTEMS ELISABETTA GIORGINI Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge of principal classes of organic and biological compounds. Objectives of the course At the end of the course, the student will be able to analyze IR, NMR and Mass spectra of organic and biological compounds. Program The electromagnetic radiation. UV-Visible Spectroscopy. Infrared Spectroscopy. Identification of Ir spectra of organic compounds. Biological applications of Microimaging FT-IR technique. 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance. Bidimensional methods. Analysis of 1H NMR spectra of organic compounds. Mass Spectrometry. principal frammentation. Analysis of mass spectra. Recommended reading Chiappe D’andrea – TECNICHE SPETTROSCOPICHE E IDENTIFICAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI – Edizioni ETS 446/471 STRUMENTI GIS NELLA PROTEZIONE AMBIENTALE E CIVILE FRANCESCA SINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti insegnamento: basi di geodesia, cartografia, di informatica e database Risultati di apprendimento attesi Il corso affronta lo studio dei GIS (Geographic Information Systems) fornendo un inquadramento generale di geodesia e cartografia, delle tematiche del telerilevamento, delle tecnologie impiegate nella definizione e realizzazione di sistemi informativi territoriali, delle funzionalità di base e applicabilità degli strumenti nell’ambito della protezione civile ed ambientale. Una parte sostanziale della didattica è riservata alle attività di laboratorio, al fine di far acquisire le nozioni base per l’utilizzo di software GIS e database relazionali open source. Programma PARTE I – Teoria dei Sistemi Informativi Territoriali Introduzione ai GIS; Geodesia e Cartografia; Elementi di Telerilevamento passivo ed attivo; Tecnologie di sistemi GPS, GLONNASS e Galileo; Cenni sui modelli digitali del terreno; Analisi del formato dati; Metadati; Analisi spaziale e geoprocessing; Panoramica sui prodotti GIS esistenti commerciali ed open source; Esempi di applicazioni GIS nell’ambito ambientale e di protezione civile; Certificazione ECDL GIS; Elementi di informatica e database; Data Management; Progettazione di un sistema GIS. PARTE II – Applicazioni GIS per l’Ambiente e la Protezione Civile Introduzione all’utilizzo di strumenti GIS open source (Quantum GIS e PostgreSQL DBMS); Esercitazioni e prove pratiche; Elaborazione progettuale di un GIS per finalità di Protezione Civile e 447/471 pianificazione territoriale. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Esame orale o scritto, con domande a risposta aperta, sui principali argomenti trattati nelle lezioni frontali discussione del progetto sviluppato in ambiente GIS opensource, completo di database relazionale, consegnato una settimana prima della data dell’esame. Testi consigliati Gomarasca M., Elementi di Geomatica, Associazione Italiana di Telerilevamento; Atzeni P. - Ceri S. - Paraboschi S. - Torlone R., Basi di Dati, The McGraw-Hill Companies; Dispense del corso; Manuale ed eseguibile - PostgreSQL (http://www.postgresql.org); Manuale ed eseguibile - Quantum GIS (http://www.qgis.org). 448/471 STRUMENTI INFORMATICI E TELECOMUNICAZIONI PER LA PROTEZIONE CIVILE E AMBIENTALE LUCA ABETI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 72 Periodo 1^ semestre Informazioni L’insegnamento ha l’obiettivo di introdurre i frequentanti ai principali strumenti dell’ Information and Communication Technology (ICT), dando modo di comprendere i legami tra sviluppo di nuove tecnologie e reingegnerizzazione dei processi di lavoro negli ambiti della protezione civile ed ambientale. L’insegnamento è diviso in quattro parti. Le prime due parti sono relative ai fondamenti teorici dei sistemi informativi e delle reti di comunicazione. Una terza parte tratta le problematiche di progettazione ed integrazione di nuove tecnologie nei processi delle organizzazioni complesse, in particolare nel dominio della Pubblica Amministrazione. Infine, la quarta parte è dedicata alle tecnologie applicate ovvero all’illustrazione di sistemi ICT attualmente in uso. Ogni parte dell’insegnamento prevede, oltre a lezioni frontali, attività pratiche da realizzarsi in laboratorio. Nell’ultima parte del corso è prevista un’escursione nella quale gli studenti potranno osservare le infrastrutture tecnologiche in dotazione alla protezione civile regionale. Programma Parte I – Sistemi Informativi : Uso delle tecnologie nella protezione civile ed ambientale; Fondamenti di informatica; Sistemi Informativi e protezione civile; Database Relazionali; Conoscenza Semi-strutturata, Data Mining e Semantiche; Linguaggi di programmazione. Esercitazione: SQL e PostgreeSQL/MySQL. Parte II – Reti e Sistemi di Comunicazione: Fondamenti di Telecomunicazioni; Reti di Comunicazione; Networking; World Wide Web. Esercitazione: Link satellitare/WiFi, PHP e collegamento con DB remoto. 449/471 Parte III – Progettazione e sviluppo: Progettare nuove tecnologie nella Pubblica Amministrazione (PA); Progettazione Software; Interazione uomo-macchina; Reingegnerizzazione dei processi. Parte IV – Tecnologie Applicate: Remote Sensing e sistemi GIS; Infrastrutture Critiche; Sicurezza e disaster recovery; Modellazione ed analisi dei rischi; Information Sharing e collaborazione; Tecnologie Radio Analogiche e Digitali; Sistemi ROIP e VOIP; Standardizzazione Tecnologica e Protezione Civile. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L’esame contemplerà, oltre alle prove di accertamento dello studio solitamente previste, un’attività di progetto i cui risultati faranno parte integrante della valutazione del relativo esame. Testi consigliati Pine (2006), John C. Pine, Technology in emergency Management, John Wiley and Sons ISBN: 978-0471789734, Danvers, MA, USA, pp. 312 Atzeni, Ceri (2003), C. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi Di Dati - Modelli e Linguaggi di Interrogazione, Mc Graw-Hill, ISBN: 9788838666001, Roma, IT, pp. 462. Neri (2006), Nerio Neri, Radiotecnica per radioamatori. Con elementi di elettronica e telecomunicazioni, C&C ISBN: 9788886622011, Faenza,RA, IT, pp. 256 450/471 STRUTTURA E CHIMICA DEI RECETTORI ROBERTA GALEAZZI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Il corso ha lo scopo di illustrare gli eventi chimico-biologici che si instaurano in seguito all’interazione di un farmaco con il proprio recettore. Sono trattate le proprietà e le caratteristiche chimico-fisiche dei vari ligandi endogeni come pure le caratteristiche generali dei rispettivi recettori; una particolare attenzione è rivolta ai metodi computazionali per la costruzione di modelli recettoriali e alla simulazione delle interazioni ligando recettore. La conoscenza strutturale dei recettori e delle loro interazioni con ormoni, neurotrasmettitori o farmaci è necessaria per affrontare e risolvere i problemi che si hanno nella progettazione di nuovi ligandi per un dato sistema recettoriale e rappresenta la chiave di volta per lo sviluppo di nuove molecole attive come potenziali farmaci. Programma Recettori e trasduzione del segnale: Concetto di recettore: generalità e proprietà. Caratteristiche dell’interazione farmaco-recettore: legami chimici nell’interazione farmaco-recettore. Metodi di studio dei recettori. Cenni ai metodi di studio dei recettori: isolamento, purificazione, e caratterizzazione. Relazioni fra interazione farmaco-recettore e risposta: Teorie recettoriali; agonismo ed antagonismo. I recettori dei neurotrasmettitori: Recettori per l’acido glutammico (Glu): ionotropici e metabotropici. Recettori per il GABA: recettori GABAA, recettori GABAB. Agonisti ed antagonisti GABA, siti di legame per le benzodiazepine, inibitori del canale, siti di interazione per i barbiturici e per gli steroidi. Progettazione di nuovi ligandi attivi. I recettori oppioidi: agonisti oppioidi (analgesici narcotici) e modelli recettoriali correlati ; agonisti parziali ed antagonisti oppiodi. Metodi di studio dell’interazione ligando-recettore: Progettazione di ligandi, modificazioni molecolari del ligando naturale: isosteria e bioisosteria, semplificazione e complicazione molecolare, modulazione chimica e chimico-fisica. Strategie per la modificazione molecolare: analoghi conformazionalmente bloccati, modulazione chirale, ibridi molecolari, leganti bivalenti e analoghi funzionalizzati. Modellistica molecolare applicata allo studio dei complessi ligando- recettore: 1. identificazione del sito di legame 2. progettazione basata sullo studio del ligando: modelli farmacoforici, modelli recettoriali 3D (RSM,CoMFA, GRID e HINT) 3. progettazione basata sulla struttura del sito di interazione: costruzione di modelli tridimensionali di recettori mediante modeling per omologia (homology building), simulazione dell’interazione ligando recettore (molecular docking). 451/471 4. Individuazione di molecole prototipo attraverso tecniche di screening automatizzato. Le tematiche affrontate a lezione saranno oggetto di esercitazioni; Nelle esercitazioni di laboratorio verranno illustrati alcuni dei concetti esposti a lezione. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Orale previa presentazione della relazione delle esercitazioni svolte Testi consigliati C. Melchiorre, I Recettori dei Neurotrasmettitori, CLUEB, Bologna, 1996. G. Ronsisvalle, M.Pappalardo, L. Pasquinucci, O.Prezzavento, I Recettori Oppioidi, CLUEB, Bologna, 1999. F. Gualtieri, M.N. Romanelli, E.Teodori, Chimica Farmaceutica dei recettori, CLUEB, Bologna 452/471 TECNICHE AVANZATE NELL'ANALISI CHIMICA AMBIENTALE GIUSEPPE SCARPONI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Prerequisiti Conoscenza degli argomenti relativi alle analisi chimiche classiche (gravimetria, volumetria) e strumentali di base (potenziometria, conduttimetria, spettrofotometria UV-Vis, cromatografia). Informazioni Sono previste sia lezioni teoriche (5 crediti, 45 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio svolte a livello individuale (1 credito, 9 ore). Risultati di apprendimento attesi Finalità. L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le basi teoriche dei principali metodi strumentali avanzati finalizzati all’analisi ambientale nonché abilità tecnico/pratiche per alcuni di questi. Obiettivi. Lo studente dovrà conoscere i fondamenti e le principali applicazioni ambientali delle seguenti metodiche chimico-analitiche: polarografia/voltammetria, fluorimetria, spettrofotometria di assorbimento atomico, spettrometria di massa e tecniche cromatografiche accoppiate. Dovrà anche conoscere i principi del controllo di qualità e dell’accreditamento dei laboratori di analisi chimica. Programma Contenuti. Polarografia e tecniche voltammetriche avanzate (tecniche ad impulsi e per ridissoluzione anodica DPASV, SWASV). Fluorimetria e spettrofluorimetria. Spettrofotometria di assorbimento atomico. Spettrometria di massa. Gascromatografia - spettrometria di massa (GC-MS, GC-MS-MS). Spettrometria di massa con sorgente al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS). Spettrometria di massa ad alta risoluzione (GC-HRMS, ICP-HRMS). Spettrometria di massa a tempo di volo per aerosol (ATOFMS). Spettrometria di massa MALDI-TOF (desorbimento/ionizzazione laser assistito da matrice accoppiato a spettrometria di massa con 453/471 analizzatore a tempo di volo). Controllo di qualità e assicurazione di qualità. Riferibilità (Tracciabilità). Buona pratica di laboratorio. Accreditamento dei laboratori. Esempi di applicazioni ambientali: analisi chimica delle polveri sottili anche particella per particella e individuazione delle fonti di provenienza, determinazione di inquinanti prioritari organici (IPA, PCB, VOC, pesticidi) e inorganici (As, Cr, Ni, Pb, Cd, Hg) nell’aria, nell’acqua, nel suolo e negli organismi. Esercitazioni in campo e di laboratorio (1 CFU, 9 ore/studente). Prelievo di campioni in mare, di acque di fiume, di aerosol atmosferico, di neve, di acque di sorgente. Determinazione di metalli pesanti mediante tecniche voltammetriche nelle acque naturali e nell’aria. Determinazione di pesticidi e IPA mediante GC-MS. Altre possibili esercitazioni basate su disponibilità strumentali di colleghi. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame L’esame consiste in un colloquio orale. Testi consigliati - Appunti di lezione - D. A. Skoog, F. J. Holler, S. R. Crouch. Chimica analitica strumentale, 2a ediz., EdiSES, Napoli, 2009. - K. A. Rubinson, J. F. Rubinson. Chimica analitica strumentale, Zanichelli, Bologna, 2002. - F. W. Fifield, P. J. Haines (eds.). Environmental analytical chemistry, Blackwell Science, Oxford, 2000. 454/471 TECNICHE DI BONIFICA AMBIENTALE FRANCESCA BEOLCHINI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Risultati di apprendimento attesi Conoscenza e capacità di gestione dei principali processi utilizzati per il trattamento delle acque reflue. Conoscenza e capacità di gestione delle tecniche di bonifica ambientale nell’ottica della protezione civile. Conoscenza e capacità di gestione dei principali processi biologici per la bonifica dei suoli contaminati Programma Elementi di base. Bilanci di materia. Diversi modelli teorici dei reattori. Bonifica di acque reflue. Caratteristiche fisico-chimico-biologiche dei reflui. Trattamenti primari: sedimentazione, filtrazione. Trattamenti chimici per la rimozione di metalli pesanti. Processi di trattamento biologico dei reflui. Rimozione del carbonio organico. Rimozione di nutrienti: Nitrificazione/denitrificazione. Processi chimici e biologici per la rimozione del fosforo. Tecnologie di trattamento dei fanghi. Criteri per la gestione il controllo di tali processi. Tecniche di bonifica ambientale nell’ottica della protezione civile. Disinfezione delle acque. Potabilizzazione delle acque. Trattamento acque reflue per piccole comunità. Bonifica di suoli. Tecnologie biologiche in situ ed ex situ di siti contaminati. Caso di studio in situ: bioventing. Caso di studio ex situ: bioreattori slurry. Criteri per la gestione e il controllo di tali tecnologie. Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Metcalf & Eddy, 1991. Wastewater engineering: treatment, disposal, reuse. McGraw Hill. Luca Bonomo, 2005. Bonifica di siti contaminati. McGraw Hill. EPA/540/R-95/534a. Bioventing principles and practice. Environmental Protection Development September 1995 455/471 TUTELA DELLA SALUTE IN LABORATORIO LORY SANTARELLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 1^ semestre Risultati di apprendimento attesi Scopo del corso è quello di fornire allo studente conoscenze fondamentali, in relazione alle normative vigenti, che permettano una buona gestione della salute e della sicurezza nei laboratori biomedici; autonomia nella attività di prevenzione, verifica e controllo in materia di igiene e sicurezza ambientale; conoscenza dei fattori di rischio di tipo fisico, chimico e biologico correlati ai principali cicli lavorativi; corretta applicazione delle fondamentali tecniche di campionamento ed analisi degli inquinanti. Programma - ASSETTO GIURIDICO E NORMATIVO DELLA TUTELA DELLA SALUTE IN AMBIENTE DI LAVORO CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALL’ATTIVITA’ DI LABORATORIO - IL CONCETTO DI RISCHIO IN AMBIENTE LAVORATIVO RISCHI OCCUPAZIONALI IN LABORATORIO - RISCHIO DA AGENTI CHIMICI - RISCHIO DA CANCEROGENI - RISCHIO DA AGENTI BIOLOGICI - RISCHIO DA AGENTI FISICI - RISCHIO DA COSTRITTIVITA’ ORGANIZZATIVA - SALUBRITA’ DEL M ICROCLIMA IN AMBIENTE DI LAVORO ORGANIZZAZIONE DELLA LA PREVENZIONE - MONITORAGGIO AMBIENTALE E MONITORAGGIO BIOLOGICO NEI LUOGHI DI LAVORO 456/471 - SORVEGLIANZA SANITARIA DEI LAVORATORI - PRINCIPALI PATOLOGIE PROFESSIONALI RICONDUCIBILI ALLE ESPOSIZIONi NELL’ATTIVITA’ DEL LABORATORISTA - NORME GENERALI DI PRIMO SOCCORSO PER I LAVORATORI Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Scritto e orale. Lo scritto è composto di 28 domande a quiz (risposta unica) e di una domanda aperta (descrizione breve di un argomento trattato a lezione). L’orale è facoltativo: chi lo vuole sostenere deve aver superato lo scritto con almeno 18/30. L’orale può comportare l’aumento del voto ma il voto dello scritto non è da considerarsi definitivamente acquisito. Se l’orale non è sufficiente, a giudizio della commissione, il candidato può essere totalmente respinto. L’esame può essere ripetuto nell’appello successivo Testi consigliati SICUREZZA E TUTELA AMBIENTALE - DISPENSA DIDATTICA a cura di Alessandro MediciUniversità di Ferrara anno edizione: 2003 - Casa Editrice La Tribuna – Piacenza; MEDICINA DEL LAVORO Luigi Ambrosi; Vito Foà anno edizione 2003 Edizioni : UTET C.so Raffaello 28-10125-Torino. MANUALE DI MEDICINA DEL LAVORO E IGIENE INDUSTRIALE PER TECNICI DELLA PREVENZIONE Alessio - Apostoli | Editore: Piccin Edizione: 2009 457/471 UNDERWATER SCIENTIFIC METHODOLOGY CARLO CERRANO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 6 Hours 54 Period 2^ semestre Prerequisites Basic knowledge in zoology and marine biology and a first level diving certificate are recommended Course contents The course presents the main diving scientific technique applied to study the marine environment. Objectives of the course The scope is to offer the basic knowledge both theoretical and practical on the study of marine environment by direct exploration. At the end of the course the student will have to know the technique and the main methodologies to survey and sample marine benthos. Program Diving: effects on man - Physiological effects - Psychological effects Diving equipment - Mixed gas diving - Protective systems - Communication systems - Transport systems 458/471 - Cave diving Diving plan - Dive tables and Computers Destructive sampling techniques - Scraping - Panels - Water dredges - nets - traps Non destructive sampling techniques - Frames and transects - Video and photo surveys - visual-census Volunteers and monitoring project Transplants techniques Underwater microsensors Field activities are scheduled to teach directly underwater some of the studied techniques. Recommended reading Slides showed during lectures will be provided to the students 459/471 VIROLOGIA BIOMEDICA PATRIZIA BAGNARELLI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Conoscenze di base della biologia della cellula e dei meccanismi di difesa dell’immunità innata e acquisita. Informazioni Il corso consente una approfondita conoscenza della Virologia attraverso la trattazione dei seguenti argomenti di: a. Virologia generale: introduzione alla virologia, struttura e classificazione, replicazione, genetica e coltivazione dei virus, meccanismi di difesa contro le infezioni virali, patogenesi delle infezioni virali, diagnosi (tecniche classiche e molecolari), terapia e prevenzione (farmaci antivirali e vaccini) b. Virologia speciale: i virus a DNA (Parvovirus, Adenovirus, Virus del Vaiolo, Papillomavirus e Polyomavirus, Virus Erpetici); i virus a RNA (Orthomyxovirus, Paramyxovirus, Virus della Rosolia, Arbovirus, Rabdovirus, Arenavirus, Hantavirus, Filovirus, Picornavirus, Reovirus, Coronavirus, Retrovirus e HIV); i Virus dell’Epatite (HAV, HBV, HDV, HCV, HEV). Risultati di apprendimento attesi Lo studente acquisirà una conoscenza approfondita e completa degli agenti virali implicati in un gran numero di patologie infettive dell’uomo. Programma L’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita della materia attraverso lezioni frontali, le prime trattano gli argomenti di virologia generale, le successive affrontano argomenti di virologia speciale con analisi approfondita delle caratteristiche distintive dei principali agenti virali responsabili di importanti patologie umane. Ogni singolo agente, considerato nell’ambito della famiglia virale di appartenenza, viene trattato con particolare riguardo a struttura, biologia, meccanismi patogenetici, epidemiologia, diagnosi, terapia e prevenzione. 460/471 Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Antonelli G., Clementi M. Principi di Virologia Medica. Casa Editrice Ambrosiana ultima edizione Patrick Murray Ken Rosenthal G. Kobayashi M. Pfaller: Medical Microbiology Editore: C.V. Mosby (ultima edizione) 461/471 ZOOLOGIA (A-L) CARLO CERRANO Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 64 Periodo 1^ semestre Prerequisiti È consigliato aver superato l’esame di Citologia ed Istologia Risultati di apprendimento attesi Il docente intende fornire allo studente una buona conoscenza della biodiversità degli organismi animali tramite una descrizione sufficientemente dettagliata della loro organizzazione a livello cellulare e anatomico; saranno inoltre trattate le relazioni filogenetiche tra i vari phyla,le strategie riproduttive e l’ecologia. Verranno infine proposte alcune tematiche di zoologia generale che sarà trattata nei suoi aspetti di base. Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere a livello morfologico gli organismi animali con dettagli riguardanti la struttura cellulare e l’anatomia interna, le strategie vitali e la riproduzione. Dovrà conoscere gli ambienti nei quali gli animali vivono e dovrà aver chiare le relazioni filogenetiche tra i vari phyla. Infine dovrà conoscere la zoologia generale nei suoi aspetti di base. Programma Introduzione: la Biodiversità e cenni sulle teorie dell’evoluzione Principi di classificazione: il concetto di specie e le categorie sovraspecifiche. Ontogenesi animale: gameti, fecondazione, segmentazione, gastrulazione, larve. Protozoa: Flagellati, Ameboidi, Sporigeni, Ciliati. Metazoi Poriferi: Calcisponge, Esattinellidi, Demosponge, Omoscleromorfe Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Cubozoi, Antozoi. Ctenofori 462/471 Organismi bilaterali Platelminti: Turbellari, Trematodi, Monogenei, Cestodi Mesozoi; Nemertini Lofotrocozoi: Briozoi, Rotiferi e gruppi minori Origine del celoma Molluschi: Gasteropodi, Bivalvi, Cefalopodi e classi minori Anellidi: Policheti, Oligocheti, Irudinei Echiuridi Sipunculidi Pogonofori Ecdisozoi: Nematodi,Priapulidi, Loriciferi, Onicofori, Tardigradi Artropodi: Chelicerati, Mandibolati Chelicerati: Merostomi, Aracnidi, Picnogonidi Mandibolati: Crostacei, Miriapodi, Esapodi Chetognati Echinodermi: Asteroidi, Echinoidi, Ofiuroidi, Crinoidi, Oloturoidi Cordati: Urocordati, Cefalocordati Gli animali e il loro ambiente Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Hickman et al “Zoologia” McGraw-Hill (15° edizione) 463/471 ZOOLOGIA (M-Z) STEFANIA PUCE Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 8 Ore 64 Periodo 1^ semestre Prerequisiti È consigliato aver superato l’esame di Citologia ed Istologia Risultati di apprendimento attesi Il docente intende fornire allo studente una buona conoscenza della biodiversità degli organismi animali tramite una descrizione sufficientemente dettagliata della loro organizzazione a livello cellulare e anatomico; saranno inoltre trattate le relazioni filogenetiche tra i vari phyla,le strategie riproduttive e l’ecologia. Verranno infine proposte alcune tematiche di zoologia generale che sarà trattata nei suoi aspetti di base. Alla fine del percorso lo studente dovrà conoscere a livello morfologico gli organismi animali con dettagli riguardanti la struttura cellulare e l’anatomia interna, le strategie vitali e la riproduzione. Dovrà conoscere gli ambienti nei quali gli animali vivono e dovrà aver chiare le relazioni filogenetiche tra i vari phyla. Infine dovrà conoscere la zoologia generale nei suoi aspetti di base Programma Introduzione: la Biodiversità e cenni sulle teorie dell’evoluzione Principi di classificazione: il concetto di specie e le categorie sovraspecifiche. Ontogenesi animale: gameti, fecondazione, segmentazione, gastrulazione, larve. Protozoa: Flagellati, Ameboidi, Sporigeni, Ciliati. Metazoi Poriferi: Calcisponge, Esattinellidi, Demosponge, Omoscleromorfe Cnidari: Idrozoi, Scifozoi, Cubozoi, Antozoi. Ctenofori 464/471 Organismi bilaterali Platelminti: Turbellari, Trematodi, Monogenei, Cestodi Mesozoi; Nemertini Lofotrocozoi: Briozoi, Rotiferi e gruppi minori Origine del celoma Molluschi: Gasteropodi, Bivalvi, Cefalopodi e classi minori Anellidi: Policheti, Oligocheti, Irudinei Echiuridi Sipunculidi Pogonofori Ecdisozoi: Nematodi,Priapulidi, Loriciferi, Onicofori, Tardigradi Artropodi: Chelicerati, Mandibolati Chelicerati: Merostomi, Aracnidi, Picnogonidi Mandibolati: Crostacei, Miriapodi, Esapodi Chetognati Echinodermi: Asteroidi, Echinoidi, Ofiuroidi, Crinoidi, Oloturoidi Cordati: Urocordati, Cefalocordati Gli animali e il loro ambiente Modalità di svolgimento del corso e dell'esame Prova orale Testi consigliati Hickman et al “Zoologia” McGraw-Hill (15° edizione) 465/471 ZOOLOGIA APPLICATA BARBARA CALCINAI Sede Scienze A.A. 2012/2013 Crediti 6 Ore 54 Periodo 2^ semestre Prerequisiti Buona conoscenza della zoologia Risultati di apprendimento attesi Scopo del corso è quello di fornire informazioni teoriche ma soprattutto tecnico-pratiche sull’utilizzo di organismi animali quali bioindicatori per l’ analisi, la valutazione e la gestione degli habitat acquatici (in particolare delle acque correnti e dei processi depurativi) e dei terreni. Programma Lezioni teoriche: Il concetto di bioindicatore e i principali gruppi animali utilizzati come indicatori Indici biotici per acque dolci e marine e per il suolo. Tecniche di raccolta di organismi bentonici Tecniche di osservazione e conteggio Microfauna coinvolta nei processi depurativi La microfauna e ruolo svolto nella depurazione Tecniche di conteggio e identificazione delle varie specie L'Indice Biotico del Fango (SBI) e suo impieghi. 466/471 Lezioni pratiche Corsi d’acqua Campionamento dei macroinvertebrati Tecniche microscopiche di osservazione in vivo Riconoscimento sul campo dei vari taxa di macroinvertebrati dei corsi d’acqua tramite l’utilizzo delle chiavi dicotomiche Calcolo dell’indice IBE e stima della relativa classe di qualità Depuratori Campionamento della microfauna Riconoscimento della microfauna dei fanghi attivi (Protozoi) Calcolo dell'Indice Biotico del Fango (SBI) Suolo Raccolta degli organismi tramite selezionatore di Berlese Osservazione e riconoscimento Testi consigliati - Sansoni G. 1998. Atlante per il riconoscimento dei Macroinvertebrati dei corsi d’acqua italiani GHETTI P.F., 1995. Manuale di applicazione: Indice Biotico Esteso - I macroinvertebrati nel controllo della qualità degli ambienti di acque correnti. Provincia Autonoma di Trento, Servizio Protezione Ambiente. Madoni P. 1996. Atlante fotografico – Guida all’analisi microscopica del fango attivo Appunti delle lezioni e dispense messe a disposizione dal docente 467/471 ZOOLOGY (A-L) CARLO CERRANO Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 64 Period 1^ semestre Prerequisites It is recommended to pass the course of Citology and Istology Objectives of the course The course aims to provide students with the knowledge of animal biodiversity through a detailed description of their organisation at cell and anatomical level. The phylogenetic relationships among phyla, the reproductive strategy and their ecology will be also considered. Finally some basic aspects of general zoology will be treated. At the end of course, students should know animals at morphological level with details regarding their cellular organisation and anatomy, reproductive strategies and ecology. They should know also the phylogenetic relationships among phyla and the basic aspects of general zoology. Program Introduction: Biodiversity and theories on the evolution Principles of classification: the species concept and the super specific categories. Ontogeny: gametes, fecundation, cleavage, gastrulation, larvae. Protozoa: Flagellates, Amoeboid, Sporigenous, Ciliates. Metazoa Radial organisms Sponges: Calcispongiae, Exactinellids, Demospongiae, Homoscleromorpha Cnidarians: Hydrozoa, Scyphozoa, Cubozoa, Anthozoa. Ctenophores Bilateralorganisms 468/471 Platyhelminthes: Turbellaria, Digenea, Monogenea, Cestoda Mesozoa, Nemertea Lofotrocozoa: Bryozoa, Rotifers, and minor groups Origin of the coelome Mollusca: Gastropoda, Bivalvia, Cephalopoda and allied classes Anellida: Polychaeta, Oligochaeta, Hirudinea Echiurida Sipunculida Pogonophora Ecdisozoa :Nematoda, Priapulida, Loricifera, Onicofora, Tardigrada Arthropoda: Chelicerata, Mandibulata Chelicerata: Merostomata, Arachnidi, Pycnogonida Mandibulata: Crustacea, Myriapoda, Insecta Chetognata Echinodermata: Asteroidea, Echinoidea, Ophiuroidea, Crinoidea, Oloturoidea Chordata: Urochordata, Coephalochordata Animals in their habitats Recommended reading Hickman et al “IntegratedPrinciples of Zoology” McGraw-Hill (15thedition) 469/471 ZOOLOGY (M-Z) STEFANIA PUCE Seat Scienze A.A. 2012/2013 Credits 8 Hours 64 Period 1^ semestre Prerequisites It is recommended to pass the course of Citology and Istology Objectives of the course The course aims to provide students with the knowledge of animal biodiversity through a detailed description of their organisation at cell and anatomical level. The phylogenetic relationships among phyla, the reproductive strategy and their ecology will be also considered. Finally some basic aspects of general zoology will be treated. At the end of course, students should know animals at morphological level with details regarding their cellular organisation and anatomy, reproductive strategies and ecology. They should know also the phylogenetic relationships among phyla and the basic aspects of general zoology Program Introduction: Biodiversity and theories on the evolution Principles of classification: the species concept and the super specific categories. Ontogeny: gametes, fecundation, cleavage, gastrulation, larvae. Protozoa: Flagellates, Amoeboid, Sporigenous, Ciliates. Metazoa Radial organisms Sponges: Calcispongiae, Exactinellids, Demospongiae, Homoscleromorpha Cnidarians: Hydrozoa, Scyphozoa, Cubozoa, Anthozoa. Ctenophores Bilateralorganisms 470/471 Platyhelminthes: Turbellaria, Digenea, Monogenea, Cestoda Mesozoa, Nemertea Lofotrocozoa: Bryozoa, Rotifers, and minor groups Origin of the coelome Mollusca: Gastropoda, Bivalvia, Cephalopoda and allied classes Anellida: Polychaeta, Oligochaeta, Hirudinea Echiurida Sipunculida Pogonophora Ecdisozoa :Nematoda, Priapulida, Loricifera, Onicofora, Tardigrada Arthropoda: Chelicerata, Mandibulata Chelicerata: Merostomata, Arachnidi, Pycnogonida Mandibulata: Crustacea, Myriapoda, Insecta Chetognata Echinodermata: Asteroidea, Echinoidea, Ophiuroidea, Crinoidea, Oloturoidea Chordata: Urochordata, Coephalochordata Animals in their habitats Development of the course and examination Oral Recommended reading Hickman et al “IntegratedPrinciples of Zoology” McGraw-Hill (15thedition) 471/471