Programmi dei Corsi

Programmi dei Corsi
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Gli insegnamenti
condo l’ordine alfabetico.
sono elencati se-
Di ciascun corso sono riportati, oltre il Programma, il titolare dell’insegnamento, le indicazioni sui libri di testo o
sul materiale didattico consigliato e la durata
del corso.
I programmi che, per motivi diversi, mancano da questo elenco possono
essere richiesti presso la Segreteria di Presidenza.
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1
ANATOMIA COMPARATA
A) TITOLARE: Prof.ssa Lucia MASTROLIA
B) PROGRAMMA
MODULO A: Filogenesi ed embriologia dei Vertebrati:
Cordati. Caratteristiche principali e relazioni filogenetiche. Vertebrati: piano strutturale,
origine ed evoluzione. Posizione sistematica dei Vertebrati. I primi Vertebrati: gli Agnati
(Ostracodermi e Ciclostomi). Gli Gnatostomi: generalità. I Placodermi, Gnatostomi arcaici. I
pesci a scheletro cartilagineo (Condroitti). I pesci a scheletro ossificato (Osteitti). Il passaggio
alla vita sulla terraferma: gli Anfibi. I Rettili ed il loro apogeo nell'Era secondaria. Gli Uccelli.
I Mammiferi.
Embriologia. La segmentazione oloblastica e meroblastica. La gastrulazione negli
Oloblasti (Acipenseridi, Dipnoi, Anfibi), nei Meroblasti Anamni (Missinoidei,
Elasmobranchi, Teleostei) e nei Meroblasti Amnioti (Rettili, Uccelli, Mammiferi).
Morfogenesi: differenziamento dei foglietti embrionali e loro derivati. Gli annessi embrionali.
Organogenesi.
Classificazione degli apparati. Apparati per la vita di relazione (cutaneo, scheletrico,
muscolare e nervoso) e per la vita vegetativa (digerente, respiratorio, circolatorio, endocrino,
escretorio e riproduttivo).
TESTI CONSIGLIATI
Padoa E. - Storia della vita sulla terra - Feltrinelli (1971)
Raunich L. et al. - Biologia dello sviluppo. Embriologia generale, molecolare e
comparata - Piccin (1998).
Giudice G. - Biologia dello sviluppo - Grasso
Padoa E. - manuale di Anatomia comparata dei vertebrati - Feltrinelli (1986).
Kent G.C. - Anatomia comparata dei vertebrati - Piccin (1997).
MODULO B: Morfologia comparata dei Vertebrati:
Apparato tegumentario. Epidermide, derma e loro derivati.
Apparato scheletrico. Scheletro assile (corda dorsale, colonna vertebrale, coste e sterno).
Cranio (neurocranio e splancnocranio). Scheletro appendicolare (pinne impari, pinne pari e
loro cinture; cinture e arti nei Tetrapodi).
Sistema nervoso. Il midollo spinale e i nervi spinali. I nervi cranici. L'encefalo: generalità.
Il midollo allungato: i nervi romboencefalici, nuclei associativi, vie in transito. Il cervelletto:
citoarchitettura e morfologia nelle varie classi dei Vertebrati. Il mesencefalo: il tetto ottico ed
il corpo (tegmento e piede). Il diencefalo: epitalamo, talamo ed ipotalamo. Il telencefalo nelle
diverse classi dei Vertebrati. Organi di senso: la mucosa olfattiva, i bottoni gustativi, le
terminazioni tattili, il sistema della linea laterale; l'orecchio e l'occhio.
Sistema circolatorio. Il sangue. Il cuore, gli archi aortici e loro evoluzione. La
circolazione semplice. La circolazione doppia incompleta e completa. Il sistema arterioso. Il
sistema venoso. Il sistema linfatico.
Apparato respiratorio. Le branchie dei Ciclostomi, dei Condroitti, degli Osteitti e degli
Anfibi. La vescica natatoria degli Osteitti. I polmoni dei Dipnoi e Tetrapodi. Le vie aeree. I
2
derivati faringei.
Apparato digerente. Sviluppo embrionale e struttura. La bocca: palato, lingua, ghiandole
salivari e denti. L'esofago e lo stomaco. L'intestino medio e terminale. Il fegato ed il pancreas.
Sistema urogenitale. Il sistema renale: tubuli renali, prorene, mesorene, opistorene e
metarene. L'urina. L'escrezione di elettroliti. La vescica urinaria. Il sistema genitale: sviluppo
e differenziamento delle gonadi e dei gonodotti. La cloaca e i suoi derivati. Organi copulatori.
Il sistema endocrino.
TESTI CONSIGLIATI
Padoa E. - Manuale di Anatomia comparata dei vertebrati - Feltrinelli (1986).
Kent G.C. - Anatomia comparata dei vertebrati - Piccin (1997).
Hildebrand M. - Anatomia comparata dei vertebrati - Zanichelli (1992).
Minelli G. e del Grande P. - Atlante di Anatomia dei vertebrati - Piccin (1983).
King G.M. e Custance D.R.N. – Atlante di anatomia dei Vertebrati – Delfino ed.
Maci R., Cappelletti G. e Vismara C. – Atlante di anatomia microscopica
comparata dei Vertebrati - Unicopli
3
ANTROPOLOGIA
A) TITOLARE: Dott.ssa Olga RICKARDS
B) PROGRAMMA:
Cenni di storia delle teorie evolutive
La cronologia geologica
Metodi di datazione relativa ed assoluta
L'evoluzione dei primati
Profilo dell'evoluzione umana: fatti ed ipotesi
L'origine di Homo sapiens anatomicamente moderno (a.m.): evidenze paleontologiche
Relazioni tra mutamento culturale e mutamento biologico
L'evoluzione molecolare
Filogenesi a livello molecolare
L'origine di Homo sapiens a.m.: dati molecolari
Analisi storica del concetto di razza e di alcune classificazioni razziali
Inconsistenza scientifica del concetto di "razza" nell'uomo
L'espansione del popolamento nel tardo Pleistocene: dati genetici e culturali
Estremità orientale dell'Europa
Siberia
Americhe
Australia
Pacifico
Archeo-antrpologia molecolare: una nuova scienza per ricostruire la storia evolutiva delle
popolazioni umane
Recupero ed analisi di materiale genetico dai resti paleontologici, archeologici e da
esemplari museali
Contributo dell'arche-antropologia molecolare alla chiarificazione del popolamento
del Mediterraneo, della Polinesia, dell'Isola di Pasqua e delle Americhe
Genetica di popolazioni
Popolazioni a frequenze alleliche costanti
Dinamica delle frequenze alleliche
Problemi di adattamento delle popolazioni umane all'ambiente biotico ed abiotico
C)
TESTI CONS1GLIATI
R.G. Klein. Il Cammino dell'Uomo. Antropologia Culturale e Biologica. Zanichelli Editore,
Bologna, 1995
G.A. Harrison, J.M. Tanner, D.R. Pilbeam, P.T. Baker. Biologia Umana. Evoluzione,
genetica, Ecologia delle popolazioni umane. Piccin Editore, Padova, 1994.
Il DNA nello studio dei resti umani antichi: principi, metodi, applicazioni. F.Rollo (a cura di).
Ed. Medical Book, Palermo, 1998.
L. Cavalli-Sforza, F. Cavalli-Sforza. Chi siamo. La storia della diversità umana. Arnoldo
Mondadori editore, Milano 1993.
L.L. Cavalli-Sforza. Geni, popoli e lingue. Adelphi Edizioni, Milano 1996.
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BIOFISICA
A) TITOLARE: Prof. Salvatore CANNISTRARO
B)
PROGRAMMA
MODULO A:
–
Definizione e metodi della Biofisica
–
Biofisica delle radiazioni (radiazioni ionizzanti, UV, visibili)
–
Effetti biologici delle radiazioni
–
Meccanismi di trasduzione energetica e sensoriale (fotosintesi, visione...)
–
Struttura e dinamica di biosistemi
–
Tecniche sperimentali in Biofisica
–
Spettroscopie ottiche di emissione ed assorbimento
–
Spettroscopia IR e Raman
MODULO B:
–
Risonanza Elettronica Paramagnetica (EPR)
–
Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)
–
Microscopie a Sonda a Scanzione (STM, AFM)
–
Microscopia elettronica
–
Diffusione e diffrazione dei raggi X.
–
Aspetti biofisici nel controllo ambientale
C) TESTI CONSIGLIATI
Rivolgersi al docente.
5
BIOLOGIA I
(Corso di Laurea in Scienze Ambientali). A./A. 1998/99
A) TITOLARE: Prof. Vezio COTTARELLI
B) PROGRAMMA
MODULO A :
La cellula
La cellula eucariota e procariota: analisi morfologica e funzionale. La membrana cellulare:
struttura e funzioni. La parete cellulare, le membrane interne, il citoscheletro, mitocondri e
cloroplasti. Il nucleo e la membrana nucleare.
I batteri Gram positivi e Gram negativi, metabolismo batterico (fotoautotrofi,
chemioautotrofi, fotosintesi batterica, batteri eterotrofi), archeobatteri, eubatteri.
Batteri simbionti e batteri patogeni
I virus (cenni)
Struttura, riproduzione virale – ciclo litico e ciclo lisogeno (cenni), patologie indotte dai
virus.
Metabolismo cellulare.
Autotrofia e eterotrofia. Respirazione cellulare aerobia ed anaerobia. Fotosintesi
clorofilliana (cenni).
Il gene
Geni, acidi nucleici e cromosomi. Riproduzione cellulare: confronto tra mitosi e meiosi. Origine sessuale della variabilità genetica: assortimento indipendente dei cromosomi e ricombinazione. Struttura e replicazione del DNA. Dal gene alla proteina: la sintesi proteica, il codice
genetico. Le mutazioni.
I meccanismi dell'evoluzione
Origine della vita: definizione e ipotesi. Evoluzione abiologica.
Evoluzione biologica: creazionismo ed evoluzionismo. Storia delle teorie evolutive fino alle
attuali in particolare. Darwin e la teoria della selezione naturale. La nuova sintesi.
Adattamenti. Micro e macroevoluzione.
La genetica formale: le leggi di Mendel
La genetica di popolazione: il pool genico, il teorema di Hardy-Weinberg.
Cause della microevoluzione: la deriva genetica, il flusso genico, le mutazioni, l'accoppiamento non casuale, la selezione naturale. Fitness e modalità di azione della selezione naturale.
Variazione ereditaria: genotipo e fenotipo. Le basi genetiche della variabilità: mutazione, ricombinazione, selezione.
La selezione: selezione divergente, stabilizzante, direzionale. Coadattamento. Radiazione adattativa. Coevoluzione. La selezione sessuale.
La specie
Definizione di specie biologica e tipologica. Origine delle specie. Meccanismi di isolamento
riproduttivo. Speciazione allopatrica, simpatrica e parapatrica. Origine dei taxa superiori (gradualismo filetico). Teoria degli equilibri intermittenti.
Rapporti intra e interspecifici: predazione, parassitismo, competizione, simbiosi.
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MODULO B:
L'organismo
Riproduzione asessuata e sessuata, spermatogenesi, oogenesi e fecondazione. Respirazione.
Circolazione. Escrezione e regolazione osmotica. Digestione. Movimento. Sistema nervoso e
organi di senso. Sviluppo embrionale. Sviluppo diretto e indiretto, metamorfosi.
Protisti
Origine monofiletica e polifiletica. I Protisti “autotrofi”: generalità. Rizopodi, Foraminiferi, Apicomplexa, Ciliati.
I Protisti “coloniali” e l’origine della pluricellularità.
Principali phyla animali (caratteristiche a livello di classe)
Poriferi. Celenterati. Platelminti. Nematodi. Rotiferi. Anellidi. Molluschi. Artropodi. Echinodermi. Cordati.
Ecologia (cenni)
I principali cicli biogeochimici.
La nicchia ecologica e il principio di esclusione competitiva. Strategie r e K.
Le comunità: i livelli trofici e le catene alimentari.
Gli ecosistemi: il mare, le acque continentali, i biomi delle terre emerse.
Adattamento e coevoluzione
Colorazioni aposematiche, mimetismo, criptismo, esempi di coevoluzione preda-predatore.
Biogeografia (cenni )
Areale ed evoluzione degli areali. Regioni biogeografiche.
TESTI CONSIGLIATI
a) Rudiger Wenher, Walter Gehring: Zoologia, Zanichelli ed.
b) Helena Curtis, N. Sue Barnes: Biologia, Zanichelli ed.
c) Neil A. Campbell: Biologia, Zanichelli ed.
d) William K. Purves, Gordon H. Orians H. Craig Heller: Corso di Biologia, Zanichelli ed.
e) Karen Arms, S. Pamela Camp: Biologia, Piccin ed.
7
BIOLOGIA II
A) TITOLARE: Prof. Silvano ONOFRI
B)
PROGRAMMA:
Cel l ul a v eg et ale: carat t eri s t i ch e di fferen zi al i . Vacu o li . Pl as t i di : cl o ro p las t i , ami lo p l as t i ,
cro mop l as t i . Pax et e p ri mari a e s econ d ari a. Pun t eg g i at u re. Pl as mo des mi . Lamel l a med i ana.
Ci t o di eres i .
Res p irazi o n e: gl i co l i s i e ci cl o d i Kreb s (co ncet t i p ri nci p al i ).
Fo t o si n tes i : i fo t o s i s t emi , fas e l umi n o sa, fas e o s cu ra,ci cl o di Cal v i n: l a v i a met abo li ca C3 ,
ci cl o C4 , met abo l i s mo CAM, s i g n i fi cat o ad at t at i v o d ei meccan i s mi fo t o s i n t eti ci .
Tes s ut i meri s t emat i ci e defi n i t i v i .
La rad i ce: s t rut t u ra p ri mari a e s eco n d ari a; cu ffi a; meri s t ema ap ical e, cen tro q u i es cen t e;
ci l i nd ro cen t ral e, peri cicl o , en d o derma e b and a d i Cas pary, co rt ecci a; at t iv it à camb ial e; rad i ci
l at eral i ed av ven t i zi e; as s o rb i men to del l ’acqu a e d ei sal i mi neral i , l e radi ci s p eci al izzat e p er l e
fu n zio n i d i ri serv a.
Il fus t o : ap i ce meri s t emat i co , zo n a d i d i fferen zi amen t o; s t ru t t u ra p ri mari a e s eco n d ari a;
camb io cri b ro -vas co l are; l eg n o et ero x i l o e o mo x i l o ; s u gh ero , fel lo g en o e fel l o d erma;
rami fi cazi o n e.
La fog li a: fo rma; s tru t t ura e fu nzio n e; ep i d ermi d e; meso fi ll o ; fasci co nd u tt o ri; meccan i s mo
s t o mat i co ; ab s ci s s i o n e.
Il fio re: s t ru tt u ra e fu nzi o n e.
Ci cl i v i t al i ; al t ern an za d i g en erazi o n e; rn eccan i s mi d i i mp o l l i n azi o n e; feco n d azi o n e.
Il frut t o : s v i lu pp o d el l ’embri o n e; en do s p erma; s vi l u p p o d el fru t to . Il s eme, d i s s emi nazi o n e.
Il s uo l o e l a nu t ri zi o n e d el l e p i ant e: l e es ig en ze n u t ri t i v e g en eral i , i cicl i d el l e s o s t an ze
n u t rit i v e.
Il mov i men t o d el l ’acq u a e d ei s o l u ti n el l e p ian t e.
Ad at tamen t o ag li amb i en t i ari d i , u mi di ed al l’amb i en te acq uat i co. Id ro fi t e, i g rofi t e,mes ofi t e,
freato fi t e, x ero fi t e.
La clas s i fi cazio n e d eg l i es s eri v i ven t i : co n cet t o d i s peci e, al t ri g ru p p i tas s o n o mi ci,
cl as si fi cazi o n e fo rmal e deg l i o rg ani s mi , l a cl as s i fi cazi o n e s eco nd o d i v ers i au t o ri .
Bat t eri e Ci an ob at t eri .
Fu n g hi : As co my co t a, Bas i di o my co t a. Li ch en i e mi co rri ze.
Pro t is t i u n i cell u l ari : muffe acq u ati ch e, mu ffe mu ci l l agin o s e, ch it ri d i e alg h e u n i cell u l ari .
Al g h e: Ch l o ro p hy t a, Rh o d op h y t a, Ph aeo p h y t a.
Mu s chi ed ep at ich e: Bry o ph y t a.
Cri t to g ame v as co l ari : Ps il o p h y t a, Ly co p h y t a, Pt ero p h y t a.
Sp ermato fi t e: Gi mn o sp erme: Co n i ferop h y ta. An gio s p erme: mo n oco d l edo n i e di cot i led o n i .
El emen t i d i ecol o g i a veg et al e: i n t erazi o n e t ra o rgan i s mi , ev o l u zio n e d el l e co mu n i t à ed eg l i
eco s is t emi : l a s u cces s i o ne e l e co mu n i t à cl i max .
Fl o ra e v eg et azi o n e. Zo n e fl o ri s t i ch e. Areal i d i d i s t rib u zi o n e d el l e s p eci e.
I b i omi .
El emen t i d i fi to s o ci o l o g ia
Bi o i nd i cat o ri : b i o s en s o ri, b i o mo n i to r, b i o accu mu l at o ri . Li ch en i e macro fi t e co me
b i o i nd i cat o ri .
Lo t t a b i o l o g i ca ai p aras si t i ed al le i n fes t ant i .
8
C)
TESTI CONSIGLIATI
Raven P,H., Evert, R,F. & Eichorn S.E. (1994) Biologia delle piante. Zanichelli, Bologna.
Chrispeels M.J. & Sadava D.E. (1996) Biologia Vegetale Applicata, Piccin, Padova.
Ehrendorfer F.(1995) Geobotanica. In E. Strassburger et al.Trattato di Botanica. Delfino,
Bologna.
Nimis P.L. (1991) Data quality in environmental sciences and tàe biomonitoring of air
pollution. Giornale Botanico Italiano 125(3): 126-135
9
BIOLOGIA CELLULARE
A) TITOLARE: Prof. Luigi BOSCO
B)
PROGRAMMA:
N.B. I moduli possono essere sostenuti singolarmente come esami a se stanti.
MODULO A:
La cellula eucariotica: la diversificazione intracellulare ed il suo mantenimento.
Biogenesi degli organelli: nucleo, mitocondrio, cloroplasto. Biogenesi e traffico di membrane.
Trasporto di macromolecole fra i diversi compartimenti della cellula.
Il citoscheletro e le interazioni con altri organelli. Motilità cellulare.
Tecniche di studio della cellula: microscopia, isolamento e coltura delle cellule, fusione
cellulare, marcatura delle cellule (uso di isotopi radioattivi, produzione e utilizzo di antisieri policlonali e anticorpi monoclonali).
La riproduzione cellulare. Regolazione del ciclo cellulare: le cicline e le protein-chinasi
ciclina-dipendenti. I mutanti cdc del lievito. Fattori di crescita, protooncogéni e oncogéni.
MODULO B:
L’espressione differenziale del genoma. Controllo dell’espressione genica nello sviluppo
embrionale.
Tecniche di studio della cellula: tecnologie del DNA ricombinante, clonazione.
Interazioni fra le cellule. Ruoli della superficie cellulare e della matrice extracellulare.
Trasformazione e differenziamento cellulare. Il cancro. Le cellule differenziate e il
mantenimento dei tessuti. La morte cellulare programmata.
Struttura e funzione di cellule specializzate: trasduzione degli stimoli nei recettori di senso
(visivi, olfattivi, di tatto, uditivi), ematopoiesi e sistema immunitario, il neurone.
TESTI CONSIGLIATI
Alberts et al. “Biologia molecolare della cellula” – Zanichelli.
Darnell et al. “Biologia molecolare della cellula” – Zanichelli.
10
BIOLOGIA DELLO SVILUPPO
A) TITOLARE: Prof. ssa Lucia MASTROLIA
B)
PROGRAMMA:
N.B. I moduli possono essere sostenuti singolarmente come esami a se stanti.
MODULO A:
La linea germinale: determinazione precoce (plasma germinale), migrazione delle cellule
germinali primordiali. Formazione delle cellule germinali, meiosi, gametogenesi. Struttura
dei gameti, controllo della meiosi, espressione genica durante la gametogenesi, controllo
ormonale.
La fecondazione: attrazione, attivazione, riconoscimento, contatto e fusione dei gameti,
inibizione della polispermia, cariogamia, attivazione del metabolismo dell'uovo.
Partenogenesi naturale e artificiale.
La segmentazione embrionale: tipi (olo- e mero-blastica), ruolo del tuorlo, simmetrie;
meccanismi: ruolo del citoscheletro, regolazione della divisione cellulare, formazione di
nuove membrane.
La gastrulazione: tipi e meccanismi, formazione dei foglietti embrionali. La neurulazione:
formazione e differenziamento del tubo neurale, derivati delle creste neurali e vie di
migrazione: tipi e meccanismi, potenzialità di sviluppo.
Derivati dei foglietti embrionali: differenziamento del mesoderma dorsale e laterale,
circolazione ed ematopoiesi embrionale, formazione delle membrane extraembrionali,
differenziamento dell’ectoderma e dell’endoderma.
Preformismo ed epigenesi. L’embriologia sperimentale.
MODULO B:
Funzione dei geni nella determinazione e nel differenziamento delle cellule: equivalenza
del genoma, espressione genica differenziale, clonazione.
Controllo dell'espressione genica durante lo sviluppo: regolazione a livello della trascrizione e post-trascrizionale, regolazione durante e dopo la traduzione.
Specificazione autonoma delle cellule: determinanti citoplasmatici.
Controllo dell’espressione genica nello sviluppo di Drosophila: determinazione degli assi
corporei. I geni omeotici.
Interazioni cellulari nello sviluppo: l’induzione embrionale, il ruolo della superficie cellulare, della matrice extra-cellulare e dei fattori solubili, affinità differenziale delle cellule
nello sviluppo, riconoscimento intercellulare, morte cellulare programmata.
Interazioni tissutali a breve distanza: induzione secondaria. Interazioni epiteliomesenchimali.
Interazioni cellulari a distanza: gli ormoni come mediatori dello sviluppo, la metamorfosi.
TESTI CONSIGLIATI
S.F. Gilbert, "Biologia dello sviluppo", Zanichelli.
11
BIOLOGIA GENERALE
per il Diploma di Educatore e Divulgatore
Ambientale
A) TITOLARE: Prof. Vezio COTTARELLI
B) PROGRAMMA
MODULO A:
La cellula (cenni)
La cellula eucariota e procariota. La membrana cellulare: struttura e funzioni. La parete
cellulare, le membrane interne, il citoscheletro, mitocondri e cloroplasti. Il nucleo e la membrana nucleare. Riproduzione cellulare: confronto tra mitosi e meiosi.
Metabolismo cellulare (cenni).
Autotrofia e eterotrofia. Respirazione cellulare aerobia ed anaerobia. Fotosintesi clorofilliana (cenni).
Geni, acidi nucleici e cromosomi
Origine sessuale della variabilità genetica: assortimento indipendente dei cromosomi e ricombinazione. Struttura e replicazione del DNA. Dal gene alla proteina: cenni sulla sintesi
proteica, il codice genetico. Le mutazioni.
I meccanismi dell'evoluzione
Origine della vita: definizione e ipotesi. Evoluzione abiologica - Generazione spontanea.
Evoluzione biologica: creazionismo ed evoluzionismo. Storia delle teorie evolutive. La teoria
della selezione naturale. La nuova sintesi. Adattamenti. Micro e macroevoluzione.
Cenni di genetica di popolazione e fattori di microevoluzione: il pool genico, il teorema di
Hardy-Weinberg, la deriva genetica, il flusso genico, le mutazioni, l'accoppiamento non casuale, la selezione naturale. Fitness e modalità di azione della selezione naturale.
Variazione ereditaria: genotipo e fenotipo. Le basi genetiche della variabilità (cenni).
La selezione: selezione divergente, stabilizzante, direzionale. Coadattamento. Radiazione adattativa. Coevoluzione. Predazione e mimetismo. La selezione sessuale.
La specie
Specie tipologica e specie biologica. Origine delle specie. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Speciazione allopatrica, simpatrica e parapatrica. Origine dei taxa superiori (gradualismo filetico). Teoria degli equilibri intermittenti.
Rapporti intra e interspecifici: predazione, parassitismo, competizione, simbiosi, coevoluzione
MODULO A:
L'organismo
Riproduzione asessuata e sessuata, cenni su spermatogenesi, oogenesi e fecondazione. Respirazione. Circolazione. Escrezione e regolazione osmotica. Nutrizione. Movimento. Sistema
nervoso e organi di senso. Sviluppo embrionale. Sviluppo diretto e indiretto, metamorfosi.
12
Cenni di nomenclatura e tassonomia
Procarioti
I batteri Gram positivi e Gram negativi, metabolismo batterico (fotoautotrofi,
chemioautotrofi, fotosintesi batterica, batteri eterotrofi), archeobatteri, eubatteri.
Batteri simbionti e batteri patogeni
I virus
Struttura, riproduzione virale – ciclo litico e ciclo lisogeno (cenni), patologie indotte
dai virus.
Protisti (cenni)
Caratteristiche generali. I ciliati come esempio di protisti particolarmente evoluti.
Il Regno animali
Caratteristiche generali
Ecologia (cenni).
La nicchia ecologica e il principio di esclusione competitiva. Strategie r e K.
Le comunità: i livelli trofici e la catena alimentare.
Gli ecosistemi: il mare, le acque continentali, i biomi delle terre emerse.
Biogeografia (cenni )
Areale. Regioni biogeografiche. Origine della fauna italiana.
C)TESTI CONSIGLIATI
Helena Curtis, N. Sue Barnes: Biologia, Zanichelli ed.
Neil A. Campbell: Biologia, Zanichelli ed.
Neil A. Campbell: Principi di Biologia, Zanichelli ed
Karen Arms, Pamela S. Camp: Biologia, Piccin ed.
William K. Purves, Gordon H. Orians H. Craig Heller: Corso di Biologia , Zanichelli ed.
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BIOLOGIA GENERALE
(c.l. Scienze Biologiche, corso di studi di quattro anni)
A) TITOLARE:
B)
PROGRAMMA:
Introduzione storica alla biologia
I processi fondamentali della vita:
la respirazione
la fotosintesi
la riproduzione asessuata e sessuata
lo sviluppo e l’accrescimento
l’adattamento
Interazione organismi e ambiente
Nicchia ecologica e fattori limitati
Le popolazioni:
struttura
evoluzione
relazioni interspecifiche
Gli ecosistemi:
principali biomi
flusso di energia produzione/consumo
catene alimentari
cicli biogeochimici
Impatto antropico sulla biosfera:
principali tipi di inquinamento
possibilità di intervento
gestione delle risorse
Modellistica matematica applicata alla biologia
C) TESTI CONSIGLIATI
Curtis, Biologia. Zanichelli, 1988.
Luria, Gould e Singer, Una visione della vita. Ed. Zanichelli.
Omodeo, Biologia. Ed. UTET.
14
BIOLOGIA MOLECOLARE
A) TITOLARE: Prof. Lello ZOLLA
B)
PROGRAMMA
MODULO A:
BASI MOLECOLARI DELLA MATERIA VIVENTE
L’evoluzione della cellula
Origini della vita. Evoluzione RNA e DNA.
Evoluzioni metaboliche: fermentazione, utilizzo CO
la riproduzione asessuata CO 2 , fotosintesi e respirazione ossidativa.
Evoluzione procarioti – eucarioti. Evluzione DNA.
Ruolo proteine nell’organizzazione e funzione cellulare
Tecnica della diffrazione dei raggi X.
Livelli organizzativi delle proteine: domini.
Evoluzione proteine: rimescolamento o reiterazione domini.
Mutazioni sitospecifiche convergenti e divergenti.
Meccanismi regolazione proteine: allosteriche, fosforilazione, proteine controllo
ed autoaggregazioni.
Ruolo ed evoluzione proteine del cicitoscheletro: actina, tubulina e filamenti
intermedi.
Cooperatività nelle proteine: modello concertato e sequenziale.
Emoproteine. Relazione struttura-funzione. Meccanismi di controllo.
Diverse emoglobine nell’uomo. Evoluzione dei geni della globina.
Struttura e funzione DNA
Diverse strutture DNA: B, A e Z.
DNA procarioti
DNA eucarioti: nucleosomi, compattazioni superiori, cromosomi.
Proteine non istoniche leganti il DNA: controllo e regolazione.
Proteine enzimatiche interagenti con il DNA.
Replicazione DNA: procarioti e eucarioti. Meccanismo e proteine coinvolte.
Danni sitospecifici e massicci del DNA. Meccanismi restauro.
Sintesi ed elaborazione RNA
Trascrizione mRNA procarioti: meccanismo e controllo
Trascrizione mRNA eucarioti: fattori di trascrizione, intensificatori, introni,
spliceosomi e splicing, giunture alernative.
Trascrizione procarioti ed eucarioti di rRNA e tRNA.
Tecniche DNA ricombinante
Cenni ricombinazione generale e sitospecifica. Proteine rec.
15
Elementi mobili; plasmidi, trasposoni e virus.
Enzimi di restrizione: tipi, meccanismo ed utilizzo.
Tecniche elettroforetiche per DNA e RNA: blotting.
Secuenziamento di DNA: chimico ed enzimatico.
Sintesi chimica DNA. Produzione cDNA
Sonde ed ibridazione: produzione ed utilizzi.
Clonazione: preparazione frammento DNA, scelta vettore, inserimento cellule,
identificazione e selezione cloni.
PCR: principio ed utilizzi diagnostici.
Tecniche di ingegneria genetica.
Utilizzi del DNA ricombinante.
ORGANIZZAZIONE ED ESPRESSIONE CELLULARE
Membrana plasmatica
Composizione: fosfolipidi, glicolipidi e proteine di membrana.
Citoscheletro del globulo rosso.
Tecniche separazione e studio proteine membrana.
Trasporto piccole molecole: proteine vettrici, proteine canale e ionofori.
Tipi e meccanismo.
Trasporto grandi molecole: esocitosi ed endocitosi.
Traslocazione proteine
Percorsi e segnali di selezione.
Percorsi citosol: segnali durata e ubiquitina. Modificazioni.
Percorso nucleo, mitocondrio e perissosoma.
Percorso reticolo endoplasmatico: modificazioni e selezione.
Percorso app. Golgi: modificazioni e smistamento.
Modelli formazione proteine di membrana.
MODULO B:
Segnali intercellulari
Recettori di membrana e recettori intracellulari: tipi.
Segnalazione ormoni steroidei: risposte primarie e secondarie.
Meccanismi trasduzione tramite proteine recettrici di membrana.
Proteine G: tipi e ruolo. Meccanismo di azione.
Percorsi: AMPc e fosfoinositolo. Percorso del Ca+++. Interrelazioni.
Proteine-cinasi: tipi eruolo.
Oncogeni e protooncogeni.
Amplificazione segnale e risposta cellulare. Adattamento e meccanismi di
desensibilizzazione.
Chemiotassi ed evvoluzione trasduzione segnali intercellulari.
CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA
Espressione dei geni nei Procarioti.
Geni regolatori. Operon. Proteine repressore.
Operatore lac. Operon catabolici inducibili e regolazione CAP.
16
Operon dell’arabinoso.
Operatori del fago: lisogenia ed integrazione genoma.
Operon triptofano. Attenuazione operon amminoacidi.
Inversione DNA nei geni flagellari.
Espressione dei geni negli Eucarioti
Vari tipi di controllo: trascrizionale della rielaborazione, del trasporto, della
trasduzione, della degradazione e attività proteica.
Proteine regolatrici: combinazione nel controllo genico.
Controllo trascrizione: proteine repressori ed attivatrici.
Ruolo fosforilazione proteine. Ruolo fattori di trascrizione.
Proteine intensificatrici: domini funzionali, attivazione e disattivazione.
Controllo combinatorio.
Differenze procarioti ed eucarioti.
Cenni dei meccanismi genetici del diffrenziamento cellulare.
Commutazione molecolare. Cromatina ed eterocromatina.
Metilazione del DNA.
Controllo post-trascrizionale.
Attuazione della trascrizione. Giuntura alternativa dell’RNA.
Regolazione trasporto mRNA. Controllo positivo e negativo della traduzione.
Controllo inizio trascrizione. Stabilità mRNA.
Organizzazione del genoma eucarioto
Sequenze funzionali del DNA: sequenze codificatrici e regolatrici.
Traslocazione e rimescolamento delle sequenze. Ruolo elementi trasponibili.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Watson J.D. et. Al., Biologia molecolare del gene, Ed. Zanichelli.
Alberts B. et. Al., Biologia molecolare della cellula, Ed. Zanichelli.
Old R.W. Principles of gene manipulation, Ed. Blackwell.
17
BIOLOGIA MOLECOLARE II
TITOLARE: Dott.ssa Anna Grazia FICCA
PROGRAMMA
MODULO A:
• Metodologie del DNA ricombinante per l'espressione di geni e
produzione di proteine in microrganismi procarioti ed eucarioti.
• Trasformazione di cellule animali e vegetali. Costruzione di animali e
piante transgeniche
• Metodi di studio dei promotori trascrizionali (saggio della _galattosidasi, CAT, etc.)
• Analisi dell'espressione genica (SAGE, EST)
• Uso ed applicazioni della PCR (amplificazione di sequenze di DNA).
Biochips.
• Aspetti molecolari dell’interazione proteina-DNA, proteina-proteina.
• Ingegneria proteica e disegno di nuove proteine. La libreria peptidica.
• Strategie di sequenziamento di interi genomi.
• Aspetti di Bioinformatica. Analisi di sequenze di proteine ed acidi
nucleici. Le banche dati di sequenze. Banche genomiche. Ricerca di motivi regolativi e
funzionali. Omologie mediante allineamenti di sequenze. Alberi filogenetici. Analisi sequenze
RNA e sequenze collegate alla stabilità degli RNA.
MODULO B:
Questo modulo si propone di descrivere in dettaglio alcuni aspetti riguardanti:
• Struttura e flessibilità conformazionale del DNA. Strutture di ordine
superiore del DNA batterico (proteine istone-simili). Organizzazione del DNA e del
nucleosoma ed integrazione di elementi trasponibili in eucarioti; ruolo svolto dalla struttura
del DNA e del nucleosoma sugli eventi d'integrazione del virus HIV.
• Trascrizione, splicing e stabilità dell'RNA come livelli di controllo della
regolazione genica, dello sviluppo e differenziamento cellulare.
• Funzioni catalitiche dell'RNA. Nuova ipotesi sull'origine della vita.
• Il lievito come sistema modello per l'analisi molecolare del ciclo
cellulare e della trasduzione del segnale.
• Le basi molecolari dell'oncogenesi. Classi funzionali e modalità di
attivazione degli oncogeni. Struttura, modelli molecolari e funzionali delle principali proteine
coinvolte nella genesi dei tumori: Ras, Myc, p53, APC, RB.
Testi consigliati:
Watson J, et al., "DNA ricombinante", Zanichelli Bologna
Lewin B, "Il Gene VI", Oxford Press
Watson JD et al., "Biologia Molecolare del Gene", Zanichelli Bologna
Articoli e reviews verranno segnalati durante il corso.
Il corso comprende esercitazioni e l'uso di alcuni programmi di analisi di sequenze.
18
BIOTECNOLOGIE ANIMALI
TITOLARE: Prof. G. Scapigliati
PROGRAMMA
Modulo A (40 ore):
Storia delle biotecnologie. Taxa animali di interesse biotecnologico. Specie animali come
fabbriche biotecnologiche. Principi qualitativi e quantitativi che regolano la crescita di una
specie. Variazione sperimentale della biodiversità. Modificazione dei genomi. Biotecnologie
animali attualmente in uso. Animali transgenici. Animali chimerici. Animali clonati. Problematiche connesse alla produzione di animali transgenici. Problematiche connesse alla sperimentazione animale. Protezione delle scoperte.
Testi consigliati: Prentis S. Biotecnologie, Zanichelli editore. Dispense fornite dal docente.
19
Biotecnologie Vegetali
(1 modulo)
Titolare: Prof. Antonio Tiezzi
PROGRAMMA:
Le biotecnologie: concetti generali. Vecchie e nuove biotecnologie. I substrati per le biotecnologie: le biomasse, le materie prìme naturali e di sintesi, i sottoprodotti. Genetica e biotecnologie: concetti generali di genetica industriale, tecniche di cultura di cellule vegetali, metodiche di fusione di protoplasti, la reazione a catena della polimerasi. La produzione di biocombustibili: la fotosintesi come fonte primaria di energia; le fonti di biomassa, etanolo da
biomasse, metano da biomasse. Biotecnologie vegetali e biofarmaci. Le biotecnologie applicare all’agricoltura: biotecnologie delle piante, silvicoltura, diagnostica per l’agricoltura. La
biotecnologia degli alimenti: concetti generali. Biotecnologia ambientale: concetti generali
Testo consigliato:
J.E. Smith
Biotecnologie
Casa editrice Zanichelli Bologna
Il corso sarà inoltre integrato con fotocopie di arrticoli scientifici forniti dal Docente
20
BOTANICA
A) TITOLARE: Prof. Silvano ONOFRI
B) PROGRAMMA:
Lo studio delle piante. Origine della vita. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Procarioti ed eucarioti.
Cellula vegetale: caratteristiche differenziali. Vacuoli. Plastidi: cloroplasti, amiloplasti,
cromoplasti. Parete primaria e secondaria. Punteggiature. Plasmodesmi. Lamella mediana.
Citodieresi.
Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti defitivi: fondamentale, di sostegno, t egumentali, di assorbimento, secretori e conduttori.
Struttura delle fanerogame
La radice: funzioni della radice; struttura primaria e secondaria; cuffia; meristema ap icale, centro quiescente; cilindro centrale, periciclo, endoderme e banda di Caspary, corteccia; attività cambiale; radici laterali ed avventizie; assorbimento dell’acqua e dei sali minerali.
Il fusto: apice meristematico, zona di differenziamento; struttura primaria nelle monoc otiledoni e dicotiledoni, cambio cribro-vascolare, struttura secondaria; legno eteroxilo e omoxilo; sughero, fellogeno e felloderme; lenticelle; ramificazione.
La foglia: forma; struttura e funzione; epidermide; mesofillo; fasci conduttori; meccan ismo stomatico; abscissione.
Il fiore: struttura ed evoluzione; diagrammi e formule fiorali; infiorescenze;
Cicli vitali: alternanza di generazione; microsporogenesi e microgametogenesi;
macrosporogenesi e macrogametogenesi; meccanismi di impollinazione; fecondazione.
Il frutto: sviluppo dell’embrione; endosperma; sviluppo del frutto; frutti semplici e co mposti; veri e falsi frutti. Il seme, disseminazione.
Il movimento dell’acqua e dei soluti nelle piante.
Tassonomia, sistematica ed evoluzione.
Batteri e Cianobatteri.
Alghe: generalità, morfologia, movimenti, caratteristiche citologiche peculiari (parete pl astidi, pirenoidi, sostanze di riserva) metabolismo, riproduzione. Modalità di divisione cellulare e significato evolutivo. Filogenesi. Cicli principali di Bacillariophyta (Diatomee), Rhodophyta (Polysiphonia), Phaeophyta (Laminaria, Fucus) e Chlorophyta (Ulva, Spirogyra e Chara. Ecologia delle alghe.
Funghi: la cellula (parete, sostanze di riserva, organuli peculiari, principali vie metaboliche).
Moltiplicazione e riproduzione. Cicli di Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota.
Eterocariosi e parasessualità. Evoluzione dei funghi, rapporti filogenetici con le Alghe. Ecologia dei funghi. Funghi lichenizzati e micorrize.
L'emersione dall'acqua. Primi tentativi di adattamento di organismi autotrofi all'ambiente
subaereo: le Briofite (Bryophyta). Formazione di un embrione primitivo. Cicli metagenetici,
riproduzione sessuale e propagazione in Hepaticae e Musci. Ecologia e filogenesi.
Crittogame vascolari : isosporia ed eterosporia. Sistematica (Rhyniophyta, Psilophyta, Lycophyta, Sphenophyta, Pterophyta). Filogenesi. Tendenze evolutive delle pteridofite e linee filetiche prospettiche verso la Spermatofite.
Spermatofite:
- Gimnosperme: apparati vegetativi e riproduttivi. Impollinazione e fecondazione. Ciclo metagenetico. Sistematica (Ginkgophyta, Conipherophyta, Gnetophyta). Filogenesi e tendenze
evolutive delle Gimnosperme.
21
- Angiosperme: monocotiledoni e dicotiledoni. Caratteristiche delle Angiosperme più a rcaiche ed evoluzione. caratteri essenziali (riconoscimento) delle seguenti Famiglie di Angiosperme: Fagacee, Ranuncolacee, Crocifere, Rosacee, Leguminose, Ombrellifere, Oleacee,
Solanacee, labiate, Composite, Graminacee, Lilicee, Orchidacee.
cenni di Ecologie Vegetale. Strategie adattative. Adattamento agli ambienti aridi ed all'ambiente acquatico. Interazioni organismo-organismo (relazioni predatorie e mutualistiche).
Componenti biotici ed abiotici dell'ecosistema. Cicli biogeochimici.
Livelli trofici. Evoluzione degli ecosistemi. Principali biomi.
Il Corso di lezioni teoriche sarà integrato da esercitazioni pratiche che gli studenti sono tenuti a seguire.
Gli argomenti in esse trattati sono parte integrate del Programma d'esame.
Si consiglia l'allestimento di un piccolo Erbario, comprendente specie spontanee, rappresentative dei principali gruppi considerati nel Programma al fine di integrare con la pratica lo
studio teorico. La preparazione dell'esame ne risulterà facilitata.
In Biblioteca sono disponibili diversi testi con chiavi analitiche per il riconoscimento.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Raven, Evert, Eichorn. Biologia delle piante. Zanichelli Editore, Bologna.
Ray, steeves, Fultz. Botanica. Zanichelli Editore, Bologna
Strasburger. Trattato di Botanica I e II volume. Ed. Delfino
Speranza, Calzoni. La struttura delle piante in immagini. Zanichelli Editore, Bologna.
Jahns. Felci, muschi, licheni, Franco Muzzio Editore.
Pandolfi, Ubaldi. Guida dei Funghi d'Italia e d'Europa, Franco Muzzio Editore.
Riedl. Fauna e flora del Mediterraneo, Franco Muzzio Editore
Schauer, Caspari. Guida all'identificazione delle piante, Zanichelli Editore, Bologna
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BOTANICA SISTEMATICA
SISTEMATICA VEGETALE (per Scienze Ambientali)
A) TITOLARE: Dott.ssa Sabine Gertrude RIESS
B) PROGRAMMA
Ripasso generale di Botanica
Radice, fusto foglie, fiore, semi ecc.
Inquadramento tassonomico generale; proposte di classificazione
Cenni su ambiente ed ecosistemi
Cenni sull’evoluzione del Regno Vegetale
Cenni di Paleobotanica ed Etnobotanica
Procarioti ed Eucarioti
Divisione Schizophita
Divisione Cianophita
Divisione Phycophyta
Regno Funghi
Divisione Myxomycota
Divisione Eumycota
Divisione Lichenes
Piante Vascolari
Divisione Bryophyta
Divisione Pteridophyta
Divisione Spermatophyta
Generalita sulle Spermatofite
Sottodivisione Gimnospermae
Sottodivisione Cicadophytina
Sottodivisione Angiospermae
Angiospermae
Ca ra t t eri g ener a l i, d i st i n t ivi , mo rf o l o gi ci r ela t i vi a d o g ni d i vi s i o ne, cl as s e, o r di n e e f a mig l i a .
S o tt o cl as s i : Ma gn o l i id ae, Ha ma mel id i d ae, Ro si d ae, Di ll en i id ae, Ca ryo p h yl l i d ae, As t er ii d ae.
Monocotiledonae
Caratteri generali, distintivi, morfologici relativi ad ogni divisione, classe, ordine e famiglia.
Sottoclassi: Alismatidae, Liliidae, Arecidae.
C)
TESTI CONSIGLIATI
S t ra s b u rg er , Tr a t ta t o di b o ta n i ca (p a rt e s is t emat i ca ), Delf i n o Ed i t or e, 8a edi z i o ne i t al i a n a.
E. Ba r o ni , Gui d a bo t a n ica it a l i an a , Ed i t o re Li ci n i o Ca p p el l i .
Op pu r e: S h a u er e Ca s p a ri At la n t e d el l e p i a nt e eur o p ee, Za ni ch ell i Bol o g n a
23
CHIMICA ANALITICA
A) TITOLARE: Prof. Aldo NAPOLI
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
L'acqua come solvente. Solvatazione. Concentrazione e attività. Forza ionica e coefficienti di attività.
Concetto di acido e base secondo Broensted. Cationi acquometallici come acidi. Forza dei protoliti.
L'equilibrio chimico. Energia libera. Tipi di equilibrio. Controllo dei coefficienti di
attività.
Cinetica di reazione. Stabilità e instabilità. Inerzia e labilità.
Rappresentazione grafica degli equilibri. Diagrammi di distribuzione. Diagrammi logaritmici.
Equilibri acido-base. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e di basi. Anfoliti. Condizione di titolabilità. Soluzioni tampone e capacità tamponante.
Equilibri di formazione di complessi. Complessi e chelati. Complessi mono e polinucleari. Gli ioni poliamminocarbossilato come leganti. EDTA. Costanti condizionali.
Equilibri di precipitazione. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune. Effetto
della forza ionica. Solubilità e pH.
MODULO B
Potenziometria. Pile. Elettrodi di prima e di seconda specie. Definizione di E° e sua
determinazione sperimentale. Misura del pH di una soluzione. Elettrodi indicatori ed
elettrodi di riferimento. Elettrodo a idrogeno. Elettrodo di vetro. Elettrodi a membrana. Titolazioni potenziometriche.
Metodi spettroscopici. Analisi spettrale. Spettri di righe e spettri di bande.
Spettroscopia per assorbimento molecolare nel visibile e nell'ultravioletto. Leggi di
Lambert e Beer. Analisi quantitativa di un componente. Analisi di due o più sostanze
in miscela.
Colorimetri e spettrofotometri.
Fotometria di fiamma. Determinazioni analitiche. Autoassorbimento. Strumentazione.
Analisi per assorbimento atomico. Apparecchiatura. La fiamma e il fornetto di grafite.
Fluorimetria. Fluorescenza e concentrazione. Determinazioni analitiche. Fluorimetri
e spettrofluorimetri.
Metodi cromatografici. Cromatografia su carta. Cromatografia liquida. Scambio ionico. Cromatografia liquida ad alta pressione. Gas cromatografia.
Testi consigliati:
A.Liberti, A.Napoli, Lezioni di Chimica Analitica, Euroma Ed.
D.A.Skoog, D.M.West, F.J.Holler, Chimica Analitica - Una introduzione, EdiSESS
H.H.Bauer, G.D.Christian, J.E. O'Reilly, Analisi Chimica Strumentale. Piccin Ed.
A.Napoli, Principi di Analisi Chimica Strumentale - Metodi spettroscopici, Euroma
Ed.
24
CHIMICA BIOLOGICA
(Biochimica per Scienze Ambientali)
A) TITOLARE: prof. Vincenzo BUONOCORE
B) PROGRAMMA:
MODULO A
STRUTTURA DELLE PROTEINE E CINETICA ENZIMATICA
Gli a-amminoacidi: classificazione, proprietà chimico-fisiche. Il legame peptidico.
La geometria del legame peptidico; le strutture a-elica e foglietto ß. Livelli superiori di organizzazione delle proteine: strutture terziaria e quaternaria. Proprietà chimico-fisiche delle
molecole proteiche. La denaturazione delle proteine.
Classificazione degli enzimi. Cinetica delle reazioni non catalizzate; ordine e molecolarità delle reazioni. Principi di cinetica enzimatica; specificità di substrato; il complesso
ES. L'equazione di Michaelis e Menten; significato e determinazione sperimentale di KM e
Vmax. Il fenomeno dell'allosteria. Inibizione reversibile competitiva e non competitiva. Determinazione grafica del tipo e delle costanti di inibizione. Inibizione irreversibile. Principi
generali di regolazione dell'attività enzimatica. Rapporto tra vitamine e coenzimi. Le vitamine
idrosolubili e liposolubili.
METABOLISMO
La struttura dei principali mono-, oligo- e polisaccaridi. La glicolisi; le vie fermentative del piruvato. La via del fosfogluconato. Interconversione dei carboidrati e ruolo
degli UDP-zuccheri. L'anabolismo dei carboidrati; gluconeogenesi. Metabolismo di disaccaridi e polisaccaridi; degradazione e sintesi del glicogeno. Controllo ormonale del metabolismo glicidico.
Struttura dei principali lipidi semplici e complessi. La degradazione dei triacilgliceroli; la ß-ossidazione degli acidi grassi. Destino del propionato. Formazione dei corpi
chetonici. La biosintesi degli acidi grassi; complesso dell'acido grasso sintetasi. Cenni sulla
biosintesi del colesterolo e derivati.
Il catabolismo delle proteine. Enzimi proteolitici. Generalità sul destino dello
scheletro carbonioso degli amminoacidi. Destino dell'azoto a-amminico degli amminoacidi;
ciclo dell'urea.
La produzione di energia nel metabolismo centrale; il ciclo degli acidi tricarbossilici. La catena di trasporto degli elettroni. La fosforilazione ossidativa; la teoria chemioosmotica.
MODULO B
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FUNZIONE DELLE PROTEINE E FOTOSINTESI
Alcuni esempi della correlazione tra struttura e funzione di proteine. Proteine gl obulari: mioglobima ed emoglobina; emoglobine fisiologiche e mutanti. Il meccanismo di attivazione a cascata della coagulazione del sangue; il fibrinogeno. La struttura e l'organizzazione genica delle immunoglobuline. Le proteine fibrose: il collagene.
I meccanismi più comuni di catalisi enzimatica. Il meccanismo di azione di chimotripsina, aldolasi, gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi, piruvato carbossilasi.
La fotosintesi; reazioni alla luce e al buio; i pigmenti fotosintetici. Natura e ruolo
dei fotosistemi I e II. Fosforilazione fotosintetica. Ciclo di Calvin. Piante a C3 e C4. Fotorespirazione.
STRUTTURA E FUNZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI
Basi e nucleotidi. Biosintesi e degradazione di purine e pirimidine; le vie di recupero delle basi. La struttura primaria e secondaria degli acidi nucleici; il principio di complementarità; la doppia elica. Proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici. Denaturazione, Tf ,
ipo- e iper-cromismo, ibridizzazione. Idrolisi chimica ed enzimatica.
Il processo di replicazione del DNA; proprietà delle DNA polimerasi. Il processo di
trascrizione; RNA polimerasi DNA-dipendente. Processi di maturazione di RNA in procarioti
ed eucarioti. Il processo di traduzione; struttura e funzione dello RNA messaggero e dei
tRNA; il codice genetico; struttura e funzione dei ribosomi. Fasi, direzione e regolazione
della sintesi proteica.
TESTI CONSIGLIATI (in alternativa)
LEHNINGER, NELSON, COX: Principi di Biochimica (Zanichelli) II ed.
STRYER: Biochimica (Zanichelli) IV ed.
GARRETT, GRISHAM: Biochimica (Zanichelli).
26
CHIMICA BIOLOGICA II
A) TITOLARE: prof. Elia POERIO
B) PROGRAMMA
MODULO A:
1. La biosintesi delle proteine
Codice genetico. Sintesi, struttura e funzione di mRNA etRNA. Composizione, struttura e funzione dei ribosomi. Meccanismo,accuratezza ed energetica del processo di
attivazione degli amminoacidi. Le amminoacil-tRNA sintetasi ed i criteri impiegati
per la loroclassificazione. Modalitˆ di interazione delle amminoacil-tRNA sintetasicon i tRNA. Meccanismo e fasi del processo di sintesi proteica in procarioti ed eucarioti. Inibizione dellasintesi proteica. Accuratezza, velocitˆ ed energetica del processotraduzionale. Regolazione della sintesi proteica. Trasporto e modificazionicovalenti delle proteine. Chaperonine.Turnover proteico.
2. La struttura delle proteine
Le forze che determinano la struttura delle proteine. Leproprietˆ conformazionali
delle catene polipeptidiche ed i grafici diRamachandran. Proteine fibrose e proteine
globulari. I principali motivi strutturali ritrovati nelle proteine: strutture _, strutture
____e strutture _antiparallele._I livelli di organizzazione strutturaledelle proteine:
struttura primaria, secondaria, supersecondaria, terziaria e quaternaria.Il processo
di folding (in vivo ed invitro): termodinamica e cinetica del ripiegamento. Doministrutturali e domini funzionali. Complessi sovramolecolari. Proteine dimembrana.
Predizione della struttura secondaria e terziaria delle proteine.Metodi e criteri per
la valutazione del grado di similaritˆ tra proteinee per la loro classificazione.Predizione, ingegneria e progettazione di strutture proteiche. Tecnicheimpiegate
per la determinazione della struttura tridimensionale delleproteine.
C) TESTI CONSIGLIATI (tutti disponibili in biblioteca)
Gli studenti possono optare per un testo di biochimica a sceltatra:
-Garrett & Grisham. Biochimica.Zanichelli, Bologna, 1998.
-Lehninger, Nelson & Cox. Principi di Biochimica.Zanichelli, Bologna, 1994.
(II edizione).
-Mathews & van Holde. Biochimica. Casa editriceAmbrosiana, Milano, 1998.
(II edizione).
Relativamente ad alcuni argomenti specifici, i testi sottoelencati sono segnalatiper
la consultazione e l'integrazione di materiale bibliograficofornito dal docente durante lo svolgimento del corso:
-Branden & Tooze. Introduzione alla struttura delle proteine.
Zanichelli, Bologna, 1993.
-Creighton. Proteins: structure and molecular properties.
W.H. Freeman & Co., New York, 1993 (2nd edition).
-Attimonelli, Pesole, Quagliariello & Saccone. Principi diBioinformatica.
27
Guido Gnocchi Editore, Napoli, 1997.
MODULO B:
1. Evoluzione delle proteine.
Origine primordiale delle proteine. Divergenza (e convergenza) evolutiva delle
proteine: geni eproteine omologhe; mutazioni e struttura proteica; divergenza geneticadurante l'evoluzione. Ricostruzione dei pathways evolutivi a partire dasequenze contemporanee: variabilitˆ fra le specie (differenzeamminoacidiche tra proteine
correlate, alberi filogenetici, velocitˆ di divergenza ed orologio evolutivo, ruolo
della selezione);variabilitˆ all'interno delle specie (geni alleli, polimorfismo).Riarrangiamenti genici ed evoluzione della complessitˆproteica: prodotti della
duplicazione genica (famiglie geniche, geni ortologhi egeni paraloghi); evoluzione
di "pathways" metabolici;duplicazione intragenica ed allungamento di strutture
proteiche; fusione edivisione genica. Impiego della genetica per lo studio della
struttura delle proteine: selezione delle mutazioni funzionali; simulazione dei processi evolutivi.Esempi di evoluzione proteica : citocromi; globine;proteasi e loro inibitori proteici; proteine recettoriali.
2. Proteine del sistema immunitario e cenni di immunologia molecolare
La risposta immunitaria. Anticorpi, antigeni, apteni.Determinanti antigenici e determinanti aptenici. Correlazionistrutturali/evolutive tra immunoglobuline, recettori
delle cellule T ed icostituenti dell'MHC. Anticorpi poli- e monoclonali. Le 5 classi di
immunoglobuline. Struttura efunzione delle IgG. Genesi della diversitˆ anticorpale.
Abzimi.Tecniche immunochimiche: produzione di anticorpi poli- emonoclonali; dosaggio
radioimmunologico
(RIA)
e
dosaggio
immunoenzimatico
(ELISA).Determinazione immunologica di proteine a sequenza nota.
C) TESTI CONSIGLIATI (tutti disponibili inbiblioteca)
I testi sottoelencati sono consigliati per laconsultazione e l'integrazione di materiale
bibliografico fornito daldocente durante lo svolgimento del corso:
-Creighton. Proteins: structure and molecularproperties.
W.H. Freeman & Co., New York, 1993 (2nd edition).
-Branden & Tooze. Introduzione alla struttura delleproteine.
Zanichelli, Bologna, 1993.
-Mathews & van Holde. Biochimica. Casa editriceAmbrosiana, Milano, 1998.
(II edizione)
-Stryer. Biochimica. Zanichelli, Boliogna, 1996 (IVedizione)
-Wilson & Walker. Biochimica Applicata. RaffaelloCortina Editore, Milano,
1995.
Sia il modulo A che il modulo B possono essere scelti (anche separatamente)come
insegnamenti monomodulari opzionali per gli indirizzi Biotecnologico, Bioecologico e di Biologia Integrata.
28
CHIMICA DELL’AMBIENTE
A) TITOLARE: Prof. Aldo NAPOLI
B)
PROGRAMMA:
Richiamo dei concetti base dell'equilibrio chimico. Speciazione. Rappresentazione
grafica degli equilibri.
Natura e composizione di aria, acqua e suolo.
L'acqua e l'ambiente. Acque naturali: la chimica acido-base del sistema carbonatoacido carbonico.
Alcalinità delle acque. Durezza di un'acqua e sua determinazione. Equilibri redox e
di complessazione nelle acque naturali e di scarico. Depurazione delle acque.
Criteri di potabilità di un'acqua. Sistemi di potabilizzazione.
Il terreno e il suo inquinamento. Metalli pesanti e loro tossicità.
L'atmosfera e le sue modificazioni. Il ciclo dell'ossigeno e le sue reazioni nell'atmosfera. La chimica dello strato di ozono.
Gli inquinanti atmosferici. Ossidi di zolfo. Ossidi di azoto. Ossido di carbonio. Idrocarburi, vapori organici. Materiale particellare.
Analisi e monitoraggio degli inquinanti organici e inorganici.
Testi consigliati
C.Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli
Stanley E. Manahan, Environmental Chemistry, Lewis Publishers
29
CHIMICA DELLE SOSTANZE
ORGANICHE NATURALI
A) TITOLARE: Dott. Raffaele SALADINO
B) PROGRAMMA
MODULO A:
1.0 Isoprenoidi
1.1 Proprietà generali e funzione biologica degli isoprenoidi. Biosintesi dell’acido mevalonico.
1.2 Monoterpeni regolari. Ruolo dei monoterpeni negli ecosistemi biologici.
1.3 Biosintesi dei sesquiterpeni ed attività citotossica ed antitumorale. Biosintesi dei triterpeni. Steroidi e fitosteroidi.
1.4 Carotenoidi. Sensori e sistemi fotocromici basati sulle proprietà dei carotenoidi. Esempi
di monitoraggio ambientale con i sensori fotocromici.
2.0 Fenoli e polifenoli
2.1 Biosintesi dell’acido scichimico. Monofenoli e polifenoli naturali. Attività biologica, citotossicità ed impatto ambientale.
2.2 Biosintesi delle cumarine. Produzione delle cumarine nei sistemi algali.
2.3 Biosintesi fenilpropanoide. Lignani e loro attività biologica. Lignina.
3.0 Alcaloidi derivati da ammino acidi
3.1 Alcaloidi derivati dalla ornitina e lisina
3.2 Alcaloidi derivati dalla fenilalanina e tiroxina
3.3 Alcaloidi derivati dal triptofano
4.0 Metaboliti di origine biosintetica mista.
5.0 Metabolismo secondario ed ecologia
5.1 Interazioni pianta-erbivoro
5.2 Interazione insetto-insetto
5.3 Interazione pianta-pianta
5.4 Interazione pianta-microorganismo
5.5 Altre interazioni mediate dai metaboliti secondari.
6.0 Trattamento, e valorizzazione delle biomasse e dei reflui di lavorazione industriale
6.1 Ruolo dei prodotti del metabolismo secondario nella tossicità dei reflui
6.2 Reflui della lavorazione del legno, dell’industria elaiotecnica, dell’industria enologica,
dell’industria farmaceutica e dell’industria petrolchimica
6.3 Metodi biologici per la detossificazione dei reflui
6.4 Metodi chimici per la detossificazione dei reflui
6.5 Processi di valorizzazione degli inquinanti organici.
MODULO B:
1.0 Purificazione delle Sostanze organiche naturali
1.1Principi teorici di cromatografia
1.2 Cromatografia di adsorbimento
1.3 Cromatografia di permeazione
30
1.5 Cromatografia di scambio ionico
1.6 Cromatografia su strato sottile (TLC)
Esecuzione, lettura ed interpretazione delle analisi.
2.0 Monitoraggio delle sostanze organiche naturali presenti nei reflui
2.1Gas-cromatografia (analisi qualitativa e quantitativa)
2.2 HPLC (analisi qualitativa e quantitativa)
2.3 Gas-Massa (interpretazione delle analisi)
2.4 HPLC-Massa (interpretazione delle analisi)
3.0 Tecniche spettroscopiche applicate alla caratterizzazione delle sostanze organiche naturali presenti nei reflui
3.1Principi teorici di spettroscopia NMR. Esecuzione, lettura ed interpretazione delle analisi.
3.2 Principi teorici di spettroscopia IR. Esecuzione, lettura ed interpretazione delle analisi.
3.3 Principi teorici di spettroscopia RAMAN. Esecuzione, lettura ed interpretazione delle analisi.
4.0 Esempi applicativi di analisi, purificazione, trattamento e valorizzazione di reflui di origine agro-industriale.
4.1 Progettazione e realizzazione di trattamenti detossificanti
4.2 Progettazione e realizzazione di processi di valorizzazione (sostenibilità ambientale ed
economica)
4.3 Impiego di materie prime alternative
4.4 Impiego di condizione di trattamento chimico alternative
4.5 Individuazione di prodotti alternativi
Testi consigliati
Mann, Secondary metabolysm, Ciarendon Press, Oxford 1980.
Silverstein, Bassier and Morril, Spectrometric Identification of Organic compounds, John
Wiley & Sons. Forth Edition
Cartoni e Goretti Cromatografia Editrice La Goliardica, Roma
Anastas, Williamson Green Chemistry, Design Chemistry for the Environment, ACS Symposim Series 626, Washington, 1994
31
CHIMICA FISICA
Corso di Laurea in Scienze Ambientali
(2 moduli)
A) TITOLARE:
PORCELLI
Dott.
Fernando
B) PROGRAMMA
MODULO A (40 ore):
Proprieta’ dei gas. Il gas perfetto. Le leggi dei gas. I gas reali. Il primo principio. Lavoro,
Calore ed Energia. Il primo principio della termodinamica: energia interna, Entalpia e Capacità termica. Termochimica. Il secondo principio. Trasformazioni spontanee e dispersione
dell’energia. L’Entropia. Variazioni di entropia. Energia di Helmholtz ed Energia di Gibbs.
Il terzo principio della Termodinamica. Il teorema di Nernst. Trasformazioni fisiche di sostanze pure. Diagrammi di Stato. Stabilità delle fasi e Transizioni di fase. Proprietà delle
miscele semplici. Grandezze parziali molari. Termodinamica del mescolamento. Potenziale
Chimico dei Liquidi. Proprietà delle Soluzioni. L’Elettronica dell’Equilibrio. Proprietà Termodinamiche degli Ioni in Soluzione. Attività Ionica. Le celle elettrochimiche: Semireazioni
ed elettrodi. Potenziali standard. Potenziale di Cella.
Termodinamica del Non-Equilibrio. Funzione di dissipazione ed Equazioni dei flussi nei sistemi continui e discontinui. Cinetica Chimica. La velocità di reazione. Equazioni cinetiche
integrate. La Catalisi. Dinamica di reazione molecolare: Teoria degli urti e Teoria del Complesso Attivato.
MODULO B (40 ore):
Teoria Quantistica. Insuccessi della Fisica Classica. Dualismo Onda-Corpuscolo. Equazione
di Schroedinger. Operatori e Osservabili. Moto Traslazionale. Moto Vibrazionale. Moto Rotazionale.
Spettroscopia. Aspetti generali. Spettroscopia Rotazionale Pura: Livelli Energetici e Transizioni Rotazionali. Spettroscopia Vibro-Rotazionale: Livelli Energetici e Transizioni Vibrorotazionali.
Cenni di Risonanza Mgnetica Nucleare: Nuclei in un campo Magnetico, Chemical shift,
Struttura fine. Termodinamica Statistica. Distribuzione degli Stati Molecolari. La Funzione di
Partizione. Energia interna ed Entropia. Funzione di Partizione Canonica. Funzione di partizione Molecolare. Energie Medie. Capacità Termiche. Equazioni di Stato.
Testi Consigliati.
•
•
•
•
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Peter W. Atkins: Chimica Fisica, Zanichelli.
W.J. Moore : Chimica Fisica, Ed. Piccin.
A. Katchalsky, Non Equilibrium Thermodynamics, P.F. Currun, Harvard University
Press.
R.S. Berry, S.A. Rice, J. Ross, Physical Chemistry, John Wiley Sons, New York.
CHIMICA FISICA
Corso di Laurea in Scienze Biologiche
(1 Modulo 40 ore)
A) TITOLARE: Prof. Giancarlo
SCIBONA
B) PROGRAMMA:
Proprieta’ dei gas. Il gas perfetto. Le leggi dei gas. I gas reali. Il primo principio. Lavoro,
Calore ed Energia. Il primo principio della termodinamica: energia interna, Entalpia e Capacità termica. Termochimica. Il secondo principio. Trasformazioni spontanee e dispersione
dell’energia. L’Entropia. Variazioni di entropia. Energia di Helmholtz ed Energia di Gibbs.
Il terzo principio della Termodinamica. Il teorema di Nernst. L’Elettronica dell’Equilibrio.
Proprietà Termodinamiche degli Ioni in Soluzione. Attività Ionica. Le celle elettrochimiche:
Semireazioni ed elettrodi. Potenziali standard. Potenziale di Cella.
Termodinamica del Non-Equilibrio. Termodinamica del non equilibrio in Biofisica: Funzione
di dissipazione ed Equazioni dei flussi nei sistemi continui e discontinui (membrane), struttura delle membrane cellulari, processi di trasporto e conduzione nervosa nelle membrane
cellulari. Cinetica Chimica. La velocità di reazione. Equazioni cinetiche integrate. La Catalisi Enzimatica. Teoria Quantistica. Insuccessi della Fisica Classica. Dualismo OndaCorpuscolo. Moto Traslazionale. Moto Vibrazionale. Moto Rotazionale. Spettroscopia. Aspetti generali. Spettroscopia Vibro-Rotazionale: Livelli Energetici e Transizioni Vibrorotazionali. Spettroscopia elettronica. Cenni di Risonanza Mgnetica Nucleare. Termodinamica Statistica. Distribuzione degli Stati Molecolari. La Funzione di Partizione. Energia interna
ed Entropia. Energie Medie. Capacità Termiche. Equazioni di Stato.
Testi Consigliati.
•
•
•
•
Peter W. Atkins: Chimica Fisica, Zanichelli.
W.J. Moore : Chimica Fisica, Ed. Piccin.
A. Katchalsky, Non Equilibrium Thermodynamics, P.F. Currun, Harvard University
Press.
R.S. Berry, S.A. Rice, J. Ross, Physical Chemistry, John Wiley Sons, New York.
33
CHIMICA FISICA BIOLOGICA
Corso di Laurea in Scienze Biologiche e Scienze Ambientali
(2 moduli)
A) TITOLARE: Dott. Fernando PORCELLI
B) PROGRAMMA:
MODULO A (40 ore)
Macromolecole Biologiche.
Metodi e strategie della Chimica fisica biologica. Livelli strutturali delle macromolecole
biologiche.
Analisi delle forze che determinano la struttura delle macromolecole biologiche.
Struttura delle proteine. Proprietà degli amino acidi. Composizione delle Proteine. Struttura
primaria. Struttura secondaria. Struttura terziaria. Struttura quaternaria. Geometrie della
catena polipeptidica. Stima delle energie potenziali. Valori osservati per gli angoli di rotazione. Mappe steriche e mappe di energia potenziale. Predizione della struttura di proteine.
Struttura di Acidi Nucleici. Proprietà di nucleotidi e nucleosidi. Struttura primaria. Struttura
secondaria. Struttura terziaria. Struttura quaternaria. Caratteristiche e geometrie degli acidi
nucleici. Angoli di rotazione permessi. Polisaccaridi. Unità Strutturali. Struttura primaria.
Conformazioni delle unità monomeriche e della catena polisaccaridica. Diagrammi di energia potenziale. Proprietà macromolecolari. Membrane Biologiche. Ruolo e composizione
delle membrane biologiche. Lipidi di membrana. Proteine di membrana. Asimmetria e diffusione. Trasporto. Potenziale di membrana.
MODULO B (40 ore)
Tecniche per lo studio strutturale e funzionale delle macromolecole biologiche.
Spettroscopia di assorbimento: principi base, analisi spettroscopica di biopolimeri, effetti
della conformazione sull’assorbimento. Attività Ottica e misura sperimentale. Dispersione
ottica rotatoria e dicroismo circolare: Applicazione a sistemi biologici. Spettroscopia di
Fluorescenza: principi base, analisi dei fattori che governano l’intensità della fluorescenza,
proprietà dei gruppi fluorescenti, trasferimento di energia singoletto-singoletto e misura di
distanze intercromofori. Spettroscopia NMR: principi generali, caratteristiche degli spettri
NMR monodimensionali. Spettroscopia NMR bidimensionale e multidimensionale per lo studio di macromolecole biologiche. Utilizzo della spettroscopia NMR per la determinazione
della struttura di proteine. Cenni di spettroscopia NMR a stato solido per lo studio di sistemi
biologici. Metodi per il calcolo di strutture a partire da parametri NMR.
Testi Consigliati.
•
•
•
•
34
Cantor and Schimmel: Biopysical Chemistry Parts I, II and III. W.H Freeman and
Company, San Francisco CA.
Freifelder, D., Physical Biochemistry, W.H Freeman and Company, New York.
T. E. Creighton, Proteins: Structures and Molecular Properties. W.H Freeman and
Company, New York.
J. Cavanagh,W.J. Fairbrother, A.G. PalmerIII, N.J. Skelton, Protein NMR Spectroscopy:Principles and Practice, Academic Press, inc.
CHIMICA GENERALE ED
INORGANICA
(per Scienze Ambientali)
A)
TITOLARE: Prof. Felice GRANDINETTI
B) PROGRAMMA:
Introduzione: Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterognei.
Fasi. Sostanze ed elementi chimici.
Struttura atomica della materia: Teoria atomica e leggi di Lavoisier, Proustà e Dalion.
proprietà dell'atomo: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo.
Struttura dell'atomo: Primi modelli. Spettri atomici e loro interpretazione. Modello di
Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Orbitali atomici.
Numeri quantici. Principio di esclusione. Regole di Bund. Configurazione elettronica degli
atomi e sua notazione. Proprietà periodiche degli elementi: potenziale di ionizzazione, affinità per l'elettrone, carattere metallico. Il sistema periodico degli elementi.
Il legame chimico.- Aggregati di atomi: molecole, cristalli. Valenza. Formule di struttura.
Isomerìa. Legame covalente, ionico di coordinazione. Elettronegatività. Proprietà del legame: ordine, distanza, energia, momento dipolare. Teoria del legame: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Teoria degli orbitali molecolari.
Legami intermolecolari. Legame idrogeno.
Formule chimiche: Nomenclatura sistematica dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di alcune molecole e ioni. Peso molecolare e sua determinazione.
Lo stato gassoso: Leggi dei gas ideali e reali. Teoria cinetica dei gas.
Lo stato liquido: Proprietà dei liquidi. Equilibri liquido-vapore. Tensione di vapore.
Punto di ebollizione. Vetri.
Lo stato solido: Strutture cristalline e loro simmetria. Solidi molecolari, covalenti, ionici,
metallici. Allotropia e polimorfismo.
Cenni di termodinanzica: Forme diverse di energia. Processi reversibili ed irreversibili.
Equilibrio termodinamico. Il principio, energia interna, entalpia, legge di Hess. Il principio,
entropia. Energia libera e suo significato, stati di riferimento, attività.
Cambiamento di stato: Equilibri tra fasi nei sistemi ad un componente.
Le soluzioni: Concentrazione e sue unità. Proprietà collegative delle soluzioni.
Reazioni ed equilibri chimici: Equazioni di reazione e loro significato quantitativo. Reazioni di ossidoriduzione. Criteri termodinamici di spontaneità ed equilibrio nelle trasformazioni
chimiche. Legge di azione di massa e sua derivazione.
Isoterma di van t'Hoff. Spostamento dell'equilibrio: principio di Le Chatelier. Effetto della
temfacoltativo di ind.)peratura sull'equilibrio: isocora di van t'Hoff. Equilibri omogenei ed
eterogenei.
35
Dissociazione elettrolitica: Dissoluzione degli elettroliti e natura degli ioni solvati
in soluzione. Effetto della dissociazione sulle proprietà colligative.
Grado di dissociazione. Proprietà elettriche delle soluzioni elettrolitiche conduttività, conducibilità equivalente e sua dipendenza dalla concentrazione. Legge di Ostwald e di Kolhrausch.
Equilibri acido-base: Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Brónsted e Lewis.
Forza di un acido e fattori che la influenzano: struttura e proprietà acido-base. lonizzazione
dell'acqua, pH. Equilibri acido-base nelle soluzioni di acidi (basi) forti, acidi (basi) rnonoprotici deboli, acidi poliprotici, sali, anfoliti. Titolazioni acido-base. Indicatori.
Equilibri di solubilità: Solubilità e fattori che la influenzano. Prodotto di solubilità. Effetto
dello ione a comune. Effetto del pH sulla solubilità. Equilibri di partizione. Solubilità dei
gas nei liquidi.
Pile e potenziali di ossidoriduzione: Lavoro elettrico di reazione di ossidoriduzione. Pile e
loro forza elettromotrice. Potenziali normali e loro significato. Equazione di Nernst, sua
derivazione. Relazioni tra potenziali normali, costanti di equilibrio e variazioni di energia
libera. Tipi più comuni di elettrodi. Pile a concentrazione. Misura potenziometrica del pH.
Elettrolisi: Leggi di Faraday. Potenziale di decomposizione: forza controelettromotrice,
sovratensioni. Ordine di scarica degli ioni.
Cinetica chimica: Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione.
Catalisi.
Elementi di chimica inorganica: Composti inorganici di interesse ambientale: ossigeno e ozono, ossidi dell'azoto, ossidi dello zolfo, composti del fluoro e del cloro
Esercitazioni numeriche e di laboratorio.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Teoria: F. Cacace, U. Croatto, Istituzioni di chimica, Bulzoni editore.
Esercizi: F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni editore.
Dispense dagli appunti delle lezioni.
36
CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
(per Scienze Biologiche)
A) TITOLARE: Dott. Patrizio CECCHI
B) PROGRAMMA:
Il Corso è costituito da due moduli inscindibili.
MODULO A
Inquadramento della Chimica nell’ambito delle discipline scientifiche e definizione del suo
campo di indagine e dei suoi obiettivi.
Brevi richiami di concetti essenziali di Matematica e Fisica. Misure, Errore e Cifre
significative.
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Fasi. Sostanze ed
Elementi Chimici. Molecola. Struttura atomica della materia: Teoria Atomica e relative leggi.
Proprietà dell’atomo: massa e dimensioni. Isotopi e Isobari. Numero di Avogadro, concetto
di Mole, Massa Atomica e Molecolare, Massa Molare. Esercitazioni numeriche.
Il Sistema Periodico e periodicità delle principali proprietà degli elementi. Modello Generale
per la formazione di Composti Binari Semplici. Formazione di Ossidi e Idrossidi Metallici.
Formazione di Ossidi Non-Metallici (Anidridi) e Idrossiacidi. Formazione di Sali. Reazioni
Chimiche e loro significato quantitativo. Reagente limitante. Numero di ossidazione. Reazioni
Redox.Esercitazioni numeriche.
Il Legame Chimico. Separazione di carica. Carica discreta. Legame ionico puro. Legame
Covalente. Formalismo delle strutture a punto-elettrone. Conteggi di elettroni. Criteri di
similitudine delle specie chimiche: isoelettronicità. Cenni alla teoria del Legame di Valenza.
Requisiti per la sovrapposizione di orbitali. Polarità nei legami covalenti. Elettronegatività.
Ibridazione nella teoria del Legame di Valenza. Altri tipi di ibridazione. Importanti differenze
tra legami sigma e legami p-greco. Angoli di legame. Esempi.
Rassegna di strutture molecolari e concetto di Risonanza. Risonanza ionico-covalente.
Dipendenza dell’elettronegatività dall’ibridizzazione di un atomo. Cenni sulla teoria VSEPR.
Legame Dativo. Legame chimico secondo la teoria degli Orbitali Molecolari.
Approssimazione LCAO. Legame Metallico. Legami Intermolecolari. Legame Idrogeno.
Momento Dipolare. Forze dipolari. Esempi.
Gli Aeriformi. Gas Ideale e sue Leggi. Legge di Boyle. Leggi di Charles-Gay Lussac e
definizione della temperatura assoluta. Principio di Avogadro. Equazione di stato dei gas
ideali. Determinazione della massa molare di un gas ideale. Miscele di gas e Legge di
Dalton. Gas reali. Liquefazione di Aeriformi, Fenomeni Critici e distinzione tra Gas e Vapori.
Teoria Cinetica dei Gas: principali risultati. Distribuzione delle velocità molecolari.
Esercitazioni numeriche.
Termodinamica ed Equilibrio. Reversibilità, spontaneità ed equilibrio. Lavoro Meccanico.
Calore. Temperatura. Principio Zero della Termodinamica. Energia Interna. Primo Principio
della Termodinamica. Trasformazioni basilari. Applicazioni del Primo Principio. Entalpia.
Entropia e Secondo Principio. Stabilità energetica e stabilità probabilistica. Casi
particolarmente illustrativi. Esercitazioni numeriche.
Capacità termica (Calore specifico). Terzo Principio. Energia Libera. Relazione tra DeltaG e
Lavoro Utile. Relazione tra DeltaG e Massimo Lavoro Utile.
Lo Stato solido. Lo stato liquido. Soluzioni. Espressioni principali della Concentrazione. Stati
di Riferimento ed Attività. Equilibrio Chimico. Relazione quantitativa tra DeltaG e Costante
di equilibrio. Dipendenza di K dalla temperatura. Equilibri eterogenei. Equlibri tra le fasi nei
sistemi ad un componente. Diagrammi di stato. Aspetti numerici connessi al calcolo delle
37
costanti di equilibrio. Esercitazioni numeriche.
Idealità di una soluzione. Pressione di Vapore. Propietà Colligative. Esercitazioni numeriche.
MODULO B
Equilibri Ionici In Soluzione. Equilibri di solubilità. Solubilità e Costante di solubilità. Effetto
dello ione comune. Equilibri Acido - Base. Definizioni di acido e base. Grado di
dissociazione. Costante di autoprotolisi dell’acqua. Condizione di neutralità. Forza di acidi e
basi. pH di Acidi o Basi Forti. pH di Acidi o Basi Deboli. pH di elettroliti anfiprotici. Sali
poco solubili e pH. Equilibri contemporanei di precipitazione. Equilibri di Complessazione.
Dipendenza del pH dalla concentrazione. Confronto di equazioni “esatte” e “approssimate”
e confronto acido debole - acido forte. Influenza della dissociazione dell’acqua sugli equilibri
acido-base. Come riconoscere gli acidi e le basi nelle soluzioni di sali. Acidi Poliprotici (Basi
poliprotiche).
Soluzioni contenenti (analiticamente) 2 specie. Acido forte + acido debole (Base forte + base
debole). 2 Acidi deboli (2 basi deboli). Acido debole + sua base coniugata (base deb. + suo
ac. coniugato). Miscela di sali di acidi (basi) poliprotici. Potere tamponante di una soluzione.
Soluzioni Tampone. Solubilità di Idrossidi Metallici in funzione del pH. Esercitazioni
numeriche.
Titolazioni. Indicatori di pH. Titolazioni. Normalità. Titolazioni Acido Forte - Base Forte o
viceversa. Titolazioni Acido Debole - Base Forte o viceversa. Esercitazioni numeriche.
Elettochimica. Nozioni basilari sulle grandezze elettriche. Conduttività di soluzioni. Pile o
Celle Galvaniche. Equazione di Nernst. Condizione di Equilibrio e Forza Elettromotrice.
Potenziale relativo ad una semicella. Pile a concentrazione. Misura potenziometrica del pH.
Considerazioni riassuntive sulle pile. Calcoli sulle situazioni di equilibrio nelle pile.
Cenni di Cinetica Chimica. Principali proprietà e composti degli elementi fino al II periodo.
Cenni alla chimica dei processi di complessazione metallica di importanza biologica.
C) Testi Consigliati:
Il Programma qui esposto è un sommario di ciò che lo studente può trovare ampiamente
svolto nelle Dispense e Appunti dalle Lezioni del Docente. Tali Dispense sono divise in una
Parte teorica (contenente anche diversi esempi ed esercitazioni numeriche svolti) e una Parte
di Esercitazioni svolte (riguardanti, per lo più la Stechiometria). Ciò premesso, si consiglia di
consultare principalmente i seguenti Testi:
Teoria: F. Cacace, U. Croatto, Istituzioni di Chimica, Bulzoni Editore, Roma
Esercizi: F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni Editore, Roma
38
CHIMICA GENERALE ED
INORGANICA
per il Diploma di Educatore
e Divulgatore
Ambientale
B)
TITOLARE: Prof. Felice GRANDINETTI
B) PROGRAMMA:
Introduzione: Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterognei.
Fasi. Sostanze ed elementi chimici.
Struttura atomica della materia: Teoria atomica e leggi di Lavoisier, Proustà e Dalion.
proprietà dell'atomo: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo.
Struttura dell'atomo: Primi modelli. Spettri atomici e loro interpretazione. Modello di
Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Orbitali atomici.
Numeri quantici. Principio di esclusione. Regole di Bund. Configurazione elettronica degli
atomi e sua notazione. Proprietà periodiche degli elementi: potenziale di ionizzazione, affinità per l'elettrone, carattere metallico. Il sistema periodico degli elementi.
Il legame chimico.- Aggregati di atomi: molecole, cristalli. Valenza. Formule di struttura.
Isomerìa. Legame covalente, ionico di coordinazione. Elettronegatività. Proprietà del legame: ordine, distanza, energia, momento dipolare. Teoria del legame: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Teoria degli orbitali molecolari.
Legami intermolecolari. Legame idrogeno.
Formule chimiche: Nomenclatura sistematica dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di alcune molecole e ioni. Peso molecolare e sua determinazione.
Cenni di Chimica atmosferica. Effetto serra. Cloro fluoro carburi e buco dell'ozono. Cenni di
chimica delle acque.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Teoria: F. Cacace, U. Croatto, Istituzioni di chimica, Bulzoni editore.
Dispense dagli appunti delle lezioni.
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CHIMICA ORGANICA
(Scienze Ambientali)
A)
TITOLARE: Prof. Enrico MINCIONE
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
Legami chimici e composti del carbonio
Gruppi funzionali e classi di composti organici. Reazioni acido-base
Alcani e cicloalcani. Principi generali di nomenclatura. Stereochimica: analisi conformazi onale
Reattività chimica: reazioni radicaliche. Reazioni di alcani e cicloalcani.
Reattività chimica: reazioni ioniche. Introduzione alle reazioni di sostituzione
nucleofila e eliminazione degli alogenuri alchilici
Alcheni: struttura e sintesi
Reazioni di addizione al doppio legame carbonio-carbonio. Sintesi di alcooli e alogenuri alchilici
Stereochimica: molecole chirali
Alchini
Composti aromatici Parte I: il fenomeno dell’aromaticità
MODULO B
Composti aromatici Parte II: reazioni di composti aromatici con gli elettrofili
Composti organici alogenati e composti organometallici
Alcooli, fenoli ed eteri
Aldeidi e chetoni I. Addizioni nucleofile al gruppo carbonilico
Aldeidi e chetoni II. Reazioni al carbonio α. Condensazione aldolica
Acidi carbossilici e loro derivati: sostituzione nucleofila al carbonio acilico
Ammine
Sintesi e reazioni dei composti β-dicarbonilici
Composti eterociclici
Carboidrati
Lipidi
Amminoacidi e proteine
Acidi nucleici e sintesi proteica
40
CHIMICA ORGANICA
(Scienze Biologiche)
A)
TITOLARE: Prof. Raffaele SALADINO
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
LA STRUTTURA
Alcani e cicloalcani. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp3. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria di struttura. Analisi conformazionale (etano, cicloesano). Stabilità dei cicloalcani (tensione angolare, tensione torsionale, tensione sterica). Derivati del cicloesano (stereoisomeria cis-trans). Alcani biciclici e policiclici. Ruolo naturale ed applicazioni degli alcani.
Alcheni. Introduzione.. Struttura. Ibridazione sp2. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Stabilità
(calore di idrogenazione, calore di combustione). Sistema di nomenclatura (E)-(Z) per gli
alcheni. Cicloalcheni.Funzione biologica.
Alchini. Introduzione. Struttura. Ibridazione sp. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Gruppi funzionali e classi di composti organici. Alogenuri alchilici. Alcoli. Eteri. Ammine.
Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici. Esteri ed ammidi. Introduzione. Struttura. Nomenclatura. Proprietà fisiche.
Stereochimica. Introduzione. Chiralità del carbonio. Enantiomeri e molecole chirali. Rappresentazione grafica. Nomenclatura (R) (S). Attività ottica (potere rotatorio specifico, definizione di racemo, purezza ottica). Diastereoisomeri (composti meso). Molecole chirali senza carboni chirali.
Composti aromatici. Introduzione. Benzene. Struttura e stabilità. Regola di Huckel. Altri
composti aromatici. Nomenclatura dei derivati del benzene. Fenomeni di induzione e di risonanza. Composti aromatici eterociclici. I composti aromatici in biochimica.
Carboidrati. Classificazione. Monosaccaridi. Mutarotazione e formazione dei glucosidi.
Configurazione D o L. Disaccaridi. Polisaccaridi.
Proteine. Struttura degli _-amminoacidi. Nomenclatura. Legame peptidico. Oligopeptidi.
Acidi nucleici. Basi nucleiche puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Oligonucleotidi.
Lipidi.
LA REATTIVITA’
MODULO B
Reazioni di alcani e cicloalcani. Clorurazione del metano. Radicali liberi. Stabilità e struttura. Termodinamica e cinetica. Alogenazione degli alcani superiori.
Reazioni ioniche di sostituzione ed eliminazione. Formazione di carbocationi. Stabilità e
struttura. Reazioni di sostituzione nucleofila. Reazione SN2. Reazione SN1. Meccanismi ed
andamenti stereochimici.Effetti del solvente e del gruppo uscente. Reazioni di eliminazione.
41
Reazione E1. Reazione E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione. Reazioni di sostituzione ed eliminazione di interesse biologico.
Reazioni del doppio legame C=C. Reazione di addizione. Addizione di acidi alogenidrici. Regola di Markovnikov. Reazioni regioselettive. Addizione di acqua. Ossimercuriazione
–demercuriazione. Idroborazione. Addizione degli alogeni. Epossidi. Ossidazione degli alcheni. Addizione di radicali.
Reazioni dei composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Alogenazione del benzene. Nitrazione. Solfonazione. Alchilazione ed acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti. Sostituzione nucleofila aromatica.
Reazione dei composti carbonilici e carbossilici. Acidità. Ioni enolato. Tautomeria. Condensazione aldolica. Condensazione di claisen. Sintesi acetacetica. Sintesi malonica. Addizioni di
Michael. Reazione di Mannich.
Reazioni di ossidazione e riduzione.
42
CHIMICA ORGANICA
per il Diploma di Educatore e Divulgatore Ambientale
A)
TITOLARE:
B)
PROGRAMMA:
Introduzione alla chimica. La tavola periodica degli elementi. Potenziale di
ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Configurazioni elettroniche di
atomi. Orbitali atomici e numeri quantici. Stato elettronico fondamentale degli
atomi. Legame ionico, covalente, idrogeno. Forze di van der Waals. Molecole
polari e non polari. Orbitali molecolari. Ibridazione sp3, sp2, sp. Strutture di Lewis.
R isonanza. Effetti elettronici. Acidi e basi: teoria di Arrhenius, di Bronsted e di
Lewis. Molecole organiche: rappresentazione. C lassi di composti organici. Gruppi
funzionali.
Alcani e cicloalcani. Nomenclatura, struttura e proprietà fisiche. Analisi
conformazionale dell’etano, del propano e del butano. Stabilità relativa dei
cicloalcani: tensione d’anello. Origine della tensione d’anello nel ciclopropano e
ciclobutano. Ciclopentano. Analisi conformazionale del cicloesano. Derivati del
cicloesano: idrogeni assiali ed equatoriali. Cicloalcani disostituiti: stereoisomeria
cis-trans.
Reazioni radicaliche. Clorurazione del metano: meccanismo di reazione. Variazioni energetiche. Velocità di reazione. Teoria degli urti e dello stato di transizione. Il freon e la
distruzione dell’ozono.
Reazioni ioniche. Reazioni di sostituzione nucleofila (SN1, S N2) e di eliminazione (E1, E2)
degli alogenuri alchilici. Stabilità dei carbocationi e trasposizione molecolari.
Stereochimica. Isomeri strutturali e stereoisomeri. Enantiomeri e distereomeri.
Rappresentazione degli enantiomeri. Proprietà degli enantiomeri: attività ottica. Luce
polarizzata. Potere rotatorio specifico. Origine dell’attività ottica. Racemati. Reazioni
stereoselettive. Composti con più centri chirali. Composti meso. Composti con centri
chirali diversi dal carbonio. Stereoisomeria dei composti ciclici.
Alcheni e cicloalcheni. Introduzione. Nomenclatura. Ibridazione e struttura. Stabilità degli alcheni. Preparazione di alcheni mediante reazioni di eliminazione. Reazioni di addizione al doppio legame carbonio-carbonio. Regola di Markovnikov. Reazioni regioselettive. Reazioni di polimerizzazione.
Alchini. Introduzione. Nomenclatura. Ibridazione, struttura e proprietà fisiche. Acetilene.
Reazioni di addizione al triplo legame carbonio-carbonio. Acidità dell’acetilene e degli
alchini terminali.
Composti aromatici. Introduzione. Il benzene: reazioni, struttura e stabilità. Altri composti aromatici: nomenclatura e struttura. Nomenclatura dei derivati del benzene. Reazioni
di sostituzione elettrofila aromatica. Meccanismo. Effetto dei sostituenti.
43
Alcooli, fenoli ed eteri. Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche. Composti importanti:
metanolo, etanolo, glicole etilenico, etere etilico. Acidità degli alcoli. Alcoli poliossidrilici. Acidità dei fenoli.
Aldeidi e chetoni. Introduzione. Nomenclatura e proprietà fisiche. Reattività dei composti
carbonilici. Reazioni di addizioni nucleofila al carbonio carbonilico. Acidità degli idrogeni in _ al gruppo carbonilico. Ioni enolato. Tautomeria cheto-enolica. Condensazione
aldolica.
Acidi carbossilici e loro derivati: cloruri acidi, anidridi, esteri, ammidi. Introduzione.
Nomenclatura, struttura e proprietà fisiche. Acidità degli acidi carbossilici. Reazioni di
sostituzione nucleofila al carbonio acilico.
Ammine. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Basicità. Ammine di interesse biologico.
Struttura e proprietà chimiche di carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici.
Composti organici di interesse ambientale.
Sostanze pericolose per l’ambiente.
44
CITOLOGIA ED ISTOLOGIA
A)
TITOLARE: prof. Luigi BOSCO
B)
PROGRAMMA:
Citologia
Il concetto di organismo vivente. La teoria cellulare. Procarioti e Eucarioti. Organismi unicellulari e pluricellulari.
I livelli di organizzazione degli organismi pluricellulari: cellule differenziate, tessuti,
organi. Ordini di grandezza delle dimensioni dei diversi organismi e dei diversi livelli di organizzazione.
Composizione chimica dei viventi. L'acqua: sue caratteristiche di interesse biologico.
Sospensioni e soluzioni. Gli ioni. Il pH delle soluzioni. Il legame idrogeno.
L'atomo di Carbonio e la chimica della vita. Il concetto di “simmetria" nei composti
del Carbonio di interesse biologico.
Le macromolecole: i principali glucidi di interesse biologico (esosi e pentosi).
Isomeria sterica e ottica. 1 loro polimeri. 1 principali lipidi di interesse biologico (fosfolipidi, acidi grassi, steroidi ... ). Idrofilia e idrofobia.
Composti idrosolubili e liposolubili. Le proteine come polimeri di aminoacidi.
Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine glicosilate e
lipoproteine. La "forma" delle macromolecole proteiche in relazione alla loro funzione. Gli
enzimi come catalizzatori biologici. Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Duplicazione del
DNA. Struttura e biosintesi degli RNA.
Il metabolismo energetico: dalla fotosintesi alla respirazione. Trasportatori di elettroni e di protoni. Nucleotidi trifosfati.
Cenni sui metodi di studio delle macromolecole biologiche.
La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Caratteristiche comuni e differenze tra procarìoti ed cucarioti, tra cellule vegetali e animali. Metodi di studio della cellula: i diversi tipi di microscopio, centrifugazione frazionata, etc.
Le membrane cellulari: composizione chimica e caratteristiche. Il modello a mosaico fluido.
Proteine intrinseche ed estrinseche. Proteine glicosilate, glicolipidi e lipoproteine di
membrana.
La membrana plasmatica ed il "riconoscimento" tra cellule. Il glicocalice. Permeabilità e
trasporto attivo. Processi di endocitosi e di esocitosi. Potenziale di ' membrana. Endocitosi
mediata da recettori. Giunzioni intercelluiari. Giunzioni meccaniche (desmosomi); giunzioni
sigillanti; giunzioni comunicanti e di accoppiamento elettrico. 1 plasmodesmi delle cellule
vegetali. Analogie funzionari tra giunzioni comunicanti delle cellule animali e plasmodesmi
delle cellule vegetali.
Le membrane endocellulari nelle cellule eucariotiche. Biogenesi delle membrane. li sistema vascolare. Il reticolo endoplasmico liscio e rugoso. Il vacuolo centrale delle cellule vegetali. L'apparato del Golgi. 1 lisosomi e la digestione endocellulare. Pinocitosi e fagocitosi. 1 perissisoini. Organuli delimitati da membrana caratterizzati dalla presenza di membrane interne: mitocondri e plastici delle cellule vegetali (cloroplasti, leucoplasti e cromoplasti).
Probabile origine di mitocondri e plastidi. Caratteristiche delle membrane di questi organuli. Rapporto tra organizzazione strutturale e funzione dei metabolismo energetico delle membrane di mitocondri e cloroplasti.
Lo ialoplasma, il citoscheletro e la "forma" delle cellule negli organismi animali e vegetali.
Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. La parete rigida delle cellule vegetali. Il
movimento cellulare. Controllo e regolazione dei movimenti endocellulare. Movimento
45
ameboide. Ciglia e flagelli. 1 centrioli. 1 ribosomi: struttura, sintesi e funzione.
Il "nucleo" degli eucarioti e il suo equivalente nei procarioti. Struttura del nucleo interfasico. Eucromatina ed eterocromatina. Eterocromatina strutturale e facoltativa. Il nucleolo.
Involucro nucleare e pori nucleari. Comunicazioni nucleo-plasmatiche. Composizione chimica della cromatina e sua organizzazione. Gli istomi e i nueleosomi.
Il ciclo cellulare: l'interfase (fasi G I, S e G2). Il DNA e la sua funzione genetica. DNA e
sequenza unica mediamente e altamente ripetitivo. Codice genetico e sintesi proteica. Il
DNA nei mitocondri e nei plastidi. Biosintesi e funzioni degli RNA messaggero, ribosomiale e
di trasferimento. Cenni sul meccanismo della sintesi proteica. Modelli di regolazione genica. Attivazione selettiva dei geni e differenziamento. Nuclei interfasici con caratteristiche
peculiari: i cromosomi politenici.
Il ciclo cellulare: la divisione cellulare. Cellule aploidi, diploidi e poliploidi. La mitosi
(divisione equazionale) nelle cellule animali e vegetali. La divisione cellulare nei
prc>carioti. Il "cromosoma" batterico. 1 cromosomi eucariotici. Struttura dei cromosomi.
Modello del cromosoma ad anse superavvolte. La meiosi o divisione riduzionale. Fasi e
sottofasi della meiosi. li significato della meiosi.
Cellule soinatiche e cellule germinali. Fase aploide e fase dipioide. Meiosi zigotica, intermedia e terminale. Caratteristiche particolari dei gameti.
La gametogenesi nei vertebrati superiori. Differenziamento delle gonadi e migrazione dei
protogoni. La gonade differenziata: testicolo ed ovaio. Differenze tra crametogenesi maschile e femminile. La meiosi: descrizione del processo e suo significato genetico.
Spermatogenesi e spermioistogenesi (con particolare riferimento ai vertebrati). Struttura
dei tubulo seminifero. Gli spermatozoi maturi.
Oogenesi. Maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Specificità del differenziamento della cellula uovo: sintesi ed accumulo di sostanze di particolare importanza nelle
prime fasi dello sviluppo embrionale: RNA messaggeri a lunga vita, proteine specifiche con
ruolo informazionale. L'accumulo nel citoplasma dell'uovo di sostanze nutritizie di riserva:
sintesi extra-ovulare e meccanismi di trasporto. Correlazioni temporali tra maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Particolari della prima profase meiotica nell'oogenesi: i
cromosomi a spazzola. Influenze ormonali sulla maturazione dei gameti. Ciclo estrale e ciclo mestruale.
Istologia
I quattro tessuti fondamentali e la loro derivazione embrionale. Pluricellularità e differenziamento.
Tessuto epiteliale. Caratteristiche generali. Epiteli di rivestimento. Classificazione e
funzioni. Specializzazioni della superficie libera: ciglia, microvilli. Rapporti tra cellule e
strutture di giunzione: zonula occludens, zonuìa adherens e desmosomi. La superficie basale
degli epiteli: rapporti con il tessuto connettivo e la lamina basale. Rinnovo degli epiteli di
rivestimento: lo strato germinativo.
Epiteli ghiandolari. Ghiandole endocrine e ghiandole esocrine: caratteristiche e differenziamento embrionale. Criteri di classificazione. Specializzazioni citoplasmatiche delle
cellule ghiandolari correlate alle loro funzioni specifiche. La secrezione.
Tessuto connettivo. 1 diversi tessuti connettivi: caratteristiche generali e caratteristiche
specifiche dei diversi tessuti connettivi. Il connettilo propriamente detto. Classificazione dei
connettivi. Fibre collagene reticolari ed elastiche: caratteristiche morfofunzionali. Le cellule del connettivo e loro funzione. Il connettivo e i processi di difesa dell'organismo. Il sistema reticolo istiocitario. Tessuti connettivi particolari. li tessuto adiposo. Il sangue. Funzioni. Il plasma: composizione e funzioni. Eritrociti e globuli bianchi: caratteristiche morfologiche e funzíonali. Migrazione delle cellule della serie bianca tra sangue e connettivo.
Differenziazioni cellulari e funzioni specifiche nel connettivo. Le piastrine: origine e funzione. Tessuti emopoietici. Ematopoiesi linfoide e mieloide. L'ematopoiesi embrionale e fetale.
1 vasi sanguigni e linfatici: caratteristiche generali. Arterie, vene e capillari.
46
Connettivi di sostegno. Il tessuto cartilagineo. La matrice e i condrociti. Istocenesi e fenomeni degenerativi della cartilagine.
Tessuto osseo. Funzione di sostegno e di riserva degli ioni Calcio. Osso spugnoso e osso
compatto. Struttura microscopica dell'osso: l'osteone. Osteoblasti, osteociti, osteoclasti:
stabilità dinamica del tessuto osseo. Istocenesi dell'osso: ossificazione intramembranosa o
da modello cartilagineo (ossificazione encondrale).
Tessuto muscolare. Il tessuto muscolare liscio: distribuzione e funzioni. Giunzioni elettriche e sincronizzazione della contrazione muscolare. Il tessuto muscolare scheletrico.
Struttura e ultrastruttura della fibra muscolare. Miofibrille e miofilamenti: il sarcomero. La
contrazione muscolare.
Il tessuto muscolare cardiaco. Caratteristiche differenziali. Connessioni tra cellule: dischi intercalari, struttura e funzione nella sincronizzazione della contrazione muscolare.
Tessuto nervoso. Il sistema nervoso centrale e periferico. Morfologia del neurone Citoscheletro e flusso assoplasmatico: neurotubuli e neurofilamenti. L'assone e la fibra nervosa.
Fibre mieliniche e fibre amieliniche. Cenni sulla conduzione dell'impulso nervoso. La sinapsi. Neuromediatori. Neuroglia. Origine embrionale del tessuto nervoso. La barriera emato
encefalica.
C)
TESTI CONSIGLIATI
BIOLOGICA CELLULARE
Alberts et al., Biologia molecolare della Cellula, Zanichelli 1996.
Wolfe S.L., Introduzione alla Biologia Molecolare della cellula, Edises 1996.
Wolfe S.L., Biologia molecolare e cellulare, Edises 1994.
ISTOLOGIA
Bergem et al., Istologia, Edises.
Molinaro et al., Istologia di V. Monesi, Piccin 1992.
Rosati P. et al., Istologia, Edi-Ermes.
ATLANTI DI ISTOLOGIA
Fiedler Lieder, Atlante di istologia, Muzzio, 1992.
Stevens, Lowem, Istologia, Ambrosiana 1993.
Rizzoli et al., Guida illustrata all'Istologia (con diapositive), Piccin 1981.
Wheater, Burkitt, Istologia e anatomia microscopica, Ambrosiana 1988.
47
CLIMATOLOGIA E METEOROLOGIA
A)
TITOLARE: Dott. Maurizio SEVERINI
B)
PROGRAMMA:
INTRODUZIONE
Meteorologia e climatologia. Leggi fisiche e previsioni. Fisica del clima.
TEORIA DEI SISTEMI.
Definizione di sistema, frontiera e flussi. Ambiente interno, ambiente esterno. Sistemi e insiemi. Sistemi naturali, flussi di materia e d'energia. Sistemi isolati, chiusi, aperti. Complessità
dei sistemi naturali, sub-sistemi. Definizione di modello (di un sistema). Finalità e dettaglio
dei modelli. Differenza tra sistema e modello. Rappresentazioni top-down e bottom-up. Modelli grafici, analogici, informatici, matematici.
Modelli matematici. Teoria della misura. Sistema Internazionale di unità di misura. Dimensioni di una grandezza fisica. Ingressi, uscite e funzioni di trasferimento. Sistemi di equazioni.
Sistemi lineari. Soluzione di un sistema lineare a due equazioni a coefficienti costanti . Regola
di Kramer. Equazioni differenziali. Equazione differenziale lineare a coefficienti costanti.
Soluzione per quadrature. Equazioni a variabili separabili. Sistemi di equazioni differenziali.
Sistemi privi di memoria e sistemi con memoria. Sistemi dinamici. Funzione di stato. Modello
matematico di un sistema dinamico. Sistemi puramente dinamici. Sistemi liberi.
Equazione di conservazione della massa, equazione di conservazione dell'energia (equazione
di conservatività). Problema della seconda equazione (equazione di dinamica). Bilancio energetico di volume e d'interfaccia. Come si costruisce il modello matematico di un sistema dinamico. Esempio del bilancio idrologico alla superficie del suolo.
BILANCIO RADIATIVO
Modello del Bilancio Planetario Radiativo (BPR) del pianeta Terra. Radiazione solare, radiazione terrestre e temperatura media planetaria.
Propagazione delle onde elettromagnetiche. Parametri della onde EM. Periodo, frequenza,
lunghezza d'onda, velocità, ampiezza. Energia e Legge di Planck. Fotoni. Onda monocromatica.
Spettro di un'onda. Radiazione EM. Parametri della radiazione EM (grandezze radiometriche). Grandezze integrali e grandezze spettrali. Energia. Flusso o potenza. Densità di flusso.
Irradianza ed emettanza. Intensità. Lo steradiante. Relazione tra intensità e densità di flusso
per una sorgente puntiforme.
Costante solare. Superficie d'intercettazione. Legge di Lambert. Irradianza e latitudine.
Assorbitività, riflettività, trasmissività (integrale e spettrale) di un corpo. Corpi neri e corpi
grigi. Meccanismo di assorbimento e di riemissione della radiazione. Funzione di distribuzione delle velocità in un gas perfetto, Legge di Maxwell. Legge di Kirkhhoff. Legge di radiazione di Planck. Deduzione della Legge di Wien e della Legge di Stefan. Calcolo dell'eme ttanza spettrale di un corpo nero ad una temperatura data.
Modello BPR, prima versione. Radiazione solare, radiazione terrestre. Superficie d' intercettazione e superficie d'emissione.
Modello BPR, seconda versione. Introduzione dell'albedo planetaria. Temperatura planetaria.
Due modi per calcolare la temperatura superficiale solare. Emettanza spettrale solare e costante solare spettrale. Bande spettrali principali: ultravioletta (UV), fotosinteticamente attiva
(PAR), vicino infrarosso (NIR) . UV-A, UV-B, UV-C. Emettanza spettrale terrestre e lontano
infrarosso (IR). Radiazione ad onda corta (OC), radiazione ad onda lunga (OL).
48
Composizione e assorbitività spettrale dell'atmosfera. Spettri d'assorbimento a righe e a bande. Bande di assorbimento dell'ossigeno, dell'ozono, del vapore acqueo, dell'anidride carbonica. Finestra delle onde corte e finestra dell'infrarosso.
Modello BPR, terza versione. Atmosfera trasparente in OC e 'nera' in OL. Effetto Serra.
Modello BPR, quarta versione. Introduzione della finestra IR.
Estinzione della radiazione OC in atmosfera. Assorbimento e scattering. Assorbimento della
radiazione UV. Ciclo dell'ozono stratosferico. Scattering di Rayleigh. Aerosol. Legge di Beer.
Relazione tra coefficiente di estinzione ed assorbitività di uno strato di gas.
Modello BPR, quinta versione. Introduzione dell'estinzione della radiazione OC.
Calcolo della temperatura media superficiale delle tre zone climatiche terrestri: zona tropicale,
zona temperata, zona polare.
STATICA DELL' ATMOSFERA.
Distribuzione della massa d'aria intorno al pianeta Terra. Altezza dell'atmosfera. Condizione
di equilibrio per l'atmosfera e valor medio dei parametri di stato: densità, pressione, temperatura, umidità, velocità, ecc. in funzione della quota. Atmosfera tipo. Rappresentazione a scala
globale ed a scala locale dell'atmosfera. Particelle d'aria e loro caratteristiche conservative.
Approccio particellare (bottom-up). Esempi di particelle d'aria.
Forze agenti su una particella d'aria. Grandezze scalari e grandezze vettoriali. Forze e campi
di forza. Il campo di forza gravitazionale.
La forza peso ed il campo della forza peso. Convenzione sui segni. Forza di volume. Densità.
La forza idrostatica ed il campo di forza idrostatica. Legge di Pascal. Gradiente verticale del
campo di forza idrostatica. Risultante delle forze idrostatiche su una particella. Spinta di Archimede.
Condizione di equilibrio per una particella d'aria nell'atmosfera.
Pressione della forza peso, Legge di Stevino. Gradiente verticale del campo di pressione idrostatica, Equazione Idrostatica.
Modello di Atmosfera Omogenea. Esperienza di Torricelli. Variazione della densità con la
quota. Esperienza di Pascal.
Modello di Atmosfera Elastica. Legge di Boyle.
Modello di Atmosfera Isoterma. Legge di stato dei gas. Costante dei gas per l'aria. Temperatura media dell'atmosfera.
Modello di Atmosfera Politropica. Gradiente verticale medio dell'atmosfera. Altezza media
dell'atmosfera.
CIRCOLAZIONE GENERALE.
Altezza media dell'atmosfera sulle tre zone climatiche: zona tropicale, zona temperata, zona
polare. Superfici isobariche e superfici di livello. Isobare di una superficie di livello e linee di
livello di una superficie isobarica. Convenzione sui segni. Gradiente orizzontale medio di
pressione in quota. Forza di gradiente. Modello di circolazione generale ad una cella. Circolazione lungo i meridiani e circolazione zonale. Venti da Est (easterlies) e venti da Ovest (westerlies). Moto orizzontale di una particella d'aria rispetto ad un sistema inerziale. 'Anticipo'
del meridiano di partenza. Moto orizzontale di una particella d'aria rispetto ad un sistema (non
inerziale) che ruota con la Terra. Forze apparenti, Forza Deviante, forza di Coriolis. Vento
geostrofico. Forza deviante e vento geostrofico. Cella di Hadley, cella di Ferrel, cella polare.
Aria tropicale, aria fredda, aria polare. Curvatura delle isobare. Onde di Rossby. Circolazione
alle medie latitudini. Correnti occidentali. Circolazione intorno alle basse ed alle alte pressioni. Circolazione nella zona tropicale. Alisei e Contralisei.
MOTI VERTICALI IN ATMOSFERA.
49
Condizione per il moto verticale di una particella d'aria in atmosfera. Convezione libera, convezione forzata. Modello adiabatico di una particella d'aria secca. Adiabatica secca, temperatura potenziale. Profili verticali di temperatura dell'atmosfera. Stabilità ed instabilità di una
particella d'aria secca. Carte adiabatiche.
L' ACQUA IN ATMOSFERA.
Particella d'aria umida. Legge di Dalton. Legge di stato dei gas per il vapore acqueo. Diagrammi di stato per gas e vapori. Temperatura critica, pressione di vapor saturo. Funzione di
Clausius-Clapeyron, calore latente di vaporizzazione. Grandezze igrometriche: umidità specifica, umidità relativa, temperatura di rugiada. Isoigrometriche. Adiabatica umida. Modello
grafico di formazione delle nubi. Nubi orografiche. Stau e Foehn. Foreste equatoriali e deserti
tropicali.
LO STRATO LIMITE ATMOSFERICO
Composizione e struttura verticale della atmosfera. Il ruolo della superficie terrestre nella dinamica e termodinamica della troposfera. Lo strato limite atmosferico: definizione, importanza, evoluzione giornaliera. Micrometeorologia e Microclimatologia.
Moti molecolari e moti nello strato limite. Prima legge di Fick. Moto laminare, moto turbolento, moto convettivo. Caratteristiche generali della turbolenza. Fluidi viscosi e fluidi inviscidi.
Legge di Newton. Esperimento di Reynolds. Numero di Reynolds.
Elementi di statistica delle variabili turbolente: media spaziale, media temporale, media sull'ensemble; regole delle medie; varianza, deviazione standard, covarianza.
Teorie semiempiriche di turbolenza. Eddies. Passaggio da moto laminare a moto turbolento.
Lunghezza di mescolamento. Velocità di attrito. Costante di von Karman. Profilo della componente orizzontale della velocità del vento. Analisi dimensionale; teorema di Buckingham;
teoria della similarità. Dimensioni fondamentali. Variabili chiave. Gruppi adimensionali.
Cenni sulla circolazione negli Oceani. Interazione atmosfera - oceano.
TESTI CONSIGLIATI
1 - Robin McIlven: Fundamentals of Weather and Climate. Chapman & Hall, London, 1995.
2 - T. R. Oke: Boundary Layer Climates (Second Edition). University Press, Cambridge,
1992.
3 - John L. Monteith & M. H. Unsworth: Environmental Physics. Edward Arnold, London,
1990.
4 - William P. Lowry & Porter P. Lowry: Fundamentals of Biometeorology. Interactions of
Organisms and the Atmosphere. Peavine Publications, McMinville, Oregon, USA, 1989.
5 - David M. Gates: Biophysical Ecology. Springer Verlag, New York, 1980
50
CONSERVAZIONE DELLA NATURA
E DELLE SUE RISORSE
A)
TITOLARE: Dott.ssa Roberta CIMARRUTA
B)
PROGRAMMA:
Concetto di "natura"; continuità e/o discontinuità tra Uomo e natura; implicazioni degli approcci creazionistico ed evoluzionistico; accezione corrente e riduttiva. Concetto di
"conservazione della natura"; provvidenzialità v.s. casualità dei riferimenti ambientali della
specie umana; esauribilità o meno dei beni naturali; approcci fissista ed evoluzionista nei
confronti degli stessi; risorse naturali rinnovabili e non; prospettive locali e planetarie: "lettura" riduzionistica od olistica (l’ipotesi di lavoro "Gaia"); approccio evoluzionistico in chiave culturale.
Interfacce e limiti concettuali dei corso: "Conservazione della natura" come tutela della
biodiversità.
La biodiversità: definizione, analisi, interpretazione e tutela, componenti concettuali,
livelli, indicatori, indici (semplici e complessi, uni- e multivariati, etc.); relazioni tra biodiversità e stabilità s.l., evoluzione, tempo, antropizzazione e complessità; la biodiversità formale e quella funzionale.
Materiali per una storia della conservazione della biodiversità: vincoli religiosi (boschi
sacri, etc.) e laici, verticistici e comunitari; usi civici e terre pubbliche; diritti di caccia e leggi venatorie (ius prohibendi e res nullius); casi esemplari (Uro, Bisonti, etc.); la nascita dei
parchi e delle riserve naturali (Fontainebleau, Yellowstone, etc.); la conservazione della biodiversità nell’ambito dei problema "ecologico" globale ("esplosione" demografica, inquinamento, esaurimento delle risorse, etc.); sensibilizzazione e coinvolgimento delle popolazioni;
movimenti ambientalisti e loro attività (denunzia pubblica, manifestazioni di protesta, lotta
politica, azioni violente, "diritti" dei viventi non-umani, etc.); ricerca scientifica nel settore
(le discipline ambientali applicative tradizionali o non-convenzionali ed il loro ruolo, etc.).
Il rapporto e la comunicazione Uomo - ambiente biotico; la percezione soggettiva della
"naturalità"; forme di impatto antropico diretto ed indiretto sulla biodiversità (distruzione
diretta ed indiretta, inquinamento ed artificializzazione, etc.); casi particolari:
Problemi della caccia: differenti forme di caccia e relative conseguenze ambientali:
l’ambiguità di un termine; origini ed evoluzione del fenomeno venatorio in Italia; significato sociale ed economico della caccia; la normativa e gli approcci teorici sottesi; la
caccia sportiva e gli interessi collegati; le lotte per l’abolizione o la limitazione della
caccia; ruolo della caccia nella corretta gestione della biodiversità; prospettive future.
Aree protette: storia dell’istituto e dei suoi problemi; classificazione, individuazione,
definizione, progettazione, istituzione, gestione; i sistemi di aree protette; i ponti biotici;
il ruolo dei sistemi protetti nella conservazione della biodiversità.
-
Ambiente urbano: variazioni nel tempo e nello spazio; taxa autoctoni ed introdotti
dall’Uomo: insularità ecologica; caratteristiche della biodiversità; evoluzione relativa
Uomo-ambiente biotico nel sistema città.
Prospettive future: strategie individualistico-emergenziali v.s. collettivistico-gestionali;
catastrofi credibili e non; limiti dello sviluppo e sviluppo sostenibile; ambienti semi-naturali
ed artificiali, anche in rapporto a ruoli e significati dell’ecologia del paesaggio "paleo e neobiodiversità; evoluzione della specie umana nei confronti della biodiversità ambientale e
della propria cultura.
51
LETTURE UTILI:
Le opere sulla conservazione della natura, in un secolo, sono cresciute da circa zero
alle numerosissime di oggi (di pari passo con la distruzione dell’ambiente naturale... !); fra
di esse, quelle in italiano (di AA italiani o tradotte), pur se non sovrabbondanti, non sono poche, anche se a volte gli AA più fecondi non sempre risultano i più attendibili dal punto di
vista scientifico ...
Ancora, la notevole specializzazione raggiunta dalle varie branche della materia e la
rapidità con la quale si succedono le nuove forme di alterazione ambientale ed il loro studio
non consentono, in pratica, ad un singolo A di riuscire esauriente ed aggiornato su tutto il
panorama della conservazione naturale.
Pertanto, più che a singoli testi-base, lo studente dovrà fare riferimento sulla ricerca
bibliografica mirata nei vari settori.
Come traccia soprattutto "storica" per seguire la crescita e l’evoluzione di questo settore in Italia, ma citando nel contempo opere di sempre utile conoscenza, si può segnalare "La
natura e l'Uomo", di GHIGI, uno dei primi sforzi divulgativi nel settore in Italia, basato
sull’esperienza di un patriarca dello studio e della difesa della fauna; "Prima che la natura
muoia", di DORST, lucida ed appassionata analisi di un altro grande naturalista; il "Libro
bianco sulla natura in Italia". della Commissione Conservazione Natura del CNR, voluto da
CEDERNA, GHIGI e MONTALENTI, come raccolta di scritti di denunzia severa ma propositiva: "L’Italia verde", di GIACOMINI, tra i primi approcci alla tutela dei paesaggio vegetale;
"I limiti dello sviluppo", a cura del MIT e del Club di Roma, coraggiosa ed austera analisi
del futuro del rapporto Uomo-ambiente; "Uomini e parchi", di GIACOMINI e ROMANI, approccio realmente avveniristico alle aree protette: "Una strategia mondiale per la conservazione", a cura dell’IUCN, con UNEP, WWF, FAO ed UNESCO, discutibile ma concreta serie
di proposte; "Dalla cellula alle società complesse", di MORPURGO, uno dei pochi approcci
realmente obbiettivi e scevri da un forzato ottimismo sul futuro dei rapporto Uomo-ambiente;
"Caccia sì, caccia no, caccia come", a cura della FederNatura e della Regione EmiliaRomagna, atti di uno dei pochi momenti di discussione tecnici più che emotivi sull'argomento; "La diversità biotica nella valutazione di impatto ambientale", a cura di CICOLANI,
CONTOLI e MALCEVSCHI; "Ecologia applicata", della SITE, a cura di Marchettì, con alcuni capitoli utili ed interessanti; "L’attuale situazione della ricerca scientifica italiana sulla
diversità biologica", di CONTOLI; "Come cartografare la biodiversità ?", dì CONTOLI e
PENKO; le voci "Natura, conservazione della", "Parchi naturali" e "Riserve naturali"
dell’Enciclopedia italiana, a cura di CONTOLI; alcuni elenchi sulle aree protette e/o da
proteggere, quali il "Censimento dei biotopi dì rilevante interesse vegetazionale meritevoli di
conservazione in Italia". della SBI; le cartografie del "Programma di ricerca territoriale
sulle aree naturali da proteggere", della Commissione Conservazione Natura dei CNR e dei
Min. LL.PP.; "La tutela naturalistica sotto potere pubblico in Italia: situazione e proposte",
di FANFANI, GROPPALI e PAVAN; la, "Lista delle aree naturali protette in Italia", di
PALLADINO e coli.; alcuni piani di Parco naturale, come "Progetto Pollino", di FERRARA e
coli.; "Piano per un parco naturale nel territorio di Allumiere e Tolfa", di CONTOLI,
LOMBARDI, SPADA e SALVIATI; "Verso il parco delle Apuane", a cura di SUMMER e
PIZZIOLO; sul piano teoretico, la monografia "Sulla Diversità biotica come manifestazione
ecologica dell’Entropia", di CONTOLI; circa l'impegno nazionale in chiave conoscitiva e
gestionale, il rapporto "Biodiversità: il piano Italiano", ad uso della pubblica amministrazione, redatto a cura dell’ACCADEMIA NAZIONALE DI SCIENZE detta "dei XL"; infine, i rapporti periodici sull’ambiente, come "State of the World" (trad.), di BROWN e coll. ed "Ambiente Italia", a cura della LegAmbiente.
Aspetti tecnici e settoriali richiederanno articoli scientifici da indicare di volta in volta.
52
DIRITTO E LEGISLAZIONE DELL'AMBIENTE
(Diritto Rurale Comunitario)
A) TITOLARE: Prof. Maria Pia RAGIONIERI
B) PROGRAMMA:
MODULO A
PARTE INTRODUTTIVA
Nozioni giuridiche fondamentali nel diritto interno e comunitario. Gli strumenti di ricerca
Il sorgere dell’Europa comunitaria. Dalla Comunità economica europea all’Unione europea.
La ricostruzione dell’Europa dopo la seconda guerra mondiale e la politica europeistica. Il Consiglio d’Europa. Le Comunità europee.
Il trattato CEE. L’Atto unico europeo. Il trattato di Maastricht. Il trattato di Amsterdam. La struttura dell’Unione europea: Parlamento europeo, Commissione, Consiglio della UE, Corte di Giustizia, Comitato economico e sociale, Comitato delle Regioni. La «comitologia». Il Consiglio europeo.
Le fonti di diritto interno e di diritto comunitario
Gli atti comunitari e il diritto derivato. Rapporti fra ordinamento interno e comunitario. La risoluzione dei conflitti di competenza. Prevalenza del diritto comunitario:
giurisprudenza della Corte di Giustizia e della Corte Costituzionale.
La dimensione della competenza comunitaria.
PARTE GENERALE
L’ambiente
La nozione giuridica di ambiente. La tutela ambientale negli articoli della Costituzione italiana.
La competenza della Comunità in materia ambientale
L’ambito della competenza della Comunità in materia ambientale. I programmi
d’azione. La base giuridica dell’azione comunitaria.
La politica ambientale della UE
Dall’Atto unico europeo al trattato di Maastricht. Gli obiettivi ed i principi della politica comunitaria; le procedure decisionali. Il trattato di Amsterdam: gli articoli 174,
175 e 176.
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MODULO B
PARTE GENERALE
Le basi normative della politica ambientale comunitaria
Le modifiche apportate nella politica ambientale della UE dal trattato di Maastricht
al trattato di Amsterdam.
La valutazione di compatibilità ambientale. L’inquinamento ed il danno ambientale
Natura e funzioni della procedura di valutazione di compatibilità ambientale. Direttive comunitarie e loro attuazione.
Nozione giuridica di inquinamento. Il danno ambientale ed il suo risarcimento. La
legittimazione ad agire.
Rapporto ambiente - territorio - agricoltura
Interferenze fra politica ambientale, politica agricola e politica di sviluppo rurale.
L’attività agrituristica. L’agricoltura biologica. La montagna come risorsa.
PARTE SPECIALE
Legislazione di settore
La legge Galasso n. 431 del 1985 ed il vincolo paesaggistico; la legge quadro n. 394
del 1991 sui parchi e la disciplina delle attività rurali nelle aree naturali protette; la
legge sulla montagna n. 97 del 1994; il D.lgs. n. 192 del 1999 sulle acque; il Decreto
Ronchi n. 22 del 1997 e i decreti Ronchi bis e Ronchi ter sui rifiuti; la legislazione in
materia di inquinamento acustico ed atmosferico.
TESTI CONSIGLIATI:
M. P. Ragionieri, Diritto rurale comunitario, Milano 1999.
Atti dei Seminari di diritto e legislazione ambientale
Il materiale didattico (testi dei trattati, direttive, regolamenti ....) verrà distribuito durante il
corso e messo a disposizione degli studenti presso la Segreteria di Presidenza.
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ECOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Giuseppe NASCETTI
B)
PROGRAMMA:
Modulo A
Generalità: Lo sviluppo storico dell’ecologia – L’ecologia e il suo dominio – Stato attuale
della ricerca ecologica in Italia.
Ecologia delle relazioni organismi-ambiente fisico: condizioni – variazioni spaziali e temporali – adattamenti in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali – fattori limitanti –
range di tolleranza – optimum ambientale – ritmi biologici - fattori ed elementi climatici –
classificazione dei climi – fasce e zone fitogeografiche – cenni di paleoclimatologia – il suolo
(fase solida, fluida e gassosa) – cenni di pedogenesi – classificazioni dei suoli – humus – attività biologica del suolo
Ecologia evolutiva: analisi genetica delle popolazioni – legge di Hardy-Weinberg – variabilità genetica – forze evolutive (mutazione, selezione, flusso genico, deriva genetica) – inincrocio – effetto Wahlund – polimorfismo bilanciato - linkage disequilibrium – supergeni –
divergenza genetica – concetto di specie – meccanismi di isolamento riproduttivo – meccanismi di speciazione – zone ibride e rinforzo – specie gemelle – biodiversità a livello genetico
Ecologia di popolazione (demografia e dinamica): struttura ed accrescimento di popolazione
– parametri demografici – tabelle demografiche – tasso intrinseco di accrescimento - regolazione numerica delle popolazioni – fattori di regolazione densità indipendenti e densità dipendenti – accrescimento esponenziale – capacità portante dell’ambiente - curva logistica di
accrescimento
Ecologia di popolazione (relazioni interspecifiche): simbiosi facoltativa ed obbligatoria –
commensalismo – inquilinismo – antibiosi – parassitismo – adattamenti alla vita parassitaria
– coevoluzione - predazione – predazione come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - adattamenti contro la predazione – criptismo – mimetismo – competizione intraspecifica – competizione interspecifica – nicchia ecologica – competizione interspecifica come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - principio di esclusione competitiva – spostamento dei caratteri – selezione r e K
Modulo B
Ecologia di comunità: biomassa (definizione, metodi di studio, distribuzione, accumulo) –
comunità biotiche (comunità chiuse e aperte, metodi di campionamento, analisi della composizione, associazioni vegetali) – relazioni trofiche e funzionali delle comunità – comunità insulari – biogeografia delle isole – successioni (cause, fasi e stadi, climax) – successioni lineari e cicliche – successioni nelle comunità planctoniche – esempi di successioni in Italia – variazioni paleoclimatiche e dinamica delle comunità – biodiversità a livello di comunità (in
relazione a: successioni, climax, nicchia ecologica)
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Ecologia ecosistemica: Processo di fotosintesi – produttività primaria e fattori limitanti –
metodi di misurazione della produttività primaria – produttività primaria nei diversi ecosistemi – piramidi ecologiche – produttori primari, consumatori, decompositori - flusso di energia negli ecosistemi - cicli biogeochimici (acqua, carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, zolfo) – esempi di ecosistemi terrestri ed acquatici
Cenni di ecologia applicata: gestione delle risorse naturali – valutazione di impatto ambientale – recupero e conservazione di ecosistemi a rischio
TESTI CONSIGLIATI
L. Bullini, S. Pignatti, A. Virzo De Santo, “Ecologia Generale”. UTET.
E. Odum, “Basi di Ecologia”. Piccin Editore.
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ECOLOGIA APPLICATA
A) TITOLARE:
B) PROGRAMMA:
Struttura e stato di conservazione dei seguenti ecosistemi, con particolare riferimento a
quelli nazionali: ecosistemi terrestri, ambienti marini costieri, ambienti delle acque interne.
Atmosfera: principali caratteristiche fisiche. Metodi di misurazione. Inquinamento.
Acqua: misure delle proprietà e delle caratteristiche fisiche, chimiche, biologiche e idrogeologiche delle acque correnti, lacustri, marine e di transizione. Inquinamento ed effetti
biologici della manipolazione.
Suolo: misure delle proprietà e delle caratteristiche fisiche, chimiche e biochimiche. Studio del popolamento. Inquinamento.
Biosfera: metodi di studio della struttura e della dinamica di popolazioni e comunità.
Prelievo di organismi terrestri ed acquatici: rischi di deterioramento ambientale per sovrasfruttamento. Gestione della caccia e della pesca.
Immissione di specie acquatiche e terrestri, rimboschimenti.
Valutazione di impatto ambientale (V.I.A.).
Cenni di ecotossicologia. Valutazione dei carichi: trofico organico, termico, radioattivo.
Programmazione e pianificazione ambientale.
Cenni di ecologia del paesaggio.
Pa r chi t er r es t ri e ma r i n i: cr i t er i d i s cel t a d el l e a r ee d a p r o t egg er e: mo d al i t à i s t i tu t i ve.
Cenni di legislazione ambientale.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Roberto Marchetti (ed.), Ecologia applicata, Città Studi Edizioni, Milano
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ECOLOGIA MICROBICA
A) TITOLARE: Prof. Angelo RAMBELLI
B)
PROGRAMMA:
Che cosa è l’ecologia
La sinecologia, l’autoecologia, la fisioecologia e l’ecologia microbica.
L’habitat. La nicchia ecologica.
Gli ecosistemi – Ruolo dei microrganismi negli ecosistemi.
Concetto di individuo, di colonia, di clone, di polazione e di comunità.
Componenti abiotiche e biotiche degli ecostistemi.
Organismi autotrofi ed eterotrofi – Procarioti ed eucarioti.
Saprotrofi – Parassiti – Simbionti.
Presenza dei microrganismi nei differenti ambienti.
La spora. Germinazione della spora – Sviluppo – Colonizzazione.
Colonizzazione ottimale ed adattiva – La successione microbica.
Aspetti chmici e biochimici della trasformazione del substrato organico.
Le strategie di sopravvivenza secondo Pugh e Cooke & Rayner.
Rapporti tra successione microbica e strategie di sopravvivenza.
La fillosfera – La rizosfera – La micorrizia – La micorrizosfera – I microrganismi tellurici –
Imicrorganismi nell’atmosfera – Metodi di studio.
I gruppi fisiologici e nutrizionali: i nitrosanti, i nitrificanti, i denitrificanti, gli ammonizzanti,
i cellulosolitici, i pectinolitici. Metodi di studio.
La determinazione dell’attività biologica.
C) TESTI CONSIGLIATI
Appunti del docente.
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ECOLOGIA VEGETALE
Programma del corso di Ecologia Vegetale
Titolare: Dott.ssa Laura Zucconi
MODULO A
Introduzione all’ecologia vegetale: aspetti storici, ricerche attuali in Italia e
all’estero.
Fotosintesi; fotosistema II e fotosistema I. Le piante C4 e le piante CAM. La fotosisntesi in funzione della luce e della temperatura.
Fattori biotici ed abiotici che influenzano la distribuzione dei vegetali. Fattori biotici: azione dell’uomo, interazione tra organismi (competizione, simbiosi, parassitismo). Fattori abiotici: fattori geografici, climatici (azione della luce e della temperatura, effetti delle temperature estreme, azione dell’acqua, azione del vento) ed edafici (generalità, evoluzione e distribuzione dei suoli, importanza della vegetazione
per la conservazione del suolo, alofite). Azione del fuoco. Forme biologiche; spettri
biologici. Corotipi. Cenni di fenologia.
Il fiore: morfologia ed evoluzione. Meccanismi di impollinazione abiotica e biotica.
Il seme, il frutto e meccanismi di disseminazione.
Inquinamento. Effetti sulle piante; danni di nuovo tipo. Bioindicatori e bioaccumulatori
Ambiente urbano ed ecologia urbana.
Agenti infestanti e patogeni: piante infestanti, predatori e patogeni. Le difese chimiche delle piante. Controllo degli agenti infestanti.
Flora e flore pregresse d’Europa. Il concetto di vegetazione. La distribuzione geografica della vegetazione. Variazioni nella composizione della vegetazione. Disturbo, stress e competizione. Definizione di comunità vegetale e di associazione vegetale. Metodi di studio.
I biomi: loro distribuzione. Il limite del bosco ed il limite degli alberi. La foresta
tropicale puviale, la savana, i deserti, la steppa e la prateria, foreste temperate decidue, foreste temperate pluviali, vegetazione mediterranea, taiga e tundra.
Cenni sulla vegetazione italiana. Cenni di vegetazione lacustre
MODULO B
Adattamenti delle piante; idrofite, xerofite e mesofite. Preparazione ed osservazione
di preparati microscopici per lo studio di modificazioni morfologiche a carico delle
foglie, delle radici e del fusto dovute ad adattamenti a particolari condizioni ambientali.
Inquinamento: i licheni come strumento di rilevamento dell’inquinamento ambientale; le briofite e loro utilizzazione come bioindicatori della qualità dell’aria e come
bioaccumulatori di sostanze inquinanti. Impostazione di un programma di biomonitoraggio.
Esercitazione sulla trasformazione della clorofilla in feofitina.
Agenti patogeni; concetti generali. Simbiosi; concetti generali. Esercitazioni di laboratorio per l’isolamento di simbionti ed endofiti fungini.
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Note:
Il corso è strutturato in due Moduli (A e B); nel Modulo B) verranno ripresi argomenti già affrontati nel Modulo A) accompagnati da esercitazioni di laboratorio.
1) Per il Corso di Laurea in Scienze Ambientali il corso è bimodulare (A + B).
2) Per il Corso di Laurea in Scienze Biologiche il corso è monomodulare (Modulo
B) ed integrato con Conservazione della Natura e delle sue Risorse.
TESTI CONSIGLIATI
Appunti del docente ed altro materiale distribuito durante le lezioni.
Libro di testo: Pignatti S., 1995. Ecologia Vegetale. Ed. UTET.
Articoli scientifici di cui è consigliata la lettura: Celesti Grapow et al., 1996. Studio
comparativo sulla flora urbana in Italia. Giornale Botanico Italiano 130, pp. 779793.
Pacini E., 1981. L’impollinazione. Una recente rassegna. Informatore Botanico Italiano 13, pp. 103-117.
Pavesi A. & Leporatti M.L., 1998. La flora vascolare del Monte Testaccio in Roma
(Lazio). Informatore Botanico Italiano 30 (1-3), pp. 37-46.
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ECONOMIA DELL’AMBIENTE
A)
TITOLARE: Prof. Lorenzo VENZI
B)
PROGRAMMA:
−
L’AMBIENTE E IL SISTEMA ECONOMICO:
genesi ed evoluzione dell’economia ambientale;
sistema economico circolare;
sistema economico sostenibile.
−
INTRODUZIONE ALL’ECONOMIA POLITICA (MICRO):
elementi di economia matematica;
processo economico;
equilibrio del consumatore;
domanda, prezzo e reddito;
equilibrio del produttore;
dalla produzione all’equilibrio d’impresa;
forme di mercato: concorrenza perfetta, monopolio, oligopolio; cenni di Economia del
Benessere.
−
L’ANASILI ECONOMICA DELL’INQUINAMENTO;
livello ottimale d’inquinamento;
i1 mercato e l’inquinamento ottimale;
imposte e inquinamento ottimale;
misurazione dei danni ambientali come valore economico e secondo le
metodologie di valutazione;
controllo globale dell’inquinamento;
−
ETICA ED EQUILIBRIO INTERGENERAZIONALE;
1o sconto dei valori futuri;
etica dell’ambiente;
−
RISORSE NATURALI;
risorse rinnovabili ed estinguibili;
gestione delle risorse nei due contesti;
−
AMBIENTE E SVILUPPO;
conservazione, preservazione, sviluppo;
habitat particolari; l’ambiente nei paesi in via di sviluppo.
C)
TESTI CONSIGLIATI
M. Centorrino, et. al., Primi Elementi di Microeconomia, Monduzzi ed. 1992, Bologna;
D.W. Pearce, R.K, Turner, Economia delle Risorse naturali e dell’Ambiente, il Mulino, 1991,
Bologna.
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ENZIMOLOGIA
A) TITOLARE: Dott.ssa Anna Maria Vittoria GARZILLO
B)
PROGRAMMA:
MODULO A : Metodologie classiche della cinetica enzimatica
Classificazione degli enzimi. Definizione di unità internazionale, Katal, attività specifica e numero di turnover. Termodinamica e cinetica delle reazioni catalizzate. Cinetica di
primo e secondo ordine. Reazioni di pseudo-primo ordine e di ordine zero. Relazione tra la
costante di equilibrio e le costanti di velocità. Le proteine enzimatiche come catalizzatori.
Reazioni ad un substrato: l’equazione di Michaelis-Menten. Il significato dei parametri dell’ equazione di Michaelis-Menten. Linearizzazioni dell’ equazione di MichaelisMenten. Analisi critica dei dati sperimentali di una cinetica enzimatica. Come stimare correttamente i parametri cinetici di un enzima. Estensioni del modello di Michaelis-Menten:
reazioni reversibili. Relazione di Haldane. Determinazione della costante di dissociazione Eligando: dialisi all’equilibrio. Plot di Scatchard.
Cenni di tecniche di cinetica rapida: flusso continuo; arresto di flusso. Fotolisi a
flash, metodi di rilassamento.
Reazioni a due substrati: meccanismo sequenziale (ordinato e random). Meccanismo
a ping-pong. Metodi grafici e modelli per l’individuazione del meccanismo.
Reazioni a tre o più substrati.
Inibizione reversibile ed irreversibile dell’attività enzimatica: generalità. Inibizione
competitiva, non competitiva, mista, acompetitiva. Due substrati in competizione. Inibizione
da prodotto. Individuazione di inibitori in soluzioni enzimatiche o in substrati commerciali.
Inibizione da eccesso di substrato. Inibizione irreversibile. Marcatori di affinità, inibitori
strettamente legati e inibitori suicidi.
Meccanismi di regolazione a lungo e breve termine. Regolazione covalente irreversibile e reversibile. Regolazione non covalente. Allosteria ed enzimi allosterici. L’equazione di
Hill e il significato del numero di Hill. L’equazione di Adair. Il modello di Monod. Il modello
di Koshland. Comparazione fra i modelli.
Principi di dosaggio enzimatico. Dosaggio di enzima o di metabolita. Saggi enzimatici diretti o indiretti. Saggi enzimatici continui o discontinui. Reazioni accoppiate.Analisi del
comportamento del saggio: cause di deviazione dalla linearità.
MODULO B: Enzimologia applicata alle biotecnologie
Applicazioni allo studio del meccanismo enzimatico e alla biochimica di base: utuilizzo di tecniche di cinetica rapida; utilizzo di inibitori per cromatografie di affinità; esempi di
studi di meccanismo enzimatico. Anticorpi catalitici.Applicazioni alla chimica analitica
clinica e alla diagnostica: utilizzo di enzimi a scopo diagnostico. Dosaggio di alcuni enzimi
di interesse clinico. Diagnosi di patologie organo-specifiche. La determinazione di analiti
biologici con enzimi. La determinazione del glucosio. Diagnosi di malattie di origine
genetica.
Gli enzimi immobilizzati: principi di base e metodiche di immobilizzazione. Effetto
dell’immobilizzazione sull’attività enzimatica. Applicazione di proteine immobilizzate: generalità, attualità e vantaggi ed esempi di impiego di proteine immobilizzate. Elettrodi enzimatici e biosensori.
Applicazioni industriali: enzimi nell’industria alimentare, nell’industria dei detersivi,
nel trattamento dei rifiuti, ecc.
Enzimi in farmacologia. Effetti dell’assorbimento enzimatico. Esempi dell’uso di en-
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zimi in farmacologia. Inibitori enzimatici come farmaci.
C) TESTI CONSIGLIATI:
- N. Price e L. Stevens - Fundamentals of enzymology (Oxford Sci. Pub.)
- Cornish-Bowden - Fundamentals in Enzyme Kinetics (Portland Press Pub.)
- R.F. Taylor - Protein Immobilization: fundamentals and applications (Marcel Dekker Inc.)
- A. Lauwers and S. Scharpé - Pharmaceutical Enzymes (Marcel Dekker Inc.)
- Articoli vari forniti a lezione.
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FISICA
A)
TITOLARE: Prof. Salvatore CANNISTRARO
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
Moto rettilineo. Misure - campioni - unità di misura ed errori - velocità media - velocità
istantanea - interpretazione grafica della velocità - descrizione del moto di un
oggetto - accelerazione di gravità e caduta degli oggetti - modelli in fisica.
Moto in due dimensioni. Introduzione di vettori - somme dei vettori - moltiplicazione di
un vettore per uno scalare - componenti di un vettore - velocità in due dimensioni - accelerazione di due dimensioni - risoluzione del problema del moto di un oggetto - moto dei proiettili
in biomeccanica.
Le leggi newtoniane del moto. Forza, peso e massa gravitazionale - prima legge di
Newton - equilibrio - terza legge di Newton - seconda legge di Newton significato delle leggi
newtoniane del moto - forze gravitazionali – peso: esempio di applicazione delle leggi di
Newton - attrito.
Statica. Momenti - coppie - equilibrio dei corpi rigidi - baricentro - stabilità ed equilibrio
- leve: guadagno meccanico - leve del corpo.
Moto circolare. Accelerazione centripeta - esempi di moto circolare - curve sopraelevate
- moto su una circonferenza verticale - peso efficace - cariche e forze elettriche - la carica e la
struttura della materia - legge di Coulomb - i satelliti - derivazione delle formule dell'accelerazione radiale.
Lavoro, energia e potenza. Lavoro - energia cinetica - energia potenziale e forze conservative - forze dissipative - osservazioni sul lavoro e energia - forme di energia conservazione
dell'energia totale - energia potenziale gravitazionale energia potenziale elettrica - derivazione
della formula dell'energia potenziale gravitazionale.
Impulso e quantità di moto. impulso e quantità di moto – conservazione della quantità di
moto.
Ro t azio n e dei co rp i rig i di . Variabi l i an g ol ari - l e leg g i d i Newt o n ap p l i cat e al mo to ro t at o rio
- mo to an g o l are e mo men t o an g o l are - p ercezi on e s en s o rial e d el mot o an g o l are.
Proprietà elastiche dei materiali. Aspetti generali degli sforzi e delle deformazioni - modulo di Young - flessione - sollecitazioni composte e dimensionamento strutturale in natura taglio e torsione.
Moto vibratorio. Moto armonico semplice; un esperimento - peso attaccato ad una molla
- pendolo fisico - pendolo semplice - energia del moto armonico semplice oscillazioni smorzate - oscillazioni forzate e risonanza.
La temperatura e il comportamento dei gas. Scale termometriche - legge dei gas perfetti temperatura ed energia molecolari - diffusione - soluzioni diluite: pressione osmotica.
64
Proprietà termiche della materia. Espansione termica - espansione di volume - capacità
termica - e calori specifici - cambiamenti di fase - conduzione del calore - trasmissione del
calore per convezione - irraggiamento.
Termodinamica. Lavoro meccanico - primo principio della termodinamica secondo principio della termodinamica - formulazione del secondo principio in termini microscopici formulazione del secondo principio dei termini macroscopici - teorema di Carnot e conversione dell'energia.
Fluidi, Meccanica dei fluidi non viscosi. Densità e pressione - modulo di volume principio di Archimede - equazione di continuità; flusso laminare, equazione di Bernoulli - equazione di Bernoulli nella statica - il manometro - il volo degli animali e degli aeroplani.
Flusso dei fluidi viscosi. Vìscosità - flusso laminare in un tubo di flusso; analisi dimensionale - flusso turbolento - forze di trascinamento viscoso - forze di trascinamento "ad alta
velocità" - centrifugazione.
Forze di coesione nei liquidi. Tensione superficiale - angolo di contatto e capillarità legge di Laplace - salita della linfa negli alberi - pressione negativa.
MODULO B
Forze, campi e potenziali elettrici. Forze elettriche - campo elettrico. Teorema di Gauss campo elettrico dovuto a distribuzione di cariche - campo dì un dipolo elettrico - campo elettrico dovuto a una carica uniforme distribuita su un piano - potenziale elettrico - superfici equipotenziali - conduttori e isolanti - dipoli elettrici - oscilloscopio capacità - condensatore
piano - effetti dei dielettrici - energia accumulata in un condensatore.
Correnti continue. Corrente elettrica - resistenza sorgenti di energia nei circuiti potenza
nei circuiti elettrici - resistenze in serie e in parallelo - voltometri e amperometri - sicurezza
negli impianti elettrici - messa a terra - teoria atomica della resistenza - elettroforesi.
Magnetismo. Campì magnetici - forme magnetiche su cariche in movimento flussimetri
elettromagnetici - forze magnetiche su un filo percorso da corrente dipoli magnetici - momento magnetico di una carica orbitante - motori - galvanometri - campi magnetici prodotti da
correnti - campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente - campo magnetico di
un solenoide - campo magnetico di un filo rettilineo indefinito - forza tra due fili paralleli percorsi da corrente - misura dei rapporto tra carica e massa - spettrometro di massa.
Correnti e campi indotti. Legge di Faraday - correnti parassite - generatori elettrici - trasformatori - campi indotti e onde elettromagnetiche - equazioni di Maxwell in forma integrale
- materiali magnetici - induttanza - energia accumulata in una induttanza.
Descrizione dei moti ondulatori. Rappresentazione delle onde - velocità delle onde - interferenza e onde stazionarie - effetti di superfici limite della propagazione delle onde - onde
stazionarie risonanti - onde complesse e battimenti - energia e quantità di moto delle onde polarizzazione delle onde trasversali - effetto doppler.
Il suono. Natura e velocità dei suono - onde sonore stazionarie - intensità delle onde sonore - risposta del sistema uditivo.
Proprietà ondulatorie della luce. Indice di rifrazione - principio di Huygens riflessione
della luce - rifrazione della luce - dispersione - riflessione interna totale - interferenza - espe-
65
rimento di Young delle doppia fenditura coerenza - reticoli di diffrazione - diffrazione - polarizzazione della luce - diffrazione dei raggi X e struttura delle molecole biologiche - effetti di
interferenza negli stati sottili.
Specchi, lenti e strumenti ottici. Specchi - lenti deformazione dell'immagine aberrazione lente di ingrandimento - microscopio ottico a campo luminoso - l'occhio umano - acuità vis iva, sensibilità di percezione dei colori - la macchina fotografica risoluzione e contrasto nei microscopi - difetti ottici dell'occhio.
Proprietà corpuscolari della luce: il fotone. Radiazione del corpo nero – effetto fotoelettrico – il fotone – effetto Compton - spettro dei Raggi X – fotone e visione.
Proprietà ondulatorie della materia - Limiti della fisica classica – serie spettrali –l’ipotesi
ondulatoria di De Broglie – diffrazione dei neutroni – microscopio elettronico – l’atomo di
Bohr – il principio di indeterminazione.
Meccanica quantistica e struttura atomica. Aspetti generali della meccanica quantistica –
numeri quantici dell’atomo di idrogeno numero quantico principale - numero quantico angolare - numero quantico di spin – funzioni d’onda dell’atomo d’idrogeno – principio di esclusione di Pauli – struttura atomica e tavola periodica – emissione atomica e spettri di assorbimento.
Struttura della materia. Legame ionico legame covalente – ibridazione legame metallico –
isolanti e semiconduttori – legami deboli – forze attrattive di Van der Waals – legame idrogeno.
Risonanza nucleare magnetica. Comportamento di un dipolo magnetico di un campo magnetico - trattazione spettroscopica delle risonanze magnetiche - trattazione fenomenologica
delle risonanze magnetiche
Fisica nucleare. Radioattività – tempo di dimezzamento – datazione in archeologia e in
geologia – dimensioni del nucleo – protoni e neutroni – masse nucleari e energie di legame –
forze nucleari – livelli energetici nucleari e stabilità nucleare – decadimenti radioattivi – fissione nucleare.
Radiazioni ionizzanti. Interazioni delle radiazioni con la materia - perdita specifica di energia - unità di misure radiologiche - esposizione e dose assorbita grandezze biologiche effetti biologici delle radiazioni - esposizione cronica alle radiazioni - applicazioni delle radiazioni in medicina.
D) TESTI CONSIGLIATI
Rivolgersi al docente
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COMPLEMENTI DI FISICA
per il Diploma di Educatore e
Divulgatore Ambientale
A)
TITOLARE: Dott. Alessandro ERCOLI
B)
PROGRAMMA:
NOZIONI DI BASE
Descrizione matematica delle grandezze fisiche: sistemi di coordinate. Cenni di trigonometria:
seno coseno, tangente e cotangente. I vettori: definizione, rappresentazione cartesiana, operazioni di somma, differenza, prodotto scalare, prodotto vettoriale.
CINEMATICA
Lo spostamento, la velocità e l’accelerazione: definizioni medie ed istantanee. Moto lungo
una traiettoria qualsiasi. Moto uniforme ed uniformemente accelerato in una ed in due
dimensioni; Moto circolare uniforme; Cinematica della rotazione in un piano;
Rappresentazione cartesiana dei moti studiati;
DINAMICA
Legge di Newton e definizione di Forza; La legge di Gravitazione Universale: Massa del sole
e della terra; Problemi di dinamica e statica: corpi soggetti a forze costanti, molle, corde e forze di sostegno; L’attrito statico e dinamico; Forze di attrito e risoluzioni di alcuni problemi (
ad es. la pioggia, la velocità in curva, etc. ).
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro ed energia cinetica: definizioni ed applicazioni; Forze conservative e non conservative; Energia potenziale: definizione ed applicazioni per l’energia potenziale gravitazionale; La
velocità di fuga della terra; Principio di conservazione dell’energia meccanica: significato
fisico e conseguenze; Potenza: definizione ed applicazioni;. Il centro di massa: definizione e
determinazione; Problemi di urto.
OSCILLAZIONI E ROTAZIONI
La cinematica del moto armonico; Ampiezza periodo e frequenza; Il pendolo; La molla.
I FLUIDI
La p res s i o n e ed i l p ri n cip i o d i Pascal ; Leg g e d i St ev i no e s u e con s eg u en ze; Pres s i o n e at mo s ferica
e s u a mi s u ra; I man o met ri; Pri n ci p io d i Arch imed e: co n seg u en ze ed ap p l i cazio n i ; Mo t o n ei fl u i d i
i d eali : l eg g e di Bern o u l li e s u e app l i cazi o n i;
TEMPERATURA E TEORI A CI NETI CA DEI GAS
Scal a d i t emp erat u ra Cel si u s e Fah ren h ei t ; Scal a as s o l ut a ( o Kelv i n ) d el le t emp eratu re;
l ’eq uazi o n e d i s t at o d ei g as p erfett i ; i n t erpreet azi o n e mo l eco l are d el l a t emp erat u ra
I L CALORE ED I L PRI MO PRONCI PI O DELLA TERMODINAMI CA
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Cap aci t à t ermi ca e cal o re s p eci fi co; Il p ri mo p ri n ci p i o d el l a t ermo d i n ami ca; Lav o ro e d i ag ramma
PV p er u n g as ; Teo rema d i eq u i p art izi o n e d el l’en erg i a; Camb i amen ti d i fas e e cal o re lat en t e; La
t ras mi s s i o n e d el cal o re: co n d u zi o n e, co n v ezi on e ed i rrag g i amen t o ;
CALORE E LAVORO
Le macch i n e t ermi ch e; Il s eco n d o p ri n ci p i o d el l a t ermo di n ami ca ( en u n ci at o d i Kel v i n e d i
Cl au si u s ); Tras fo rmazi o ni i s o t erme, i s o b are, i s o co re; La macch i na d i Carn ot ; En t ro p ia: d i s o rd in e
e p rob ab i l i t à;
ELETTROSTATI CA E CORRENTE ELETTRI CA
La cari ca el et tri ca; La leg g e d i Cou l o mb ; Il camp o el ett ri co : calco l o e l i nee d i fo rza; Il p o t en zi al e
el et tri co ; Mo t o d i cari che i n u n camp o el et t ri co ; I co nd u t t o ri elet t ri ci ; La cap aci t à; I co n d ens at o ri :
l ’en erg i a d el co n d en s at o re; La co rren t e el et tri ca; Leg gi d i Oh m e res i s t en za; En erg i a d i s s i p at a i n
u n res i s t o re; Res i s t o ri in s eri e ed i n p aral lel o ; St u d io d i s emp li ci ci rcu it i
MAGNETI SMO
Defi ni zi o n e o p erat i v a d el v et t o re camp o mag n et i co B; Il camp o magn et i co p rod o t t o d a co rren t i :
t eo rema d i Amp ere; Camp o mag n et i co t erres t re; La fo rza d i Lo ren t z; s p et t ro met ro d i mas s a; On d e
el et tro mag n et i ch e: d efi n izi o n e e pro d u zi o n e; Nat u ra o nd u l at o ri a d el l a l u ce; Carat t eri s t i ch e d el l e
o n d e el et t ro magn et i ch e i n d i p en d en za d al l a l oro l u n g h ezza d ’o n d a
TESTI CONSI GLI ATI
J . P. Hu rl ey , C. Garro d PRINCIPI DI FISICA Ed Zan i chel l i
P. A. Ti p l er INVITO ALLA FISICA Ed . Zan i ch el l i
D. Burn s , S.G.C. MacDo n ald FISICA p er s tu d en t i d i Bi o l o g i a e Med i ci n a Ed . Zan i ch el l i
M. Vil l a, F. Vet ran o , P. Co fran ces co ELEMENTI DI FISICA Ed . McGraw-Hi l l
V. Zan et t i PERCORSI DI FISICA Ed . Zan i ch el li
•
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker FONDAMENTI DI FISICA Casa editrice Ambrosiana
•
J.W.Kane, M.M.Sternheim FISICA BIOMEDICA Vol.I e II E.M.S.I.
68
FISICA GENERALE I
A) TITOLARE:
B) PROGRAMMA
Elementi introduttivi
Le grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. Errore e cifre significative. Analisi dimensionale. Conversioni. I vettori. Elementi di calcolo vettoriale.
I fondamenti della Meccanica
La cinematica. La statica dei corpi: il concetto di baricentro e di momento delle forze. Elementi di idrostatica: densità, pressione. spinta di Archimede. Le leggi di Newton. Energia cinetica e lavoro. La legge di gravitazione universale. I campi conservativi ed il teorema di conservazione dell’energia. Cenni di dinamica dei sistemi di particelle. Sistemi meccanicamente
isolati: la conservazione della quantità di moto e del momento della quantità di moto.
Oscillazione ed onde
Proprietà elastiche dei solidi. Forze elastiche ed oscillazioni. L’oscillatore armonico smorzato
e forzato: la risonanza. Gli oscillatori accoppiati. Le onde in una, due e tre dimensioni. Il suono. Onde stazionarie. Effetto Doppler e bang supersonico.
Fluidi e liquidi
Flusso e portata. Il teorema di Bernouille. La viscosità. Il regime di Poiseuille. La tensione
superficiale ed i suoi effetti.
Termologia e Termodinamica
Temperatura e calore. Il gas perfetto. Modello cinetico del gas perfetto. La legge di equipartizione dell’energia. La propagazione del calore. Il primo e secondo principio della termodinamica. L’entropia. Proprietà termiche della materia: i cambiamenti di stato. Cenni ai potenziali
termodinamici. Cenni alla interpretazione probabilistica della termodinamica.
Argomenti complementari
Le forze di Coriolis. Sesse e maree. La diffusione: moti browniani e relazione di Einstein.
Propagazione del calore nella crosta terrestre. Cenni di statica e dinamica dell’atmosfera terrestre.
C)
TESTI CONSIGLIATI: a scelta tra
M.Villa, F.Vetrano, P.Cofrancesco, Fisica, McGraw Hill
D.Halliday, R.Resnick, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana
M.Alonso, E.J.Fin, Fisica, Masson
La Fisica di Berkely, Zanichelli
P.A.Tipler, Invito alla Fisica, Zanichelli
R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands, Tàe Feynman Lectures on Physics, Addison Wesley
69
FISICA GENERALE II
A) TITOLARE: Prof. Marco VILLA
B)
PROGRAMMA
Elettricità e magnetismo
La teoria di Maxwell; collegamenti con le prime teorie dell’elettromagnetismo, la relatività e
la meccanica quantistica. Leggi dell’elettrostatica: conduttori e dielettrici. La corrente elettrica: circuiti elettrici con resistenze e condensatori. Le leggi della magnetostatica. La legge di
Lorentz: moto di cariche in un campo elettromagnetico. La magnetizzazione della materia:
diamagnetismo, paramagnetismo, teorema di Larmor. Campi elettromagnetici variabili nel
tempo: legge di Faraday e di Ampère Maxwell. Circuiti con induttanze ed in corrente alternata. Dipolo elettrico oscillante ed onde elettromagnetiche.
Ottica
Cenni storici sulle interpretazioni del fenomeno luminoso. Riflessione e rifrazione della luce.
Interferenza, diffrazione e dispersione. Polarizzazione: leggi di Fresnel. Aspetti quantistici
della radiazione elettromagnetica. L’ottica geometrica.
Cenni di fisica moderna
La teoria della relatività. Le origini della meccanica quantistica. Il modello di Bohr dell’atomo
di idrogeno: i numeri quantici. Cenni di spettroscopia. Interazioni radiazione-materia. Lo
spettro elettromagnetico. Le radiazioni ionizzanti e le loro misura. Cenni di fisica nucleare.
Argomenti complementari
Il corpo nero. Cenni di elettrochimica. Cenni di elettrofisiologia
C) TESTI CONSIGLIATI: a scelta tra
M.Villa, F.Vetrano, P.Cofrancesco, Fisica, McGraw Hill
D.Halliday, R.Resnick, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana
M.Alonso, E.J.Fin, Fisica, Masson
La Fisica di Berkely, Zanichelli
P.A.Tipler, Invito alla Fisica, Zanichelli
R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands, Tàe Feynman Lectures on Physics, Addison Wesley
70
FISICA TERRESTRE
A)
TITOLARE: Prof. Vittorio SGRIGNA
B)
PROGRAMMA:
Richiami introduttivi. Sviluppi in serie di funzioni notevoli.
Numeri complessi. Cenni su alcune funzioni speciali (funzione di Green, delta di Dirac, funzionte tetha o a gradino, funzione box). Cenni sulle trasformazioni inte-rali: trasformate di
Fourier e di Laplace. Elementi di calcolo differenziale dei vettori. Prodotti scalare e vettoriale. Gradiente, divergenza, rotore. Equazione di Laplace e di D'Alembert. Teoremi di
Gauss (o della divergenza) e di Stokes (o della rotazione). I tensori. Fonnalismo tensoriale
degli operatori differenziali. Tensori cartesiani. Tensori simmetrici e antisimmetrici. Traccia
di un tensore. Sistemi di coordinate curvilinee (cenni). Coordinate cartesiane, sferiche e cilindriche. Armoniche sferiche. Polinomi di Legendre.
Generalità. Forma e struttura della terra. L'atmosfera. Moti della terra. Il tempo.
Il campo gravitazionale terrestre. Definizione e unità di misura. Massa, densità e momenti d'inerzia. Il geopotenziale. Ellissoide. Geoide. Forma della superficie equipotenziale.
Il valore della gravità sul geoide. Anomalie gravimetriche. Isostasia. Anomalie di Faye e di
Bouguer. Correzione delle anomalie di gravità. La rotazione terrestre. Precessione degli equinozi. Le nutazioni. Chandler wobble. Le maree terrestri. il potenziale mareale. Variazione della gravità per effetto delle maree.
Il rischio sismico. Valutazione dei rischio sismico: proposizioni generale e semplificata.
Scuotibilità, vulnerabilità, valore. Il terremoto. Magnitudo e momento sismico scalare di un
sisma.
Fondamenti di teoria dell'elasticità. Elasticità lineare. Spostamento, rotazione e deformazione. Il tensore delle deformazioni. Il tensore degli sforzi. Proprietà del tensore degli sforzi.
Assi principali e condizioni di invarianza. Elasticità e moduli elastici. Legge di Hooke generalizzata. Il tensore dei moduli elastici. Moduli di Youn-, di Poisson e di incompressibilità.
Le costanti di Lamé. Onde elastiche. Propagazione delle onde elastiche. Condizioni di equilibrio. Equazioni delle onde elastiche. Velocità delle onde P e delle onde S.
Reologia. Anelasticità o viscoelasticità nei solidi. Solidi lineari con meccanismo di memoria. Equazioni costitutive. Equazione di Boltzmann. Funzioni di creep e di rilassamento.
Solidi viscoelastici lineari. Modelli reologici unidimensionali. Modelli di Hooke, di Newton,
di Maxwell e di Kelvin-Voigt. Modulo complesso e differenza di fase tra sforzo e deformazione. Determinazione dell'equazione costitutiva, delle funzioni di creep e di rilassamento,
del modulo complesso e della differenza di fase tra sforzo e deformazione relativamente al
modello di Kelvin-Voigt. Solidi viscoelastici non lineari (cenni).
Il campo magnetico terrestre. Definizione ed unità di misura. Elementi (componenti) del
campo. li campo dipolare. Il campo reale. Il campo non dipolare. Variazioni temporali lente
del campo magnetico terrestre. Variazioni secolari. Inversioni di polarità. Paleomagnetismo.
La magnetizzazione delle rocce. Modello di sorgente del campo magnetico terrestre. Il campo magnetico esterno. Variazioni temporali rapide del campo magnetico terrestre e disturbi
magnetici.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Appunti dal docente relativi alle lezioni del corso.
P. Gasparini, Fisica della Terra Solida, Liguori Editore, Napoli, 1984.
Testi di consultazione (biblioteca)
C.M.R. Fowler, The Solid Earth, Cambridge University Press, 1990.
D.L. Anderson, Theory of the Earth, Blackwell Scientifie Publications, 1989.
F.D. Stacey, Physics of the Earth, J. Wiley & Sons, Inc., 1969.
71
FISIOLOGIA GENERALE
A) TITOLARE: Dott. Giovanni CASINI
B) PROGRAMMA:
I. FISIOLOGIA GENERALE DEL NEURONE E DELLA SINAPSI
Membrana plasmatica
Composizione chimica, fosfolipidi e proteine di membrana; trasporti attraverso la
membrana: trasporti attivi e passivi.
Potenziale di membrana
Canali ionici "a perdita"; equilibrio di Gibbs-Donnan; gradiente elettrochimico; equazione di Nernst; potenziale di equilibrio di uno ione; equazione di Goldman;
pompa ionica ATPasica sodio-potassio; circuito equivalente della membrana.
Potenziale di azione
Canali ionici a controllo di potenziale; la tecnica del "voltage clamp"; la tecnica del
"patch clamp"; basi ioniche del potenziale di azione; il potenziale "soglia".
Proprietà passive della membrana
Capacità di membrana; corrente capacitiva e corrente resistiva; costante di tempo;
costante di spazio.
Conduzione dell'impulso
Conduzione elettrotonica; la guaina mielinica; conduzione saltatoria.
Sinapsi elettrica
Morfologia della sinapsi elettrica; sinapsi elettrica rettificante e non rettificante.
Sinapsi chimica
Vescicole sinaptiche; rilascio del trasmettitore (natura quantica); sinapsi neuromuscolare; acetilcolina e recettori nicotinici; potenziale di inversione; potenziale di
placca; sinapsi chimiche centrali; EPSP e IPSP; riflesso miotatico; modulazione presinaptica.
Neurotrasmettitori
Glutamato: recettori AMPA e NMDA; GABA; Glicina; amine biogene; neuropeptidi.
Integrazione neuronale
Sommazione spaziale; sommazione temporale.
Trasduzione del segnale
Recettori-canale; recettori tirosina-chinasi; recettori legati a proteine G; tipi di proteine G; secondi messaggeri; sistema cAMP; sistema IP3 /DAG.
II. INFORMAZIONE SENSORIALE
Stimolo
Codificazione della modalità, intensità, durata e localizzazione dello stimolo; organizzazione generale dei sistemi sensoriali.
Recettori sensoriali
potenziale di recettore; adattamento; campi recettivi.
Il sistema visivo
Organizzazione della retina e fototrasduzione.
72
III. FISIOLOGIA DEL MUSCOLO SCHELETRICO
Ultrastruttura della fibra muscolare striata; proprietà meccaniche del muscolo; contrazione muscolare; accoppiamento elettromeccanico; recettori muscolari.
IV. SISTEMA ENDOCRINO
Generalità
Caratteristiche molecolari degli ormoni; ormoni idrosolubili e liposolubili; trasporto
degli ormoni nel sangue; recettori ormonali; feed-back.
Regolazione della produzione e meccanismi di azione
Ipotalamo e ipofisi; ormoni tiroidei; insulina e glucagone.
V. SISTEMA NERVOSO AUTONOMO
Ortosimpatico e parasimpatico
VI. FUNZIONE CARDIO-CIRCOLATORIA
Il sangue
Composizione del sangue; proteine plasmatiche; eritrociti e leucociti; coagulazione
del sangue.
Il cuore
Miocardio specifico e aspecifico; potenziale di azione nelle cellule pacemaker; elettrocardiogramma; regolazione nervosa della funzione cardiaca.
Il sistema circolatorio
Leggi di idrodinamica applicate al sistema circolatorio; il sistema arterioso; controllo nervoso della pressione arteriosa; scambi a livello dei capillari; il sistema venoso.
VII. FUNZIONE RESPIRATORIA
Organizzazione anatomica del polmone; meccanica respiratoria; scambi gassosi a livello alveolare; trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue; scambi capillari; centri respiratori.
VIII. FUNZIONE RENALE
Organizzazione anatomica del rene; il nefrone; filtrazione glomerulare; riassorbimento e secrezione tubulari; moltiplicazione e scambio controcorrente; regolazione
del pH plasmatico; regolazione della funzione renale.
IX. FUNZIONE DIGESTIVA
Organizzazione anatomica del sistema digerente; controllo della motilità del canale
alimentare; secrezione salivare, gastrica, pancreatica ed intestinale; funzioni di assorbimento.
C) TESTI CONSIGLIATI
E.R. Kandel, J.H. Schwartz e T.M. Jessel "Principi di Neuroscienze" Ambrosiana.
C. Casella e V. Taglietti "Principi di Fisiologia" Goliardica Pavese.
73
FISIOLOGIA GENERALE II
A) TITOLARE: Dott. Giovanni CASINI
B) PROGRAMMA:
MODULO I: FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
Midollo spinale; midollo allungato; ponte e cervelletto; mesencefalo; talamo; corteccia.
Organizzazione funzionale di un atto comportamentale.
SISTEMI SENSORIALI
Vie visive centrali
Nucleo genicolato laterale; corteccia visiva primaria.
Fenomeni di plasticità nella corteccia visiva.
Sensibilità somatica
Vie somato-sensoriali; sensibilità tattile; mappe somato-sensoriali; sensibilità dolorifica.
Funzione uditiva
Coclea e organo del Corti; trasduzione dello stimolo uditivo; vie uditive
centrali.
Equilibrio
Apparato vestibolare; trasduzione dello stimolo.
SISTEMA MOTORIO
Coordinazione motoria a livello di midollo spinale.
Tono muscolare e controllo della postura.
Movimenti volontari
Aree corticali motorie; mappe motorie; vie discendenti.
Cervelletto
Organizzazione anatomica; suddivisioni funzionali; tipi neuronali del cervelletto e loro connessioni; vie afferenti ed efferenti.
Gangli della base
Organizzazione anatomica; caratteristiche strutturali; connessioni; ruoli funzionali.
L'ATTIVITA' COLLETTIVA DEI NEURONI CORTICALI
Elettroencefalogramma.
Meccanismi dell'epilepsia.
VISUALIZAZIONE DEL CERVELLO "IN VIVO"
Tomografia assiale.
74
Tomografia ad emissione di positroni (PET).
Tomografia a risonanza magnetica (MRI).
MODULO II: LE BASI NEURALI DEL COMPORTAMENTO
ATTIVITA' NEURALE E COMPORTAMENTO
Meccanismi innati del comportamento; "fixed action pattern"; strutture nervose coinvolte nella risposta comportamentale.
SOGNI, SONNO E VEGLIA
Fasi del sonno; il sonno REM; strutture cerebrali e meccanismi responsabili
del ciclo sonno-veglia.
APPRENDIMENTO E MEMORIA
Definizioni
Condizionamento classico; memoria a breve e a lungo termine.
Meccanismi cellulari dell'apprendimento
Il modello sperimentale di Aplysia.
"Long term potentiation" (LTP) nell'ippocampo.
MALATTIE MENTALI
Schizofrenia.
Depressione.
Malattia di Alzheimer.
Morbo di Parkinson.
C) TESTI CONSIGLIATI
E.R. Kandel, J.H. Schwartz e T.M. Jessel "Principi di Neuroscienze" Ambrosiana.
Appunti del corso e materiale distribuito durante le lezioni.
ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
Midollo spinale; midollo allungato; ponte e cervelletto; mesencefalo; talamo; corteccia.
Organizzazione funzionale di un atto comportamentale.
SISTEMI SENSORIALI
Vie visive centrali
Nucleo genicolato laterale; corteccia visiva primaria.
Fenomeni di plasticità nella corteccia visiva.
Sensibilità somatica
Vie somato-sensoriali; sensibilità tattile; mappe somato-sensoriali; sensibilità dolorifica.
Funzione uditiva
Coclea e organo del Corti; trasduzione dello stimolo uditivo; vie uditive centrali.
Equilibrio
Apparato vestibolare; trasduzione dello stimolo.
75
SISTEMA MOTORIO
Coordinazione motoria a livello di midollo spinale.
Tono muscolare e controllo della postura.
Movimenti volontari
Aree corticali motorie; mappe motorie; vie discendenti.
Cervelletto
Organizzazione anatomica; suddivisioni funzionali; tipi neuronali del cervelletto e
loro connessioni; vie afferenti ed efferenti.
Gangli della base
Organizzazione anatomica; caratteristiche strutturali; connessioni; ruoli funzionali.
L'ATTIVITA' COLLETTIVA DEI NEURONI CORTICALI
Elettroencefalogramma.
Meccanismi dell'epilepsia.
VISUALIZAZIONE DEL CERVELLO "IN VIVO"
Tomografia assiale.
Tomografia ad emissione di positroni (PET).
Tomografia a risonanza magnetica (MRI).
SOGNI, SONNO E VEGLIA
Fasi del sonno; il sonno REM; strutture cerebrali e meccanismi responsabili del ciclo
sonno-veglia.
ATTIVITA' NEURALE E COMPORTAMENTO
Meccanismi innati del comportamento; "fixed action pattern"; strutture nervose
coinvolte nella risposta comportamentale.
APPRENDIMENTO E MEMORIA
Definizioni
Condizionamento classico; memoria a breve e a lungo termine.
Meccanismi cellulari dell'apprendimento
Il modello sperimentale di Aplysia.
"Long term potentiation" (LTP) nell'ippocampo.
MALATTIE MENTALI
Schizofrenia.
Depressione.
Malattia di Alzheimer.
Morbo di Parkinson.
C) TESTI CONSIGLIATI
E.R. Kandel, J.H. Schwartz e T.M. Jessel "Principi di Neuroscienze" Ambrosiana.
Appunti del corso e materiale distribuito durante le lezioni.
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FISIOLOGIA VEGETALE
A) TITOLARE: Dott.ssa Carla CARUSO
B) PROGRAMMA:
Generalita' sulle piante. La cellula vegetale. Il vacuolo: struttura e funzioni. Le membrane
biologiche: struttura e funzioni. Sistemi di trasporto specifici: canali, carriers, pompe elettrogene. La parete cellulare vegetale: composizione, struttura e funzioni.
Cenni di termodinamica: entalpia, entropia, energia libera di Gibbs. Potenziale elettrochimico. Potenziale di Nerst e di Donnan. Il trasporto dell'acqua: diffusione, flusso di massa, osmosi. Potenziale idrico e sue componenti. Movimento dell'acqua nel suolo. Assorbimento
dell'acqua da parte delle radici. Trasporto dell'acqua attraverso lo xilema. Pressione radicale e
corrente traspiratoria. Gli stomi: struttura, funzione e regolazione. Il sistema Suolo-PiantaAtmosfera.
Trasporto dei soluti: trasporto attivo e passivo. Trasporto attraverso le membrane biologiche. Trasporto transcellulare. Anatomia del floema. Vie di traslocazione attraverso il floema.
Tessuti "sorgente" e tessuti "pozzo". "Caricamento" e "scaricamento" del floema. Meccanismi
di traslocazione del floema. Allocazione e ripartizione degli assimilati.
I cloroplasti e la fotosintesi. La luce, i pigmenti e l'organizzazione del centro di reazione.
Fotosistema II (PS II) e fotosistema I (PS I): struttura, funzione e regolazione. Le reazioni
della fase luminosa. Meccanismi di trasporto di elettroni e di protoni. Le reazioni della fase
oscura. Il ciclo di Calvin (PCR) e sua regolazione. Il ciclo C2 (PCO) e la fotorespirazione.
Meccanismi di concentrazione della CO2: le piante C4 e le piante CAM. Biosintesi del saccarosio e dell'amido. Metabolismo respiratorio delle piante. Degradazione degli zuccheri e gluconeogenesi. Il ciclo degli acidi tricarbossilici. Gliossisomi e ciclo del gliossilato. Metabolismo lipidico. Metabolismo dell'azoto. Fissazione dell'azoto. Vie di assimilazione del nitrato.
Organicazione dell'azoto e il sistema GS/GOGAT.
Le basi cellulari dell'accrescimento e della morfogenesi. Cellule ad accrescimento apicale
e diffuso. Gli ormoni vegetali: auxine, gibberelline, citochinine, etilene, acido abscissico. Biosintesi, metabolismo, trasporto, effetti fisiologici e meccanismi di azione degli ormoni vegetali.
Meccanismi di difesa delle piante in seguito a stress abiotici: siccita', freddo e salinita'.
Meccanismi di difesa delle piante in seguito a stress biotici: infezione da batteri, funghi e nematodi. Reazione ipersensibile e risposta sistemica acquisita. Cenni sulla teoria gene-pergene. Cenni sulla ingegneria genetica vegetale: produzione di piante transgeniche.
C. TESTI CONSIGLIATI
Taiz L. & Zeiger E., Fisiologia Vegetale, Piccin
Alpi A., Pupillo P. & Rigano C. Fisiologia delle piante, EdiSES
Salisbury F. B. & Ross C. W. Fisiologia Vegetale, Zanichelli
Tutti i testi consigliati sono disponibili in biblioteca.
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FONDAMENTI DI ANALISI DEI SISTEMI ECOLOGICI
A) TITOLARE: Prof. Paola ARDUINO
B) PROGRAMMA:
a) INTRODUZIONE
Ecologia, definizione, livelli di organizzazione gerarchica, proprietà dei sistemi, modelli;
ECOSISTEMA
Definizione, struttura, metodi di studio, modellizzazione in Ecologia (principi
generali, costruzione di un modello, esempi di modelli di subsistemi); natura
cibernetica degli ecosistemi; Ipotesi Gaia (il controllo biologico dell'ambiente
geochimico), esempi di ecosistemi (struttura, studio), produzione e decomposizione; classificazione;
ENERGIA
Leggi dell'entropia, ambiente energetico, concetto di produttività ed efficienza,
catene alimentari, reti alimentari, livelli trofici; qualità dell'energia; metabolismo e dimensione degli individui; struttura trofica, piramidi ecologiche; teoria
della complessità, energetica proporzionale, capacità portante
CICLI BIOGEOCHIMICI
Definizione, modelli e tipi fondamentali; ciclo sedimentario; studio quantitativo; indice di riciclizzazione; biogeochimica di un bacino idrografico, ciclizzazione globale del carbonio e dell'acqua; ciclo dell’ossigeno, dell’azoto, del fosforo, dello zolfo, cicli degli elementi non essenziali; cicli dei nutrienti ai tropici;
b) LA COMUNITA’
Definizione, metodi di definizione (analisi dei gradienti, metodi statistici);
struttura: composizione, ricchezza, abbondanza, uniformità, omogeneità (diagrammi rango-abbondanza, indici di diversità), diversità (alfa, beta e gamma
diversità); successioni (modalità, tipi, destino); modelli previsionali; meccanismi alla base delle successioni; concetto di climax; perturbazioni (disturbo, disastri, catastrofi); stabilità (resilienza, resistenza, fragilità/robustezza); complessità e stabilità (ipotesi e modelli)
ECOSISTEMI ARTIFICIALI
Definizione, caratteristiche e studio degli ecosistema selvicolturali, degli agroecosistemi e dell’ecosistema urbano
C) TESTI BASE CONSIGLIATI
Colinvaux P. (1995). Ecologia. EdiSES
Odum E. (1994). Ecologia. Piccin, Padova.
Per il programma dettagliato e i testi a cui far riferimento per ciascun argomento contattare
il docente.
78
GENETICA
A) TITOLARE: Prof. Fabrizio PALITTI
B) PROGRAMMA:
Sv il u p p o s t o ri co e p ro bl emi d el l a Gen et i ca.
Descri zio n e del l a v ari ab i l i tà. Su o s tu d i o i n t ermi n i s t ati s t i ci . Pro b abi l i t à. Med i a e v arian za.
Erro re med i o . Li mi t i fi d u ciari . Co n fro n t o t ra d u e med i e. i l ch i q uad rato . La frazi o n e eredi t aria
d ell a v ari ab il i t à. Li nee p ure. Sel ezi o n e. Il p ro b lema del l ’ered i tari età d ei carat t eri acq ui s i t i.
Le l egg i d i Men d el. Rap p o rti mend el i ani atip i ci e coo perazio n e d ei g eni . Epis t asi. Plei o t ro p i a.
Al lel i a mu l t ip l a. I g ru p p i s an g ui g n i d el l 'u o mo . Ered i t à d ei carat teri qu an t it at i vi .
Effet t i d el l 'amb i en t e su l l ' es p ress i o n e d ei g en i .
Mend eli smo eo rg ani zzazi o n ed el mat eriale genet ico . Ci cl i v i tal i . 1 cro mo s o mi d ei pro cario t i e
d egl i eucari ot i . Ci cl o cel lu l are. Mit o s i . Meio s i . Co n co rd anza t ra mend el i smo e mei o si .
I cro mo so mi ses s u al i . Caratt eri l eg ati al s es so. Ass o ci azi o n e e s camb i o. Cos t ru zi o n e d el l e
mapp e g en eti ch e. An al is i g en eti ca e ci t o log i cad el lo s camb i o .I cromo s o mi g i gan t i d el l eg h i an d o l e
s ali v ari. Map p e st at i st i ch e e cro mo s omi ch e. Gen et i ca d ell e cel l u l e s o mat i ch e.
Il mat eri ale g en eti co : i d en ti fi cazi o n e. Comp o s izi o n ech i mi ca es t rut t u rad eg li acid i n ucl ei ci .
L' org an izzazio n e del DNA n ei cro mo s o mi. La rep li cazio n e del DNA n ei p ro cari o ti e neg l i eu cari ot i . Il co di ce gen et ico : nat u ra e d eci frazi o n e. Sin t es i d egli RNA. Sin t es i p rotei ca, s t rut t u ra d el
g ene. Si s tema rII d el b at t eri o fag o T4. Rico mb in azi on e i nt rag en i ca. Ci st ro ne. Enzi mi e mapp e d i
rest ri zio n e. Det ermi n azi o n e d el le s equ en ze d el DNA. Cl o nag g i o.
Rego l azio n e del l 'at t i v it à g en i ca nei pro cari ot i ed eucari ot i . Effett o d os e, at t i v ità d ell a eu cro mat i na e del l ' et ero cro mati n a. La met i l azi o n e d el DNA. Pro bl emi d el differen ziamen t o. Gli o nco g en i.
Ev ol u zi on e del materi ale g enet i co. Class i fi cazio n e e frequ en za d el le mu tazi o ni. Mut azio ni del
g eno ma. Po l ip l o i di a.
An eu p l oid i a. Si n dro mi u man e. Mut azion i g en et i che: basi mo l ecol ari. Mu tazi o ni cromos o mi ch e: meccan i smi d i fo rmazi o ne.
In du zi o ne d i mu t azi o n i co n ag ent i fi s ici e ch i mici . Meccan i smi d i ri p arazi o n e d el d an n o al
DNA. Pro b l emi d i mu t agen es i amb ien t ale.
La g en eti ca di p o po l azio n i . La leg g e d i Hard y -Wei n b erg .
Caus e d i v ariazi o ne d elle freq u enze g en i ch e. L'o ri g in e d el le sp eci e. Int erp ret azion e gen et ica
d ell ' ev ol u zi on e.
C)
TESTI CONSIGLIATI
A.J.F. Griffiths, J.H. Miller, D.T. Suzuki, R.C. Lewontin, W.M. Gelbart. Geneti-ca:Principi
di analisi formale, Zanichelli, Bologna.
P.J. Russel, Genetica, EdiSES, Napoli.
G. Montalenti, Introduzione alla Genetica, UTET, Torino.
Gli studenti possono scegliere uno dei testi consigliati secondo le loro preferenze. Per coloro
che non hanno frequentato si consiglia il testo del Montalenti per ottenere una preparazione di
carattere più generale da integrare con uno degli altri due testi.
Durante lo svolgimento del corso sono previste esercitazioni pratiche sui seguenti argomenti:
Mendelismo
Eredità legata al sesso (Drosophila)
79
Mitosi e Meiosi (analisi al microscopio)
Citogenetica molecolare
Genetica di popolazione.
80
GENETICA II
A) TITOLARE: Prof. Giorgio PRANTERA
B) PROGRAMMA
MODULO A: CITOGENETICA
ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA E UCARIOTICO
Organizzazione delle sequenze di DNA
Organizzazione della cromatina
Organizzazione del cromosoma mitotico
E SPRESSIONE DEL GENOMA E UCARIOTICO
Conformazione della cromatina ed espressione genica
Metilazione del DNA
Domini funzionali del cromosoma
Eterocromatina costitutiva
Eterocromatina facoltativa
Effetto di posizione
Evoluzione delle sequenze non codificanti
MODULO B: GENETICA DI PROCESSI COMPLESSI
IDENTIFICAZIONE , MAPPATURA E CLONAGGIO DI GENI E UCARIOTICI
CONTROLLO GENETICO DELLA MEIOSI
Centromero e telomero
Le fasi della meiosi
Analisi genetica e molecolare del crossing over
Meiotic drive
GENETICA DELLO S VILUPPO
Dissezione genetica e molecolare dello sviluppo in D. melanogaster
Controllo genetico della determinazione del sesso
Compensazione del dosaggio
Imprinting genomico
C) TESTI CONSIGLIATI
Gli argomenti del corso si possono coprire integrando fra loro i testi qui sotto consigliati, e con altro materiale bibliografico fornito durante il corso.
Genetica, principi di analisi formale. Suzuki D.T. et al. Zanichelli editore.
Genetica. Klug W.S. e Cummings M.R., Città Studi Edizioni
81
Il gene VI. Lewin B., Zanichelli editore
The making of a fly. Lawrence P., Blackwell Scientific Publications.
NOTE
- Per gli studenti dell’indirizzo Biomolecolare il corso è obbligatoriamente
composto da entrambi i moduli.
- Gli studenti degli altri indirizzi possono scegliere, come materia opzionale,
uno qualsiasi dei due moduli indipendentemente dall’altro, o il corso completo
di due moduli.
82
GENETICA DEI MICRORGANISMI
(1 modulo)
A) TITOLARE : Prof Giampiero GUALANDI
B) PROGRAMMA
procarioti :
batteri:
- Cellula batterica, ciclo biologico, cromosoma batterico (studichimico-fisici , autoradiografici)
- Metodologie microbiologiche e genetichedi studio:
terreni selettivi, isolamento mutanti (induzione, arricchimento)
- Scambio del materiale genetico:
Trasformazione naturale ed artificiale: metodologia, mappe.
Coniugazione, mappe Fattori responsabili della coniugazione, plasmidinaturali. Sesduzione.
- Trasposoni (metodologie combinate genetico-molecolari):
trasposizione conservativa e duplicativa (Tn3,Tn10),
fagi:
- Metodologie microbiche e genetiche
- Cicli biologici e caratteristiche dei batteriofagi. Metodi distudio e selezione dei
mutanti. Complementazione
Mappatura per incroci, per delezioni e mappe fisiche. Ricombinazionegenerale
- Restrizione e modificazione
- Lisogenia. Ricombinazione specializzata. Trasduzione mediata dai fagi:generalizzata e specializzata.
il fago Mu .
Studio di eucariotici semplici (funghi):
- Cicli biologici, aploidia, diploidia, fase eterocarionte.Selezione dei mutanti, marcatori, test di complementazione.
- Ciclo parasessuale. - Fattori nucleari e citoplasmatici. mappatura persegregazione
- Analisi degli aschi e meccanismi di ricombinazione meiotica/mitotica.
- Analisi delle vie metaboliche, blocchi ed iper-espressione
- Mating type e trasposoni nel lievito
- Miglioramento genetico dei microrganismi ebiotecnologie.
C) TESTI CONSIGLIATI
-Griffiths et al , Principi di analisi formale, Zanichelli
-Goodenough,Genetica, Zanichelli
-R. Shleiff, Genetics and Molecular Biology
-Alcuni articoli forniti dal docente
83
GEOGRAFIA DEL PAESAGGIO E DELL'AMBIENTE
per il Diploma di Educatore e Divulgatore Ambientale
A)
TITOLARE: Prof. Marco MAGGIOLI
B)
PROGRAMMA:
Il corso si articola in tre distinte sezioni:
La prima sezione riguarda la storia degli studi geografici e i concetti portanti della disciplina
geografica in materia di paesaggio e ambiente dal XVIII secolo ad oggi.
Nella seconda sezione si analizzeranno i principali tipi di paesaggio esistenti. Tipi di paesaggio, come quello carsico o vulcanico, e paesaggi tipici come il paesaggio vulcanico del Vesuvio o dell'Etna, ecc.
Nella terza sezione, attraverso l'uso di carte topografiche, si cercherà di descrivere e commentare i fenomeni geografici presenti e tra loro correlati di alcuni tipi di paesaggio italiano.
1) I concetti di base
Territorio, ambiente e paesaggio. Concetti, definizioni e categorie descrittive. Paesaggio e
ambiente nella storia del pensiero geografico. Il determinismo ambientalista. L'ecologismo
umanista. L'analisi spaziale. Cenni sulla legislazione del paesaggio.
2) Paesaggio, ambiente e regione negli studi geografici
La ricerca delle unità territoriali. Paesaggio e regione: le prime impostazioni. Il paesaggio secondo il possibilismo. La differenza tra regione e area. La regione e il paesaggio nella geografia funzionalista. Il sistema territoriale aperto. Il paesaggio come ecosistema.
3) Paesaggio, percezione e valori
Significanti e significati: percezione e rappresentazione. Il paesaggio nella geografia bahaviuorista. Polarizzazione, disuguaglianze territoriali e squilibri economici. I confini come aree
di tensione. Il territorio come teatro dei conflitti nella società postindustriale. Stress sociale e
stress territoriale.
4) Il paesaggio urbano
Definizioni e concetti portanti. Nascita, crescita, cambiamento della città. La polarizzazione
terziaria e la polarizzazione industriale. La città nel territorio: la rete urbana. i modelli della
scuola sociologica di Chicago. Il modello di Christaller. La città e la non città. Il postmoderno
e gli spazi effimeri.
5) Il paesaggio non urbanizzato
Geografia agraria, geografia agricola, geografia rurale. Il quadro ambientale fisico. Il quadro
ambientale umano. Tipi di paesaggio. Le regioni agrarie.
Aldo Sestini e il paesaggio italiano. Umberto Toschi, tipi di paesaggio e i paesaggi tipici. Renato Biasutti e il paesaggio terrestre.
6) La cartografia come strumento di analisi geografica: i concetti e le definizioni
Le coordinate geografiche. I globi e le carte geografiche. La scala. La classificazione delle
carte geografiche. I diversi tipi di proiezione geografica. Il simbolismo cartografico. La carta
topografica d'Italia. Lettura e utilizzazione della carta topografica.
7) I materiali della crosta terrestre
84
Lo studio delle rocce. Origine dei magmi. Le rocce ignee. Il processo sedimentario. Rocce
sedimentarie (clastiche, piroclastiche, organogene, di origine chimica). Rocce metamorfiche.
Il ciclo litogenetico.
8) La dinamica della litosfera
L'interno della Terra. Il campo magnetico terrestre. La struttura della crosta. L'espansione dei
fondi oceanici. Dorsali oceaniche. Fosse abissali. Il meccanismo dell'espansione. La tettonica
delle placche. Celle convettive e punti caldi.
9) La costruzione del paesaggio vulcanico
Cos'è un vulcano. Gli edifici vulcanici. Tipi di eruzioni. I prodotti dell'attività vulcanica. Vulcanismo effusivo ed esplosivo. Fenomeni concomitanti all'attività vulcanica. Distribuzione
geografica dei vulcani.
10) I ghiacciai e le acque continentali
Il ciclo dell'acqua. I ghiacciai. Le sorgenti. I fiumi. L'utilizzazione dell'energia dei fiumi. I
laghi. L'inquinamento delle acque continentali.
11) L'azione degli agenti esogeni nella costruzione del paesaggio
La degradazione meteorica. i fenomeni franosi. L'azione del vento. L'azione delle acque correnti. Il ciclo dell'erosione e le superfici di spianamento. L'azione solvente dell'acqua e il carsismo. L'azione geomorfica dei ghiacciai. L'azione del mare sulle coste.
C) TESTI CONSIGLIATI
Bruno Accordi, Elvidio Lupia Palmieri, Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli,
Bologna (ultima edizione)
Adalberto Vallega, Geografia umana, Mursia, Milano 1989
Due tavolette a scelta tra quelle indicate di seguito:
Monte Bianco (F.27 II N.E.)
Lecco (F.32 I S.E.)
Montebelluna (F.38 III N.O.)
Poggioreale del Carso (F.40 II S.O.)
Badia Polesine (F.64 III N.O.)
Bracciano (F.143 III N.E.)
Santa Maria Capua Vetere (F.127 II S.O.)
Cerignola (F.175 I N.E.)
Vesuvio (F.184 II N.E.)
Per i non frequentanti si consiglia la lettura di almeno due testi a scelta fra quelli di seguito
indicati:
AA.VV., "Il paesaggio", in Storia d'Italia, Annali, vol. V, Einaudi, Torino 1982.
C.Allegre, Economizzare il pianeta, F.Angeli, Milano 1990.
G.Amendola, A.Antonelli, F.Archibugi, G.Barbero, F.Beato e altri, La valutazione di impatto
ambientale. Un approccio integrato, Franco Angeli, Milano 1991.
S. Bartolommei, etica e ambiente, Guerini e Associati, Milano 1990.
A.Boatti, Parchi e protezione del territorio. Realtà e progetti europei, nazionali e regionali,
Franco Angeli, Milano 1995.
G.Botta (a cura di), Studi geografici del paesaggio, Cisalpino Goliardica, Milano 1989.
J.Gambino, l'inquinamento degli ecosistemi idrici nell'Europa comunitaria, Patron, Bologna
1992.
85
OCSE, Acque inquinate. Le conseguenze dell'uso di fertilizzanti e pesticidi, Muzzio editore,
1987.
S.Pinna, La protezione dell'ambiente, Franco Angeli, Milano 1995.
C.Poli, Etica ambientale. Teoria e pratica, Guerini e Associati, Milano 1992.
G.Romano, Studi sul paesaggio, Torino 1978.
P.Schmidt di Friedberg, I limiti dell'ecologismo, Guerini e Associati, Milano 1992.
E.Sereni, Storia del paesaggio italiano, Laterza, Bari 1963.
E.Turri, semiologia del paesaggio, Longanesi, Milano 1979.
A.Vallega, Esistenza, società, ecosistema, pensiero geografico e questione ambientale, Mursia, Milano 1994.
Le vie dell'ambiente tra geografia, politica ed economia, in "Geotema", n.3, a.I., settembredicembre 1995.
A.Sestini, il paesaggio, TCI, 1962.
C.Zerbi, Paesaggi della geografia, Università cattolica, Milano 1988.
V.Rimatori, P.Villa, M.Del Piano, C.Palagiano, Scienze ambientali. Igiene, geografia, microbiologia, NIS, Roma 1994.
J.Tricart, J.Kilian, L'eco-geografia e la pianificazione dell'ambiente naturale, Franco Angeli,
Milano 1985.
W.M.Marsh, Enviromental Geography: science. land use, and earth system, Wiley & Sons,
New York 1996.
E.Turri, Antropologia del paesaggio, Comunita, Milano 1974-1983.
86
GEOPEDOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Ugo CHIOCCHINI
B) PROGRAMMA:
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
MODULO A:
Richiami di Litologia, Geologia e Geomorfologia.
Riconoscimento pratico dei principali minerali e dei più diffusi tipi di rocce magmatiche
(intrusive ed effusive, piroclastiche), metamorfiche e sedimentarie.
Carte topografiche: lettura ed interpretazione; profili topografici; determinazione della
pendenza su superfici topografiche; tipi di carte topografiche; uso della bussola e del G.P.S.
Carte geomorfologiche: modalità di rilevamento e di rappresentazione; cartografia di
base e foto aeree; normativa per la realizzazione della Carta Geomorfologica d’Italia (Progetto CARG).
Geologia ambientale: valutazione di impatto ambientale.
MODULO B:
Alterazione dei minerali e delle rocce: scala di stabilità dei minerali.
Caratteri del suolo: tessitura, stato di aggregazione, colore, porosità; la sostanza organica; scambio cationico e pH; orizzonti pedologici;
principali processi che operano nei suoli: idrolisi; pedoturbazione; decarbonatazione e
carbonatazione; lisciviazione; gleizzazione; podsolizzazione; laterizzazione.
Fattori della pedogenesi: roccia madre; clima; morfologia; tempo; fattori biotici;
l’equazione di Jenny.
Cenni sulla classificazione dei suoli: Sistema di classificazione dell’Inghilterra e del
Galles; sistema USDA; carta dei suoli del mondo FAO-UESCO.
Cenni sulla cartografia dei suoli: unità cartografiche; cartografia di base e foto aeree;
cartografia dell’uso del suolo.
Dissesto idrogeologico e difesa del suolo: erosione idrometeorica e azione delle acque
correnti; rischio di erosione del suolo; condizioni di stabilità dei versanti; frane; classificazione delle frane.
Attività estrattiva e recupero ambientale: tipi di cave e cenni sulla normativa; principi di
intervento per il recupero e/o ripristino di aree soggette ad attività estrattiva.
I due moduli comprendono esercitazioni pratiche in laboratorio e sul terreno con visite ad aree
con vari tipi di modellamento geomorfologico e di suoli; aree soggette a dissesto
idrogeologico; aree interessate da attività estrattiva; esempi di cave ripristinate.
B)Testi consigliati
D. Magaldi; G.A. Ferraris - Conoscere il suolo: introduzione alla pedologia - Etas libri.
G. Gisotti – Principi di Geopedologia – Calderini, Bologna.
S.G. Mc Rae - Pedologia pratica – Zanichelli, Bologna.
P. W. Birkeland – Soils and Geomorphology – Oxford University Press
M. Panizza – Geomorfologia Applicata: metodi di applicazione alla Pianificazione territoriale
e alla Valutazione di Impatto Ambientale – NIS La Nuova Italia Scientifica, Roma.
L.Aruta e P.Marescalchi – Cartografia: lettura delle carte – Dario Flaccovio Editore, Palermo.
Servizio Geologico Nazionale – Carta geomorfologica d’Italia 1:50.000, Guida al rilevamento
– Quaderni serie III volume 4.
U Chiocchini – Appunti dalle lezioni (Attività estrattive e ripristino delle cave).
87
IDROBIOLOGIA
(IDROBIOLOGIA E PESCICOLTURA
per Scienze Biologiche)
A) TITOLARE: Dott. Paolo Tito COLOMBARI
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
Introduzione: Definizioni: idrobiologia; limnologia; ecologia delle acque interne (Definizioni); Ciclo dell'acqua; Caratteristiche fisico-chimiche dell'acqua (densità; viscosità; tensione superficiale; calore specifico, l'acqua come solvente); Rete fluvio-lacustre, acque interne,
unità di studio il bacino imbrifero (caratteristiche generali).
L'ecos i s t ema l ag o : - Ori g in e e cl as s i ficazi o n e; Mo rfo l o g i a e mo rfo met ri a d el l a co nca l acu s t re,ap p arat o cos t i ero; b i lan ci o i d ri co - temp o di ricamb i o t eori co ; Pro pri età o t t ich e; - Propri et à
t ermich e d ei l ag h i, ci cl o termi co ; Mo v i men t i d el l ' acqu a (cen n i); - El emen t i d i ch i mi ca del l e acq u e lacu st ri , cu rve d el l 'o ss i g en o ; Caratt eriat i che chi mi che d ei lag h i , ci clo d el carbo n io , d el l' azo t o
e d el fos fo ro ,d et ermin azi o n e d el fat t o re li mi t an te; Prod u t t i v ità d el le acq u e l acu s tri ; mo del li d i
d i n ami ca d ei nut ri ent i , cari co es tern o , cari co i n t erno ; ru o lo d ei sed i ment i; Eu tro fi zzazi o n e, cl as s i fi cazio n e d ei l ag h i in b as e al l a t ro fi a (OECD); Comp on en t i b i o ti ch e e zonazi o n e d i u n lag o ; il
p l an ct o n , meto do l og i a d i camp io n amen t o ; Fit op lact o n, ci cl omo rfos i (d i n oflagel l at i ),ret e t rofi ca
p el agi ca, p ro du zio n e p rimari a, meto d i d i v alu t azi o ne; Zo o p l an ct on , eco l o g ia e cen n i d i s s i s t emat i ca, d i s t ribu zi o n e o rizzo n t al e e v ert ical e, s u cces sio n e s tag i on al e, ci clo mo rfos i (rot i feri e cl ad o ceri ), co mp eti zi on e e predazi o n e, b io man i p ol azi o n e e co n t ro l l o del cari co es t ern o ,Neu s t o n ;
Ben t oh o s pro fo nd o , ri mi n eral izzazi on e del l a so s tan za o rg ani ca; La zo n a l i t oral e e s u b-l i t o ral e,
fat t ori ch e i n flu en zan o lo s v i lu p p o d el l a v eget azi on e acq u at ica; Al g h e ep i fit i ch e, b att eri , i n vert eb rat i, Zo n a p elag i ca.
Le acque correnti: Classificazione degli ambienti di acque correnti; Caratteristiche idromorfologiche , reticolo idrografico; Caratteristiche chimico-fisiche; Zonazioni longitudinali:
teoria del "river continuum", flusso di energia di un ecosistema lotico, articolazione troficofunzionale; Le comunità delle acque correnti, struttura, composizione e adattamenti; Ecologia
di sistemi fluviali antopizzati (cenni).
MODULO B
Caratterizzazione chimico-ficsica e biologia degli ecosistemi di acque lotiche e lentiche:
Pianificazione del monitoraggio di un bacino idrografico; valutazione della capacità autodepurativa di un fiume; Analisi dell'inquinamento attraverso i parametri chimico-fisici e microbiologici; Il monitoraggio biologico, il concetto di indicatore biologico; Introduzione agli
indici biotici; Correlazione tra i diversi indici biotici ed i parametri chimico-fisici.
L'i t ti of a u n a del l e acq u e i nt er n e: Bi o lo gi a, Eco lo g i a e Di stri b u zi on e; Pro b l emi d i co ns erv azi o n e d el la faun a i tt i ca, l e sp eci e al l oct o n e, l e cart e i t t ich e; Met o di d i s t u d io d ell e p op o l azi o n i
i t t i ch e, i l camp i o n amen t o (met o d i che e at t rezzi), mo d ell i mat emati ci d i accres ci men t o, s t i ma
d el l ab i o mas s a, Ges t i on e d ell ' i t ti ofau na, acqu aco lt u ra,p es ci co l tura; il rip op o l amen to , s p ecie o g g et t o d i ri p o p ol amen t o .
Ittiologia: classificazione dei pesci, sistematica, morfologia esterna, morfometria, caratteri
anatomici utilizzati in sistematica, pinne, sistema cutaneo, colorazionme, scaglie, determinazione dell'età, organo del labirinto, vomere e denti faringei, respirazione, vista, osmoregolazione, anatomia interna di base, riproduzione, sviluppo embrionale.
88
C)
TESTI CONSIGLIATI
Charles R. Goldman; Alexander J. Horne, Lymnology (consiultabile in biblioteca).
Giordani G; Melotti P., Elementi di Acquacoltura (consultabile in biblioteca).
Marchetti R. (a cura di) (1992), Ecologia Applicata (capitoli dedicati allo studio degli ambienti acquatici italiani), S.It.E., Città Studi, Milano.
Moss. B. (1988), Ecology, of fresh waters - Man and Medium, Blackwell Scientific Publications.
Ronald J. Roberts Patologia dei Pesci (consultabile in biblioteca).
89
IDROLOGIA E IDROGEOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Vincenzo PISCOPO
B)
PROGRAMMA:
Principali proprietà dell’acqua; pressione, portata, deflusso a pelo libero ed in pressione. I sistemi idrologici ed idrogeologici. Bilancio di un sistema.
Evaporazione, evapotraspirazione, pioggia, infiltrazione: fisica dei processi, misura delle
grandezze, metodi indiretti di stima, elaborazioni varie di interesse pratico (double mass
analysis, piogge ragguagliate, curve di possibilità pluviometrica, etc.). Fonti dove reperire i
dati idrometeorologici.
La portata dei corsi d’acqua, concetti generali, misura e stima. Trasformazione afflussi - deflussi. Relazioni fra acque superficiali ed acque sotterranee. Fasi di esaurimento. Le piene fluviali e l’idrogramma di piena ; suddivisioni nelle sue componenti. IU (concetti generali, metodi di calcolo, IU di Nash e sintetitici). Metodi empirici e statistici per la stima delle piene;
cenni al metodo cinematico per la simulazione delle piene. Modellistica, previsioni in tempo
reale e struttura generale di una rete di monitoraggio. Cenni alle opere di difese dalle piene e
di regimazione dei corsi d’acqua. Problemi ambientali legati ai corsi d’acqua e agli invasi artificiali. Esempi vari.
Acque sotterranee, definizioni fondamentali. L’equazione di Bernoulli e di Darcy in forma
elementare. Limiti ed applicazioni varie della eq. di Darcy, velocità reale. Assunzioni di Dupuit-Forchheimer. Soluzioni analitiche a problemi di vario tipo nel caso di acquiferi freatici ed
acquiferi in pressione. Flusso perpendicolare e parallelo alla stratificazione. Reti di flusso e
loro applicazioni. Piezometria. Carte idrogeologiche. Le sorgenti: classificazione, ricarica,
fasi di esaurimento, studio e gestione. I pozzi per acqua in regime di equilibrio e di non equilibrio; campi pozzi. Principio di sovrapposizione. La subsidenza. Protezione delle acque sotterranee, fasce di rispetto delle opere di captazione, isocrone. Cenni alla equazione di Darcy in
mezzi anisotropi ed al moto degli inquinanti nelle acque sotterranee. Problemi di inquinamento vario, con criteri generali di intervento. Intrusioni saline negli acquiferi costieri. Cenni
alle carte idrogeologiche e di vulnerabilità.
Il corso prevede numerosi esercizi numerici e un insieme di lezioni in laboratorio ed in
campagna, con visite a sorgenti, campi pozzi e opere idrauliche. Si assume che lo studente
abbia seguito con profitto i corsi previsti di Matematica, Fisica, Chimica, Litologia e
Geologia.
C)
TESTI CONSIGLIATI (oltre alle fotocopie fornite dal docente su argomenti
particolari):
Ciabatti M: Elementi di Idrologia Superficiale – Coop. Libraria Univers. Bologna
Francani V.: Idrogeologia Generale ed Applicata . Città Studi Edizioni
Per chi vuole approfondire (questi testi sono anche disponibili in biblioteca):
Celico P. : Prospezioni Idrogeologiche. Vol 1 e 2, Liguori Ed.
de Marsily G.: Quantitative Hydrogeology. Academic Press.
Moisello U.: Grandezze e Fenomeni. Idrologici. La Goliardica Pavese.
Shaw E.: Hydrology in practice. Chapman & Hall.
Tarbuck - Lutgens : Earth Sciences. Prentice Hall ( anche una edizione in italiano)
Todd D.K. : Groundwater Hydrology. John Wiley & Sons.
90
IGIENE
(C.d.L. in Scienze Biologiche, corso di studi di quattro anni)
A) TITOLARE:
B)
PROGRAMMA:
Il concetto di salute. La tutela della salute. Campo d’azione dell’Igiene (Medicina Preventiva, Igiene Ambientale, Epidemiologica, Educazione Sanitaria). Nozioni di demografia,
di Statistica, di Biometria, di Tecnica Epidemiologica.
Generalità sull’etiologia delle malattie. Generalità sugli agenti etiologici delle malattie da
infezione e da infestazione. I rapporti ospite/parassita (meccanismo dell’azione patogena, difese e reazioni dell’organismo umano). Fonti di infezione e modalità di trasmissione delle infezioni.
Profilassi generale delle malattie infettive (notifica ed accertamento, isolamento e norme
contumaciali, disinfezione, disinfestazione, sterilizzazione, asepsi e antisepsi, immunoprofilassi attiva e passiva, chemioprofilassi). Preparazione e controllo dei vaccini, dei sieri, degli
emoderivati e dei prodotti biologici in genere. Concetti di diagnostica infettivologica. Etiologia, epidemiologia e profilassi di alcune malattie trasmissibili per via aerea, per via genitale,
per via “verticale”, per via entero-ambientale-orale, per via verticale attraverso altri veicoli
inanimati e vettori (influenza, tubercolosi, morbillo, A.I.D.S., complesso T.O.R.C.H., Epatiti
virali, infezioni tifo-paratifiche e salmonellosi minori, poliomelite, tetano, malaria).
Igiene degli alimenti (composizione dei principali alimenti, igiene del latte e
dell’alimentazione).
Tutela igienica e gestione della risorsa idrica. Qualità dell’aria e salute umana. Allontanamento e smaltimento dei rifiuti liquidi e solidi. Inquinamento acustico. Inquinamento radioattivo. Igiene dell’ambiente confinato nelle sue varie funzioni di luogo, di lavoro, di studio, di
svago, di vita familiare.
Profilassi primaria e diagnostica precoce delle malattie dismetaboliche e degenerative di
maggiore importanza sociale, con particolare riferimento alla patologia cardiovascolare ed al
cancro. Il problema dell’invecchiamento della popolazione.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Checcacci, meloni, Pelissero, Igiene, casa Editrice Ambrosiana, Milano.
Albano e selvaggio, Manuale di Igiene, Ed. Piccin, Padova.
Barbuti, Bellelli, Fara, Giammanco, Igiene e Medicina Preventiva, Ed. Monduzzi, Bologna.
91
IGIENE DEGLI ALIMENTI
A)
B)
TITOLARE: Dott. Nicolò MERENDINO
PROGRAMMA:
Principi di alimentazione nell’uomo
Alimentazione e salute
La mucosa intestinale
Corretta alimentazione come fonte di salute
Rapporto nutrienti-risposta immunitaria
La conservazione degli alimenti
Epidemiologia e prevenzione delle principali malattie legate al consumo degli alimenti
elementi di immunologia, microbiologia e parassitologia
Gli alimenti classificazione e valore nutrizionale
Tossicologia degli alimenti
Metodi di diagnosi per la qualità e sicurezza d’uso degli alimenti
92
IMMUNOLOGIA
A)
TITOLARE: Prof.ssa Francesca Romana VELOTTI
B)
PROGRAMMA:
MODULO A. Le basi della risposta immune
(Prof. Francesca R. Velotti)
- Cenni storici
- Ematopoiesi e fattori ematopoietici
- Citochine e fattori chemiotattici
- Il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC): organizzazione genica, struttura molecolare, funzioni
- L’antigene, le cellule che presentano l’antigene (APC), la processazione e la presentazione
dell’antigene
- Il riconoscimento dell’antigene:
.Le immu n o g l o b ul i n e (Ig ): s t ru t t u ra mo l eco l are, i g en i d el l e Ig , g en erazi o ne d el l a d iv ers i t à
d e l l e Ig
.Il recettore dell’antigene dei linfociti T (TCR): struttura molecolare, i geni del TCR, generazione della diversità del TCR
- Lo sviluppo dei linfociti:
. Lo sviluppo dei linfociti T ed il timo: riarrangiamenti genici, la
selezione positiva e negativa
. Lo sviluppo dei linfociti B: selezione ed eterogeneità
- Attivazione linfocitaria:
. Attivazione dei linfociti T e la trasduzione del segnale
. Attivazione dei linfociti B e la trasduzione del segnale
- Le funzioni linfocitarie:
. Le funzioni dei linfociti T helper (TH): TH di tipo 1 e TH di
tipo 2
. Le funzioni dei linfociti T citotossici (CTL)
. Le funzioni dei linfociti B e degli anticorpi
. Linfociti “naive e memory”
Le cellule NK
I monociti, i macrofagi ed il sistema reticolo-endoteliale
I granulociti neutrofili, eosinofili, basofili; i mastociti
Il complemento
Organizzazione tissutale del sistema immunitario, circolazione dei linfociti
MODULO B. Le basi dell’ immunopatologia
-
La risposta immunitaria alle infezioni
Ipersensibilità di I tipo
Ipersensibilità di II tipo
Ipersensibilità di III tipo
Ipersensibilità di IV tipo
Tolleranza immunologica ed autoimmunità
Immunodeficienze
Il rigetto dei trapianti
Immunologia dei tumori
Tecniche immunologiche di base
93
Il modulo A è un modulo indipendente mentre il modulo B non puo’ essere scelto senza aver
scelto anche il modulo A. Quindi il modulo A è sostenibile come esame a se stante, mentre
l’esame
del
modulo
B
non
puo’
prescindere
dal
modulo
A.
94
INGEGNERIA GENETICA
A)
TITOLARE: Prof. Giampiero GUALANDI
B)
PROGRAMMA:
MODULO A
Tecniche per la modificazione "in vitro"di DNA, RNA
- DNA cromosomico e plasmidico: separazione-purificazione
enzimi nel metabolismo "in vitro" del DNA (polimerasi , endonucleasi,esonucleasi, fosfatasi,
chinasi,ligasi).
- Strategie di selezione "chimica" dei ricombinanti
- Preparazione e marcature delle sonde di DNA,RNA, metodologie dimarcatura.
Tecniche di analisi di DNA ,RNA
- Analisi "southern"," northern". Mappe di restrizione e didelezione.
- Vettori ed ospiti per genoteche e selezione "genetica" dei ricombinanti
- Sistemi di analisi di genoteche(sonde, anticorpi etc.). Genoteche disottrazione.
-Vettori per il sub-clonaggio-sequenziamento. Sequenziamento DNA.
- Mappatura dei trascritti.
- Mutagenesi "in vitro". Oligonucleotidi.
- PCR principi e sviluppi particolari.
Clonaggio ed espressione di sequenze omologhe ed eterologhe inprocarioti (E.coli,
B.subtilis)(in connessione col modulo diGenetica dei microrganismi);
--Analisi chimico fisica e molecolare dei fattoridi trasferimento genetico.
- Manipolazione, costruzione di vettori (vettori plasmidici per clonaggio,
sequenziamento, espressione )
- transposon-tagging, sistemi per modificare e studiare il genoma
- vettori fagici, per costruzione di genoteche genomiche edi espressione.
Clonaggio ed espressione di sequenze omologhe ed eterologhe infunghi
( in connessione con il modulo di Genetica deimicrorganismi)
- Trasformazione, vettori, - Elementi funzionali nei vettorifungini( ARS, CEN, Telomeri).
minicromosomi. plasmidi 2_
- Clonaggio per complementazione
- tecniche di trasferimento in lievito," gene disruption" , "genereplacement"
- tecniche di trasferimento in funghi filamentosi; recupero del marcatore
L'esame di Ingegneria Genetica (modulo A) nel Corso integratodeve essere sostenuto successivamente od in connessione con Genetica deimicrorganismi
MODULO B
Studio e modificazione genetica di eucarioti superiori
- Colture di cellulari animali. Mutanti e sistemi di selezione.Tecniche di trasfezione- trasformazione. Metodi per la veicolazione delDNA
- Virus animali e sviluppo di vettori derivati: SV40,polioma,EBV,retrovirali
- Mappatura di funzioni virali, recupero del marcatore.
- Integrazione attraverso ricombinazione illegittima (di genomi virali evettori derivati)
Sistemi e vettori per il controllo della specificitˆ dellaricombinazione.
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-Analisi del genoma: PFGE, cloni cosmidici,contig, YAC, mappe ,"jumpinglibraries", identificazioni di geni per "reverse genetics".
-Espressione e regolazione delle sequenze trasfettate. Uso degli oligoantisenso
-Animali transgenici
-L'uso e lo sfruttamento delle tecnologie di trasferimento genico inmedicina,
nell'industria e nell'agricoltura
-Approcci di terapia genica
IL modulo B non può prescindere dai contenuti del modulo A
C) TESTI CONSIGLIATI
- S.Kingsman e A.Kingsman, Ingegneria Genetica, Piccin ed.
- J.Watson,M.Gilman,J.Witkowski e M.Zoller, Dna Ricombinante
- Articoli scientifici forniti dal docente
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ISTITUZIONI DI MATEMATICHE
(c.l. Scienze Biologiche)
A) TITOLARE: prof. Antonio LEONELLI
B) PROGRAMMA:
Il corso è inscindibilmente costituito dai seguenti moduli A e B :
Modulo A . Insiemi e sottoinsiemi. Unione, intersezione, differenza, complementare, leggi di
De Morgan, prodotto cartesiano. Numeri naturali, interi, razionali, reali. Retta reale estesa.
Minimo, massimo, estremo inferiore, estremo superiore di un insieme di numeri reali. Sistemi
di coordinate cartesiane nella retta, nel piano e nello spazio. Spazi Rn e vettori. Modulo e distanza tra due punti. Somma di due vettori e prodotto di un vettore per uno scalare. Equazione
cartesiana esplicita di una retta nel piano. Coefficiente angolare e intercetta. Equazioni parametriche e cartesiane di rette e piani nello spazio e di iperpiani in Rn . Gradi di libertà. Vettori
di dati sperimentali. Media aritmetica, vettore degli scarti, deviazione standard, varianza di
una n-upla di dati sperimentali.
Funzioni. Immagine, controimmagine, grafico. Funzioni suriettive, iniettive, biettive. Composizione funzionale e operazioni algebriche puntuali. Funzioni monotone. Funzioni dispari,
funzioni pari. Funzioni continue. Limiti. Successioni. Serie. Variabili aleatorie e distribuzioni
di probabilità.
Curve, superfici, ipersuperfici. Circonferenze, sfere, ipersfere. Circonferenza goniometrica.
Misura degli archi in radianti. Seno, coseno, tangente, arcoseno, arcocoseno, arcotangente.
Equazioni parametriche di alcune curve e superfici. Coordinate polari, cilindriche, sferiche.
Prodotto scalare. Angolo tra due vettori in Rn . Coefficiente di correlazione lineare. Trasformazioni lineari e matrici. Indipendenza lineare e rango. Determinanti. Risoluzione dei sistemi
lineari.
Differenziale di un campo scalare. Derivata di una funzione di una variabile. Significati geometrici e cinematici della derivata e del differenziale. Derivate successive. Derivate parziali e
gradiente. Derivata di un campo vettoriale di una variabile. Regola della catena e derivate direzionali. Calcoli con le derivate. Teorema del valor medio di Lagrange. Applicazioni delle
derivate allo studio delle funzioni. Ricerca degli intervalli di monotonia. Risoluzione delle
forme indeterminate. Regola di de l'Hospital. Ricerca degli asintoti. Studio della concavità.
Funzioni di base e regole di calcolo. Funzioni lineari, esponenziali, logaritmiche. Coordinate
logaritmiche. Curve normali. Curve logistiche. Sviluppi in serie di Taylor. Differenziale di un
campo vettoriale. Matrice Jacobiana. Derivate seconde di un campo scalare e matrice Hessiana. Ricerca di massimi e minimi. Autovalori e autovettori. Polinomio caratteristico. Metodo
dei minimi quadrati. Retta di regressione.
Modulo B . Integrali definiti e indefiniti. Integrazione per parti e per sostituzione. Teorema
della media. Teorema fondamentale del calcolo. Calcolo dell’area di un rettangoloide. Calcolo
di volumi e di aree di rotazione. Calcolo di lunghezze di archi di curva. Integrali generalizzati.
Integrali di linea. Integrali di superficie e di volume. Integrali doppi e tripli. Teoremi di Stokes, Gauss, Green. Ricerca di un potenziale.
Algebra dei numeri complessi. Modulo e argomento. Forme trigonometrica ed esponenziale.
Teorema fondamentale dell’algebra.
Equazioni differenziali ordinarie : a variabili separabili, lineari del primo ordine, di Bernoulli,
lineari di ordine n a coefficienti costanti. Dinamica delle popolazioni. Crescita di una popolazione isolata e omogenea: modelli malthusiano e logistico. Cooperazione. Equazioni di Lotka-Volterra per la predazione. Predazione con prelevamento e con ipotesi di crescita potenziale logistica. Competizione esclusiva.
97
Disposizioni semplici e con ripetizione. Permutazioni. Fattoriale. Combinazioni semplici. Coefficienti binomiali. Triangolo di Pascal. Formula del binomio di Newton. Spazi di probabilità. Eventi incompatibili. Principio delle probabilità totali. Probabilità condizionata. Eventi
indipendenti. Principio delle probabilità composte. Teorema di Bayes. Variabili aleatorie discrete. Distribuzioni di Bernoulli e di Poisson. Variabili aleatorie continue. Calcolo del valore
atteso e della varianza di una v.a. continua mediante integrali generalizzati. Caso notevole:
distribuzioni normali.
C) TESTI CONSIGLIATI
Antonio Leonelli, Matematica per le scienze sperimentali. Editore Japadre,
L’Aquila.
98
ISTITUZIONI DI MATEMATICA I
(Corso di laurea in Scienze Ambientali)
A) TITOLARE: Dott. Antonino SCARELLI
MODULO A
Il linguaggio degli insiemi. Operazioni con insiemi. Relazioni e funzioni. Restrizione
e prolungamento di una funzione. Funzioni iniettive. Operazioni algebriche. Potenze e logaritmi. Geometria analitica: distanza tra due punti, retta, circonferenza, ellisse, parabola, iperbole. Figure geometriche come relazioni o funzioni. Funzioni reali elementari e relativi grafici.
Disequazioni e sistemi di disequazioni. Insieme di definizione di una funzione. Potenza di un insieme; insiemi numerabili; potenza del continuo. Calcolo combinatorio.
Successioni; successioni convergenti; successioni divergenti; operazioni sui limiti
delle successioni. Definizioni, teoremi ed operazioni sui limiti di funzioni. Alcuni limiti notevoli. Funzioni continue e teoremi relativi. Asintoti.
Rapporto incrementale e funzione derivata in un punto ed in un intervallo. Derivate di
funzioni elementari e regole di derivazione. Massimi e minimi; punti estremanti. Introduzione
allo studio del grafico di una funzione. Primitive di una funzione.
Algebra delle matrici; calcolo e proprietà dei determinanti.
MODULO B
Campi ordinati e proprietà. La radice quadrata ed il campo ordinato completo ℜ. Insiemi aperti e chiusi; teoremi di Heine-Borel-Lebesgue e di Bolzano-Weirstrass. Funzioni inverse e funzioni composte. Il numero “e”. Serie numeriche e loro convergenza.
Punti cuspidali ed angolosi; alcuni significati geometrici. Continuità e derivabilità.
Derivata di funzioni composte e funzioni inverse. Teoremi di Fermat, di Rolle, del valor medio, sulle funzioni crescenti e decrescenti, sui massimi e minimi. Approssimazione di una
funzione e teorema relativo, formula e serie di Taylor. Forme indeterminate, teorema di De
L’Hospital; infinitesimi ed infiniti. Funzioni convesse e concave; flessi. Studio del grafico di
una funzione. Differenziale di una funzione.
Integrale definito; integrazione per parti e per sostituzione; integrali impropri. Equazioni differenziali, il problema fra variabili aleatorie. Variabili aleatorie continue. Funzione di
densità e funzione di ripartizione. Variabile aleatoria gaussiana, di Student, del Chi-quadrato e
di Fischer. Relazioni tra variabili aleatorie. Funzione di ripartizione e quantile di ordine α.
Algebra lineare: spazi vettoriali; algebra delle matrici; determinanti; matrice inversa;
sistemi di equazioni lineari. Autovalori ed autovettori.
Legge dei grandi numeri. Teorema di Cochran. Campionamento. Stimatori e loro proprietà. Stimatori di massima verosimiglianza. Stime puntuali. Stime d’intervallo. Test
d’ipotesi. Il test di Student. Test di Wilcoxon. Test dei segni. Stima della mediana. Stima e
test per la varianza. Il test del Chi quadrato. Il test di Kolmogorof-Smirnov. Test grafici.
Regressione lineare; predizione; regressione multipla. Analisi della varianza in completa casualizzazione ed in casualizzazione a blocchi.
Test statistici per dati su scala nominale.
Analisi di dati multidimensionali. Analisi delle componenti principali. Analisi fattoriale. Analisi discriminante. Distanza tra popolazioni biologiche. Cluster Analysis.
Modelli matematici di crescita delle popolazioni.
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Testo di riferimento:
P. Baldi: Appunti di metodi matematici e statistici, Ed. Clueb, Bologna
Testi di consultazione:
A. Montanari, P. Agati, D.G. Calo’: Statistica, Ed. Masson, Milano.
G. Giorgi: Appunti di algebra lineare, Ed. Giappichelli, Torino
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METODI MATEMATICI E STATISTICI
(Diploma in Educatore e Divulgatore Ambientale)
A) TITOLARE: Dott. Antonino SCARELLI
PROGRAMMA
Teoria degli insiemi; definizione di insieme; operazioni su insiemi, insieme delle parti, cardinalità di insiemi. Definizione di funzione.
Scomposizione di polinomi. Equazioni e disequazioni di 1° e 2° grado. Equazioni di
grado superiore al secondo. Equazioni e disequazioni fratte. Disequazioni di grado superiore
al secondo, grafico dei segni.
Calcolo combinatorio: disposizioni e combinazioni semplici e con ripetizione; permutazioni; coefficienti binomiali.
Teoria di base delle funzioni: funzioni iniettive, suriettive, invertibili, composte. Equazione della retta; rette parallele e perpendicolari. Equazione di una parabola. Interpretazione geometrica delle equazioni di 2° grado. Potenze; logaritmi. Funzioni esponenziali. Grafici
di funzioni elementari. Semplici trasformazioni affini di funzioni. Concetto di limite ad infinito e di funzione continua.
Statistica descrittiva. I dati statistici. Frequenze assolute, relative e cumulate. Distribuzioni e metodi grafici di rappresentazione. Definizioni e proprietà degli indici statistici di
posizione, variabilità e forma. Momenti statistici in generale. Retta di regressione lineare; covarianza ed indice di correlazione.
Spazio di probabilità. Definizione di probabilità. Assegnazione delle probabilità. Probabilità condizionata. Teoremi sulla probabilità. Indipendenza di eventi. Formula di Bayes ed
applicazioni. Definizione di variabile aleatoria. Variabili aleatorie discrete: uniforme, di Bernoulli, binomiale. Media e varianza di variabili aleatorie discrete. Modelli con o senza reinserimento. Enunciato della legge dei grandi numeri.
Testo di riferimento:
P. Baldi: Appunti di metodi matematici e statistici, Ed. Clueb, Bologna
Testi di consultazione:
S. Messina: Introduzione alla matematica universitaria, Ed. Nuova Cultura.
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ISTITUZIONI DI MATEMATICA II
(c.l. Scienze Ambientali)
A) TITOLARE: prof. Antonio LEONELLI
B) PROGRAMMA:
Il corso è inscindibilmente costituito dai seguenti moduli A e B :
Modulo A . Spazi vettoriali Rn . Prodotto scalare. Trasformazioni lineari e matrici. Determinante e traccia di una matrice quadrata. Prodotto vettoriale, area di un parallelogramma. Prodotto misto, volume di un parallelepipedo. Prodotto esterno di due vettori.
Differenziale di un campo scalare. Derivate parziali e gradiente. Iperpiano tangente al grafico
in un punto. Derivata di un campo vettoriale di una variabile. Regola della catena e derivate
direzionali. Differenziale di un campo vettoriale. Matrice Jacobiana. Derivate seconde di un
campo scalare e matrice Hessiana. Teorema di Schwarz. Ricerca dei punti di massimo, minimo, sella. Autovalori e autovettori. Polinomio caratteristico. Metodo dei minimi quadrati.
Retta di regressione.
Integrazione in più variabili. Archi di curva regolari. Concatenazione di archi consecutivi.
Archi opposti. Curve generalmente regolari. Curve semplici e chiuse. Archi di curva equivalenti. Forme differenziali lineari. Forme chiuse. Forme esatte. Integrale curvilineo di una forma differenziale lineare. Additività dell’integrale curvilineo. Applicazione al calcolo del lavoro. Integrale curvilineo di un differenziale esatto. Campi vettoriali indipendenti dalla traiettoria. Teorema del gradiente. Teorema delle circuitazioni. Esistenza e ricerca di un potenziale.
Campi di forze conservativi. Integrali di superficie e di volume. Superfici nello spazio. Parametrizzazioni regolari. Prodotto vettoriale fondamentale. Bordo di una superficie. Differenziale esterno. Forme differenziali bilineari e trilineari. Rotore e divergenza. Integrale di superficie di una forma differenziale bilineare. Collegamento tra integrale di superficie e integrale
di linea sul bordo : Teorema di Stokes o del rotore. Sottoinsiemi semplicemente connessi
nello spazio. Identità tra chiusura ed esattezza per forme differenziali lineari su sottoinsiemi
semplicemente connessi dello spazio. Esempi di applicazioni. Divergenza di un campo vettoriale. Collegamento tra integrale triplo e integrale di superficie sul bordo : Teorema di Gauss
o della divergenza. Integrali doppi e tripli.
Volume di un cilindroide. Integrazione su
domini normali rispetto agli assi. Teorema di Fubini. Esempi di applicazioni fisiche e probabilistiche dell’integrale doppio. Integrazione per sostituzione delle variabili. Uso delle coordinate polari nel calcolo di integrali doppi. Collegamento tra integrali doppi e curvilinei : Teorema di Green. Calcolo dell’area di una regione semplicemente connessa, mediante un integrale ciclico sulla frontiera.
Modulo B . Algebra dei numeri complessi. Modulo e argomento. Forme trigonometrica ed
esponenziale. Teorema fondamentale dell’algebra.
Equazioni differenziali ordinarie. Integrale generale. Integrali particolari. Problema di
Cauchy. Equazioni differenziali a variabili separabili. Crescita di batteri. Decadimento radioattivo. Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Equazioni differenziali di Bernoulli.
Equazioni differenziali lineari di ordine n : caso generale. Sistema fondamentale di integrali
per un’equazione lineare omogenea. Determinante Wronskiano. Integrale generale di
un’equazione lineare omogenea a coefficienti costanti. Determinazione di un integrale particolare di un’equazione lineare non omogenea. Caso particolare con termine noto polinomiale.
Sistemi ecologici con una popolazione isolata. Crescita esponenziale. Crescita logistica. Sistemi di due equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti in due incognite. Orbite.
Punti di equilibrio stabili e instabili. Fuochi e nodi attrattivi o repulsivi. Punti di sella. Crescita
di due popolazioni conviventi. Un modello lineare per la cooperazione obbligatoria. Equazioni di Lotka-Volterra per la predazione e sua approssimazione lineare. Predazione con prele-
102
vamento. Predazione con ipotesi di crescita potenziale logistica. Modelli per la competizione
esclusiva.
C) TESTI CONSIGLIATI
Antonio Leonelli, Matematica per le scienze sperimentali. Editore Japadre,
L’Aquila.
103
LABORATORIO DI ANALISI CHIMICA
A)
TITOLARE: Prof. Aldo NAPOLI
A)
PROGRAMMA:
Unità di misura. Sistema SI. Espressioni della concentrazione. La bilancia. Burette e
matracci tarati. Pipette.
Errori sistematici ed errori causali. Cifre significative. Precisione e accuratezza. Media e scarto quadratico medio. Propagazione dell'errore.
Analisi volumetrica. Indicatori acido-base. La preparazione di soluzioni a titolo approssimato e a titolo noto. Sostanze madri. Standardizzazione delle soluzioni. Calcolo
del pH nelle soluzioni acquose. Curve di titolazione.
Potenziometria. Misura del pH. Titolazioni potenziometriche.
Titolazioni di ossidoriduzione. Permanganometria. Indicatori redox. Iodometria.
Titolazioni per formazione di complessi. Uso dell'EDTA. Indicatori metallocromici.
Reazioni di precipitazione. Argentometria.
Analisi gravimetrica.
Spettrofotometria di assorbimento visibile e UV. Determinazioni spettrofotometriche.
Testi consigliati
D.C.Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli
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LABORATORIO DI CHIMICA
A)
TITOLARE: Prof. Felice GRANDINETTI
B)
PROGRAMMA:
Norme di sicurezza in laboratorio: Prevenzione degli incidenti. Norme di sicurezza. Sostanza chimiche pericolose. Eliminazione dei rifiuti. Trattamento ed eliminazione dei
rifiuti tossici.
Sostanze chimiche di uso comune: Proprietà e trattamento dei più comuni reagenti
chimici (gassosi, liquidi e solidi) e dei solventi.
Sintesi e reazioni chimiche, apparati e tecniche di base: Criteri di progettazione e
montaggio degli apparecchi di sintesi e reazioni chimiche. Apparati speciali per sintesi e reazioni di composti igroscopici e sensibili all'aria: operazioni in atmosfere inerte e operazioni
sotto vuoto (Pompe e vacuometri). Tecniche di raffreddamento e di riscaldamento. Misure di
peso (la bilancia; metodi di pesata; metodi di calcolo: convenzioni matematiche; bilance tecniche ed analitiche). Misure di volume.
Isolamento e purificazione dei prodotti di reazione: Tecniche sperimentali di base
(filtrazione, centrifugazione, estrazione, sublimazione, precipitazione, cristallizzazione ricristallizzazione, cromatografia liquida su colonna, distillazione, essiccamento). Criteri di purezza dei composti solidi e liquidi. Purificazione. assorbimento e condensazione dei composti
gassosi.
Preparazione di composti inorganici e organici: esempi.
Metodi di analisi: Analisi gravimetrica (metodi (li calcolo nell'analisi gravimetrica);
Analisi volumetrica (Strumenti di misura, metodi di neutralizzazione, metodi ossido-riduttivi,
metodi di precipitazione, metodi complessometrici). Metodi fisici (Punto di fusione, pulito di
ebollizione; Misure elettrochimiche: titolazioni potenziometriche, titolazioni conduttometriche, titolazioni amperometriche, titolazioni coulombometriche; Spettrofotometria di assortimento UV, Visibile e IR e di emissione di Fluorescenza e di Fosforescenza, Spettrometria di
massa; Risonanza magnetica nucleare; Risonanza elettronica paramagnetica). Metodi croniatografici: cromatografia liquida su strato sottile su carta, cromatogyrafia liquida ad alta
pressione, gas-cromatografia. Metodi radiochimici. Determinazione di gruppi funzionali:
applicazione di metodi inorganici ad analisi organiche.
B)
TESTI CONSIGLIATI
R. Morassi, G.P. Speroni, Il Laboratorio Chimico, Piccin Ed.
Z. Sazfran, R.M. Pike, M.M. Singh, Microscale Inorganic Chemistry, John Wiley-Sons Ed.
A.Vogel, Textbook of Pratical Organic Chemistry Longman Ed.
D.A. Skoog, D.M. West, Introduzione alla Chimica Analitica, Piccin Ed.
H.H. Bauer, G.D. Ch ri s ti an , J .E. O’Reil l y , An al is i Chi mi ca St rumen t al e, Pi cci n Ed .
R. Ugo, Analisi Strumentale, Guadagni Ed.
105
LABORATORIO DI FISICA
A) TITOLARE: Anna Rita BIZZARRI
B) PROGRAMMA:
Modulo A
Rappresentazione grafica di Grandezze. Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori. Media, media pesata, deviazione
standard. Probabilita’, distribuzioni limite, distribuzione Gaussiana. Limite di confidenza. Rigetto dei dadi. Metodo dei minimi quadrati. Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare.
Test del _2.
Modulo B
Mi s u ra d el p erio d o d el p en d o l o . Mi su ra d el l a co s t an t e el as t i ca d i u n a mo l l a. Leg g e d i Oh m. Leg ge
d el l e mag l i e, leg g e d ei no d i . Ci rcui t i RC i n co rren t e co n t i n u a. Ci rcu i t i RC, RL, LC, RLC i n
co rren t e al t ernat a. Mu l t imet ro . Os ci l l o s co p i o. Mi s u ra del cal o re s p eci fi co . Len t i s o tt i l i . Ret ico l o d i
d i ffrazi o n e. Pri n ci p i d i fu n zi o n amen t o d el l as er.
106
LABORATORIO DI FISICA GENERALE
A) TITOLARE: Prof. Marco VILLA
B) PROGRAMMA:
Statistica descrittiva
Variabili numeriche e categoriali. Valor medio, mediano e modale; valori percentili; indice
di skew. Rappresentazioni di set di dati: istogrammi, grafico a foglia. La varianza e le sue
proprietà: la propagazione degli errori. La deviazione standard. La legge dei grandi numeri e
la diseguaglianza di Chebysev. Media arinonica e media geometrica. La correlazione tra variabili numeriche: metodi grafici di rappresentazione dei dati. La retta di regressione: i significati del coefficiente di correlazione.
Probabilità e statistica
La distribuzione binomale e la sua varianza. Le distribuzioni di Gauss e Poisson come limite della distribuzione binomiale; la correzione di continuità. Il teorema del limite centrale.
Valori "veri" e valori stimati: gradi di libertà. Principi per l'utilizzo delle tavole statistiche. 1
concetti di confidenza e significatività. Analisi di valori medi di somme, differenze e proporzioni nel caso di grandi campioni (test di Gauss) e di piccoli campioni (test di Student). L'analisi della varianza: i test del chi quadro e di Fischer.
Circuiti elettrici
Gl i el emen t i circu i tal i li neari : rel azi on i corren t e-vo lt ag ai o p erres i s ten ze, co n d en sat o ri , i n du t t an ze. Po t en za d i s s i p at a d a resi s ten ze, en erg i a i mmag azzi n at a i n co n d en s at o ri ed i n d u t t an ze.
Co mb in azi o n e i n s eri e e paral l el o di el ement i l i neari . Pri n ci p i p er l a so lu zi on e d i ci rcu it i el et t ri ci : leg g i d i Kirch h off eco n s id erazi o n i en erget i ch e. St u d io d i tran si en ti i n ci rcui ti RLC. 1 ci rcu i t i
i n corren t e al tern ata: v alo ri d i p icco e v al ori efficaci . La risp o s t a i n freq u en za di al cu n i semp l i ci
fi l t ri : l a s cala d ei d ecib el . Il di o d o co me es empi o d i el emen t o no n l i n eare: p ro pri et à d i u n ci rcu i t o rad d ri zzat o n e.
Esercitazioni pratiche (esempi)
Programmi statistici su computer. Il pendolo semplice. I pendoli accoppiati. Allungamento
e oscillazioni di molle. Il multimetro digitale. L'oscilloscopio. Costruzione e studio di semplici circuiti elettrici. Acquisizione ed elaborazione di dati mediante computer. Cenni a sistemi operativi e linguaggi di programmazione di dati.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Marco Villa e Pacifico Cofrancesco, Laboratorio difisica.
Appunti di lezioni ed esercitazioni e raccolta di problemi distribuiti gratuitamente
agli iscritti, sufficienti per la preparazione dell'esame.
I seguenti testi, con impostazioni radicalmente differenti tra loro, possono integrare gli appunti.
MuiTay R. Spiegel, Probabilità e statistica, McGraw-Hill.
107
Ad una presentazione sintetica, ma chiara e rigorosa, della teoria seguono centinaia di problemi, risolti e no. t un classico della serie Schaum con utili prontuari di formule, consigliato
per ogni biblioteca.
Stanton S. Glantz, Statistica per discipline bio-mediche, McGraw-Hill.
La teoria viene sviluppata mediante efficaci esempi tratti dal repertorio medico, ed un parsimonioso uso di formule.
D) ORGANIZZAZIONE DEL CORSO ED ESAMI
Il corso prevede la frequenza ad un minimo di quattro esercitazioni pratiche, amministrate
in numerosi turni assegnati in base alle richieste. L'esame consiste di uno scritto, obbligatorio, con domande a risposte multiple e di un orale. Vari compiti in classe sono offerti durante
l'anno come preparazione allo scritto e contano come elemento di valutazione solo nel caso di
risultati migliori di quello dello scritto. Ci si può presentare a tutte le prove scritte, previa iscrizione; gli orali vengono svolti immediatamente dopo la consegna degli iscritti, iniziando
dagli studenti con gli scritti migliori.
108
LABORATORIO DI GEOPEDOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Stefano CARNICELLI
MODULO A) IL SUOLO NELLO SPAZIO GEOGRAFICO
PROGRAMMA:
1) Il suolo come componente altamente attivo, indispensabile e vulnerabile dell'ambiente; risorsa economica e ambientale non rinnovabile, da proteggere e conservare.
2) La valutazione della funzionalità e vulnerabilità del suolo; le difficoltà nello studio di
un sistema complesso e altamente organizzato; gli approcci metodologici per conciliare qualità e quantità dell'informazione.
3) La natura territoriale dell'informazione sul suolo, la variabilità del suolo nello spazio;
la cartografia pedologica e i sistemi informativi geografici, le tecniche di rilevamento pedologico.
4) Osservazione in campagna e determinazione dei principali caratteri e proprietà fisiche e chimiche del suolo; i problemi del campionamento e della misura di proprietà in un sistema complesso.
MODULO B) LE FUNZIONALITÀ DEL SUOLO NELL’AMBIENTE
PROGRAMMA:
1) Le proprietà fisiche del suolo; significato ambientale e problemi della loro misura.
2) L’erosione del suolo, significato ambientale e problemi della misura e valutazione
3) Le proprietà chimiche del suolo; significato ambientale e problemi della loro misura.
TESTI CONSIGLIATI:
Mc Rae, S.G., Pedologia pratica. Zanichelli.
Appunti del corso e materiale in distribuzione durante le lezioni, disponibile presso il
docente.
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LITOLOGIA E GEOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Domenico COSENTINO
B) PROGRAMMA
MODULO A:
Classificazione delle rocce e ambienti litogenetici. Processi litogenetici delle rocce magmatiche. Cristallizzazione frazionata. Ambiente igneo intrusivo e ambiente igneo effusivo. Struttura olocristallina. Struttura porfirica. Principali minerali costituenti le rocce magmatiche e loro
riconoscimento macroscopico. Riconoscimento macroscopico delle principali rocce ignee intrusive ed effusive. Provincie magmatiche e loro relazione con l’assetto tettonico globale. Serie alcalina e serie calc-alcalina.
Processi litogenetici delle rocce sedimentarie. Degradazione, trasporto e deposizione. Composizione, tessitura e strutture sedimentarie. Gradazione, laminazione, stratificazione, controimpronte di fondo, strutture di Bouma. Facies sedimentarie. Principio di sovrapposizione stratigrafica. Regola delle facies. Principio di continuità laterale. Classificazione delle rocce sedimentarie. Rocce sedimentarie clastiche. Rocce sedimentarie organogene. Rocce sedimentarie
chimiche. Rocce piroclastiche. Riconoscimento macroscopico delle principali rocce sedimentarie.
Processi litogenetici delle rocce metamorfiche. Trasformazioni metamorfiche ed effetti del
processo metamorfico. Metamorfismo dinamotermico regionale. Metamorfismo di contatto.
Metamorfismo di seppellimento. Anatessi crostale. Riconoscimento macroscopico delle principali rocce metamorfiche. Distribuzione delle facies metamorfiche in ambiente orogenico.
Il ciclo litogenetico: ciclo delle rocce, ciclo dell’acqua, ciclo tettonico.
MODULO B:
Processi tettonici. Ambiente tettonico fragile. Ambiente tettonico duttile. Deformazioni discontinue. Geometria delle faglie e loro nomenclatura. Elementi cinematici. Faglie dirette.
Faglie inverse. Faglie trascorrenti. Associazione di faglie e ambiente geodinamico. Tettonica
estensionale e margini continentali passivi. Tettonica compressiva e margini continentali attivi. Il sistema distensione-compressione del settore Tirreno-Appennino. Deformazioni continue. Le pieghe. Geometria e nomenclatura. Fianchi, assi e superficie assiale. Piega antiforme.
Piega sinforme. Piega anticlinale. Piega sinclinale. Vergenza.
Lettura di carte topografiche. Isoipse. Reticolo idrografico. Morfologia. Costruzione di un
profilo topografico. Principi di stratimetria. Concetto di orizzontale. Metodo delle orizzontali.
Triangolo delle pendenze. Intersezione tra superfici. Limiti stratigrafici. Limiti tettonici. Lettura di carte geologiche schematiche. Costruzione di sezioni geologiche schematiche.
Relazione sull’escursione di terreno ai Monti di Fara in Sabina. Relazione sull’escursione di
terreno ai Monti della Tolfa-Manciano.
C) TESTI CONSIGLIATI
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F. Press & R. Siever - Capire la Terra. Zanichelli-Bologna
B. D’Argenio, F. Innocenti & F.P. Sassi - Introduzione allo Studio delle Rocce. UTETTorino
Fotocopie distribuite durante il Corso.
111
METODI MATEMATICI E STATISTICI
A) TITOLARE: Dott. Antonino SCARELLI
B)
PROGRAMMA:
1. STATISTICA DESCRITTIVA
Tipi di dati, frequenze relative, istogrammi. Media e Varianza.
Mediana,
quantili, Range ed ampiezza dell'intervallo interquartile.
Correlazione tra due caratteri numerici, retta di regressione
lineare.
Altri tipi di medie, momenti, indici di forma e di simmetria.
2. COMPLEMENTI DI ALGEBRA LINEARE:
Vettori: prodotto scalare e disugualianza di Cauchy-Schwarz.
Indipendenza
lineare e basi.
Applicazioni lineari, rappresentazione mediante matrici. Algebra
delle Matrici.
Matrici quadrate: determinante, inversa, matrici simmetriche.
Autovalori
ed autovettori. Basi di autovettori per matrici simmetriche e
definite positive.
Trasformazioni ortogonali di basi.
3. ANALISI MULTIVARIATA:
Analisi di dati multidimensionali, matrici di covarianza e di
correlazione.
Analisi in componenti principali. Analisi fattoriale. Analisi
discriminante
Distanze tra popolazioni biologiche, analisi di prossimita'.
4. PROBABILITA':
Spazi di probabilita', assiomi della probabilita'.
Analisi combinatoria: fattoriale, coefficiente binomiale.
Modelli estrattivi: estrazioni con e senza reinserimento.
Indipendenza di eventi. Probabilita' condizionata: formula di
Bayes e formula delle probabilita' totali.
Variabili aleatorie discrete: legge, media e varianza.
Distribuzioni discrete: bernoulliana, binomiale, geometrica,
ipergeometrica, multinomiale,
Poisson.
Legge dei Grandi numeri, disuguaglianza di Chebyshev.
Variabili aleatorie assolutamente continue: densita' e funzione di
ripartizione.
112
Gaussiana, esponenziale, chi quadrato, t di Student.
Approssimazione normale: Teorema del Limite Centrale.
Teorema di Cochran: stima della media.
5. STATISTICA:
Stima: modello statistico, stimatori di massima verosimiglianza,
stimatori non
distorti e consistenti. Intevalli di fiducia. Regioni critiche,
potenza di un test.
Test di ipotesi statistiche: il test di Student, confronto tra
medie.
Test non parametrici:Wilcoxon
Stima e test per la varianza: test di Fisher.
Test del chi quadrato.
6. REGRESSIONE LINEARE:
Dipendenza di un carattere da un altro. Regressione lineare
semplice. Stimatori dei
coefficienti e della varianza.
Analisi dei residui, adeguatezza del modello, predizione della
media e dell'effettivo.
Regressione multipla.
Adeguazione e trasformazione dei dati.
Prove ripetute ed errore puro.
Analisi della varianza.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Libro di Testo :
Paolo Baldi: "Appunti di Metodi Matematici e Statistici" - Ed. Clueb
Giovanni Prodi: " Metodi Matematici e Statistici" - Ed. McGraw-Hill
Schaum's outline series: Statistica Matematica e Probabilita'
113
MET ODI P ROBAB I LI ST I CI , STATI STI CI E PR OCESS I STO CASTI CI
A) TITOLARE: Prof. Mario Abundo
B) PROGRAMMA:
Elementi di Statistica descrittiva. Campioni statistici e indici statistici: media, mediana,
moda, varianza e loro proprietà. Distribuzione di frequenze. Indice di asimmetria e kurtosi. Correlazione tra due caratteri numerici. Retta di regressione.
Spazi di probabilità. Fenomeni deterministici e casuali. Spazi di probabilità. Eventi, σalgebre. Proprietà degli spazi di probabilità. Probabilità condizionale. Indipendenza.
Formula di Bayes. Schema successo-insuccesso (Bernoulli). Calcolo combinatorio.
Variabili aleatorie discrete. Funzione di probabilità e funzione di distribuzione. Legge binomiale e di Poisson. Approssimazione di una legge binomiale. Variabili aleatorie ndimensionali e distribuzione congiunta. Indipendenza. Distribuzioni marginali. Distribuzione
della somma di v.a. discrete. Somma di variabili binomiali e di Poisson. Valore di aspettazione e proprietà. Varianza e covarianza. Variabili correlate e scorrelate. Coefficiente di correlazione. Valore di aspettazione e varianza delle principali distribuzioni discrete. Disuguaglianza di Chebicev.
Variabili aleatorie continue. Funzione di distribuzione. Proprietà. Variabili aleatorie assolutamente continue, densità. Densità delle principali distribuzioni assolutamente continue
(densità uniforme, esponenziale, Gamma, Gaussiana). Variabili aleatorie n-dimensionali e
distribuzione congiunta (cenni). Indipendenza. Valore di aspettazione, momenti, varianza.
Calcolo esplicito per le densità fondamentali. Densità della somma e differenza di variabili
aleatorie.
Convergenza e approssimazione. Legge dei grandi numeri. Legge di Bernoulli dei grandi
numeri. Convergenza quasi certa, in probabilità e in distribuzione di v.a. Teorema Limite
Centrale per successioni di v.a. indipendenti ed equidistribuite. Approssimazione Gaussiana. Applicazioni.
Generatori aleatori. Generatori di numeri pseudorandom con distribuzione assegnata (cenni).
Catene di Markov. Catene di Markov discrete ad un numero finito di stati. Probabilità di
transizione. Classificazione degli stati. Probabiltà di transizione a più colpi. Probabiltà
invarianti e stazionarie. Catene di Markov regolari e Teorema Ergodico. Rappresentazione della matrice di transizione a più colpi. Esempi di catene di Markov in Biologia.
Processi Stocastici. Introduzione ai processi stocastici. Processi di conteggio. Il processo di
Poisson: definizione e formule. Tempi di attesa e distribuzione esponenziale. Processi di
nascita e morte. Moto Browniano (cenni). Modello stocastico preda-predatore (cenni).
Esempi di modelli stocastici in Biologia.
Statistica Matematica. Stimatori non distorti. Intervalli di confidenza. Test d’ ipotesi. Test di
Student per la media di un campione; test di Student bilatero; test di Student per l’ uguaglianza delle medie di due sottocampioni. Test del χ2. Regressione lineare (cenni).
114
C)
TESTI CONSIGLIATI
Teoria:
M. Abundo: Appunti del Corso.
P. Baldi: Calcolo delle Probabilità e Statistica Mc Graw-Hill, Milano.
Esercizi:
P. Baldi, R. Giuliano, L. Badelli : Laboratorio di Statistica e probabilità Mc GrawHill, Milano.
• Introduzione alla probabilità
• Teorema di Dayes
• Variabili aleatorie (definizione, funzione di distribuzioni, valore atteso, varianza,
funzione di distribuzione congiunta, indipendenza, funzioni di una v.a., funzione di
ripartizione per v.a. continue.
• Distribuzione binominale, normale e di Poisson
• Catene di Markov (vettori stocastici, matrici stocastiche, equazioni Chapman –
Kolmogorov, probabilità di trasmissione di ordine superiore, distribuzione stazionarie, stati assorbenti e riflettenti.
• Introduzione ai Processi stocastici
• Processi di conteggio. Processo di Poisson
115
METODOLOGIE BIOCHIMICHE
(BIOCHIMICA APPLICATA per il C.d.L. in Scienze
Ambientali)
A) TITOLARE: Prof. Carlo CAPORALE
B) PROGRAMMA:
Programma dei corsi di Metodologie Biochimiche (Scienze Biologiche) e Biochimica Applicata (Scienze Ambientali)
Modulo A
Generalità:
I principi generali dell' indagine biochimica. Trattazione dell' errore. I tamponi.
Punti isoelettrici di amminoacidi e proteine.
Spettrofotometria:
Spettrofotometria di assorbimento e di emissione. Legge di Lambert-Beer e sue applicazioni. Assorbimento dei gruppi cromofori di proteine, DNA, coenzimi. Fattori
che influenzano l' assorbimento. Titolazione spettrofotometrica di amminoacidi e
proteine. Impiego dei metodi di spettrofotometria differenziale e perturbazione del
solvente. Dicroismo circolare.
Metodi di separazione di proteine ed acidi nucleici:
La sedimentazione: teoria ed applicazioni. Sedimentazione differenziale ed in gradiente di densità. Ultracentrifuga analitica. Elettroforesi ed elettrofocalizzazione di
proteine ed acidi nucleici con applicazioni. Southern, Northern, Western blotting.
Dialisi ed ultrafiltrazione. La teoria nelle cromatografie di adsorbimento e ripartizione. Teoria ed applicazioni delle cromatografie di gel filtrazione, scambio ionico,
interazione idrofobica, affinità. HPLC.
Esercitazioni di laboratorio:
Determinazione della concentrazione proteica. Elettroforesi di proteine. Simulazione al computer del processo di purificazione di proteine.
Modulo B
Metodi per la caratterizzazione strutturale di proteine:
Analisi della composizione amminoacidica. Determinazione delle cisteine libere.
Determinazione della sequenza amminoacidica: approccio classico ed impiego di
moderni metodi per l' interpretazione dei dati ottenuti dall' analisi di miscele di
peptidi. La spettrometria di massa ed il suo utilizzo. Localizzazione dei ponti disolfuro. Metodi predittivi della struttura secondaria e terziaria. Computer modelling.
Metodi per la caratterizzazione strutturale di acidi nucleici:
116
Le curve di fusione. Tecniche di Maxam-Gilbert e Sanger per la determinazione
della sequenza nucleotidica. Utilizzo delle mappe di restrizione.
Ingegneria genetica:
Tecniche di clonaggio, enzimi di restrizione, vettori di espressione, librerie genomiche, sonde oligonucleotidiche, c-DNA, tecnica della DNAsi foot-printing, nick translation, PCR.
Esercitazioni di laboratorio:
Determinazione della sequenza amminoacidica di proteine: impiego del sequenziatore automatico. Utilizzo delle banche dati via Internet. Costruzione al calcolatore di modelli tridimensionali di proteine.
117
MICOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Angelo RAMBELLI
B) PROGRAMMA:
1. Caratteristiche generali dei funghi: simbionti, parassiti, saprotrofi, saprotrofi
obbligati.
La spora: elemento di propagazione, di moltiplicazione.
La spora come cellula fungina.
Germinazione della spora: meccanismi di germinazione e teoria.
L’ifa fungina: composizione, struttura, sviluppo ramificazione.
Il tallo fungino.
La colonia fungina; colonizzazione del substrato:
Colonizzazione meccanica, colonizzazione enzimatica, colonizzazione ottimale ed
adattiva; la specializzazione nel saprotrofismo; la variabilità intraspecifica.
2. Riproduzione: il ciclo sessuale, e il ciclo asessuale, l’alternanza di generazione
omocariosi, dicariosi, bipolarità, tetrapolarità.
3.
Sistematica: inquadramento tassonomico generale.
Divisione Eunycota:
Mastigmycotina, caratteri morfologici e ciclo delle specie principali.
Sottodivisione zygomycotina, caratteri morfologici e ciclo delle specie principali;
endomicorrize.
Sottodivisione ascomycotyna, caratteri morfologici e ciclo delle specie principali:
ectogomicorrize.
Sottodivisione basidiomycotyna, caratteri morfologici e ciclo delle specie principali;
ectomicorrize.
Sottodivisione deuteromycotyna, caratteri morfologici e conidiogenesi.
4.
Notizie sulla composizione e sull’uso del microscopio con applicazioni relative al
riconoscimento de rpincipali taxa fungini.
C)
TESTI CONSIGLIATI
Webster J., Inntroduction Fungi, 1980, cambridge Univ. Res.
Rambelli A., Fondamenti di Micologia, Normale 1981 Zanichelli.
Rambelli A., Nuova Micologia, 1982, appunti in ciclostile.
118
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE
(Marina)
Titolare: Prof. Maurizio Petruccioli
Programma del corso:
MODULO A:
Introduzione al corso: la collocazione dei microrganismi in natura, i principali gruppi di
protisti procarioti ed eucarioti.
Cenni di tecniche microbiologiche: microscopia, terreni di coltura, sterilizzazione, isolamento
della coltura pura, misurazione dello sviluppo microbico.
La cellula batterica: dimensioni e forma delle cellule, citologia, sistemi di mobilità, la spora.
Esigenze nutrizionali e sviluppo dei microrganismi: tipi nutrizionali, curve di crescita,
condizioni di sviluppo.
Metabolismo microbico: generazione e trasferimento di energia, respirazione aerobia ed
anaerobia, fermentazione, litotrofia, fotosintesi, utilizzazione dell’energia e biosintesi.
Cenni di genetica e classificazione dei microrganismi.
MODULO B:
Cicli biogeochimici: ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo dello zolfo e del ferro, ciclo del
mercurio.
Ruolo dei microrganismi nella decontaminazione ambientale: principi generali, inquinanti
delle acque, tipi di effluenti, catabolismo aerobio o anaerobio di inquinanti organici.
Trattamento aerobio delle acque reflue: finalità del trattamento aerobio, processi di trattamento, microflora implicata, disfunzioni degli impianti, rimozione dei nitrati e fosfati,
trattamenti dei fanghi di supero.
Trattamento anaerobio delle acque reflue: biochimismo e fasi del processo anaerobio, microrganismi implicati, i biodigestori, il biogas.
Trattamento dei rifiuti solidi: il compostaggio.
Trattamento dei gas: la filtrazione biologica.
Trattamento dei siti inquinati: composti refrattari e xenobiotici, metalli pesanti, recupero dei
litorali.
Qualità delle acque marine: eutrofizzazione (recupero aree portuali), qualità igienica.
Trasferimento genico: cenni al miglioramento delle capacità degradative dei microrganismi,
rilascio e manipolazione di ceppi geneticamente modificati.
TESTI DA CONSULTARE
T.D. BROCK, M.D. MADIGAN, J.M. MARTINKO, J. PARKER, Microbiologia, Città Studi
Edizioni, Milano, 1995.
119
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE
A) TITOLARE: Prof. Maurizio PETRUCCIOLI
B) PROGRAMMA:
MODULO A:
Ecologia microbica: concetti generali e principi, i microrganismi in natura, approcci metodologici (campionamento, arricchimento ed isolamento, identificazione).
Diversità metaboliche fra microrganismi: fotosintesi, litotrofia, respirazione anaerobia, fermentazione.
Cicli biogeochimici: ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo dello zolfo e del ferro, ciclo del
mercurio.
Microrganismi nei diversi comparti ambientali: aria, ambienti marini e d'acqua dolce, ambiente terrestre, ambienti estremi.
Interazioni tra popolazioni microbiche e altri organismi: concetti generali e tipi di interazione, ectosimbiosi, endosimbiosi, associazioni non simbiotiche.
MODULO B:
Ruolo dei microrganismi nella decontaminazione ambientale: principi generali, inquinanti
delle acque, tipi di effluenti, catabolismo aerobio o anaerobio di inquinanti organici.
Trattamento aerobio delle acque reflue: finalità del trattamento aerobio, processi di trattamento (sistemi a fanghi attivi, a filtri percolatori, a dischi ruotanti, ecc.), microflora implicata, disfunzioni degli impianti, rimozione dei nitrati e fosfati, trattamenti dei fanghi di
supero.
Trattamento anaerobio delle acque reflue: biochimismo e fasi del processo anaerobio, microrganismi implicati, i biodigestori, il biogas.
Trattamento dei rifiuti solidi: il compostaggio.
Trattamento dei siti inquinati: composti refrattari e xenobiotici, metalli pesanti, recupero dei
suoli e litorali.
Solubilizzazione dei metalli: lisciviazione microbica.
Trattamento dei gas: la filtrazione biologica.
Trasferimento genico: cenni al miglioramento delle capacità degradative dei microrganismi,
rilascio e manipolazione di ceppi geneticamente modificati.
TESTI DA CONSULTARE
T.D. BROCK, M.D. MADIGAN, J.M. MARTINKO, J. PARKER, Microbiologia, Città Studi
Edizioni, Milano, 1995.
G. BAGGI, N. PACINI, C. SORLINI, Microbiologia Generale ed Agraria, Città Studi Edizioni, Milano 1994.
L.M. PRESCOTT, J.P. HARLEY, D.A. KLEIN, Microbiologia, Zanichelli, Bologna, 1995.
M.J. PELZCAR, R.D. REID, E.C.S. CHAN, Microbiologia, Zanichelli, Bologna, 1985.
NOTE:
•
C.d.L. in Scienze Ambientali, Indirizzo Terrestre: il corso è bimodulare (Modulo A e B).
•
C.d.L. in Scienze Biologiche:
-
120
nel caso dei Corsi Integrati con Mutagenesi Ambientale (1M) o con Ecologia
Microbica (1M), il modulo di Microbiologia Ambientale da includere nel corso
•
integrato è il Modulo B;
nel caso venga scelto come complementare, il corso può essere bimodulare
(Modulo A e B) o costituito dal solo Modulo A o dal solo Modulo B.
D.U. di Educatore e Divulgatore Ambientale: il corso è costituito dal Modulo B.
121
MICROBIOLOGIA GENERALE
(MICROBIOLOGIA per il C.d.L. in Scienze Ambientali)
A)
TITOLARE: Prof. Federico FEDERICI
B)
PROGRAMMA:
Storia della Microbiologia. La scoperta dei mondo dei microrganismi. Le controversie
sulla generazione spontanea. La scoperta del ruolo dei microrganismi nelle trasformazioni
della sostanza organica e quali agenti di malattie. 1 microrganismi quali agenti geochimici.
Tecnica microbiologica.
La coltura pura: isolamento. Tecniche di arricchimento.
Sterilizzazione: basi teoriche e metodi di applicazione. Controlli di sterilità.
Terreni di coltura: principi generali di nutrizione microbica. Formulazione dei terreni
colturali. Terreni selettivi.
Determinazione dello sviluppo: conte batteriche totali e vitali.
Microscopia: il microscopio ottico. Potere di risoluzione e cenni di fisica ottica. Osservazione di preparati microscopici a fresco e colorati. Colorazioni semplici e composte. 1
microscopi elettronici: cenni.
Principi di identificazione su base biochimica: rilievo delle più importanti reazioni biochimiche.
Antibiotici e antibiogrammi: titolazione microbiologica degli antibiotici. Concentrazioni
minime inibenti e battericidi.
Microbiologia generale.
Organizzazione dei sistemi biologici. Differenze tra organismi procarioti ed eucarioti.
Protisti superiori ed inferiori.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. Dimensioni, forma e disposizione.
Composizione chimica. Materiale nucleare (struttura e biosintesi). Citoplasma ed inclusioni.
Membrana citoplasmatica (modelli molecolari). Parete cellulare: struttura e funzione. Differenze tra gram-positivi e gram-negativi. Strutture esterne alla parete: capsula, ciglia, flagelli, ecc. Protoplasti. Spore.
Nutrizione, metabolismo e biosintesi. Enzimi e loro regolazione. Processi energetici:
glicolisi, fosforilazione ossidativa, respirazione aerobia ed anaerobia, fermentazione. Confronti tra rese energetiche. Nutrizione microbica e classificazione nutrizionale. Metaboliti
essenziali e fattori di accrescimento. Principali vie metaboliche biosintetiche.
Moltiplicazione e fattori che la influenzano (pH, temperatura, areazione, ecc.). Sviluppo
di una singola cellula e di una popolazione. Curve di crescita. Colture sincrone, colture
continue e diauxia.
Genetica batterica.
Macromolecole e genetica molecolare. Struttura del DNA. Enzimi di restrizione. Elementi genetici. Struttura e funzione dell'RNA. Regolazione della sintesi proteica: principi
generali. Il codice genetico: cenni. Agenti mutagenesi e mutagenesi.
Tipi di ricombinazione genetica. Trasformazione. Plasmidi. Trasposoni e sequenze di
inserzione. Cenni di manipolazione dei geni ed ingegneria genetica.
Generalità sui virus.
I virus. Infezioni virus-cellula ospite. Moltiplicazione virale. Interferenza virale. Coltivazione dei virus. Batteriofagi. Virus temperati e lisogenesi.
Microbiologia industriale.
Microrganismi di interesse industriale. Principali tipi di prodotti microbici.
Scale-up dei processi fermentativi e fermentazione su larga scala. Antibiotici. Vitamine ed aminoacidi. Produzione di enzimi. Produzione di biomasse alimentari.
122
MICROBIOLOGIA APPLICATA
B)
TITOLARE: Dott. Massimiliano FENICE
B) PROGRAMMA:
1. Introduzione: definizione di Microbiologia industriale, concetto di fermentazione
industriale, cenni storici e pietre miliari delle biotecnologie, scopi della
microbiologia industriale.
2. Metabolismo microbico: catabolismo ed anabolismo; energia, attivazione energetica,
catalisi ed enzimi (cinetica delle reazioni catalizzate da enzimi inibitori dell’attività
enzimatica, meccanismi d’azione e siti attivi, classificazione degli enzimi); reazioni
di ossido-riduzione; trasportatori di elettroni, composti ad alto contenuto energetico
(ATP); rilascio energetico nei sistemi biologici; fermentazione e respirazione;
trasformazioni aerobiche degli zuccheri; vie del catabolismo anaerobico degli
zuccheri.
Regolazione del metabolismo: importanza dei fenomeni regolativi, regolazione della
sintesi enzimatica, regolazione dell’attività enzimatica.
3. Biosintesi dei metaboliti più importanti dal punto di vista industriale.
4. Crescita microbica e formazione di prodotti industriali: metaboliti microbici primari e
metaboliti microbici secondari; relazione tra metabolismo primario e secondario.
Cenni sulla nutrizione e crescita microbica.
5. Caratteristiche generali dei principali gruppi microbici impiegati in microbiologia
industriale: batteri, funghi, microalghe e lieviti:
6. Isolamento, selezione e conservazione dei ceppi di interesse industriale;
miglioramento dei ceeppi mediante tecniche classiche o applicando tecniche di
ingegneria genetica.
7. Tecnologia delle fermentazioni: ceppi, materie prime, la sterilizzazione, impianto di
fermentazione, recupero dei prodotti.
8. Fermentazione alcolica ed usi industriali del lievito: produzione di alcol industriale,
prodotti secondari della fermentazione alcolica, distillazione, produzione di alcol
industriale, prodotti secondari della fermentazione alcolica, distillazione, produzione
di lievito per panificazione, produzione birra.
9. Fermentazione acetonbutilica.
10. Produzione di acidi organici: acido lattico, acido acetico, acido citrico.
11. Produzione di antibiotici: caratteristiche generali degli antibiotici; ricerca e
produzione; metodi di determinazione degli antibiotici; antibiotici lattamici
(penicelline,e cefalosporine); tetracicline; rifamicine; streptomicina.
12. Produzione di amminoacidi e di vitamine: produzione di acido glutammico, problemi
inerenti alla produzione di lisina ed altri amminoacidi; produzione di vitamina B1-2
e di riboflavina.
13. Produzione industriale di biomasse microbiche: caratteristiche dei microrganismi e
dei sistemi di produzione.
14. Produzione di enzimi da microrganismi: produzione di enzimi; enzimi legati a
matrici; tecniche di immobilizzazione, proprietà degli enzimi immobilizzanti:
immobilizzazione di cellule intere.
15. Bioconversioni microbiche: trasformazione di steroidi e steroli.
16. Depurazione biologica delle acque reflue.
123
C)
TESTI CONSIGLIATI
W. Crueger, A. Crueger, Biotechnology. A textbook of industrial Microbiology Science tech.
Publischers, 1990.
M. Marzona, Chimica delle fermentazioni e Microbiologia Industriale, Piccin Nuova Libreria,
Padova 1990
124
MUTAGENESI AMBIENTALE
A) TITOLARE: Dott. Pasquale MOSESSO
B) PROGRAMMA:
I programmi del modulo “B” e del modulo “C” riportati di seguito prevedono uno parte introduttiva comune (paragrafi 1-4) = Modulo “A”.
Il modulo “A” è consigliato per Scienze Ambientali e per l’indirizzo bio-ecologico di Scienze
Biologiche.
Il modulo “B” è consigliato per il corso integrato (indirizzo biotecnologico) per Scienze biologiche.
Parte comune: Modulo “A”
1
1.1
1.2
1.3
2
2.1
3
3.1
3.1.1
3.1.1.1
3.1.1.2
3.1.2
3.1.2.1
3.1.2.1.1
3.2
3.2.1.1
3.2.1.2
3.2.1.3
3.2.1.4
3.2.1.5
3.3
3.3.1
3.3.2
4
4.1
Introduzione alla Mutagenesi Ambientale
Origine e storia della Mutagenesi Ambientale;
Struttura ed organizzazione del gene; Organizzazione del genoma;
Definizione e classificazione delle mutazioni:Mutazioni geniche (reversione
mutazioni di tipo soppressore intra ed extra geniche); Mutazioni cromosomiche
(aberrazioni strutturali);Mutazioni numeriche o genomiche (aneuploidia).
Alterazioni spontanee al DNA
Replicazione del DNA e meccanismo “proof-reading” per la correzione degli errori;
Errori generati dalla tautomerizzazione delle basi durante la replicazione del
DNA; Errori generati dalla deaminazione delle basi; Perdita spontanea delle basi;
Danno ossidativi al DNA.
Fattori ambientali che danneggiano il DNA
Agenti fisici:
Radiazioni nucleari ionizzanti:
Radiazioni elettromagnetiche: raggi X; raggi γ; radiazioni da betatroni e sincrotroni.
Radiazioni corpuscolate: particelle α; particelle β; neutroni; ioni pesanti; pioni.
Radiazioni non ionizzanti:
Raggi ultravioletti (UV): UV-A; UV-B;
Campi elettromagnetici: microonde; Onde radio a bassa frequenza.
Agenti chimici:
Composti chimici di sintesi ed agenti alchilanti
Inquinanti atmosferici: idrocarburi policiclici aromatici; bi-ossido di zolfo; ossidi di
azoto; scarichi automobilistici; formaldeide; asbesto.
Additivi e contaminanti degli alimenti: Aflatossine; nitrosammine; ammine
eterocicliche; fenoli di origine vegetale.
Agenti terapeutici: Mitomicina-C; mostarde azotate; bleomicina; agenti intercalanti
(daunorubicina; doxorubicina); psoraleni; inibitori delle topoisomerasi.
Pesticidi.
Mutageni biologici:
Agenti patogeni microbici e virali
Elementi del DNA trasponibili (trasposoni).
Meccanismi di difesa
Riparazione del danno al DNA: Fotoliasi; alchiltransferasi; nucleotide excision
repair (NER); base excision repair (BER); mismatch repair; SOS repair;
riparazione ricombinazionale; riparazione rotture del DNA a singolo e doppio
125
4.2
4.3
filamento.
Sistemi di detossificazione da agenti ambientali: citocromo p-450; ossidasi a
funzione mista; reazioni di coniugazione.
Sistemi di difesa antiossidanti enzimatici e non: Superossido dismutasi; catalasi;
perossidasi; α-tocoferolo; vitamina-C; carotenoidi, flavonoidi e polifenoli.
MODULO “B”
1
1.1
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3
3.1
3.2
3.3
3.4
1
1.1
1.2
1.3
2
2.1
2.2
2.3
2.4
3
3.1
3.1.1
3.1.2
126
Attivazione genica e stress ambientali
Stress da alta temperatura (“Heat shock proteins”; Heat shock protein come
“accompagnatori molecolari”); Stress da bassa temperatura (Proteine
anticongelamento; adattamento al freddo e geni responsivi per le basse
temperature). Stress idrico (Effetto nei batteri e nelle piante; Geni responsivi da
stress idrico). Stress da metalli pesanti (Resistenza ai metalli nei batteri mercurio, arsenico, rame, cadmio); Stress ossidativi (risposta adattativa nei
batteri e risposta negli eucarioti); Stress da anossia e ipossia: (Effetto nei tessuti
animali e nelle piante); Stress da agenti chimici tossici (Attivazione di enzimi
detossificanti- citocromo P-450; “Endocrine disrupters);
Ambiente, Geni, Biodiversità e cancro
Geni e biodiversità
Geni per avversità ambientali
Geni, cancro ed ambiente: (rischio occupazionale, da radiazioni, da pollutanti
atmosferici ed ambientali, da terapia, consumo di alcol, dieta)
Marcatori di rischio per il cancro da cancerogeni ambientali.
Invecchiamento
Principali test a breve termine di mutagenesi
Test di mutazione genica (reversione) nei batteri (Ames test).
Test di mutazione genica negli eucarioti (HPRT; mouse lymphoma);
Test di aberrazioni cromosomiche in vitro in cellule umane;
Test del micronucleo nel midollo osseo in vivo (topo).
MODULO C
Risposte cellulari al danno al DNA:
“Checkpoints” del ciclo cellulare; danno al DNA e morte cellulare programmata
(apoptosi).
Malattie genetiche umane legate a difetti della riparazione del DNA: Xeroderma
pigmentosum (XP); Tricotiodistrofia (TTD); Sindrome di Cockayne (CS);
Anemia di Fanconi (FA); Ataxia telangiectasia(AT); Sindrome di Bloom (BS);
Sindome di Nijmegen (NBS); Cancro ereditario al colon non-poliposico
(HNPCC).
Sviluppo del cancro: Protooncogeni ed oncogeni; geni soppressori del tumore;
progressione del tumore (evoluzione clonale e metastasi).
Geni indotti da stress e biotecnologie
Ingegneria genetica per la tolleranza allo stress: Resistenza “termica”, resistenza al
freddo, resistenza ai patogeni, resistenza alla disidratazione, resistenza agli stress
ossidativi, resistenza agli erbicidi.
Biomarcatori di stress ambientali (proteine HSP70, citocromo p-450).
Applicazioni di geni da organismi che vivono in ambienti estremi.
Cenni di “Bioremediation”
Organismi geneticamente modificati (OGM) e sicurezza
Valutazione del rischio a lungo termine per:
Prodotti biologici (Insulina, interferone…etc.);
Prodotti biotecnologici (Anticorpi monoclonali);
3.1.3
3.1.4
Terapie geniche (plasmidi, uso di vettori virali..etc)
Utilizzo di modelli animali transgenici (topi “Big-blue”, “Mutamouse”) per la
valutazione dei prodotti derivanti da OGM.
Testi consigliati:
Albert P. Li, Genetic Toxicology, 1990, CRC Press.
D.H. Phillips and S. Venitt, Environmental mutagenesis, Bios Scientific Publishers Limited,
Oxford, UK.
127
OCEANOGRAFIA CHIMICA
TITOLARE: Prof.. Mario Vincenzo RUSSO
B) PROGRAMMA:
Modulo A (40 ore)
L’acqua di mare: composizione chimica, nutrienti, elementi della prima serie ed oligoelementi, salinità, densità, temperatura e circolazione oceanica.
Equilibri chimici, tamponi, attività e concentrazione. pH e misura sperimentale nell’acqua
marina.
Gas disciolti: principi teorici, solubilita, anomalie di saturazione, flussi atmosfera/oceano.
Azoto, ossigeno, potenziali redox, influenza del pH sul potenziale d’ossido-riduzione.
Apporti e rimozione: weathering, areosol atmosferico.
Spettro elettromagnetico: energia associata alla radiazione, radiazione assorbita, diffusa e
riflessa dall’acqua marina. Proporzione della radiazione fotosintetica attiva (PAR) disponibile
in profondità nel mare.
Modulo B (40 ore)
Sistema dei carbonati: tampone H2C0 3/HCO 3-, HCO 3-/CO3-2, analisi e distribuzione del carbonio inorganico, CO2. Ciclo del carbonio.Dissoluzione dei carbonati in funzione del pH
dell’acqua marina.
Sistema dell’azoto: tampone NH 3/NH4+, analisi e distribuzione dell’azoto inorganico. Ciclo
dell’azoto.
La sostanza organica: composizione, distribuzione, sostanze clorurate.Estrazione e frazionamento delle sostanze organiche (neutre, acide, basiche).
Materiale solido: composizione e distribuzione. Adsorbimento e scambio ionico. Sedimenti.
Analisi degli elementi e speciazione.
I traccianti: impiego ed analisi.
COD nell’acqua di mare e BOD. Misuara potenziometrica (elettrodo di Clark) della CO 2 acquosa.
128
PARASSITOLOGIA
(PARASSITOLOGIA GENERALE per il
C.d.L.
in Scienze Ambientali)
A) TITOLARE: dr. Romolo FOCHETTI
B) PROGRAMMA
Parassitologia generale; origine della parassitologia. Le relazioni intra e interspecifiche; cenni sulle colonie e società animali; predazione, simbiosi, inquilinismo, parassitismo ed iperparassitismo; interazioni preda-predatore e parassita-ospite; cenni sui sistemi di
comunicazione inter e intraspecifici.
Elementi di genetica formale e molecolare; la variabilità genetica e le sue implicazioni evolutive; l’evoluzione animale; il concetto di specie; la speciazione animale ed i meccanismi di isolamento riproduttivo.
Elementi di tassonomia e di classificazione animale; le categorie tassonomiche;
caratteristiche ed inquadramento dei principali phyla animali con particolare riferimento ai
gruppi che includono i più importanti parassiti umani o i loro vettori.
Azione patogena dei parassiti; adattamenti morfologici degli ectoparassiti; adattamenti riproduttivi dei parassiti; modificazioni del comportamento dell’ animale parassitato;
storia evolutiva dei parassiti intestinali; rapporti fra l’evoluzione dell’ospite e quella del parassita; origine dei parassiti dell’uomo; gruppi zoologici con specie dedite al parassitismo.
Protozoi parassiti: classe dei flagellati (Rizomastigini,Protomonadini, Tricomonadini, Diplomonadini); classe dei Rizopodi (Amebidi); classe dei ciliati;classe degli sporozoi
(Gregarine e Coccidi);classe degli cnidosporidi.
Elminti parassiti:Platelminti(Tremetodi: Monogei, Aspidogastri, Digenei), (Cestodi: Cestodari, Eucestodi).
Phylum Acantocefali, Phylum Nematodi (Dorylaimida, Rhabditida, Stongylida, Ascaridida, Spirurida), Phylum Anellida.
Artropodi parassiti e vettori di malattie; classe degli Aracnidi (Acari), classe degli
Insetti (Anopluri, Emitteri, Afanitteri, Ditteri).
Le principali par assitosi umane: caratteristiche generali morfologiche e bionomiche dei parassiti e dei loro vettori, con schemi ei cicli biologici; diffusione, prevenzione, diagnosi e terapia.
C) TESTI CONSIGLIATI
I. De Carneri, Parassitologia generale e umana, Casa ed. Ambrosiana, Milano
F.E.G. Cox, Parassitologia, Zanichelli
129
PATOLOGIA MOLECOLARE
A) TITOLARE: Prof.ssa Maria Saveria Gilardini Montani
B) PROGRAMMA
Biotecnologie immunologiche per l’analisi dei geni e delle proteine che regolano i processi
patologici;
Regolazione del ciclo cellulare : segnali di vita e segnali di morte;
Cellule e mediatori dei processi infiammatori;
Oncogeni e loro ruolo nella trasformazione neoplastica
130
PRINCIPI DI VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE
A) TITOLARE: Ing. Giovanni MARENCO
B) PROGRAMMA:
− Aspetti Generali della Valutazione di Impatto Ambientale: Ambiente e territorio; problematiche di sistema. Caratterizzazione ed analisi ambientale. Monitoraggio; metodi analitici e sintesi sistemica. Impatto sanitario; sorgenti e cammini critici, effetti e dosi ammissibili. La compatibilità ambientale; impostazione generale. Dalla compatibilità ambientale alla VIA. Problematiche generali, ambientali e tecnologiche nella VIA.
− Lo Studio di Impatto Ambientale (SIA): Quadri di riferimento (progettuale, programmatico e ambientale), modellistica, caratterizzazione e monitoraggio. Ispezioni e rilievi sul
campo. Analisi cartografiche ed aerofotogrammetriche nella VIA; gli strumenti informatici in cartografia. Indicatori ed indici ambientali. Caratterizzazione del territorio per
singole componenti ambientali. I parametri della qualità ambientale, come criticità, vulnerabilità, etc. Metodi di recupero e valorizzazione di componenti ambientali e paesaggistici. Metodi di controllo ed analisi degli inquinanti.
− Aspetti ingegneristici e tecnologici nella VIA: Inquinamento e concentrazioni; dalle dosi
ammissibili al criterio delle soglie massime. Problematiche generali dei processi; trasformazioni nello spazio e nel tempo, entropia, rendimenti. Analisi ingegneristica nella
VIA. Tipologie di impatto di grandi opere. Tipologie di impatto di insediamenti minori.
− Aspetti normativi nella VIA: Correlazione tra la normativa ambientale e le problematiche
economiche. La direttiva CEE 85/337; obiettivi politici, aspetti procedurali, specificità
territoriali. Direttiva VIA e ruolo del Ministero per l’Ambiente. La legislazione sulla VIA
a livello regionale; criteri informatori ed evoluzione.
C) TESTI CONSIGLIATI
G. Gisotti, S. Bruschi: Valutare l’ambiente. Casa Ed. La Nuova Italia Scientifica.
Massimo Pazienti (a cura di): Lo studio di Impatto Ambientale: elementi per un manuale. Casa Ed. Franco Angeli Editore.
131
Psicopedagogia del linguaggio e
della comunicazione
(Corso di Diploma Universitario in “Educatore e Divulgatore Ambientale")
A) TITOLARE: dott. Giuliana Bettini
B) PROGRAMMA:
Gli studenti, in sede d’esame, dovranno:
a) relazionare oralmente sui seguenti argomenti (dei quali è fornito materiale cartaceo
completo)
-1- Lingua, cultura e pensiero
Relatività linguistica e relatività culturale. Relatività semantica. Lingua e socializzazione. L’ipotesi Sapir-Whorf. Il sessismo nel sistema linguistico.
-2- Il linguaggio come interazione sociale
La natura sociale del linguaggio. La classificazione del linguaggio. L’attività linguistica come lavoro specializzato. Le norme linguistiche.
Co m p o rt a men t o v erb al e e co mp o rt am en t o n o n v erb al e: i n d i cat o ri d i rel azi o n e.
In d i cat o ri d i s t ru t t u ra . In d i cat o ri di co n t en u t o . Di f feren ze li n g u i s t i ch e t ra u o mi n i e
don ne
-3- Sociolinguistica
Tre tipi di disuguaglianza linguistica. La disuguaglianza soggettiva: il pregiudizio basato
sulla lingua. La valutazione linguistica. Gli stereotipi e il modo di studiarli. Il
pregiudizio negli insegnanti. Il pregiudizio negli alunni. L’incompetenza linguistica.
L’incompetenza comunicativa.
-4- Pensiero e linguaggio
P ensiero senza linguaggio: l’importanza teorica del problema. I concetti di fondo:
l’etologia e la psicologia. Parlare agli altri animali. La distinzione Lingua/linguaggio. Il
pensiero senza linguaggio: la teoria ingenua della mente. Comunicazione animale
-5- Esperienza e linguaggio. I fondamenti percettivi dell’attività linguistica:
Il linguaggio come sistema naturale. Il dibattito tra Chomsky e Piaget. La
percezione linguisticizzata. Il modello ecologico della percezione visiva. Il
mondo percettivo nel linguaggio: l’ontogenesi del linguaggio. La relazione
percettiva figura-sfondo. Il linguaggio senza percezione: il caso dei ciechi.
Linguaggio e percezione: parlare di ciò che non è percepibile. Percezione,
pensiero e linguaggio. I linguaggi del pensiero: le forme della rappresentazione
mentale. C oscienza senza linguaggio: una teoria modulare dei processi
superiori.
-6- L’intelligenza emotiva
A cosa servono le emozioni: l’evoluzione del cervello. Il centro che controlla le
emozioni. Armonizzare emozione e pensiero. Quando intelligente è uguale a ottuso. .
Intelligenza emotiva e destino. Un tipo diverso di intelligenza. Quando la cognizione
non è abbastanza. Le emozioni possono essere intelligenti? QI e intelligenza emotiva. La
neurobiologia dell’eccellenza. Un nuovo modello di educazione. Mostrare qualche
emozione. Espressività e contagio emotivo. I rudimenti dell’intelligenza sociale. La
132
formazione di un individuo socialmente incompetente. Il nuovo arrivato sulla soglia. Un
caso di talento emozionale. Che cos’è un’emozione. Caratteristiche della mente
emozionale. I circuiti della paura.
-7- La programmazione neurolinguistica
La mappa non è il territorio. Vincoli antropologici, vincoli sociali, vincoli individuali.
Generalizzazione, cancellazione, deformazione.
La struttura del linguaggio.
La struttura della magia.
Magia pratica. L’approccio clinico. Strumenti e concetti base.
b) - conoscere l’argomento del testo di L. MAFFEI, Il mondo del cervello, Laterza, 1998
c) - consegnare, almeno dieci giorni prima dell’esame orale, la relazione scritta su uno
dei
seguenti testi:
-BERNE, H., A che gioco giochiamo, Bompiani, 1999
-GOLEMAN, D., Intelligenza emotiva, BUR, 1999
-HARRIS, T.A., Io sono OK, tu sei OK, BUR, 1997
-LANKTON, S., Magia pratica, Astrolabio, 1989
-TANNEN, D., Ma perché non mi capisci?, Frassinelli, 1998
-WATZLAWICK, P., La pragmatica della comunicazione umana, Astrolabio, 1971
-WATZLAWICK, P., Il linguaggio del cambiamento, Feltrinelli, 1999
allo 0336-331106.
133
PSICOLOGIA AMBIENTALE
per il Diploma di Educatore e Divulgatore
Ambientale
A)
TITOLARE: Dott. Manlio MAGGI
B)
PROGRAMMA:
Valori, atteggiamenti e comportamenti in relazione ai problemi ambientali. Elementi di psicologia e sociologia dell'ambiente.
Aspetti generali
Ambiente, società, sviluppo.
I principali schemi descrittivo-interpretativi dell’interazione tra sistemi sociali e ambiente.
Fonti sociali del mutamento ambientale e fonti ambientali del mutamento sociale
Popolazione, energia, tecnologia e sviluppo sostenibile.
Il concetto di sviluppo sostenibile
Valori ambientali, movimenti e conflitti sociali.
Le scienze sociali e l'ambiente: aspetti generali.
Percorsi di Sociologia dell’ambiente
Le origini della Environmental Sociology: la critica del paradigma dell’”eccezionalismo
umano” e il nuovo paradigma ecologico di Catton e Dunlap.
La struttura analitica della sociologia dell’ambiente.
Il mutamento ambientale globale: definizioni, fenomenologie e determinanti socioeconomiche.
Asimmetrie nello sviluppo mondiale e problematiche ambientali.
La “tragedia dei beni comuni” (Hardin).
Impatti sociali differenziali del mutamento ambientale globale e risposte socio-politiche.
Le dimensioni sociali della valutazione di impatto ambientale: struttura sociale e
differenziazione degli impatti
Città, industria, tecnologie produttive, spazi rurali e ambiente in Italia.
Risorse idriche, aree costiere ed ecosistemi marini.
Politiche pubbliche e attori sociali in campo ambientale
Problematiche psicosociali del rischio tecnologico-ambientale
Analisi probabilistica del rischio, teoria culturale (Douglas e Wildawsky) e comunicazione
Percezione e accettabilità sociale del rischio: il caso dell’ACNA di Cengio.
Problemi della comunicazione ed emergenze incidentali: informazione preventiva e gestione
delle situazioni di crisi.
134
Elementi di psicologia ambientale
Definizioni dei campi di pertinenza della psicologia ambientale
L’emergere dell’orientamento psicosociale nell’odierna psicologia ambientale.
I principali temi di ricerca: la dimensione fisico-spaziale del comportamento, stress e
stressori ambientali, processi di valutazione e conoscenza ambientale.
Paradigmi e costrutti psicosociali nella psicologia ambientale
Transazioni persona-ambiente
Le rappresentazioni sociali di luogo (esempio delle rappresentazioni sociali di luogo
in ambiente urbano).
L’identità di luogo e la prospettiva “multi-luogo” (ad esempio il luogo “città” come
sistema multi-luogo)
Testi principali
F. Beato, Rischio e mutamento ambientale globale. Percorsi di sociologia dell'ambiente, Milano, F. Angeli, 1993 (in particolare i capitoli 1, 2, 3, 4, 7)
M. Bonnes, G. Secchiaroli, Psicologia ambientale. Introduzione alla psicologia sociale dell’ambiente, Roma, La Nuova Italia Scientifica, 1992 (Capitoli 3, 4, 5).
F. Beato, M. Maggi, L’impianto RE.SOL dell’ACNA di Cengio: percezione del rischio
e accettabilità sociale, ART, Unità di ricerca “Ambiente, Rischio e Territorio”, Dipartimento di Sociologia dell’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Roma,
1995.
M. Maggi, "Ambiente e sviluppo sostenibile". in Scienzasocietà, n. 62, 1995M.
Maggi, “Informazione, comunicazione, emergenze”, in Sicurezza e protezione. Notiziario dell’ENEA, n. 29, 1992
135
SCIENZA DELL’ALIMENTAZIONE
A) TITOLARE : Prof. Gianni TOMASSI
B)
PROGRAMMA:
SCIENZA DELL’ALIMENTAZIONE
Un modulo
A) TITOLARE: Prof. Gianni TOMASSI
B) PROGRAMMA:
La dieta sorgente di energia
Concetto di metabolismo
Calorimetria diretta
Calorimetria indiretta
Bisogno di energia
Raccomandazioni per soddisfare il bisogno di energia
-
Le proteine nell’alimentazione
Concetti generali
Qualità e valore biologico delle proteine
Fabbisogno in proteine
Malnutrizione calorico-proteica
-
I lipidi nell’alimentazione
Classificazione
Acidi grassi essenziali
Funzione di grassi corporei
Ruolo fiosologico nutritivo dei grassi
Dieta iperlipidemia e aterosclerosi
-
I carboidrati nell’alimentazione
Effetti dei trattamenti sulla qualità nutrizionale
Zuccheri semplici e carboidrati complessi
La fibra alimentare
-
Principali funzioni dei macrominerali nella dieta
Gli oligoelementi
Considerazioni generali su fabbisogno in vitamine
Caratteristiche nutrizionali delle vitamine idrosolubili e liposolubili
C) TESTI CONSIGLIATI
A. Mariani Costantini, C. Cannella, Gianni Tomassi: Fondamenti di Nutrizione Umana, Il Pensiero Scientifico Editore, Roma
136
TEORIA ED APPLICAZIONE DELLE MACCHINE
CALCOLATRICI
A) TITOLARE : Paolo CARLINI
B)
PROGRAMMA:
Macchine calcolatrici: Livelli di astrazione: utente finale, programmatore, architettura-linguaggio macchina, microarchitettura, elettronica, fisica. Cenni sui sistemi
di numerazione (base 2 vs base 10 e conversioni), sul codice ASCII e sulla notazione O() per specificare la complessità computazionale di un algoritmo al variare del numero dei dati da elaborare. Architettura di un personal computer
contemporaneo, clock, processore, bus dati ed indirizzi, memoria RAM e memoria cache, con particolare riferimento ai microprocessori Intel della famiglia
xx86 e alla loro architettura a 32 bit IA32. Vari tipi di parallelelismo nella microarchitettura (più unità operative, catena di montaggio) per aumentare il numero di operazioni del linguaggio macchina completate ad ogni clock. Periferiche, dischi magnetici e ottici. Interfaccia seriale (mouse, modem) e parallela
(stampante). Scheda di rete, comunicazioni tra calcolatori. Scheda grafica. Ordini di grandezza in gioco (velocità, dimensioni, costi). Il sistema operativo (livello di astrazione intermedio tra programmatore e architettura) e sue principali
funzioni (multitasking (vari tipi), gestione memoria, gestione dispositivi di ingresso-uscita). Lo sviluppo del software e l’uso di librerie. La compilazione e
gli ambienti di sviluppo integrati (editor, pre-processore, compilatore, linker,
debugger, profiler). Linking dinamico (vs linking statico) di librerie e suoi vantaggi. Errori di programmazione sintattici, semantici e “pragmatici”. Il caso Microsoft ed il mercato del software.
Linguaggio C per applicazioni tecnico-scientifiche: commenti, numeri int, long, float e double. La libreria standard di input-output (stdio), corrispondente header file
<stdio.h> e meccanismo di linking automatico delle librerie. Printf(), scanf() e formattazione dei dati in scrittura e lettura (%d, %ld, %f, %g e loro varianti). Variabili locali. Costrutti ciclici for. “Precisione” dei numeri ed header file <limits.h> e
<float.h> (INT_MAX e INT_MIN, LONG_MAX e LONG_MIN, FLT_MAX e
FLT_MIN, DBL_MAX e DBL_MIN, FLT_EPSILON, DBL_EPSILON). Assegnamento (=) e sue forme particolari (++, --, +=, -=, *=, /=). Operatori logici (&&, ||,
!) e di confronto (==, !=, <=, >=, <, >) e loro impiego per specificare condizioni
complesse. Struttura delle funzioni, parametri e valore di ritorno. Cicli while e
do…while e loro confronto con il ciclo for. Il costrutto if…else. Variabili globali vs
variabili locali e problema dello shadowing. Variabili vettoriali, matriciali ed a più
indici. Libreria matematica (log(), sin(), cos(), asin(), acos(), pow(), …). Libreria
standard ed allocazione dinamica della memoria (malloc() e free()). Variabili di tipo puntatore e operatori & e *. Puntatori e vettori. Passaggio di parametri alle funzioni per valore (“normale”) vs passaggio per nome, ovvero tramite indirizzi. Caso
speciale dei vettori (implicitamente sempre per nome). Definizione di nuovi tipi di
dati (struct). Strutture dati astratte, gestite tramite allocazione dinamica della memoria (impiego di sizeof): pile e code con alcune applicazioni (valutazioni espressioni algebriche, code di attesa e gestione del multitasking nel sistema operativo),
137
cenni alle liste (singolarmente e doppiamente linkate) e agli alberi. Algoritmi ricorsivi (es. del fattoriale). Cenni al meccanismo tramite il quale vengono passati i parametri ad una funzione all’atto della sua invocazione (pila di sistema) e conseguente spiegazione del caso speciale dei parametri vettoriali. Classificazione generale degli algoritmi numerici in “deterministici” ed iterativi, con alcuni esempi
(soluzione di sistemi di equazioni lineari, zeri di equazioni non-lineari, calcolo iterativo della radice quadrata). Calcolo numerico di integrali, compreso il caso adattivo, come esempio interessante di algoritmo ricorsivo. Accesso a file su disco tramite le funzioni di libreria fopen(), fclose(), fprintf() e fscanf(). Cenni alla lettura e
scrittura “grezze” tramite fread(), fwrite e fseek().
Esercitazioni svolte: l’ambiente di sviluppo integrato Turbo C. Immissione di dati,
con controllo della loro validità e stampa del risultato della valutazione di alcune
semplici formule algebriche. Impiego di funzioni della libreria matematica. Uso di
istruzioni #define del preprocessore per la specificazione di costanti. Confronto tra
vari formati di stampa dei numeri. Costrutti ciclici for e while. Assegamento a variabili del valore di espressioni. Valutazione di media e varianza di una serie di dati, con vari approcci: senza variabili vettoriali e con vettori. Uso delle funzioni.
Sviluppo in serie di potenze della funzione seno. Valutazione di un polinomio tramite la regola di Horner con varie strategie di allocazione della memoria per i coefficienti: statica tramite vettore (due modi) e dinamica tramite malloc() e free().
Determinazione del massimo e del minimo di una serie di dati, con impiego di variabili puntatore. Moltiplicazione e somma di numeri complessi e definizione di un
nuovo tipo di dato complesso tramite struct. Implementazione di pile e code (in due
diversi modi). Scrittura e lettura di dati su file. Moltiplicazione matrice per vettore.
TESTI CONSIGLIATI:
1) Appunti dalle lezioni!
2) Programmi sperimentati durante le esercitazioni, disponibili in copisteria.
3) A.S. Tanenbaum, Architettura dei Computer, Prentice Hall-Utet, 2000, capitoli
1 e 2.
4) B.W. Kernighan e D.M Ritchie, Linguaggio C, Gruppo Editoriale Jackson,
1989.
5) R. Sedgewick, Algoritmi in C, Addison-Wesley Masson, 1993, capitoli 2, 3, 5, 6,
39.
138
ULTRASTRUTTURE VEGETALI
A) TITOLARE : Prof. Antonio TIEZZI
B) PROGRAMMA:
Aspetti morfologici ed ultrasrtutturali della cellula vegetale; modalità di investigazione. La parete cellulare: ruolo, processo di formazione e composizione chimica. La
membrana citoplasmatica: ruolo e composizione. Il citoplasma. Gli organelli cellulari:
vacuoli, mitocondri, dictiosomi, reticolo endoplasmatico, ribosomi, vescisole e corpi lipidici. Modalità di separazione e investigazione, funzione e ultrastruttura. I plastidi: organizzazione ultrastrutturale e funzione. Il Cloroplasto, la clorofilla, la fotosintesi. Il citoscheletro: composizione, ruolo e modalità di investigazione. Il citoscheletro delle cellule vegetali. I processi di movimento citoplasmatico. Il nucleo. La divisione cellulare.
Mitosi e meiosi.
Ultrastruttura degli apparati riproduttori. L’antera, il polline, il tubetto pollinico, lo
stigma, lo stilo, l’ovario.
A) TESTI CONSIGLIATI
B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D. Watson, Biologia Molecolare della
Cellula, Casa editrice Zanichelli.
M. Cresti, S. Blackmore, J.L. van Went, Atlas of sexual Reproduction in Flowering Plants,
Casa Editrice Springer Verlag.
139
ZOOGEOGRAFIA – BIOGEOGRAFIA
(Corso di Laurea in Scienze Biologiche e Scienze Ambientali).
TITOLARE: Prof. Vezio Cottarelli
PRIMO MODULO
Storia della biogeografia
Origine delle problematiche bio e zoogeografiche:
La zoogeografia moderna
L’analisi zoogeografica
Richiami sul concetto di specie e le modalità di speciazione. I gruppi sovraspecifici. Le relazioni filetiche e i cladogrammi. Richiami di filogenesi e sistematica.
Studio dell’areale
Descrizione e dinamica dell’areale specifico. L’areale dei gruppi sovraspecifici. L’analisi
dell’areale.
Biogeografia sistematica
Le regioni zoogeografiche. Le regioni fitogeografiche. Le categorie corologiche. General
Tracks, modelli di distribuzione.
SECONDO MODULO
Zoogeografia ed ecologia
Comunità, biomi e biosfera (richiami). Biodiversità e numero di specie possibili; la dispersione; l’estinzione; dinamica dei popolamenti insulari.
Richiami di storia della Terra e della vita nel tempo e nello spazio.
Zoogeografia speciale
Origini della fauna italiana. Le glaciazioni. Le crisi di salinità.
Panorama biogeografico dell’Italia: origine ed importanza degli endemismi animali e cenni
su alcuni endemismi vegetali.
Ogni anno verrà concordato con gli studenti lo studio della zoogeografia di taxa particolari
della fauna italiana.
Le altre modalità dell’indagine biogeografica
Biogeografia storica, evoluzionistica, filogenetista, vicariantista; panbiogeografia.
TESTI CONSIGLIATI
M. Zunino, A. Zullini: Biogeografia - la dimensione spaziale dell’evoluzione; ed. Ambrosiana
Oltre al testo di base, il docente si riserva di indicare di volta in volta altre pubblicazionispecialistiche
140
ZOOLOGIA
A) TITOLARE: Prof. Massimo MAZZINI
B)
PROGRAMMA:
I Livelli di studio della biologia. Animali e Vegetali. La Zoologia e le sue articolazioni. Ruolo
delle discipline zoologiche nella moderna Biologia.
Nozioni fondamentali relative alla organizzazione ed alla biologia generale dei principali taxa.
Metodi di classificazione e principi di sistematica; omologie, analogie, categorie sistematiche,
regole di nomenclatura zoologica.
La specie: concetto e definizione di specie biologica; caratteri diagnostici della specie. Areale,
meccanismi di dispersione e barriere ecologiche. Regioni Zoogeografiche. Variazione geografica e sottospecie, specie monotipiche e specie politipiche.
Riproduzione agamica e rigenerazione. Metagenesi. La sessualità. Isogamia ed anisogamia,
caratteri sessuali primari, secondari e dimorfismo sessuale. Determinazione del sesso. Riproduzione sessuale, gonocorismo ed ermafrodismo, partenogenesi ed eterogonia, pedogenesi,
poliembrionia. Neotenia, significato adattativoed evolutivo. Fecondazione interna ed esterna,
accoppiamento, sviluppo embrionale e post-embrionale.
Cenni di fisiologia adattativa: alimentare, respirazione, sistemi di trasporto interno e sistemi di
difesa, escrezione, locomozione, sensibilità. Termoregolazione, ibernazione, estivazione. Stadi resistenti. Implicazioni funzionali delle dimensioni corporee. Ritmi biologici, migrazioni,
orientamento.
Rapporti intraspecifici: colonie e società, competizione, territorialismo. Rapporti intraspecifici: predazione, competizione, simbiosi, parassitismo. Colorazione adattative; criptismo e mimetismo. Bioluminescenza.
Cenni di etologia: stimoli e segnali, comunicazione, corteggiamento, cure parentali, aggressione intraspecifica, comportamento innato e appreso. Comportamento e organizzazione sociale.
La popolazione: definizione, variabilità genetica ed agenetica, polimorfismo e selezioni bilanciate. Principio di Hardy Weinberg. Fonti di variabilità genetica e selezione naturale, deriva
genetica, effetto del fondatore. Faune insulari.
L’evoluzione biologica. Creazionismo ed evoluzionismo. Storia delle teorie evolutive. La teoria sintetica dell’evoluzione. Microevoluzione e macroevoluzione. La speciazione: allopratica,
parapratica, simpatrica. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Ladattamento. Radiazione
adattativa.
Cenni di ecologia: dominio marino, d’acqua dolce, terrestre epigeo ed ipogeo, interstiziale,
loro classificazione e principali adattamenti. Comunità biotica ed ecosistema, nicchia ecologica, habitat, biotopo. Successioni ecologiche. L’ambiente naturale ed impatto ambientale. Conservazione e gestione della natura.
141
C) TESTI CONSIGLIATI
P.B. Weisz, “Zoologia I, II”, Zanichelli.
Luria et al., “Una visione della vita”, Zanichelli.
Storer et al. “Zoologia”, Zanichelli.
Simonetta, “Zoologia: struttura ed evoluzione degli animali”, Edagricole.
Barnes, “Zoologia degli invertebrati”, Piccin.
Mitchell, Mutchmor, Dolphin, “Zoologia”, Zanichelli.
142
ZOOLOGIA SISTEMATICA
(SISTEMATICA ANIMALE per il C.d.L. in S.A.)
A) TITOLARE: Prof.ssa Anna Maria FAUSTO
B) PROGRAMMA
MODULO A:
Concetti generali di: biologia evoluzionistica, biodiversità, sistematica e filogenesi.
I Protozoi. Organelli e fisiologia generale. Tassonomia e classificazione. Evoluzione dei Protisti.
Phylum Sarcomastigophora. Phylum Ciliophora. Phylum Apicomplexa. I Mesozoi.
I Poriferi. Struttura e fisiologia. Riproduzione e sviluppo. Filogenesi.
I Cnidari e gli Ctenofori. Origine degli epiteli. Piani strutturali. Tassonomia e classificazione.
Cicli riproduttivi. Le barriere coralline. Evoluzione e filogenesi.
I Platelminti. Simmetria bilaterale. Classe Turbellaria. Classe Trematoda. Classe Monogenea. Classe Cestoidea. Cicli vitali di platelminti parassiti. Strategie riproduttive.
Gli “Pseudocelomati”. I Rotiferi. I Nematodi. Gli Acantocefali.
Gli Anellidi. Origine del celoma. La metameria. Classe Polychaeta. Classe Oligochaeta.
Classe Hirudinea. Filogenesi.
I Molluschi. Struttura e fisiologia. Classificazione e flilogenesi. Classe Monoplacophora.
Classe Polyplacophora. Classe Aplacophora. Classe Gastropoda. Classe Bivalvia. Classe
Scaphopoda. Classe Cephalopoda.
I Deuterostomi. Gli Echinodermi. Struttura e fisiologia. Strategie di sviluppo. Tassonomia e
filogenesi.
Phylum Hemichordata. Phylum Chordata: Urocordati e Cefalocordati.
MODULO B:
Gli Artropodi. Aspetti generali: struttura corporea, esoscheletro ed appendici, fisiologia,
riproduzione e sviluppo. Classificazione e filogenesi. Artropodi fossili. I Trilobiti. Gruppi
affini agli Artropodi: Onicofori e Tardigradi.
I Chelicerati. Strategie adattative. Artropodi della lettiera fogliare. Classe Merostomata.
Classe Arachnida. Classe Pycnogonida. Aspetti evolutivi.
I Crostacei. Adattamenti agli ambienti marini e di acque dolci. I Crostacei primitivi: Remipedi e Cefalocaridi. Classe Branchiopoda. Classe Maxillopoda. Classe Malacostraca: i Decapodi. Riproduzione e sviluppo. Aspetti di filogenesi.
Gli Unirami. I Miriapodi: Chilopodi e Diplopodi.
Gli Insetti. Struttura generale del corpo e aspetti di fisiologia. Riproduzione e sviluppo: emimetabolia ed eterometabolia. Classificazione e filogenesi. Adattamento all’ambiente terrestre. Cenni di etologia. Insetti sociali.
Artropodi di interesse economico e sanitario
Testi consigliati.
Argano R. et al. Zoologia generale e sistematica, Monduzzi.
Baccetti B. et al. Lineamenti di Zoologia sistematica, Zanichelli.
Barnes R.S.K. et al. Invertebrati. Una nuova sintesi. Zanichelli.
Brusca R e Brusca G. Invertebrati. Zanichelli.
Freeman B.H. e Bracegirdle B. Atlante di Anatomia degli Invertebrati, Piccin.
Mitchel L.G. et al., Zoologia., Zanichelli.
Ruppert E. e Barnes R. Zoologia. Gli Invertebrati. Piccin.
Storer T.I. et al. Zoologia, Zanichelli.
Zaffagnini F. e Sabelli B. Atlante di Morfologia degli Invertebrati, Piccin.
143
ZOOLOGIA APPLICATA
A) TITOLARE: Prof. Giuseppe SCAPIGLIATI
B)
PROGRAMMA:
Modulo A (40 ore)
Evoluzione delle scelte fisiologiche adattative, le specie animali nel''ambiente fisico e nell'ambiente chimico, parametri quantitativi nello studio delle specie, storia, risorse, bilanci
energetici, cicli biologici e quantificazione della natalità e mortalità. Diversità biologica e
conservazione della biodiversità, variabilità genetica, deriva genetica, flussi genici. Catene
trofiche. Flusso di energia e materia attraverso gli ecosistemi. Interazioni tra organismi,
competizione intraspecifica e interspecifica. Le specie animali come "fabbriche biotecnologiche". Le specie animali e la loro fisiologia come bioindicatori ambientali.
Modulo B (40 ore)
Biotecnologie animali, sostanze utilizzabili prodotte da invertebrati e vertebrati. Meccanismi
di controllo della riproduzione. Utilizzo delle competizioni e lotta biologica. Monitoraggio
ambientale tramite specie animali o loro attività fisiologiche. Insetti e biotecnologie. Microfauna acquatica, microfauna e biodepurazione. Produzione di marcatori proteici e di sonde
genetiche. Biotecnologie marine e di acque dolci. Animali transgenici: produzione, impiego e
problematiche associate. Produzione di cloni di individui. Specie esotiche e loro introduzione.
Principi per il trasferimento di specie dall'ambiente selvatico a quello artificiale. Principi
generali di allevamento. Acquacoltura: principali specie utilizzate e specie associate. Biotecnologie in acquacoltura.
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NOTE
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Stesura, impaginazione ed editing a cura del Sig. Marco Urbani.
Si ringrazia per la collaborazione la Sig.ra Maria Concetta Valeri.
Si ringrazia il Sig. Ezio Urbani per aver gentilmente fornito i disegni del calendario
accademico.
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