BIOTECNOLOGIE VEGETALI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- GIUSEPPE FORLANI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- Biotecnologie per l'ambiente
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- BIO/04
Obiettivi formativi
- Le biotecnologie vegetali presuppongono una adeguata e completa conoscenza della biologia e fisiologia della pianta, e delle sue modalità di risposta a condizioni di stress. Inoltre conoscenze di base nelle interazioni tra la pianta e l’ambiente, della pianta ed i suoi patogeni, parassiti e simbionti, sono indispensabili per un corretto e soddisfacente utilizzo delle tecnologie moderne che prevedono un approccio biotecnologico.
Le tecnologie del DNA ricombinante, le applicazioni delle trasformazioni stabili (Agrobacterium tumefaciens, particle bombardment, microinjection) e transienti, hanno contribuito a creare opportunità straordinarie nelle applicazioni biotecnologiche finalizzate a vari scopi che vanno oltre le green e la gene revolutions, ed offrono oggi soluzioni per la produzione di farmaci e nutraceutici, vaccini e bioremediation, carburanti e materiali industriali.
L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per la comprensione del funzionamento di un organismo vegetale, i suoi rapporti con l’ambiente che lo circonda, le tecnologie per modificarlo, le possibilità offerte dalle nuove tecnologie e i limiti e vantaggi di ognuna, le opportunità di utilizzo e le limitazioni legislative, le necessità di adeguamento strumentale, conoscitivo e legislativo delle moderne biotecnologie.
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente:
- apprenderà la corretta terminologia scientifica
- acquisirà conoscenza dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta
- comprenderà le modalità attraverso cui la pianta è in grado di trasformare l’energia luminosa in energia chimica; convive con patogeni, parassiti e simbionti;
- conoscerà i meccanismi che consentono la coltura cellulare, la trasformazione di cellule vegetali, la rigenerazione di una pianta adulta;
- comprenderà le applicazioni pratiche e le opportunità offerte dalle tecnologie di trasformazione e dalle nuove tecnologie che si stanno affermando negli ultimi anni;
- comprenderà come la pianta può essere fonte non solo di nutrizione ma anche di farmaci, vaccini, carburanti, metaboliti secondari di uso industriale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente acquisirà le capacità di:
- usare la corretta terminologia scientifica;
- comprendere le principali caratteristiche che contraddistinguono il sistema vegetale. Prerequisiti
- Lo studente deve possedere conoscenze di base di chimica generale e chimica organica, biologia cellulare e fisiologia vegetale, e del metodo e della terminologia scientifica.
Contenuti del corso
- Il corso prevede 48h di lezioni frontali sui seguenti argomenti:
- Motivazioni per lo studio della biologia vegetale: perchè studiare le piante (2 h).
- Condizioni limitanti la crescita della pianta e risposta a condizioni di stress abiotico: Siccità, salinità, temperature estreme, ozono, elevata irradianza, carenze nutrizionali (10 h)
- Le relazioni tra pianta ed ambiente: simbiosi e le loro basi nel mondo vegetale, le piante ed i loro patogeni, coesistenza, strategie di difesa, interazioni, evoluzione e coevoluzione (8 h).
- Metabolismo secondario delle piante e composti di interesse farmacologico e industriale (4 h)
- Colture in vitro e tecniche del DNA ricombinante come base per lo sviluppo delle biotecnologie vegetali (4 h)
- Transgenesi, cisgenesi, evoluzione tecnologica e legislazione relativa: limiti e soluzioni delle nuove biotecnologie vegetali (4 h).
- Applicazioni delle biotecnologie vegetali: micropropagazione in vitro, miglioramento qualitativo e gestione delle colture (erbicidi), piante per la produzione di vaccini, fitoremediation, colture algali (14 h). Metodi didattici
- Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali. In particolare sono previste 48 ore complessive di didattica (6 CFU). Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Per aiutare lo studente a verificare in itinere il proprio livello di preparazione, a un terzo e a due terzi del corso si effettua una prova di autovalutazione: 25 domande simili a quelle che costituiranno l'esame finale: dopo aver lasciato allo studente il tempo di rispondere, se ne discute in maniera aperta in aula; quindi la risposta più vicina all’esatta definizione viene spiegata dal docente, con un breve ripasso del contesto a cui il quesito fa riferimento, in modo che lo studente possa verificare la carenza eventuale nella risposta che ha dato. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18).
L'esame è scritto o orale, a scelta dello studente.
L’esame consistente in un elaborato scritto è svolto in due appelli alla fine del corso. Esso consta di 42 domande, aperte a risposta breve o a scelta multipla, approssimativamente una per ogni lezione frontale. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per la completezza; per ogni domanda il punteggio che si ottiene è pari a 1 punto (risposta esatta e completa), 0.5 punti (risposta parziale o solo parzialmente esatta) o 0 punti (risposta mancante, errata o largamente incompleta). Non si ritiene superato l’esame se si ottiene un punteggio complessivo inferiore a 18 punti.
L'esame orale viene proposto sia alla fine del corso che durante tutte le altre sessioni. Esso consta in genere di 3 domande sugli argomenti affrontati nell'ambito del corso. Non si ritiene superato l’esame se lo studente non riesce ad argomentare sostanzialmente nulla su una delle domande poste, o se nel corso dell'intero esame lo studente si limita a esporre pochi enunciati senza dimostrare una adeguata comprensione degli stessi. Testi di riferimento
- Schemi e figure forniti dal docente sotto forma di files mp4, che riportano le diapositive proiettate a lezione, fornite agli studenti durante il corso.
Alcuni materiali didattici sono mutuati dal sito dell’American Society of Plant Biology (http://www.plantcell.org/content/teaching-tools-plant-biology).
Agli studenti vengono inoltre indicate reviews e articoli scientifici che contribuiscono all’approfondimento degli argomenti trattati nel corso.
