Scienze Biologiche

ALESSIO VALLETTA
ALESSIO VALLETTA

Obiettivi principali
L’insegnamento riguarda la biologia cellulare, l’istologia, l’anatomia, la riproduzione e la sistematica degli organismi vegetali. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali dell’organizzazione strutturale e funzionale di cellule, tessuti e organi vegetali. Conoscenza e comprensione dei metodi di classificazione. Concetto di specie, ranghi tassonomici e nomenclatura. Caratteri con valore tassonomico degli organismi vegetali e criteri di identificazione (Alghe, Briofite, Pteridofite, Gimnosperme, Angiosperme e Funghi). Il corso richiede conoscenze di base di chimica e biochimica acquisite nella scuola superiore, che si ritengono accertate con il superamento del test d’ingresso. I contenuti iniziali del corso si raccordano con quelli dell’insegnamento di Chimica generale e inorganica, per le conoscenze sulle proprietà di atomi e molecole. Il corso comprende lezioni frontali e laboratori didattici, dedicati all’apprendimento delle tecniche istologiche di base e all’uso del microscopio ottico per il riconoscimento di cellule e tessuti.

Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione
-Conoscenza delle peculiarità strutturali dei procarioti fotosintetici e della cellula vegetale eucariotica con riferimento a: cianobatteri, alghe, funghi, briofite, pteridofite, gimnosperme ed angiosperme
-Conoscenza e comprensione dei vari livelli di organizzazione degli organismi vegetali: cellulare, tissutale, di organo e di organismo
-Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in citologia, istologia, organografia.
-Conoscenza e comprensione dei metodi di identificazione e classificazione degli organismi vegetali

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
-Saper usare la terminologia specifica della materia
-Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Biologia vegetale
-Saper riconoscere cellule e tessuti vegetali al microscopio ottico, in base alle loro caratteristiche strutturali e ai metodi istologici impiegati
-Saper individuare e riconoscere i principali caratteri morfologici ed utilizzare strumenti (chiavi analitiche dicotomiche) per il riconoscimento delle piante
C) Autonomia di giudizio
-Acquisire capacità di riconoscere le interrelazioni tra struttura e funzione ai diversi livelli di organizzazione, da quello subcellulare a quello di organo
- Imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese

D) Abilità comunicative
-saper esporre, nel corso dell’esame orale, le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni frontali, dei laboratori didattici e durante lo studio

E) Capacità di apprendimento
- apprendere la terminologia specifica della materia
- connettere in modo logico le conoscenze acquisite
- identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Alla fine dell'insegnamento gli studenti dovranno saper descrivere:
- le principali caratteristiche delle cellule, dei tessuti e degli organi vegetali
- le strategie riproduttive dei principali gruppi di piante e degli altri organismi studiati dalla Botanica, inclusi i cianobatteri, alghe e funghi
- le più importanti simbiosi tra questi gruppi di organismi, tra cui le micorrize, i licheni e le endosimbiosi che hanno contribuito all'evoluzione della cellula vegetale
- le principali caratteristiche dei gruppi di organismi studiato dalla Botanica.

Il corso richiede conoscenze di base di chimica e biochimica acquisite nella scuola secondaria di secondo grado, che si ritengono accertate con il superamento del test d’ingresso. I contenuti iniziali del corso si raccordano con quelli dell’insegnamento di Chimica generale e inorganica (impartito nel primo semestre dello stesso anno di corso) per le conoscenze sulle proprietà di atomi e molecole.

BOTANICA GENERALE (6 CFU, 48 ore)

INTRODUZIONE. Cellula procariotica ed eucariotica. Autotrofia ed eterotrofia. Principali differenze fra cellula animale e vegetale. CITOLOGIA VEGETALE. Membrane biologiche. Parete cellulare. Vacuolo. Plastidi. Perossisomi. Citoscheletro. Sistema di endomembrane. Ciclo cellulare, mitosi e meiosi nella cellula vegetale. ISTOLOGIA. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti definitivi: tegumentali, parenchimatici, meccanici, conduttori e secretori. MORFOLOGIA ED ANATOMIA DEGLI ORGANI VEGETATIVI DELLA PIANTA. Fusto. Foglia. Radice. RIPRODUZIONE. La riproduzione vegetativa. Il fiore. Il seme. Il frutto. Cicli biologici di funghi, alghe e piante.

DIVERSITÀ VEGETALE (2 CFU, 16 ore)
Basi di classificazione e nomenclatura degli organismi.
Sistematica, caratteristiche generali, evoluzione e riproduzione dei taxa in studio. Cianobatteri. Alghe. Funghi. Briofite. Pteridofite. Gimnosperme. Angiosperme. Esempi di simbiosi tra organismi fotoautotrofi ed organismi eterotrofi.
Le principali famiglie di angiosperme della flora italiana. Nympheaceae. Magnoliaceae. Eudicotiledoni: Apiaceae, Asteraceae, Brassicaceae, Fabaceae, Fagaceae, Ranunculaceae, Oleaceae, Rosaceae, Euphorbiaceae, Lamiaceae. Angiosperme Monocotiledoni: Liliaceae, Orchidaceae, Poaceae, Arecaceae.

LABORATORI DIDATTICI (1 CFU, 12 ore)
Allestimento di preparati. Osservazione della cellula vegetale al microscopio ottico: parete, plastidi, vacuolo. Preparati istologici da campioni di radice, fusto e foglia e loro analisi al microscopio ottico. Osservazione di alcuni cianobatteri, funghi ed alghe al microscopio ottico. Uso delle chiavi analitiche dicotomiche per il riconoscimento delle specie vegetali, mediante stereomicroscopio. Visita all'Orto Botanico di Roma.

La parte di Botanica Generale sarà svolta nei mesi di marzo e aprile, mentre il mese di maggio sarà dedicato alla parte sulla diversità vegetale. I laboratori didattici avranno inizio a metà aprile e si concluderanno alla fine di maggio.

- Botanica generale e diversità vegetale - Pasqua, Abbate, Forni - Editore: Piccin - IV Edizione

- Botanica. Fondamenti di biologia delle piante - James D. Mauseth - Editore: Idelson-Gnocchi - III Edizione

- Biology of Plants - Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn - Editore: Zanichelli - VII Edizione

Crang R., Lyons-Sobaski S., Wise R. - Plant Anatomy - Springer

Il corso prevede lezioni frontali e laboratori didattici. Attraverso le lezioni frontali gli studenti apprendono le conoscenze fondamentali della disciplina. I laboratori didattici sono invece rivolti all’allestimento e all’osservazione di preparati vegetali. Mediante questi laboratori, oltre all’uso del microscopio ottico, gli studenti applicano alcune tecniche di colorazione e osservano tipi cellulari, tissutali ed organi descritti nel corso delle lezioni in aula. Inoltre, mediante l’uso di uno stereomicroscopio, identificano i caratteri diagnostici utili per il riconoscimento delle specie.

Modalità di svolgimento preferenzialmente tradizionale, ossia lezioni frontali in aula, o a distanza solo in caso di estrema necessità.

La frequenza delle lezioni in aula e dei laboratori didattici non è obbligatoria.

L'esame consiste in una prova orale in cui sarà richiesto al candidato: (1) di dimostrare di aver acquisito e compreso gli argomenti di questo insegnamento; (2) di saper riconoscere e descrivere immagini macroscopiche di organismi vegetali e micrografie di tessuti e organi delle piante. Le due parti dell'esame hanno approssimativamente lo stesso peso nella valutazione finale.

Quali sono i principali componenti chimici della parete cellulare primaria delle piante?

In che modo il ciclo vitale dei funghi dikaromycetes differisce da quello delle piante?

In che modo il ciclo vitale delle piante non vascolari differisce da quello delle piante vascolari?

Quali sono i principali tessuti che compongono il corpo di una pianta vascolare?

Quali sono le principali differenze tra pteridofite, gimnosperme e angiosperme?

Descrivi le micorrize e la loro importanza evolutiva e ambientale.

• Tutti gli argomenti elencati nel programma si trovano nel libro di testo consigliato
  • Testi di riferimento: - Botanica generale e diversità vegetale - Pasqua, Abbate, Forni - Editore: Piccin - IV Edizione- Botanica. Fondamenti di biologia delle piante - James D. Mauseth -  Editore: Idelson-Gnocchi - III Edizione- Biology of Plants - Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn - Editore: Zanichelli - VII Edizione