Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Stefania GORBI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST01] SCIENZE BIOLOGICHE First Cycle Degree (3 years) - [ST01] BIOLOGICAL SCIENCES
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Opzionale
Crediti: 8
Ore di lezioneTeaching hours: 64
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA
ITALIANO
Italian
Conoscenza dei concetti di base della biologia cellulare, della istologia,
della fisica e della chimica inorganica
Knowledge of cellular biology, histology, physics and inorganic chemistry
Il corso comprende una parte (7 CFU, 56 ore) dedita all’apprendimento di tecniche di laboratorio di biologia di base e aggiunge una sessione dedicata alle tecniche elettroforetiche per la separazione e l’identificazione degli acidi nucleici (1 CFU, 8 ore).
Il corso verrà svolto mediante lezioni frontali in aula, ed esercitazioni pratiche in laboratorio durante le quali gli studenti impareranno ad eseguire brevi esperimenti, a raccogliere dati, elaborare risultati sperimentali tramite un foglio di calcolo (Excel) e a presentare i risultati ottenuti. Attraverso l’accesso all'area riservata gli studenti potranno consultare il materiale didattico e i protocolli sperimentali per le esercitazioni di laboratorio.
The course includes a part (7 CFU, 56 hours) dedicated to learning basic biology laboratory techniques and a session dedicated to electrophoresis techniques to study separation of nucleic acids and proteins (1 CFU, 8 hours).
The course will be carried out through classroom lectures, and practical training in the laboratory in which students will learn to perform brief experiments, to collect data, to create a dataset using a spreadsheet (Excel) and to present the obtained results. Students can find didactic material and instructions for the laboratory activities through the e-learning platform.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze teoriche e pratiche sulle principali metodologie utilizzate in un laboratorio di biologia (centrifugazione, metodi spettrofotometrici e spettrofluorimetrici, microscopia, analisi istochimiche e immunoistochimiche). Inoltre, lo studente apprenderà le principali tecniche elettroforetiche (preparazione di gel per separazione di macromolecole in un campo elettrico e visualizzazione di acidi nucleici). Infine, lo studente sarà in grado di preparare e gestire un dataset per l’analisi dei dati sperimentali.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine del corso lo studente saprà utilizzare le principali attrezzature
in dotazione in un laboratorio di biologia e saprà eseguire le analisi
biologiche di base per applicazioni biochimiche, citologiche, istologiche e
molecolari.
Competenze trasversali.
Le esercitazioni di laboratorio singole e di gruppo contribuiscono a migliorare sia il grado di autonomia dello studente sia la capacità comunicativa e di condivisione delle problematiche sperimentali. Inoltre, l’utilizzo di strumentazioni di laboratorio fornisce allo studente
competenze trasversali nell’ambito della biochimica, biologia cellulare e molecolare.
Knowledge and Understanding.
The course enables students to acquire the fundamental knowledge of
the theoretical and methodological basis of main techniques used in a
biological laboratory (Centrifugation, spectrophotometric and
spectrofluorimetric method, histological and immuno-histochemical
analyses). Furthermore, the students will learn the main electrophoretic techniques (gel preparation for macromolecules separation and visualization of nucleic acids). Finally, the student will be able to prepare and manage a dataset for the analysis of experimental data.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course, the student should acquire the following
professional skills: ability to carry out biological laboratory techniques for
biochemical, cytological, histological and molecular analyses.
Transversal Skills.
Individual and group laboratory experience improve the student
autonomy and the communication capacity for sharing experimental
problems. In addition, the use of laboratory equipment provides also transversal skills in biochemistry, cell and molecular biology.
-INTRODUZIONE AL LABORATORIO DI BIOLOGIA
Norme di comportamento e sicurezza, precauzioni antinfortunistiche nella manipolazione di sostanze comuni in un laboratorio di biologia, dispositivi per la protezione individuale (DPI), utilizzo di vetreria, pipette e micropipette, strumentazione e materiale di uso comune in un laboratorio di biologia.
-PREPARAZIONE DI SOLUZIONI E TAMPONI BIOLOGICI
Definizione della concentrazione delle soluzioni, misura del pH delle soluzioni biologiche, preparazione e utilizzo dei tamponi biologici
-OMOGENIZZAZIONE E TECNICHE DI CENTRIFUGAZIONE
Metodi meccanici e fisici per la rottura di cellule e tessuti biologici, centrifughe e ultracentrifughe, tecniche di centrifugazione differenziale e in gradiente di densità
-TECNICHE SPETTROSCOPICHE
Lo spettrofotometro e le principali applicazioni della spettrofotometria, analisi quantitative dirette e analisi della concentrazione delle proteine attraverso i saggi colorimetrici, analisi enzimatiche e analisi qualitative. La spettrofluorimetria e l’utilizzo dei fluorofori in applicazioni biologiche.
-TECNICHE DI MICROSCOPIA OTTICA E A FLUORESCENZA
Microscopio ottico e a fluorescenza, microscopio confocale, elettronico, a trasmissione e a scansione. Utilizzo dei fissativi e preparazione di campioni istologici e cellulari per la microscopia ottica ed elettronica. Reazioni istochimiche e immunoistochimiche su micro-sezioni di tessuto e trattamenti per la visualizzazione dei componenti cellulari.
-METODI IMMUNOLOGICI
Produzione e utilizzo di anticorpi per applicazioni biologiche. Tecniche immunoenzimatiche (ELISA-Enzyme Linked Immunosorbent Assay), rivelazione immunochimica–western blot, tecniche immunoistochimiche e di immunofluorescenza.
-TECNICHE ELETTROFORETICHE
Principi dell’elettroforesi ed applicazioni di tecniche elettroforetiche per la separazione, visualizzazione e purificazione di molecole di interesse biologico. L’elettroforesi delle proteine: SDS-PAGE, page in condizioni native, isoelettrofocalizzazione, 2D-PAGE. L’elettroforesi del DNA su gel di agarosio.
-ESERCITAZIONE 1. Preparazione di soluzioni e tamponi biologici.
-ESERCITAZIONE 2. Prelievo di emolinfa e dissezione di ghiandola digestiva di Mytilus galloprovincialis; omogenizzazione, centrifugazione e preparazione di una frazione citosolica.
-ESERCITAZIONE 3. Applicazione del metodo Lowry: saggio colorimetrico per la determinazione della concentrazione delle proteine di un estratto citosolico, e utilizzo del foglio di calcolo Excel
-ESERCITAZIONE 4. Colorazione di H&E su striscio di emolinfa e analisi di lipofuscina su sezioni criostatiche di ghiandola digestiva.
-ESERCITAZIONE 5. Determinazione attività enzimatica e utilizzo del foglio di calcolo Excel
-ESERCITAZIONE 6. Utilizzo dello spettrofotometro per la costruzione di una curva di crescita batterica e utilizzo del foglio di calcolo Excel
-ESERCITAZIONE 7. Tecniche elettroforetiche: separazione di DNA in gel di agarosio e utilizzo del foglio di calcolo Excel
-ESERCITAZIONE 8. Attività autonoma per lo svolgimento di un protocollo sperimentale di laboratorio di biologia.
-INTRODUCTION TO THE LABORATORY OF BIOLOGY
Codes of conduct and safety precautions in the laboratory, individual protection devices (DPI), use of pipettes, micropipettes and equipment usually used in the biology laboratory.
-PREPARATION OF SOLUTIONS AND BIOLOGICAL BUFFERS
Concentration of solutions, pH definition, preparation and use of the
buffer solutions.
- SPECTROSCOPIC TECNIQUES
Spectrophotometric and spectrofluorimetric
techniques. Components of a Spectrophotometer, spectrum of absorption
and analysis of protein concentration by the Lowry method. Enzymatic
activities: practical use of spectrophotometric methods to measure the
enzyme activities. Uses of fluorophores in biological applications.
-OMOGENIZATION, CENTRIFUGATION AND CELL FRACTIONATING
Physical and mechanical methods to homogenate cells and biological tissues.
Component of a centrifuge and parameters of a centrifuge run.
-LIGHT AND FLUORESCENCE MICROSCOPY TECNIQUES
Light microscope, fluorescence microscope, Transmission electron microscopy (TEM), ,
Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) Scanning Electron Microscope (SEM). Histological sample preparation for light and electron microscopy. Histochemical reactions on micro-tissue sections and staining for the visualization of cellular components.
-IMMUNOLOGICAL TECHNIQUES
Antibodies production and their use in
biological applications. ELISA-Enzyme Linked Immunosorbent Assay,
western blot, immunohistochemical and immunofluorescence techniques.
-ELECTROPHORESIS
Loading and running the gel for DNA and protein separation; separating protein with SDS-PAGE, 2D-PAGE; separation of
DNA molecules with agarose gels.
-PRACTICAL ACTIVITY 1. Solutions and biological buffer preparation.
-PRACTICAL ACTIVITY 2. Dissection of digestive gland in mussel Mytilus
galloprovincialis; homogenization, centrifugation and preparation of cytosolic fractions.
-PRACTICAL ACTIVITY 3. Lowry method: colorimetric assay for protein
concentration analysis and use the Excel spreadsheet
-PRACTICAL ACTIVITY 4. H&E staining of haemocytes and lipofuscin
staining of cryostat section of digestive gland.
-PRACTICAL ACTIVITY 5. Determination of enzymatic activity and use of the Excel spreadsheet.
-PRACTICAL ACTIVITY 6. Use of the spectrophotometer for the realization of a bacterial growth curve and use of the Excel spreadsheet
-PRACTICAL ACTIVITY 7. Electrophoretic techniques: separation of DNA in agarose gel and use of the Excel spreadsheet
-PRACTICAL ACTIVITY 8. Autonomous activity for carrying out an experimental protocol of a biology laboratory.
L’esame consiste in una prova orale nella quale vengono sottoposti allo
studente almeno tre quesiti riguardanti gli argomenti svolti a lezione e le
attività svolte in laboratorio.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Durante il colloquio lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli
argomenti svolti a lezione e le attività svolte durante le esercitazioni di
laboratorio.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato
quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del
massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale viene attribuito in funzione della congruità delle risposte alle
domande proposte. La lode verrà attribuita quando lo studente
dimostrerà piena padronanza della materia e un uso corretto della
terminologia.
Learning Evaluation Methods.
Oral examination in which the students answer to the questions
(almost 3) concerning the issues of the lectures and the practical
activities.
Learning Evaluation Criteria.
During the oral exam, the students must demonstrate having
acquire basic knowledge about the main issues concerning the lessons
and practical activities.
Learning Measurement Criteria.
The final mark is assigned in a scale of thirty. The exam is passed when
the score is equal or greater than 18. It is expected to be awarded the
highest marks with honors (30 cum laude).
Final Mark Allocation Criteria.
The final grade is awarded according to the answer adequacy to the
questions proposed. The honors (cum laude) will be given when the
students will demonstrate full mastery of the subject, and the correct use
of terminology.
Diapositive delle lezioni e materiale didattico scaricabili dall’area
riservata nel Moodle_DISVA
Testo consigliato «Biochimica Applicata» M. Stoppini, V. Bellotti EdiSES.
Video didattici https://www.jove.com/science-education-library
Lecture Notes and slides are available on Moodle_DISVA
«Biochimica Applicata» M. Stoppini, V. Bellotti EdiSES.
Video _Educational Science_ https://www.jove.com/science-educationlibrary
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2020-2021
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427