Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Cristina DI CAMILLO (Crediti: 1 Ore di lezioneTeaching hours: 8)
Maura BENEDETTI (Crediti: 7 Ore di lezioneTeaching hours: 56)
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, dell’istologia, della fisica, della zoologia e della chimica inorganica.
Knowledge of cellular biology, histology, physics, zoology and inorganic chemistry
Il corso comprende una parte (7 CFU, 56 ore) dedita all’apprendimento di tecniche di laboratorio di biologia di base e una sessione dedicata alle tecniche di studio della biodiversità marina (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, creare un dataset 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 techniques to study marine biodiversity (1 ECTS, 8 hours).
The course will be carried out through classroom lectures, and practical training in the laboratory during which students will learn to perform brief experiments, to collect data, to create a dataset using a spreadsheet (Excel) and to present the results obtained. Students can obtain didactic material and instructions for the laboratory activities through an 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 marina (centrifugazione, metodi spettrofotometrici e spettrofluorimetrici, microscopia, analisi istochimiche e immunoistochimiche). Inoltre, lo studente apprenderà le tecniche (preparazione di dissociati di spicole e altri elementi scheletrici, allestimento di campioni per la microscopia elettronica, time lapse) propedeutiche allo studio della biodiversità indispensabili per individuare i caratteri diagnostici delle specie e per comprenderne gli adattamenti morfo-funzionali. Infine, lo studente sarà in grado di preparare e gestire un dataset.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine del corso lo studente saprà utilizzare le principali attrezzature in dotazione in un laboratorio di biologia marina e saprà eseguire le analisi biologiche di base per applicazioni biochimiche, citologiche, istologiche. Sarà inoltre in grado di comprendere l’importanza dello studio della biodiversità marina e dei biodiversity data ed acquisirà la capacità di interpretare le osservazioni sull’ultrastruttura degli organismi marini.
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 fornirà allo studente anche competenze trasversali nell’ambito della biochimica, biologia cellulare e della biologia marina. Le problematiche scientifiche richiedono oggi più che mai l’impiego di approcci interdisciplinari e l’osservazione critica richiesta durante il corso svilupperà l’attitudine al problem solving manualità e accuratezza.
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, microscopy, histological and immuno-histochemical analyses). Furthermore, the students will learn techniques (preparation of dissociated spicules and other skeletal elements, preparation of samples for electron microscopy, time lapse) for studying marine biodiversity, indispensable for identifying diagnostic characters of species and for understanding their morpho-functional adaptations. Finally, the student will be able to prepare and to manage a dataset.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course, the student should also acquire the following professional skills: ability to carry out biological laboratory techniques for biochemical, cytological, histological analyses. He will also be able to understand the importance of studying marine biodiversity and of collecting biodiversity data, and he will acquire the ability to interpret observations on the ultrastructure of marine organisms.
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 to the student also transversal skills in biochemistry, cell biology and zoology; while, the critical observation required during the course will favour the aptitude for problem solving, dexterity and accuracy.
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.
ESERCITAZIONE 1. Preparazione di soluzioni e tamponi biologici.
ESRCITAZIONE 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. Degradazione di tessuti di coralli e poriferi per ottenere elementi scheletrici calcarei, silicei o chitinosi; metodi di preparazione vetrini permanenti di elementi scheletrici, nematocisti o di piccoli invertebrati per il riconoscimento.
ESERCITAZIONE 7. Preparazione campioni per la microscopia elettronica (disidratazione e montaggio). Raccolta dati morfometrici dai preparati ottenuti durante l’esercitazione 6 e creazione di un dataset; elaborazione dei dati.
ESERCITAZIONE 8. Induzione dell’espulsione delle zooxantelle e simulazione di un evento di bleaching di specie modello, induzione espulsione delle nematocisti, introduzione al time-lapse
INTRODUCTION TO THE LABORATORY OF BIOLOGY. Codes of conduct and safety precautions in the laboratory, individual protection devices (DPI), use of pipettes and micropipettes equipment usually founded in a laboratory of biology.
PREPARATION OF SOLUTIONS AND BIOLOGICAL BUFFERS. the meaning of the solution concentration, 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 and l reactions on micro-tissue sections and staining for the visualization of cellular components
IMMUNOLOGICAL TECHNIQUES. Antibodies production and use in biological application. ELISA-Enzyme Linked Immunosorbent Assay, western blot, immunohistochemical and immunofluorescence techniques.
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.
PRATYCAL ACTIVITY 5. Determination of enzymatic activity and use of the Excel spreadsheet
PRACTICAL ACTIVITY 6. Degradation of corals and poriferous tissues to obtain calcareous, siliceous or chitinous skeletal elements; methods for preparing permanent slides of skeletal elements, nematocysts or small invertebrates for identification.
PRACTICAL ACTIVITY 7. Preparation of samples for electron microscopy (dehydration and mounting). Collection of morphometric data from the preparations obtained during PA 6 and creation of a dataset; data processing.
PRACTICAL ACTIVITY 8. Experimentally induced expulsion of zooxanthellae and simulation of a bleaching event using a species model, induced expulsion of nematocysts, introduction to time-lapse.
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 sulla base dell’esito della prova orale del corso di Laboratorio di Biologia marina A-L.
Learning Evaluation Methods.
Oral examination in which the students have to 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 that they have acquired 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 score is based on the result of the oral examination of the module of Laboratory of Marine Biology A-L.
Diapositive delle lezioni e materiale didattico scaricabili dall’area
riservata https://learn.univpm.it/
Testo consigliato «Biochimica Applicata» M. Stoppini, V. Bellotti EdiSES.
Video didattici: https://www.jove.com/science-education/basicbio
Lecture Notes and slides https://learn.univpm.it/
«Biochimica Applicata» M. Stoppini, V. Bellotti EdiSES.
Video_science education: https://www.jove.com/scienceeducation/ basicbio
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