LABORATORIO DI BIOLOGIA VEGETALE APPLICATA

 

LABORATORY OF APPLIED PLANT BIOLOGY

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attivitą didattica
MFN0429
Docenti
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo didattico
II semestre
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
8
SSD attivitą didattica
BIO/01 - botanica generale
BIO/04 - fisiologia vegetale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

  • Italiano
  • English

Conoscenze di base di biologia vegetale e di biochimica

 
 

Obiettivi formativi

  • Italiano
  • English

L'insegnamento ha come finalità di fornire, nel primo modulo, una preparazione teorico-pratica sulle principali tecniche utilizzate nello studio dei metaboliti secondari vegetali impiegati nell’industria farmaceutica e alimentare. Il secondo modulo si propone di fornire le conoscenze teoriche di base sulle colture in vitro di cellule e tessuti vegetali e sulla trasformazione genetica di funghi e piante, oltre alle competenze specifiche di procedure sperimentali relative agli argomenti trattati.

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • Italiano
  • English

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Competenze teoriche sulla biologia di organismi vegetali e fungini (aspetti molecolari e chimici/biochimici) e sulle loro applicazioni biotecnologiche

Conoscenza delle classi principali di metaboliti secondari delle piante (terpenoidi, composti fenolici e alcaloidi)

Conoscenza delle tecniche di estrazione e di analisi di metaboliti secondari

Conoscenza delle tecniche di colture di cellule e tessuti vegetali

Conoscenza delle principali metodologie di trasformazione genetica di piante e funghi

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Capacità di interpretare ed eseguire protocolli di base per analisi biochimiche volte alla caratterizzazione di metaboliti secondari e per esperimenti di trasformazione genetica di piante e funghi.

Capacità di applicare norme di sicurezza di laboratorio, eseguire procedure sperimentali in condizione di sterilità e di manipolazione di organismi geneticamente modificati.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento: al riconoscimento dei principali metaboliti secondari delle piante e alla valutazione dell’adeguatezza delle diverse tecniche analitiche, all’interpretazione di protocolli di trasformazione genetica, all’interpretazione di dati sperimentali di laboratorio, ad aspetti di sicurezza in laboratorio.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a: elaborazione e presentazione dati, capacità di lavorare in gruppo

 

 

Programma

  • Italiano
  • English

Modulo: Metaboliti secondari delle piante

Introduzione generale riguardante i metaboliti secondari: tecniche di estrazione e di analisi

I terpenoidi: ruolo ecologico, importanza in campo farmaceutico ed alimentare. Tecniche di estrazione e di analisi dei terpenoidi

Laboratorio: Distillazione in corrente di vapore ed estrazione con solvente organico di oli essenziali da piante aromatiche (lavanda, menta). 

Laboratorio: analisi quali-quantitativa tramite gascromatografia abbinata alla spettrometria di massa (GC-MS) e cromatografia su strato sottile (TLC)

Laboratorio: estrazione di composti volatili tramite SBSE (stir bar sorptive extraction) ed SPME (solid phase microextraction) e successiva analisi in GC-MS

Laboratorio: Preparazione di un sapone naturale

I composti fenolici: ruolo ecologico, importanza in campo medico ed alimentare. Tecniche di estrazione e di analisi dei composti fenolici.

Laboratorio: Estrazione di composti fenolici da materiale fresco (foglie, frutti, ecc.), essiccato (foglie e frutti essiccati) o da prodotti alimentari (cioccolato, the, ecc,)

Laboratorio: Analisi quantitativa dei composti fenolici tramite spettrofotometria (saggio di Folin-Ciocalteu)

Laboratorio: Analisi quali-quantitativa dei composti fenolici tramite cromatografia su strato sottile (TLC) ed HPLC

Laboratorio: Estrazione ed analisi quali-quantitativa tramite cromatografia su strato sottile (TLC) della caffeina dal caffè

Gli alcaloidi: ruolo ecologico, importanza in campo farmaceutico. Tecniche di estrazione e di analisi

Laboratorio: analisi degli alcaloidi da campione biologico: saggio con reattivo di Bouchardat.

Modulo: Biotecnologie Vegetali

Introduzione alle Biotecnologie Vegetali

Tecniche di colture di cellule e tessuti vegetali
Miglioramento genetico tradizionale e biotecnologie

Trasformazione genetica di organismi vegetali: metodi di trasformazione, costrutti, marcatori di selezione
Laboratorio: Trasformazione con Agrobacterium rhizogenes (espianto, co-cultura, rigenerazione su terreno selettivo, verifica dell'avvenuta trasformazione tramite saggio GUS/GFP).

I funghi: organismi modello nella ricerca di base e applicata
Il lievito Saccharomyces cerevisiae: dal ciclo cellulare agli studi di post-genomica

La trasformazione di organismi fungini (metodi di trasformazione, marcatori di selezione)

Il saggio della complementazione funzionale
Laboratorio: saggio di complementazione funzionale in cellule di lievito (preparazione dei terreni, allestimento della coltura, preparazione delle cellule di lievito competenti, trasformazione genetica con metodo PEG, crescita su terreni selettivi).

 

 

Modalitą di insegnamento

  • Italiano
  • English

Il corso è articolato in 30 ore di lezioni teoriche e 65 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni teoriche sono facoltative, le esercitazioni di laboratorio obbligatorie. Le slide presentate a lezione sono fornite agli studenti nei materiali didattici online.

 

Modalitą di verifica dell'apprendimento

  • Italiano
  • English

L’esame finale del modulo “Metaboliti secondari delle Piante” è orale e consiste di tre domande: una sulla parte teorica del corso e due sui protocolli utilizzati e sulla discussione dei dati ottenuti. Questi quesiti sono volti a valutare sia le conoscenze di base riguardanti i) il metabolismo secondario delle piante, ii) le tecniche di estrazione ed analisi impiegate per i composti bioattivi di origine vegetale, iii) il loro utilizzo industriale (industria farmaceutica ed alimentare), sia la capacità dello studente di i) seguire e  applicare i protocolli sperimentali inerenti gli argomenti trattati, ii) organizzare ed interpretare i risultati ottenuti nelle diverse esperienze di laboratorio.  Ogni risposta viene valutata con un voto da 0 a 30 e la valutazione complessiva per questo modulo viene calcolata come media matematica.

L'esame finale del modulo “Biotecnologie Vegetali” è una prova scritta di un'ora e mezza e consiste di cinque domande aperte con le quali si  intende valutare sia la conoscenza delle tecniche di colture di cellule e tessuti vegetali e delle principali metodologie di trasformazione genetica di piante e funghi sia la capacità dello studente di applicare protocolli sperimentali inerenti gli argomenti trattati. Ogni risposta viene valutata con un voto da 0 a 6 e la valutazione complessiva per questo modulo viene calcolata come somma delle valutazioni delle singole risposte.

La media tra le valutazioni dei due moduli darà la valutazione finale per il corso.

 

 

Testi consigliati e bibliografia

  • Italiano
  • English

Pasqua, Biologia cellulare e biotecnologie vegetali. Piccin, Padova

Taiz Zeiger, Elementi di Fisiologia Vegetale, Piccin, Padova

MASSIMO MAFFEI. Molecole Bioattive delle Piante (2015).
Saranno anche fornite: diapositive delle lezioni, protocolli sperimentali e
articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati a lezione.

 

 

Note

Curriculum Cellulare Biomolecolare, curriculum Tecnico Analitico

 

Moduli didattici

 

Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 30/06/2017 11:31
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