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BIOLOGIA DELLA CELLULA E DEI TESSUTI (corso B)

Oggetto:

Cell and Tissue Biology

Oggetto:

Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN0366
Docenti
Prof. Silvia De Marchis (Titolare, Responsabile del corso)
Dott. Claudio Dati (Titolare)
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo didattico
I semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
12
SSD dell'attività didattica
BIO/06 - anatomia comparata e citologia
Modalità di erogazione
Mista (tradizionale e online)
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Quiz
Prerequisiti
Nessuno
Propedeutico a
Tutti gli insegnamenti del 2° anno. E' necessario aver superato l'esame di questo insegnamento per poter sostenere gli esami del 2° anno.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi dell'ambito morfo-funzionale del corso di laurea in Scienze Biologiche, fornendo conoscenze e capacità applicative a livello cellulare e tessutale che sono propedeutiche a tutti gli altri insegnamenti biologici e che potranno essere utilizzate in tutti gli ambiti professionali dei laureati in scienze biologiche (classe L-13) nonché per il proseguimento degli studi nelle lauree magistrali in biologia (classe LM-06) o LM affine.

 

This course contributes to the learning goals in the morpho-functional field of the degree program in Biological Sciences. It will provide knowledge and application skills at the cellular and tissue level that are propaedeutic to all other biological courses and can be applied in all professional fields related to the degree in biological sciences (class L-13) as well as for pursuing studies in master biology courses (class LM-06) or similar master degree.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE - Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà saper:

  • Riconoscere le macromolecole biologiche.
  • Associare domanda scientifica, approccio sperimentale e strumentazione.
  • Rappresentare organelli cellulari e sorting molecolare.
  • Localizzare processi di sintesi e maturazione delle macromolecole biologiche.
  • Associare strutture e funzioni cellulari, molecole regolatrici e processi cellulari.
  • Ricostruire processi di trasporto transmembrana e di comunicazione cellulare.
  • Ordinare le fasi del metabolismo energetico, del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata.
  • Spiegare i principi dello sviluppo embrionale, del differenziamento cellulare e della staminalità
  • Classificare i tessuti in base alle loro caratteristiche strutturali e funzionali.
  • Riconoscere strutture cellulari e tessutali in preparati di microscopia ottica o elettronica.
  • Distinguere ricambio cellulare e turnover molecolare.
  • Utilizzare un lessico scientifico appropriato.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:

  • Scegliere anticorpo primario, secondario, modalità di rivelazione e tipologia di microscopio per allestire una specifica reazione di immunoistochimica.
  • Identificare ed interpretare modifiche morfo-funzionali e risposte cellulari dovute a mutazioni o indotte da tecnologie ricombinanti.
  • Risolvere esercizi in merito all'indirizzamento delle proteine verso i diversi compartimenti intracellulari.
  • Utilizzare un microscopio ottico per osservazioni citologiche ed istologiche
  • Selezionare specifici campi in preparati istologici reali o virtuali
  • Ipotizzare strutture tridimensionali e partire da informazioni bi-dimensionali.
  • Calcolare un fattore d'ingrandimento
  • Misurare strutture cellulari e tessutali

LEARNING OUTCOMES, KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING - At the end of the course the student should be able to:

  • Recognize biological macromolecules.

  • Associate scientific question, experimental approach and instruments.

  • Represent cellular organelles and molecular sorting.

  • Locate synthesis and maturation processes of biological macromolecules.

  • Associate cellular structures and functions, regulatory molecules and cellular processes.

  • Reconstruct trans membrane and cellular communication processes.

  • Describe the phases of energy metabolism, cell cycle and programmed cell death.

  • Explain the principles of embryonic development, cell differentiation and stemness.

  • Classify animal tissues according to their structural and functional characteristics.

  • Recognize cellular and tissue structures in optical or electronic microscopy preparations.

  • Distinguish cell turnover and molecular turnover.

  • Use an appropriate scientific vocabulary.

 

CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE - At the end of the course the student should be able to:

  • Choose primary and secondary antibodies, method, microscope, to set up a specific immunohistochemical reaction.

  • Identify and interpret morpho-functional changes and cellular responses due to mutations or induced by recombinant technologies.

  • Solve exercises on the targeting of proteins to the different intracellular compartments.

  • Use an optical microscope for cytological and histological observations.

  • Select specific fields in real or virtual histology slides

  • State three-dimensional structures starting from bi-dimensional information.

  • Calculate a magnifying factor

  • Measure cell and tissue structures

 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali in aula:

  •  Presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, fotografie di preparati istologici,  registrazioni time-lapse, animazioni, video.
  • Alcune attività in aula con partecipazione attiva degli studenti (possesso di smartphone, notebook o tablet raccomandato per interrattività in aula via WIFI di Ateneo).

 Laboratorio:

  • attività in laboratorio morfologico in presenza di docente e tutor durante le quali ciascuno studente:
    • ricerca e osserva strutture cellulari in microscopia elettronica al computer mediante virtual slide.
    • osserva in autonomia preparati istologici con l'uso di microscopi ottici. 

A distanza (moodle):

  • Risorse: materiale didattico presentato a lezione,  materiale integrativo con link a siti web, filmati e animazioni, molecole 3D.
  • Attività:  forum,  quiz di apprendimento e di autovalutazione,  virtual slides di microscopia elettronica e ottica.
  • Molecular Workbench: nozioni propedeutiche ed esercizi sulle macromolecole biologiche

On-site lectures: 

  • ppt presentations,  electron microscopy and histological micrographs, illustration of cell function with animations.
  • Active participation of the students (needs for smartphone, notebook or tablet to interact through UNITO WIFI)

Laboratory practice:

In the presence of teacher and tutor (7 sessions;  90 min each)

  • identification of cellular structures in electron microscopy virtual slides
  • use of ligt microscope, identification of cells and tissues with the light microscope


E-learning (moodle)

  • Basic notions and exercises on biological macromolecules on the platform Molecular Workbench
  • Resources : learning materials , additional material with links to relevant websites and virtual slides , movies and animations,
  • Online atlas of cytology and histology
  • Activities : forum, quizzes
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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'apprendimento viene verificato di norma attraverso delle attività online, una prova in itinere e una prova finale. 

  • ATTIVITA' ONLINE: le attività online si svolgono su due piattaforme: Molecular Workbench e Moodle e consistono nella visione di video, animazioni e altro materiale didattico, quiz di autoapprendimento e di verifica.
  • PROVA IN ITINERE: La prova in itinere verte sulla prima parte del programma, ossia la biologia della cellula, ed è consigliata ma non obbligatoria. La prova in itinere è riservata agli studenti iscritti per il primo anno al corso di laurea . La prova in itinere permette di acquisire punti da aggiungere al voto del primo appello al quale si presenta lo studente nella prima sessione disponibile (gennaio-febbraio). Il punteggio aggiuntivo al voto della prova finale  è funzione del voto ottenuto alla prova in itinere:
    • 22-23: 0,5 punti 
    • 24-25: 1 punto
    • 26-27: 1.5 punto 
    • 28-30: 2 punti
  • PROVA FINALE: La prova finale verte per tutti gli studenti sul programma svolto nell'anno corrente di Biologia della Cellula e dei Tessuti, compreso quello del laboratorio e delle esercitazioni. Le domande sono equamente distribuite tra biologia della cellula e biologia dei tessuti. Le domande, che hanno lo scopo di verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi, sono delle seguenti tipologie: a risposta multipla o corrispondenze, vero o falso, completamento di leggende o testi, riconoscimento di strutture cellulari e tessutali in microscopia ottica ed elettronica, risoluzione di esercizi sull'indirizzamento molecolare, domande aperte per la descrizione di strutture e fenomeni biologici.
  • La prova in itinere e l'esame finale sono prove scritte, della durata rispettiva di 30 e 60 min per un totale di 20 e 40 domande, svolte in aula informatica sulla piattaforma moodle (i-learn) .
  • per chi non avesse partecipato ad almeno il 70% dei laboratori/esercitazioni si renderà necessario un esame integrativo per verificare il raggiungimento degli obiettivi specifici delle attività svolte. 

CALENDARIO E ISCRIZIONE: Il calendario degli appelli e della prova in itinere sono pubblicati sul portale di Ateneo. L'iscrizione alla prova in itinere e agli appelli chiude entro la data indicata sul portale e, per quanto riguarda l'iscrizione agli appelli di esame, è subordinata alla compilazione del questionario sulla valutazione della didattica.

Note: Per evitare problemi tecnici il giorno dell'appello si invitano tutti gli studenti a:

  • iscriversi al corso sulla piattaforma moodle con sufficiente anticipo. In caso di problemi con le proprie credenziali UNITO per l'accesso, rivolgersi al manager didattico del corso di laurea.
  • Presentarsi alle prove di esame, in itinere o finali, muniti di un documento di riconoscimento


ASSESSMENT:

Ongoing activities and final quiz are held on the e-learning platform moodle and cover topics of both lectures and practice.

The questions are of the following types: multiple choice or matching, completion of legends or texts, recognition of cell and tissue structures in light and electron microscopy. Examples of exam quiz are provided in the learning material on Moodle.

The mid term test lasts for 30 min and contains 20 questions; the final test lasts for 60 min and contains 40 questions.

The mid term test   focuses on the biology of the cell and is recommended but not mandatory. Access to the mid term test is restricted to students who attend this training for the first time. 

Gain points from the mid term test will be added to the result of the first final exam in the first session available (January-February) . The mode of assignment of gain points is as follows :
grades of the mid term test :
< 22 : 0 points
22-23 : 0.5 points
24-25 : 1 point
26-27 : 1.5 point
28-30 : 2 points

Program of the mid term test: Cell Biology

Program of the final exam: Cell and Tissue Biology.  For those students that participated to less than 70% practical laboratory sessions a supplemental oral examination at the micrscope will be needed.

 IMPORTANT:

Early registration to the e-learning platform (moodle) is mandatory ! In the event of a problem contact the manager of the teaching degree program.

Enrolment for the mid term test and final exam through the University website.

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Attività di supporto

Tutorato:

  • Alle attività in laboratorio partecipa, oltre al docente, uno studente part-time iscritto al 3° anno del corso di laurea in Biologia o a una delle laurea magistrale in biologia che svolge la funzione di tutor.
  • Gi studenti possono porre domande e trovare un sostegno allo studio attraverso il forum dell'insegnamento su moodle
  • Esempi di prove di esame sono forniti nelle attività online su moodle.

 

Ulteriori risorse a supporto dello studio: Atlante online di citologia e istologia


Programma di integrazione:

  • Studenti provenienti da altri corsi di studio o altri Atenei che devono integrare i crediti riconosciuti sono invitati a contattare i docenti appena possibile per conoscere il programma integrativo richiesto.
  • Le modalità di verifica dell'integrazione sono identiche a quanto indicato per gli studenti regolari che seguono il corso, proporzionalmente al numero di crediti da integrare.
  • Le date per sostenere l'integrazione sono quelle degli appelli del corso, compresa la data dell'esonero che in questo caso corrisponde ad un appello vero e proprio. 

Studenti con difficoltà:

  • Studenti con disturbi che possono condizionare l'apprendimento (ad esempio studenti daltonici, ipovedenti, ipoudenti, dislessici o con disabilità fisica) sono invitati a prendere contatto con i docenti in modo da adeguare il materiale didattico, le attività in presenza e online e le loro modalità di verifica.

Studenti lavoratori:

  • Studenti lavoratori o comunque non frequentanti sono invitati a contattare i docenti per determinare le modalità di raggiungimento delle competenze attese.

 

 

 

During laboratory practice, a part-time student enrolled in the 3rd year of the Bachelor degree in biology or one of the master degree in biology acts as tutor.

Example of test are available on moodle

 Additional online risorses to support student learning:

Students from other degree programs or other universities that have to integrate the missing ECTS are encouraged to contact teachers as soon as possible to learn about the integrative required program. Procedures and calendar for verification of the integration are the same as described for the regular students who attend the course.

 Students with difficulties that may affect learning (eg students color blind, visually impaired, hearing impaired, dyslexic or with physical disabilities) are encouraged to contact teachers to adapt learning materials, activities and test mode.

 Workers and students that for other reasons are unable to attend the course are encouraged to contact teachers to determine how to achieve the expected outcomes.

 

 

 

 

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Programma

STRUMENTI E METODI DI STUDIO: microscopio ottico (in campo chiaro e in campo scuro, a contrasto di fase, a fluorescenza) ed elettronico (TEM e SEM), microscopia confocale. Ingrandimento e limite di risoluzione. Piani di sezione e ricostruzione tridimensionale da sezioni sottili.  Tecniche di allestimento di preparati istologici, colorazioni istologiche, immunoistochimica, ibridazione in situ. Western blotting, colture cellulari e tecnologie ricombinanti (GFP).

BIOLOGIA DELLA CELLULA: Nozioni propedeutiche sulle principali caratteristiche delle macromolecole biologiche utili alla comprensione dell'organizzazione e del funzionamento cellulare. Teoria cellulare. Procarioti ed eucarioti. Dimensione e forma delle cellule animali. Legge di Driesch. Diploidia, poliploidia, plasmodi, sincizi. Le membrane: composizione chimica, ultrastruttura, organizzazione molecolare. La membrana plasmatica: sistemi di trasporto e comunicazione cellulare. Citosol ed organuli cellulari: ultrastruttura, funzioni e genesi. Nucleo interfasico: involucro nucleare, pori, cromatina, nucleolo, cenni sulla trascrizione,  trasporto nucleo-citoplasma. Ribosomi e traduzione delle proteine. Indirizzamento molecolare.   Trasporto citoplasma-nucleo. Via secretoria. Reticolo endoplasmatico granulare e liscio, sintesi dei lipidi di membrana. Complesso del Golgi. Trasporto, smistamento e fusione delle vescicole. Esocitosi. Mantello cellulare (glicocalice). Endocitosi e turnover della membrana plasmatica. Endosomi. Lisosomi. Perossisomi. Citoscheletro. Specializzazioni della superficie cellulare: microvilli, ciglia e flagelli. Sistemi di giunzione fra cellule e fra cellule e matrice. Cenni di trasduzione del segnale: tipologie recettoriali e principali vie di trasduzione. Metabolismo chemiotrofo: i mitocondri. Morte cellulare programmata e regolazione della sopravvivenza cellulare. La proliferazione delle cellule somatiche: la duplicazione del DNA, le fasi del ciclo cellulare e della mitosi,  cenni di regolazione del ciclo cellulare. Differenziamento cellulare.  Il differenziamento della linea germinale. Meiosi. Cenni alle prime fasi dello sviluppo embrionale.    

BIOLOGIA DEI TESSUTI: Cellule staminali e cellule differenziate. Tessuti ad elementi labili, stabili, perenni. Derivazione dei diversi tessuti dai tre foglietti embrionali. Caratteristiche morfologiche e classificazione dei tessuti. Tessuto epiteliale: organizzazione strutturale e funzonale degli epiteli di rivestimento, epiteli secernenti, epiteli sensoriali. Rinnovamento degli epiteli. Tessuti connettivi: tipi cellulari, sostanza fondamentale anista, fibre. Classificazione e descrizione dei vari tipi di tessuto connettivo. Tessuto adiposo. Tessuto cordoide. Tessuto cartilagineo: classificazione e descrizione dei vari tipi. Tessuto osseo: costituzione, criteri di classificazione, processi di ossificazione. Il sangue: plasma ed elementi figurati. Caratteristiche morfologiche e funzionali dei vari tipi cellulari. Cenni al processo di emopoiesi. Tessuto muscolare: classificazione e descrizione del tessuto muscolare striato scheletrico, liscio e cardiaco. Cenni al processo di  contrazione muscolare. Tessuto nervoso: sistema nervoso centrale e periferico. Il neurone. Le fibre nervose. Le cellule gliali. Mielinizzazione e funzione della mielina. Trasmissione dell'impulso nervoso. Cenni sulla Sinapsi e giunzione mioneurale. 

LABORATORIO ed ESERCITAZIONI

In laboratorio morfologico: 

1)identificazione di organelli cellulari su immagini di microscopia elettronica, ricostruzione tridimensionale e misurazione degli organelli cellulari in autonomia da parte di ciascuno studente al computer (postazione singola; N.1, 90 min ca.);

2) utilizzo in autonomia del microscopio ottico,  osservazione di preparati di tessuti epiteliali, connettivi, muscolari e nervosi (N.6, 90 min ca. a volta).  Il laboratorio prevede lavoro a piccoli gruppi con procedure guidate per l'osservazione e l'identificazione dei tessuti . 

Sulla piattaforma moodle  o in aula:

esercizi inerenti le macromolecole biologiche (Molecular Workbench) - quiz di apprendimento e di autovalutazione sui temi trattati a lezione,  virtual slides di microscopia elettronica e ottica.

 Il programma è coerente con il syllabus del CBUI , settore BIO/06 - biologia della cellula e biologia dei tessuti.

 


INSTRUMENTS and METHODOLOGY
The light microscope: bright-field microscope, dark-field microscope, phase-contrast microscope, fluorescence microscope; confocal microscope; the electron microscope: transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM). Magnification, limit of resolution. Three-dimensional interpretation from thin serial sections. Histological techniques, histochemistry, immunohistochemistry, in situ hibridization. Western blotting,  cell culture,  and recombinant technology (GFP).

CELL BIOLOGY

The main characteristics of biological macromolecules useful for understanding cell organization and function. Cellular Theory. Procaryotes and eukaryotes. Size and shape of animal cells. Driesch's Law. Diploidy, polyploidy, plasmodium, syncytium. Membranes: chemical composition, ultrastructure, molecular organization. The plasma membrane: transport systems and cellular communication. Citosol and cell organelles: ultrastructure, functions and genesis. Interphase nucleus: nuclear envelope, pores, chromatin, nucleolus, basic of transcription, nucleus-cytoplasmic transport. Ribosomes and protein translation. Molecular sorting. Cytoplasmic-nucleus transport. Secretory pathway. Granular and smooth endoplasmic reticulum, membrane lipid synthesis. Golgi Complex. Vesicular transport and sorting . Exocytosis. The glycocalyx. Endocytosis and turnover of the plasma membrane. Endosomes. Lysosomes. Peroxisomes. Cytoskeleton.  Cell surface specialization: microvilli, flagella and cilia. Cell-cell and cell-matrix junction systems. Signal transduction: receptor types and major transduction pathways. Mitochondria. Apoptosis and cell survival regulation. Somatic cell proliferation: DNA duplication, the cell cycle regulation and the mitosis . Cell differentiation. The germline differentiation. Meiosis. Introduction to early stages of embryonic development.

 HISTOLOGY

Stem cells and differentiated cells. Labile, stable and everlasting tissues . Derivation of the different tissues from the three embryonic layers. Morphological characteristics and tissue classification. Epithelia: structural and functional organization of lining epithelia, glandular epithelia, sensory epithelia. Renewal of epithelia. Connective tissue: cell types, matrix, fibers. Classification and description of the various types of connective tissue. Adipose tissue. Chordoid tissue. Cartilage: classification and description of the main types. Bone: constitution, classification criteria, ossification processes. Blood: Plasma and figurative elements. Morphological and functional characteristics of the various cell types.Notes on the process of emopoiesis. Muscle tissue: classification and description of skeletal, smooth and cardiac striated muscle tissue. Basics of  muscle contraction. Nervous tissue: central and peripheral nervous system. The neuron. The nerve fibers. Glial cells. Myelinization and myelin function. Transmission of nervous impulse. Basics on the  synapse and neuro-muscolar junction. 

LABORATORY PRACTICE

Reading of eletronic micrography, optical microscopic observations, computer assisted esercizes on virtual slides.
Constructive learning activities on Molecular Workbench and Moodle.

 

 The program is consistent with the CBUI syllabus, BIO / 06 - cell biology and tissue biology.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

I testi base consigliati per il corso sono:


COLOMBO R., OLMO E. "Biologia - cellula e tessuti", II ediz., Edi Ermes;

HARDIN, BERTONI, KLEINSMITH, BECKER: Il mondo della cellula", VIII ediz., Pearson;

ALBERTS et al: "L'essenziale di biologia molecolare della cellula", IV ediz., ZANICHELLI;

HARDIN, BERTONI, KLEINSMITH, BECKER: Il mondo della cellula", VIII ediz., Pearson;

MONESI et al. "Istologia"  Edizione  VI,  Piccin.

ROSS M.H., PAWLINA W., "Istologia, testo e atlante", Ed. Ambrosiana;

I libri di testo di biologia cellulare e molecolare e di istologia sono consultabili nelle biblioteche dei dipartimenti e dell'EDISU - se ne consiglia la consultazione prima dell'acquisto. 


- il materiale presentato a lezione è disponibile sulla piattaforma di e-learning (Moodle)
Per la preparazione dell'esame è inoltre utile la consultazione sia degli atlanti disponibili in biblioteca sia di quelli on-line:
http://www.atlanteistologia.unito.it/page.asp
http://www.bu.edu/histology/m/i_main00.htm
http://histologyatlas.wisc.edu/archive/uw/histo.htm

Text books
ALBERTS et al: "Essential Cell Biology,Fourth Edition, Garland 2013 (kindle edition available)
ROSS M.H., PAWLINA W. Histology: A text and atlas, sixth edition, Lippincott Williams & Wilkins, 2014 (kindle edition available)

- All the material of the course is published on the e-learning platform (moodle)
Also available:
http://www.atlanteistologia.unito.it/page.asp
http://www.bu.edu/histology/m/i_main00.htm
http://histologyatlas.wisc.edu/archive/uw/histo.htm



Oggetto:

Orario lezioni

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

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Note

Gli studenti, per ricevere informazioni, avvisi, comunicazioni relative al corso devono effettuare la "Registrazione al corso" cliccando in fondo alla pagina. Registrati al corso

Le informazioni generali sul corso, il programma dettagliato delle lezioni ed il materiale didattico (presentazioni, filmati ecc.) si trovano su Moodle

Le date degli appelli d'esame si trovano sul portale d'Ateneo; al medesimo indirizzo ci si iscrive agli appelli d'esame.

 

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to find out the dates for the exams go to portale d'Ateneo; at the same address you can enroll for the exam. 

 

 

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Ultimo aggiornamento: 19/10/2017 14:10
Location: https://biologia.campusnet.unito.it/robots.html
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