biotecnologie

Apprendimento delle basi molecolari del metabolismo e del signaling cellulare. Obiettivo fondamentale del corso è imparare a guardare ai fenomeni biologici con un approccio molecolare, indispensabile per qualsiasi lavoro nel settore delle biotecnologie. Preparazione dello studente alla conoscenza delle reazioni chimiche che portano alla vita e alle principali tecniche laboratoristiche per lavorare con le molecole e capire le loro funzioni. Saranno organizzate esercitazioni di laboratorio

Biochimica metabolica e tecniche base di biochimica. Basi molecolari della comunicazione fra cellule. Recettori di membrana. Principali vie biochimiche di trasmissione e trasduzione del di segnali nel sistema endocrino, nel sistema nervoso e nel sistema immunitario.

Conoscenze di base di chimica generale ed organica e di citologia

Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio

I due moduli del corso prevedono prove parziali separate che saranno test a risposta multipla. Questi possono essere sostituiti o integrati con esami orali

Biologia Molecolare della Cellula Bruce ALberts et al. Settima Edizione ED Zanichelli; Janeway's Immunobiologia Piccin; Principi di Biochimica Tymoczko, Berg, Stryer Zanichelli Introduzione alla Biochimica di Lehninger Nelson, Cox Zanichelli

L’obiettivo principale del corso è fornire una solida conoscenza di base della Fisiologia Cellulare, preparando così gli studenti ad affrontare con successo lo studio della Fisiologia Umana nell’anno successivo.

Concetto di omeostasi e feedback. I liquidi biologici e la loro compartimentalizzazione. Composizione dei liquidi biologici. Funzioni cellulari. Membrana cellulare e processi di trasporto. Potenziale di membrana. Canali ionici. Potenziale d’azione. Trasmissione sinaptica. Comunicazione chimica tra le cellule. Funzioni del sangue. Proprietà chimico-fisiche del sangue. Funzioni del plasma e proteine plasmatiche. Emopoiesi e funzioni degli eritrociti, leucociti e piastrine. Cellule del sangue e funzione immunitaria. Emostasi e coagulazione. Omeostasi idrogenionica e sistemi tampone.

Secondo il regolamento didattico del Corso.

Lezioni frontali.

La prova finale sarà effettuata mediante un test scritto a risposta multipla, composto da 60 domande, ciascuna con cinque possibili risposte, di cui una sola corretta. Il test dovrà essere completato entro un tempo massimo di 50 minuti. Ai fini della valutazione saranno considerate esclusivamente le risposte corrette, alle quali sarà attribuito un punto ciascuna; non saranno invece applicate penalizzazioni per le risposte errate o non fornite.

Ganong, Fisiologia Medica, Piccin. Stanfield, FISIOLOGIA, EdiSES. Guyton e Hall, Fisiologia Medica, Elsevier. Rhoades & Pflanzer, Fisiologia Generale ed Umana, Piccin. Vander, Fisiologia, Ambrosiana. Taglietti, Vanni, Fisiologia e Biofisica delle cellule, EdiSES. Ultime edizioni disponibili.

Il CdL in Biotecnologie prevede la conoscenza dei meccanismi alla base del funzionamento della cellula. Il Corso di Biologia e elementi di genetica contribuisce al raggiungimento degli obiettivi formativi del corso di studio fornendo alle Studentesse e agli Studenti le conoscenze di base sulla struttura e sulla organizzazione cellulare. Tali conoscenze sono propedeutiche allo studio di tutte le altre discipline previste dal curriculum accademico. Riguardo ai risultati di apprendimento attesi, le Studentesse e gli Studente devono sapere distinguere la cellula procariotica dalla cellula eucariotica, devono essere in grado di classificare le macromolecole biologiche per affrontare lo studio della struttura e funzione della cellula eucariotica. Devono conoscere e saper distinguere i vari distretti della cellula eucariotica, analizzarne e comprenderne la loro funzione; devono sapere analizzare la struttura della membrana plasmatica e correlarla alla funzione in particolare in relazione al concetto di trasporto e di trasduzione del segnale. Devono conoscere e saper classificare i vari organelli cellulari (nucleo e la cromatina, il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, ribosomi, apparato di Golgi, lisosomi e perossisomi) e saper individuare le relazioni che intercorrono tra loro. Devono conoscere e classificare le proteine che compongono il citoscheletro, comprendere analizzare la loro funzione anche in sistemi complessi come il muscolo scheletrico e la struttura assonemale. Le Studentesse e gli Studenti devono conoscere, saper distinguere e collegare i meccanismi del flusso dell’informazione genetica dal DNA alle proteine: trascrizione, codice genetico, traduzione, controllo dell'espressione genica. Devono essere in grado di collocare tali processi nei vari distretti della cellula. Devono conoscere la struttura e la funzione dei mitocondri e saper collegare i processi di respirazione cellulare con i vari distretti del mitocondrio, devono comprendere la funzione della respirazione cellulare nell’ambito del metabolismo energetico della cellula. Devono dimostrare di aver appreso e di saper relazionare tra loro i meccanismi del ciclo cellulare, della mitosi, della meiosi e del processo apoptotico. Devono saper applicare le conoscenze acquisite sul processo meiotico alla spermatogenesi e ovogenesi, delle quali devono capire e individuare le somiglianze e le differenze. Devono applicare le conoscenze sulla struttura e fisiologia dei gameti al processo di fecondazione. Devono saper applicare le conoscenze di base della genetica classica alla trasmissione ereditaria dei caratteri. Devono saper risolvere semplici problemi che riguardano la trasmissione dei caratteri applicata ad alcune patologie umane. Devono saper riconoscere un cariotipo umano e correlarlo alle più evidenti alterazioni del numero e della struttura dei cromosomi; devono essere in grado di valutare la severità delle varie patologie che vengono proposte a lezione. Infine devono riconoscere le varie tipologie di mutazione, individuare la loro possibile origine e determinarne le conseguenze. Gli studenti e le Studentesse dovranno avere la capacità di leggere e capire altri testi sugli argomenti correlati. Al termine della fase formativa le Studentesse e gli Studenti saranno in grado di creare collegamenti e mettere in relazione le varie funzioni cellulari studiate, le cui conoscenze sono necessarie per affrontare le altre discipline del CdL Biotecnologie.

Nel corso delle lezioni verranno affrontati i seguenti argomenti: PARTE 1: conoscenza delle proprietà fondamentali degli esseri viventi. Cellula procariotica e cellula eucariotica. PARTE 2: Acquisizione delle nozioni basilari che riguardano la composizione chimica degli esseri viventi. PARTE 3: Conoscenza della struttura e delle funzioni degli organuli cellulari. La membrana plasmatica, concetto di recettore e trasduzione del segnale. Il nucleo e la cromatina. Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Ribosomi. Apparato di Golgi. Lisosomi e perossisomi. Mitocondri e respirazione cellulare. Il citoscheletro e il movimento cellulare. Microtubuli e centrioli, microfilamenti e filamenti intermedi. I motori cellulari. PARTE 4: Conoscenza dei meccanismi del flusso dell’informazione genetica dal DNA alle proteine: trascrizione, codice genetico, traduzione, controllo dell'espressione genica. PARTE 5: Conoscenza dei meccanismi di riproduzione e morte cellulare: il ciclo cellulare e il suo controllo, mitosi, meiosi, apoptosi e necrosi Spermatogenesi, ovogenesi e fecondazione PARTE 6: Principi basilari della genetica e trasmissione ereditaria dei caratteri Cromosomi e cariotipo Mutazioni: tipi, origini e conseguenze

Le Studentesse e gli Studenti devono essere in possesso di conoscenze di base di biologia generale, fisica e chimica acquisite durante il percorso di studio della scuola superiore.

Il corso viene svolto mediante lezioni frontali e discussioni in classe durante le quali le Studentesse e gli Studenti possono intervenire con proposte e domande. Tutte le lezioni sono supportate da presentazioni in powerpoint con immagini grafiche e fotografie al microscopio ottico ed elettronico per chiarire la struttura degli organelli cellulari. Animazioni, filmati e modelli molecolari che mostrano la dinamica dei vari processi cellulari completano la spiegazione del docente. Le attività di apprendimento che saranno richieste alle Studentesse e agli Studenti comprendono lo studio autonomo dei testi e l'approfondimento di alcuni argomenti mediante la visione di filmati. Durante le lezioni verranno proposte alla classe problemi inerenti gli argomenti spiegati da svolgere individualmente o in gruppo, oppure dal docente.
Per gli studenti e le studentesse non frequentanti è previsto lo studio del libro di testo, integrato dai materiali didattici caricati su USienaIntegra.

La valutazione finale si basa (100%) in un esame scritto, composto da 2 domande a risposta aperta (massimo 10 punti ciascuna) in cui lo studente dovrà trattare esaustivamente gli argomenti presentati a lezione e 10 brevi quesiti a risposta aperta (massimo 3 punti ciascuno). Tale verifica consentirà di indagare le conoscenze acquisite, le capacità descrittive, la chiarezza di esposizione e di correlazione degli argomenti trattati durante il corso. La valutazione sarà espressa in trentesimi. Il raggiungimento di una visione d'insieme dei temi affrontati e la padronanza di linguaggio specifico saranno valutati con voti di eccellenza (29-30 lode). Una conoscenza meccanica della materia e l'uso di linguaggio corretto, ma non sempre appropriato, porteranno a valutazioni discrete o buone (24-28). Conoscenze minime dei temi affrontati e linguaggio inappropriato condurranno a voti sufficienti (18-23). Laddove emergano gravi lacune il risultato della prova sarà valutato negativamente. Le modalità di verifica verranno comunicate direttamente dal docente agli studenti il primo giorno di lezione nell’ambito dell’introduzione al corso.
Le studentesse e gli studenti con specifiche esigenze possono richiedere, all’inizio del corso, un colloquio individuale con la docente, finalizzato a concordare eventuali misure compensative e/o dispensative, in relazione agli obiettivi formativi dell’insegnamento e alle specifiche esigenze della persona. Si raccomanda inoltre di contattare il Settore Inclusione Comunità Studentesca dell’Università di Siena.
https://orientarsi.unisi.it/studio/struttura/settore-inclusione-comunita-studentesca

Il migliori testi sono i seguenti:
1) Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, & Linda Graham. (2026). Fondamenti di biologia e genetica. Milano: McGraw-Hill Education. ISBN 978-88-386-1299-2
2) De Leo, Ginelli, Fasano. Biologia e Genetica, Edises.
Il materiale didattico usato durante le lezioni è disponibile nella piattaforma e-learning di Ateneo: https://elearning.unisi.it/.

L'insegnamento integrato concorre agli obiettivi formativi dell'ambito propedeutico del corso di laurea in Biotecnologie, fornendo le basi chimiche necessarie alla comprensione dei processi biologici e biotecnologici trattati negli insegnamenti successivi del corso di studio.
Conoscenze: al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà la struttura della materia, il legame chimico e la geometria molecolare, gli equilibri in soluzione (acido-base, solubilità), la nomenclatura e la reattività dei principali composti organici (idrocarburi, composti funzionali, eterocicli) e la struttura delle principali biomolecole (acidi nucleici, amminoacidi, peptidi, carboidrati, lipidi).
Abilità: lo studente sarà in grado di prevedere la geometria e la reattività di semplici molecole inorganiche e organiche, risolvere calcoli relativi a soluzioni ed equilibri chimici, proporre semplici vie di sintesi per i principali gruppi funzionali e correlare la struttura delle biomolecole alle loro proprietà funzionali in ambito biotecnologico. Le attività di laboratorio permetteranno inoltre di acquisire competenze pratiche nell'uso della strumentazione di base di un laboratorio chimico e nella manipolazione in sicurezza di reagenti e composti organici, sviluppando capacità critiche nella valutazione dei risultati sperimentali.

Il corso integrato di Chimica delle Biotecnologie è costituito da due moduli.
Modulo 1 - Chimica generale ed inorganica e Laboratorio: nozioni propedeutiche (grandezze fisiche e loro unità di misura); struttura della materia e reazioni chimiche; struttura atomica; legame chimico e geometria delle molecole (teoria VSEPR); soluzioni e loro proprietà; equilibri chimici; acidi e basi; solubilità e prodotto di solubilità; nomenclatura inorganica. Laboratorio: vetreria e sua denominazione e utilizzo; preparazione di soluzioni a concentrazione nota e diluizione; misure di conducibilità elettrica; stechiometria di reazione.
Modulo 2 - Chimica organica e Laboratorio: legame chimico e ibridazione; idrocarburi saturi, insaturi e aromatici (struttura, nomenclatura, isomeria, proprietà, reattività); composti funzionali - alogenuri, alcoli, fenoli, eteri, ammine, carbonili, acidi carbossilici e derivati (struttura, reattività, sintesi); composti eterociclici aromatici a 5 e 6 termini (reattività e sintesi); acidi nucleici, amminoacidi e peptidi, carboidrati e lipidi (composizione, struttura e proprietà). Laboratorio: manipolazione in sicurezza di composti organici.

Conoscenza di semplici calcoli matematici, di equazioni di secondo grado e dei logaritmi. I contenuti del Modulo 1 (Chimica generale ed inorganica) costituiscono la base necessaria per affrontare il Modulo 2 (Chimica organica): si raccomanda pertanto di seguire i due moduli nella sequenza in cui sono impartiti. [Nota: verificare con la segreteria didattica se questa sequenza è formalizzata come propedeuticità nel Regolamento Didattico del corso di studio.]

L'insegnamento integrato prevede complessivamente 96 ore di attività didattica, così articolate:
Modulo 1 (48 ore): 40 ore di lezioni frontali, discussioni e soluzione di problemi in classe, lavori di gruppo; 8 ore di attività pratica in laboratorio.
Modulo 2 (48 ore): lezioni frontali ed esercitazioni assistite da tutor, comprensive delle attività di laboratorio per la manipolazione dei composti organici.
Per gli studenti e le studentesse non frequentanti, il materiale didattico è disponibile sulle piattaforme dedicate (Moodle per il Modulo 1, USienaIntegra per il Modulo 2) ed è possibile richiedere il ricevimento su appuntamento con i docenti. Le attività di laboratorio richiedono comunque la presenza in aula per motivi di sicurezza.

La verifica dell'apprendimento è articolata in due prove, una per ciascun modulo, entrambe da superare per il conseguimento dell'idoneità all'insegnamento integrato.
Modulo 1 (Chimica generale ed inorganica): prova scritta, il cui superamento è propedeutico al colloquio orale. Durante la prova scritta lo studente può avvalersi della tavola periodica e della calcolatrice. È necessario prenotarsi tramite la procedura disponibile nella propria area web riservata della segreteria online e presentare un documento di identità per accedere alla prova. Ogni prova scritta è valida per l'accesso alla prova orale del medesimo appello.
Modulo 2 (Chimica organica): prova orale, incentrata sulla risoluzione di esercizi di nomenclatura, reattività e sintesi dei composti organici trattati nel corso, e sulla verifica della conoscenza delle proprietà strutturali delle biomolecole.
Il voto finale dell'insegnamento integrato è calcolato come media dei voti conseguiti nei due moduli.

Modulo 1 - Chimica generale ed inorganica: bibliografia consultabile al link https://sbart-unisi.alma.exlibrisgroup.com/leganto/public/39SBART_SBS_MAIN/lists/18839625790003297?auth=LOCAL
Modulo 2 - Chimica organica: J. G. Smith, "Fondamenti di Chimica Organica", McGraw-Hill, 5a ed.; McMurry, "Chimica Organica", Piccin; Bruice, "Chimica Organica", Edises; Brown, Poon, "Introduzione alla Chimica Organica", Edises; Clayden, "Chimica Organica", Piccin.

Obiettivo della formazione, nel rispetto dell'Accordo Stato Regioni in vigore dal 26 gennaio 2012, è fornire informazioni e metodi ritenuti indispensabili per conoscere i rischi specifici nei luoghi di lavoro, conoscere l’utilizzo dei dispositivi di protezione individuale e conoscere il quadro normativo che disciplina la sicurezza e salute sul lavoro. La formazione vuole inoltre sviluppare capacità analitiche (individuazione dei rischi), comportamentali (percezione del rischio) e fornire conoscenze generali sui concetti di pericolo, rischio, danno, misure di prevenzione e protezione.

Concetti di rischio, danno, prevenzione e protezione. Diritti, doveri e sanzioni per i vari soggetti aziendali. Organi di vigilanza, controllo e assistenza. Organizzazione della prevenzione nell’Università di Siena. Ambienti di lavoro, microclima, illuminazione, lavoro a videoterminale, attrezzature di lavoro, rischio elettrico. Rischio incendio, rischio da atmosfere esplosive, gestione emergenze, segnaletica di sicurezza. Gas tecnici. Gestione dei rifiuti. Rischi da agenti chimici e rischi da agenti cancerogeni e/o mutageni. Rischi da agenti biologici. Rischi da agenti fisici. Misure di prevenzione e protezione ed effetti sulla salute degli agenti fisici, chimici e biologici. Sorveglianza sanitaria. Stress lavoro-correlato.

Nessuno

Didattica frontale

Orale

Obiettivi formativi / Learning Outcomes (Versione Sintetica C.I.)
Italiano:
Il Corso Integrato fornisce le conoscenze fondamentali sulla composizione, organizzazione e architettura del corpo umano, integrando lo studio microscopico dei tessuti (Modulo I) con l'analisi macroscopica, microscopica e topografica degli apparati (Modulo II) sulla base delle relazioni morfo-funzionali
-Modulo I: Istologia
Al termine del modulo, lo studente sarà in grado di spiegare i processi di specializzazione cellulare e l'organizzazione dei diversi tessuti dell'organismo umano, applicando il principio della relazione "struttura/funzione" per identificare e descrivere criticamente la morfologia microscopica e dedurne le specifiche funzioni fisiologiche.
-Modulo II: Anatomia
Al termine del modulo, lo studente sarà in grado di descrivere l'organizzazione anatomica macroscopica, microscopica e topografica degli apparati del corpo umano, correlando la struttura con la funzione e applicando tali conoscenze come fondamento per le discipline biomediche successive (fisiologia, farmacologia, anatomia patologica).
-Competenze Trasversali dell'Insegnamento:
Sviluppo dell'autonomia di giudizio nell'analisi delle correlazioni morfo-funzionali, padronanza del rigore terminologico biomedico e acquisizione della capacità di lavoro in piccoli gruppi e di un metodo d'apprendimento idoneo per i corsi specialistici futuri.

Istologia
L'insegnamento tratta le basi metodologiche della microscopia e delle preparazioni istologiche, l'organizzazione cellulare e la biologia delle cellule staminali, approfondendo l'analisi morfologica e funzionale dei quattro tessuti fondamentali dell'organismo (epiteliale di rivestimento e ghiandolare, connettivo propriamente detto e connettivi specializzati, muscolare e nervoso).
Anatomia
L'insegnamento fornisce le nozioni fondamentali di nomenclatura e organizzazione anatomica generale del corpo umano, analizzando la struttura macroscopica, microscopica e la topografia dei principali sistemi e apparati: apparato tegumentario, apparato locomotore (sistema osteo-artro-muscolare), apparato cardiovascolare (cuore e vasi), apparato respiratorio, apparato digerente, apparato urinario, apparato genitale (maschile e femminile) e sistema nervoso (centrale, periferico ed autonomo).

Conoscenze di base di fisica, chimica e biologia

L'insegnamento adotta un approccio didattico integrato e orientato all'apprendimento attivo, articolato tra lezioni in aula ed esperienze pratiche di laboratorio:
-Istologia: Lezioni frontali interattive focalizzate sulle relazioni struttura/funzione e supportate da analisi guidata di immagini microscopiche, affiancate da esercitazioni pratiche di laboratorio al microscopio ottico
-Anatomia: Lezioni in forma di discussione ed esercitazioni a piccoli gruppi per il consolidamento dei concetti (compilazione di schemi, quiz, presentazioni ed elementi anatomici), affiancate da esercitazioni di laboratorio a singola postazione
Supporto digitale: Sulla piattaforma d'Ateneo USienaIntegra (Moodle) sono resi disponibili le registrazioni delle lezioni (sincrone/asincrone) e i materiali didattici integrativi per supportare lo studio autonomo e la continuità didattica.

Italiano:
La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento integrato valuta il raggiungimento dei Risultati di Apprendimento Attesi (LO) attraverso prove distinte e complementari per ciascun modulo:
Modulo I (Istologia): Prova scritta informatizzata in aula informatica (multimetodo: quiz a risposta multipla con penalità e quesiti a risposta aperta con supporto visivo per l'identificazione morfologico-funzionale dei tessuti).
Modulo II (Anatomia): Prova orale (3-4 quesiti di programma ed esercizi al momento), integrata dalle valutazioni delle esercitazioni pratiche svolte in aula e da eventuali prove in itinere facoltative.
Calcolo del Voto Finale del Corso Integrato:
Il voto finale dell'insegnamento complessivo è calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nei due moduli (ciascuna espressa in trentesimi). Il superamento dell'insegnamento richiede il raggiungimento della sufficienza (almeno 18/30) in entrambi i moduli.
Utilizzo dell'IA Generativa:
In conformità con le Linee Guida d'Ateneo, l'uso di strumenti di IA generativa non è consentito durante lo svolgimento delle prove valutate, salvo l'utilizzo di strumenti compensativi autorizzati.
Inclusione e Modalità Alternative (DSA/BES):
In conformità alle Linee Guida d'Ateneo, per le studentesse e gli studenti con DSA/BES o disabilità certificata sono garantiti adattamenti d'esame e misure compensative (tempo aggiuntivo +30%/+50%, zoom digitale per immagini ad alta risoluzione, mappe concettuali concordate, criteri di correzione qualitativi) previa richiesta tramite il portale di segreteria

Istologia
Pawlina, W. – Istologia. Testo e atlante con elementi di biologia cellulare e molecolare. Casa Editrice Ambrosiana.
-Anatomia
Martini, F.H., Nath, J.L. – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia. EdiSES.
Prometheus – Atlante di Anatomia. EdiSES.
(I testi di riferimento e i materiali di consultazione sono disponibili o reperibili presso il Sistema Bibliotecario di Ateneo e tramite la piattaforma d'Ateneo USienaIntegra / Leganto)

Orale