Scienze biologiche

Università degli Studi di Pisa
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  • Laurea
  • Pisa
Descrizione

Il Corso di laurea in Scienze biologiche si propone l'obiettivo di fornire agli studenti una solida conoscenza di base dei principali settori delle scienze biologiche e una buona padronanza delle metodologie e tecnologie inerenti ai relativi campi di indagine scientifica, offrendo una preparazione adeguata alla conoscenza e comprensione dei progressi scientifici e tecnologici relativi alle scienze della vita. In particolare il corso di laurea è strutturato in maniera da avere un'ampia base comune in cui gli studenti possano acquisire gli elementi di matematica, statistica, informatica, fisica e chimica, una conoscenza disciplinare approfondita dei principali settori della biologia e una completa padronanza, sia sul piano teorico che pratico, delle metodologie e tecnologie multidisciplinari inerenti ai molteplici campi di indagine biologica. Il progetto formativo proposto prevede poi, sulla base della precedente esperienza dei corsi di laurea in Scienze Biologiche Molecolari e Scienze Ecologiche e della Biodiversità (due corsi che hanno comunque avuto un notevole successo in termini di immatricolati ed in termini di attrattività di studenti residenti al di fuori del bacino di utenza dell’Università di Pisa), la possibilità di sviluppare, a seconda delle propensioni degli studenti, percorsi specifici volti ad approfondire diversi aspetti delle scienze della vita. Tali percorsi consentono ad esempio l’approfondimento di aspetti morfologico-funzionali, molecolari, biosanitari, o relativi allo studio dell’ecologia e della biodiversità o della biologia umana. Il Corso prevede una solida formazione di base concordata seguendo le linee guida del Collegio dei Biologi delle Università Italiane e quindi garantisce i requisiti di accesso a tutte le Lauree Magistrali della Classe “LM-6 Biologia” attivate sul territorio nazionale, oltre a fornire una preparazione che consenta l’inserimento diretto nel mondo del lavoro....

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Pisa
Lungarno Antonio Pacinotti, 43 , 56122, Pisa, Italia
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Scienze biologiche

Programma

  • Chimica organica (6 cfu)

    • Struttura delle molecole organiche: isomeri costituzionali e stereoisomeri. Nomenclatura. Chiralità. Aromaticità. Principali classi di composti e loro reattività tipica. Meccanismi di reazione: stati di transizione e intermedi. Cenni di stereochimica e reattività dei carboidrati. Cenni sulle reazioni di condensazione.
      Questo corso vuole fornire conoscenze di chimica organica relative a: Proprietà acido-base dei composti organici, nucleofilicità ed elettrofilicità, intermedi di reazione in chimica organica, fondamenti di stereochimica dei composti organici.
  • Chimica generale e chimica fisica (12 cfu)

    • Fornire le nozioni di base della Chimica generale e della
      Chimica Fisica per consentire di affrontare gli aspetti
      chimici e chimico-fisici nell’ambito delle scienze
      biologiche. Il corso di 12 crediti è suddiviso in 2 moduli di 6
      crediti ciascuno, uno per la Chimica Generale e l'altro per la
      Chimica Fisica.
      1)Modulo di Chimica Generale.
      Le leggi fondamentali della Chimica: conservazione della
      materia, proporzioni definite, proporzioni multiple.
      Dalle leggi fondamentali al modello atomico di Dalton.
      I concetti fondamentali della chimica: elemento, composto,
      miscela (omogenea ed eterogenea), analisi, sintesi, caratterizzazione.
      Il linguaggio chimico: simboli, formule,
      equazioni chimiche. La tavola periodica e il suo
      ordinamento, dalla massa atomica al numero atomico.
      Alcune proprietà periodiche: raggio atomico, affinità
      elettronica, energia di prima ionizzazione, elettronegatività
      configurazione Elettronica. Teoria atomica. Configurazione
      elettronica esterna e proprietà periodiche. Legame chimico:
      covalente (puro e polare), ionico, dativo, metallico. Formule
      di Lewis e geometria molecolare secondo il modello
      VSEPD. Il concetto di Mole. Bilanciamento di una
      equazione chimica. Unità di concentrazione. Stechiometria.
      L’equilibrio chimico. Costante di equilibrio e principio di Le
      Chatelier. Equilibri in soluzione acquosa (acido-base,
      solubilità). Teorie acido – base di Arrhenius e di Br'nsted-
      Lowry. Scala di pH, pKa . Acidi forti e deboli. Calcolo del
      pH. Titolazioni acido-base. Elettrochimica. Semireazioni e
      potenziali standard. Celle galvaniche e celle elettrolitiche.
      2)Modulo di Chimica Fisica.
      Acquisizione di concetti di base della chimica fisica nei
      campi della Termodinamica e della cinetica delle reazioni
      chimiche. Il corso parte dai principi della termodinamica
      con l'introduzione di concetti fondamentali, quali la
      temperatura, la pressione, le forze intermolecolari, l'energia,
      il calore, il lavoro, l'entalpia,la capacità termica, il
      rendimento termodinamico, l' entropia, le energie libere, il
      potenziale chimico, e mostra come questi siano usati nello
      studio di sistemi e processi che sono d'interesse in chimica biochimica. Equazioni di stato dei gas ideali e dei gas reali, termochimica, passaggi di fase, diagrammi di stato, proprietà delle soluzioni in fase liquida di elettroliti e di non-ele ttroliti. proprietà colligative, reazioni chimiche,
      trasporto di membrana, effetto idrofobico. Potenziale
      chimico di un composto puro e in miscela. Le reazioni
      chimiche e l'osmosi saranno trattate dando particolare
      rilievo all'energia libera nell'ambito dell'applicazione del II
      principio per stabilire la spontaneità di un processo e le
      condizioni dell'equilibrio. I concetti di base della
      termodinamica saranno infine applicati alle reazioni in una
      cella elettrochimica. Sistemi aperti e processi di non
      equilibrio. Nell'ambito della cinetica chimica saranno
      fornite definizioni di base, quali la velocità di reazione,
      l'ordine di reazione, il tempo di dimezzamento, energia di
      attivazione e mostrati alcuni esempi di calcolo della velocità
      di reazione.
  • Zoologia (9 cfu)

    • Biologia funzionale e comportamentale. Concetti generali e principi di base della vita animale; il metodo scientifico; eterotrofia e motilità; Bauplan e livelli di organizzazione; simmetria; metameria; cavità del corpo. Sistemi funzionali:alimentazione, respirazione trasporto, escrezione, termoregolazione, sostegno e locomozione, nervoso ed endocrino, recezione sensoriale. Meccanismi e strategie della riproduzione; sviluppo e cicli vitali; simbiosi e parassitismo;
      Evoluzione: teorie, meccanismi; specie e speciazione; adattamento;
      Biodiversità, sistematica e filogenesi. Evoluzione della pluricellularità; Caratteristiche distintive e filogenesi dei principali phyla di Metazoi: Poriferi, Cnidari, Ctenofori, Acelomati, Pseudocelomati, Celomati; Protostomi: Anellidi, Molluschi, Artropodi; Deuterostomi: Echinodermi, Cordati.
      Acquisizione della conoscenza di: terminologia zoologica; organismo integrato e aspetti fondamentali della condizione di “animalità” ; diversità , complessità ed unitarietà della vita animale; adattamenti strutturali e funzionali degli animali; storia evolutiva e rapporti filogenetici degli animali. Acquisizione di competenza nel riconoscimento di taxa, nelle tecniche di campionamento e raccolta, nell'analisi comparativa di anatomia macro e microscopica, nell'uso dello stereomicroscopio.
  • Citologia e Istologia (9 cfu)

    • Attraverso l’analisi morfo-funzionale e molecolare delle cellule dei Procarioti e degli Eucarioti e lo studio delle caratteristiche morfologiche ed istofisiologiche dei tessuti animali, il Corso si propone di fornire agli studenti nozioni e concetti di base, indispensabili alla formazione culturale di un Biologo, nonché propedeutici allo studio di molteplici discipline previste dal curriculum accademico.
      Livelli di organizzazione del protoplasma. Organizzazione strutturale delle cellule procariotiche. Analisi morfo-funzionale delle cellule eucariotiche: caratterizzazione ultrastrutturale, citofisiologica e molecolare della membrana plasmatica, del nucleo e degli organuli e strutture citoplasmatiche. Ciclo cellulare: interfase e mitosi. Differenziamento cellulare ed istogenesi. Criteri di classificazione e caratteristiche morfologiche ed istofisiologiche dei vari tipi di tessuti animali.
  • Matematica (9 cfu)

    • Unità di misura. Percentuali. Calcolo approssimato e propagazione degli errori.
      Operazioni sugli insiemi. Logica elementare. Probabilità elementare. Calcolo combinatorio. Probabilità condizionata. Variabili aleatorie discrete e continue. Pricipali distribuzioni di probabilità. Indici di centralità e dispersione: valor medio, mediana, varianza, deviazione standard. Il teorema del limite e centrale e la legge dei grandi numeri. Rappresentazioni grafiche di dati. Distribuzione campionaria. Indici di centralità e di dispersione della distribuzione campionaria. Grafici logaritmici e semilogaritmici. Interpolazione, estrapolazione, regressione. Metodo dei minimi quadrati. Funzioni. Coordinate cartesiane; grafici. Limiti di successioni e di funzioni. Derivate. Crescenza e decrescenza, massimi e minimi. Infiniti e infinitesimi. Ricostruzione di funzioni da dati qualitativi. Integrali definiti e indefiniti. Introduzione alle equazioni differenziali ordinarie.
  • Fisica (6 cfu)

    • Il corso fornisce le basi per la comprensione dei fenomeni fisici e delle leggi che li regolano.
      Comprensione del carattere delle leggi fisiche; unità di misura e campioni; studio della cinematica e della dinamica, sia del punto materiale che dei corpi rigidi, con l'approfondimento dei moti elementari, e cenni ai moti di oscillazione e gravitazione; teoria elementare dei fluidi; teoria elementare dell'elettromagnetismo (in particolare dell'elettrostatica),
      con applicazioni ai circuiti elettrici.
  • Botanica (9 cfu)

    • L’obbiettivo del corso di Botanica è di comprendere la ” pianta”, intesa come sistema biologico
      immobile con ampie interfacce con l’ambiente, e i suoi peculiari meccanismi di sviluppo, connessi
      alla modalità di nutrizione autotrofa e alla loro posizione filogenetica.
      Il programma del corso è incentrato sugli aspetti di citologia, morfologia e sviluppo che evidenziano, anche a livello molecolare, le peculiarità organizzative delle piante, in relazione alla loro biodiversità, sistematica e filogenesi.
  • Biologia molecolare (9 cfu)

    • Costituenti e proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici.Struttura delle macromolecole biologiche informazionali e metodi per il loro studio. Meccanismi di replicazione del DNA, di trascrizione e maturazione degli RNA e di sintesi delle proteine. Regolazione dell’espressione genica. Metodologie di analisi e manipolazione delle molecole informazionali: DNA ricombinante: enzimi di restrizione, clonazione molecolare (vettori, genoteche, metodi di screening), PCR, sequenziamento del DNA; tecniche per studiare la trascrizione e le interazioni tra le proteine.
      Obiettivi: conoscenza della struttura molecolare degli acidi nucleici e delle proteine, dei principali meccanismi alla base dell’espressione genica e della sua regolazione, delle metodologie connesse all’uso del DNA ricombinante: trasformazione di plasmidi e infezione di fagi in batteri, estrazione del DNA, elettroforesi su gel, mappe di restrizione.
  • Microbiologia (9 cfu)

    • Studio dell’organizzazione cellulare e molecolare dei microrganismi. Fisiologia, metabolismo e crescita microbica e parametri ambientali che la influenzano. Interazione microrganismi-ospite. Apprendimento pratico dell’isolamento ed identificazione di microrganismi e valutazione della loro suscettibilità ad agenti antimicrobici.

      Tappe storiche e metodologie che hanno reso possibile lo sviluppo della microbiologia. La diversità del mondo microbico: studio dell’organizzazione cellulare e molecolare dei principali gruppi di Archa, Eubacteria, Virus e Miceti. Nutrizione, metabolismo e crescita microbica negli ambienti naturali. Adattamento, inattivazione e sistemi di regolazione globale nei microrganismi. Genetica microbica. Virulenza e patogenicità microbica e la risposta dell’ospite. Ecologia microbica: associazioni microbiche simbiontiche tra batteri piante, animali ed uomo.
  • Biologia dello sviluppo (6 cfu)

    • Il corso illustra le modalità con cui si sviluppa un organismo a livello descrittivo e dei meccanismi cellulari, molecolari e genetici. Particolare attenzione è dedicata all’embriogenesi precoce dei vertebrati, ed ai meccanismi dello sviluppo di Drosophila, organismo guida per la comprensione delle basi genetiche e molecolari dello sviluppo.
      Concetti e metodi della Biologia dello Sviluppo. Preformismo ed epigenesi. Sviluppo a mosaico e sviluppo regolativo. Sviluppo e regionalizzazione dell’embrione di Drosophila. Analisi genetico-molecolare dello sviluppo. Sviluppo dei vertebrati: gli anfibi, uccelli, mammiferi (topo) e uomo; annessi embrionali e placentazione. Meccanismi genetici, molecolari e cellulari durante l’embriogenesi. Lo sviluppo dell’arto dei tetrapodi. Evoluzione dei meccanismi molecolari dello sviluppo.
  • Biochimica (9 cfu)

    • Nel corso vengono affrontati argomenti relativi allo studio della struttura e della funzione di macromolecole di interesse biologico, quali proteine, lipidi, polisaccaridi e acidi nucleici. Emoglobina e mioglobina vengono prese ad esempio del rapporto tra struttura e funzione di proteine. Una parte del corso è dedicata agli enzimi e alla loro funzione di catalizzatori biologici. Come esempio di integrazione metabolica, vengono presi in considerazione il catabolismo e l’anabolismo degli zuccheri e dei grassi, e la loro regolazione, in relazione al fabbisogno energetico cellulare.
  • Genetica (9 cfu)

    • Il corso si propone di fornire le conoscenze fondamentali sulla natura, trasmissione, espressione e modificazione del materiale ereditario, a livello molecolare, di organismi, famiglie e popolazioni.
      Principi dell'analisi genetica formale. Segregazione e ricombinazione di caratteri: indipendenza e associazione. Mappe genetiche, citogenetiche e fisiche. Polimorfismo e mutazione, basi molecolari della variabilità allelica. Interazioni semplici e complesse tra geni e tra geni ed ambiente. Elementi di genetica quantitativa. Biologia molecolare della funzione genica. Elementi di genetica umana e di citogenetica classica e molecolare. Analisi genetica delle popolazioni. Fattori e meccanismi evolutivi.
  • Abilità informatiche (3 cfu)

    • L’obiettivo è l’acquisizione di abilità informatiche certificate che attestino che il possessore ha acquisito l'insieme minimo delle abilità necessarie per poter lavorare col PC, in modo autonomo e in rete, nell'ambito di un'azienda, un ente pubblico, un'impresa o uno studio professionale.
      Si prevede quindi il superamento di uno dei moduli da 3 CFU offerti dall'Università di Pisa nell'ambito del progetto SAI@UNIPI. Viene riconosciuta in alternativa la certificazione ECDL START.
  • Ecologia (9 cfu)

    • Lo scopo del corso è di fornire allo studente le basi logiche e metodologiche per comprendere i processi che influenzano le modalità di distribuzione, di abbondanza e di diversità di organismi in natura. Sono enfatizzati gli aspetti quantitativi e sperimentali dell’ecologia per un’analisi critica dei paradigmi di questa disciplina.
      Introduzione all’ecologia: settori di interesse, i principali paradigmi, gli ambienti, gli organismi. Le popolazioni naturali: demografia, interazioni, distribuzione. Un approccio logico all’analisi di problemi ecologici. Relazioni tra teorie ecologiche e sperimentazione. La progettazione di esperimenti in ecologia. L’analisi sperimentale delle modalità distributive di specie nello spazio e nel tempo. L’analisi sperimentale dei processi ecologici.
  • Abilità linguistiche (inglese) (3 cfu)

    • Conoscere a un livello intermedio una seconda lingua della comunità europea (Inglese)
  • 6 cfu a scelta nel gruppo GR2

    • Anatomia
    • Anatomia comparata (affine) (6 cfu)

      • L'Anatomia comparata prende in esame l'esito dei processi evolutivi ed adattativi che hanno luogo durante la Filogenesi dei Vertebrati con l'obiettivo finale di avere una base per la comprensione dei dati fondamentali dell'Anatomia di questo gruppo sistematico naturale. Innovazioni ed origine dei Vertebrati. Filogenesi del gruppo. Tegumento. Scheletro craniale e sua evoluzione; scheletro post-craniale: assile ed appendicolare, adattamenti evolutivi. Sistema nervoso centrale e periferico; evoluzione del midollo spinale e dell'encefalo. Morfogenesi ed adattamenti del sistema circolatorio e del sistema urogenitale.
    • Anatomia umana (affine) (6 cfu)

      • Lo scopo del corso è quello di fornire le fondamentali nozioni concernenti la morfologia macroscopica e microscopica del sistema nervoso e degli organi di senso specializzati. Inoltre, degli apparati locomotore, vascolare, immunitario, digerente, respiratorio, urogenitale ed endocrino. Particolare enfasi verrà data alla conformazione strutturale ed ultrastrutturale degli organi ed alle loro caratteristiche morfofunzionali.
  • Fisiologia vegetale (9 cfu)

    • Il corso si propone di fornire le conoscenze dei meccanismi fisiologici alla base della vita delle piante, utilizzando le conoscenze acquisite dagli studenti nei corsi di Botanica, Chimica inorganica, Chimica organica e Biochimica. Alcuni argomenti del corso sono trattati con un certo grado di approfondimento, mentre altri sono trattati in modo introduttivo per essere sviluppati nei corsi delle lauree magistrali. Il corso parte dallo studio dei differenti ruoli dell’acqua nei vegetali per trattare la fotosintesi, gli ormoni e la regolazione della fioritura.
      Alla fine del corso lo studente dovrà possedere le conoscenze di base per la comprensione dei processi molecolari e delle funzioni delle piante superiori e degli aspetti principali della loro crescita e sviluppo.
  • Laboratorio di biologia sperimentale (9 cfu)

    • La finalità di questo corso è quella di consentire allo studente di costruire un suo proprio piccolo curriculum di specializzazione teorico pratico usufruendo opportunamente e secondo i suoi interessi, degli indirizzi suggeriti dal corso di studio, dei crediti a scelta e del laboratorio dove svolgere la parte pratica. Ha quindi per obiettivo l'acquisizione di metodologie sperimentali e non prevede il raggiungimento da parte dello studente di risultati individuali specifici. La responsabilità dell'organizzazione del corso ricade sulla presidenza del Consiglio di Corso di Laurea; è prevista la frequentazione attiva di un laboratorio di ricerca
      sotto la tutela di un docente o ricercatore del consiglio di corso di laurea. Il laboratorio può essere frequentato nel secondo semestre del secondo anno ovvero nel primo o nel secondo semestre del terzo. Gli studenti verranno affidati ai docenti e ricercatori afferenti al cdl in ragione di massimo 2 per ogni semestre per docente sentito il gradimento degli studenti stessi. Un docente può, sentito lo studente e sotto la propria responsabilità, inviare studenti a laboratori del CNR o altro ente convenzionato in cui si svolga attività sperimentale in campo biologico.
  • Scelta libera dello studente (15 cfu)

    • Per la scelta dello studente il consiglio di corso di laurea formula alcune proposte; si tratta di proposte facoltative di scelta guidata che sono comunque direttamente approvate dal consiglio di corso di laurea e che sono elencate nel gruppo "Attività consigliate per la libera scelta". Lo studente interessato a diversificare la scelta può presentare le proprie proposte al consiglio di corso di laurea per l'approvazione.
  • Prova finale (3 cfu)

    • La prova finale prevede la stesura di una relazione scritta su un argomento proposto dal tutore in cui si considerano aspetti teorici o metodologici presenti nella letteratura scientifica internazionale.
  • Fisiologia generale (9 cfu)

    • Lo scopo del corso è di descrivere i meccanismi fondamentali della fisiologia animale. L’organizzazione del corso si basa su tre tematiche: la prima parte è dedicata alla fisiologia cellulare di base; la seconda parte analizza le funzioni coordinate dell’organismo; la terza parte tratta i meccanismi integrativi coinvolti nell’omeostasi dell’ambiente interno.

      The purpose of the course is to present the fundamental mechanisms of the animal physiology. The course organization is based upon three themes: part 1 is devoted to basic cellular physiology; part 2 analyzes the coordinated body functions; part 3 deals with the integrative mechanisms involved in the internal environment homeostasis.
  • 12 cfu a scelta nel gruppo GR3

    • Attività volte ad approfondire la preparazione biologica generale
    • Antropologia (affine) (6...


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