Ecologia, Biodiversità e Biochimica

Crediti: 
11
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2021/2022
Responsabile della didattica: 
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Anno di corso: 
2
Lingua di insegnamento: 

Italiano

L'insegnamento è suddiviso nei seguenti moduli didattici: 

Obiettivi formativi

Modulo di Ecologia Applicata: Il corso è finalizzato a fornire le conoscenze fondamentali (di base e applicate) relative alle problematiche ambientali derivanti dall’interazione uomo-biosfera, con particolare riguardo alle matrici aria, acqua e suolo e produzioni agro-alimentari. Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:

1) descrivere le principali componenti della biosfera e i processi ecosistemici fondamentali (CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
2) applicare le conoscenze di ecologia alla comprensione dei processi di degradazione degli ecosistemi, can particolare riferimento alle produzioni agro-alimentari (CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
3) leggere autonomamente saggi di approfondimento ed apprenderne i contenuti scientifici (CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
4) esporre in modo organico, facendo uso di un linguaggio scientifico appropriato, i concetti chiave inerenti alla biosfera e ai processi che regolano gli ecosistemi nelle sue diverse componenti biotiche ed abiotiche (ABILITÀ COMUNICATIVE E CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO).

Modulo di Biochimica: Al termine dell’attività formativa ci si attende che lo studente abbia acquisito le conoscenze fondamentali della biochimica di base e dimostri di saperle applicare in contesti minimamente complessi come il ciclo nutrizione/digiuno. In particolare lo studente dovrà essere in grado di:
1) descrivere la funzione delle principali macromolecole biologiche e il meccanismo d’azione degli enzimi (CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
2) descrivere come carboidrati, lipidi e proteine vengono degradati e sintetizzati (CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
3) applicare le conoscenze di biochimica e metabolismo alla comprensione dei processi chimici coinvolti nell’estrazione di energia dai nutrienti (CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
4) applicare le conoscenze di biochimica e metabolismo alla comprensione dei processi alla base dell’ottenimento degli alimenti dalle fonti animali e vegetali (CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE)
5) esporre in modo organico e con un linguaggio che faccia uso dell’appropriata terminologia scientifica le principali vie metaboliche e la loro integrazione (ABILITÀ COMUNICATIVE E CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO)

Prerequisiti

Modulo di Ecologia Applicata: Al fine di affrontare gli argomenti del modulo di Ecologia Applicata, gli studenti dovrebbero possedere le conoscenze di base della Biologia.
Modulo di Biochimica: Al fine di affrontare gli argomenti del corso di Biochimica, gli studenti dovrebbero possedere le conoscenze di base della Chimica e della Chimica organica.

Contenuti dell'insegnamento

Modulo di Ecologia Applicata: Introduzione alle matrici della biosfera: atmosfera, pedosfera, idrosfera. Funzionamento e processi ecosistemici fondamentali. Biodiversità: concetti e indici. Sistemi fluviali, tutela e uso delle risorse idriche e degli ecosistemi. Sostenibilità e casi studio applicati al mondo delle produzioni agro-alimentari.
Modulo di Biochimica: Le macromolecole biologiche: struttura e funzione. Amminoacidi e proteine. Esempi di proteine con diverse funzioni. Glucidi. Lipidi. Acidi nucleici. Il metabolismo.

Programma esteso

Modulo di Ecologia Applicata:
Modulo 1. Modulo 1. Concetti di base dell’ecologia e processi ecologici fondamentali delle matrici della biosfera (atmosfera, pedosfera, idrosfera), livelli di organizzazione biologica ed interazioni ecologiche;
Modulo 2. Biodiversità, concetti introduttivi; principali minacce alla diversità biologica, impatti antropici e specie aliene, indici di biodiversità (casi studio relativi alla pianura padana e ruolo delle attività agro-alimentari nel regolare i pattern spaziali della biodiversità con particolare riferimento alla componente acquatica e anfibia della flora);
Modulo 3. Fondamenti del cambiamento climatico; componenti naturali e antropiche del ciclo del carbonio, impronta di carbonio di prodotti e servizi, con particolare riferimento alle produzioni agro-alimentari.
Modulo 4. Sostenibilità e servizi ecosistemici; concetti di base, problemi locali e globali, metriche di sostenibilità e valutazione del ciclo di vita (concetti generali e fasi principali della valutazione del ciclo di vita - LCA = Life Cycle Assessment – e water footprint.
Modulo 5. Ecosistemi agrari e conservazione della natura; gradiente rurale-urbano-naturale, frammentazione del paesaggio, effetti delle produzioni agro-alimentari sull'ambiente fisico e biologico, le risposte degli organismi e la biodiversità (introduzione ai metodi di valutazione: NANI, NAPI, Soil System Budget di N e P).
Modulo 6. Casi studio: fiume Oglio, laghi di Mantova e fiume Mincio, zone umide della pianura padana centrale e prati stabili. Ruolo delle attività agro-alimentari nel regolare la qualità degli ecosistemi acquatici e terrestri, metodi di valutazione dello stato di qualità degli ecosistemi, modelli dinamici e approcci di adattamento al cambiamento di specie vegetali e habitat.

Modulo di Biochimica: Amminoacidi. Struttura delle proteine. Ripiegamento e denaturazione delle proteine. Anticorpi: struttura e funzione. Proteine strutturali, di trasporto e coinvolte nel movimento. Enzimi: cenni al meccanismo d'azione degli enzimi e alla cinetica enzimatica. Lipidi con funzione di riserva di energia. Cenni di bioenergetica. Composti ‘ad alta energia’. Glicolisi. Ciclo dei pentosi. Fermentazioni alcolica e lattica. Glicogenolisi e glicogenosintesi. Ciclo di Krebs. Gluconeogenesi. Metabolismo lipidico. La beta-ossidazione degli acidi grassi. Corpi chetonici e chetogenesi. Generalità sul metabolismo degli amminoacidi. Modalità di degradazione degli amminoacidi. Correlazioni tra metabolismo degli amminoacidi e metabolismo glucidico e lipidico. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Il DNA come depositario dell'informazione genica. La replicazione e la trascrizione del DNA. RNA ribosomiale, di trasporto e messaggero. Il codice genetico. Sintesi proteica: traduzione. Cenni agli OGM.

Bibliografia

Modulo di Ecologia Applicata: S. Galassi, I. Ferrari, P. Viaroli - Introduzione all'Ecologia Applicata. Dalla teoria alla pratica della sostenibilità, Città Studi Edizioni, 2014
A. Provini, S. Galassi, R. Marchetti - Ecologia applicata, Città Studi, Milano, 1999.
Copia delle diapositive delle lezioni scaricabili dalla piattaforma Elly.
Modulo di Biochimica: Nelson e Cox - Introduzione alla Biochimica di Lehninger. Zanichelli Editore
Denise Ferrier - Le Basi della Biochimica, 2a edizione. Zanichelli Editore
Copia delle diapositive delle lezioni scaricabili dalla piattaforma Elly.

Metodi didattici

Modulo di Ecologia Applicata: Le lezioni orali tratteranno i principali argomenti dell’Ecologia Applicata e utilizzeranno come supporto diapositive che verranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly con cadenza settimanale. Alcune delle lezioni finalizzate ad indagare i principali processi/funzioni ecosistemici/che e i casi studio applicati al mondo delle produzioni agro-alimentari – prevederanno lo svolgimento di attività seminariali.
Modulo di Biochimica: Le lezioni orali tratteranno i principali argomenti della biochimica e utilizzeranno come supporto diapositive che verranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly con cadenza settimanale. Le principali vie metaboliche verranno discusse con l’ausilio di mappe concettuali per aiutare gli studenti a comprendere le relazioni esistenti tra le diverse vie metaboliche e i loro intermedi. Alcune lezioni verteranno sull’analisi e discussione di argomenti di attualità con lo scopo di applicare le conoscenze acquisite di biochimica al campo dell’alimentazione, della gastronomia, della nutrizione e dell’utilizzo di OGM in campo agro-alimentare.

Modalità verifica apprendimento

Modulo di Ecologia Applicata: L’esame per il modulo di Ecologia Applicata prevede una prova scritta composta da due parti: una parte a risposte chiuse e una parte a risposte aperte. La parte a risposte chiuse consisterà in 14 quiz a risposta multipla, ciascuno avente un punteggio massimo di 1,5. La parte a risposte aperte consisterà in due domande sugli argomenti trattati nel corso. Ciascuna domanda darà un punteggio massimo di 4,5. La scala di valutazione è 0-30 e lode. La lode viene attribuita a coloro che raggiungono 30 come punteggio finale e dimostrano nella parte a domande aperte una profonda conoscenza e comprensione della materia ed estrema chiarezza espositiva. Durante l’esame non sarà possibile utilizzare materiale di alcun tipo (dizionari, glossari, manuali, tavole degli elementi, calcolatori).
Il voto della prova scritta viene comunicato nell’arco di sette giorni successivi alla prova, tramite pubblicazione sulla piattaforma Esse3. Il voto dell'esame scritto relativo al modulo di Ecologia Applicata verrà poi mediato col voto ottenuto nell'esame del modulo di Biochimica per dare il voto finale registrato durante un appello verbalizzante. La media sarà pesata sulla base dei CFU di ciascun modulo (6 per Ecologia Applicata e 5 per Biochimica. Si applicherà la seguente formula: voto finale = voto Ecologia Applicata*6/11 + voto Biochimica*5/11).
Gli Studenti con DSA/BSE devono preventivamente contattare Le Eli-che: supporto per studenti con disabilità, D.S.A., B.E.S. (https://sea.unipr.it/it/servizi/le-eli-che-supporto-studenti-con-disabil...).
Qualora a causa del perdurare dell'emergenza sanitaria dovuta al Covid-19 si renda necessario adottare la modalità remota per gli esami, la prova scritta verrà condotta a distanza (tramite Teams ed Elly).
Il voto ottenuto per superamento di un modulo sarà valido per 12 mesi. Dopo 12 mesi dal superamento di un modulo, se nel frattempo non si è superato anche il secondo modulo, sarà necessario risostenere l'esame.

Modulo di Biochimica: L’esame per il modulo di Biochimica prevede una prova scritta composta da due parti: una parte a risposte chiuse e una parte a risposte aperte. La parte a risposte chiuse consisterà in 16 quiz a risposta multipla, ciascuno avente un punteggio massimo di 1. La parte a risposte aperte consisterà in due domande sugli argomenti trattati nel corso. Ciascuna domanda darà un punteggio massimo di 7. La scala di valutazione è 0-30 e lode. La lode viene attribuita a coloro che raggiungono 30 come punteggio finale e dimostrano nella parte a domande aperte padronanza della materia ed estrema chiarezza espositiva. Durante l’esame non sarà possibile utilizzare materiale di alcun tipo (dizionari, glossari, manuali, tavole degli elementi, calcolatori).
Il voto della prova scritta viene comunicato nell’arco di sette giorni successivi alla prova. Il voto dell'esame scritto relativo al modulo di Biochimica verrà poi mediato col voto ottenuto nell'esame del modulo di Ecologia Applicata per dare il voto finale registrato durante un appello verbalizzante. La media sarà pesata sulla base dei CFU di ciascun corso (6 per Ecologia Applicata e 5 per Biochimica. Si applicherà la seguente formula: voto finale = voto Ecologia Applicata*6/11 + voto Biochimica*5/11). Il voto ottenuto per superamento di un modulo sarà valido per 12 mesi.
Gli Studenti con DSA/BSE devono preventivamente contattare Le Eli-che: supporto per studenti con disabilità, D.S.A., B.E.S.
Qualora a causa del perdurare dell'emergenza sanitaria dovuta al Covid-19 fosse necessario adottare la modalità a distanza per gli esami di profitto, la prova scritta sarà condotta a distanza (via Teams e Elly).