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Biologia generale e botanica

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GENERAL BIOLOGY AND BOTANY

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
AGR0007
Docente
Prof. Deborah Isocrono (Affidamento interno)
Corso di studio
[001717] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
A - Di base
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
BIO/03 - botanica ambientale e applicata
Erogazione
Convenzionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto più orale obbligatorio
Prerequisiti
Non vi è propedeuticità formale, si ritengono necessarie le conoscenze di base nel campo della Biologia fornite dai normali programmi di studio delle scuole superiori.
/
No formal preparatory courses are required, but the student must have acquired the basic knowledge provided in any senior high school course in Biology.
Propedeutico a

L'insegnamento è propedeutico a diversi insegnamenti specialistici in vari campi delle scienze agrarie, tra cui microbiologia, agronomia, coltivazioni erbacee, arboree, foraggere, patologia vegetale.
Il superamento dell’esame di Biologia generale e Botanica è obbligatorio per accedere all’esame di Entomologia Generale e applicata e alle Esercitazioni interdisciplinari del III anno (Analisi interdisciplinare del sistema azienda).


This course provides basic knowledge for several specialised courses in various fields of agricultural sciences, such as microbiology, agronomy, horticulture, plant pathology etc.
Passing the General Biology and Botany exam is mandatory to have access to the General and Applied Entomology exam and to the course of Interdisciplinary Analysis of Farming Systems (3rd year).

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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Tutti gli argomenti del programma afferiscono all' aerea delle conoscenze propedeutiche.

Questo insegnamento si prefigge di fonire le conoscenze teoriche di base sulla biologia e sull'anatomia vegetale.  Si propone di  introdurre stedentesse e studenti alla diversità degli organismi vegetali, fornire le conoscenze necessarie  all'identificazione delle specie vegetali integrandole con note sull'ecologia delle specie spontanee e sugli usi principali di quelle coltivate.  L'insegnamento mira inoltre a sviluppare autonomia di giudizio e pensiero critico nel campo della biologia.

 

This course belongs to the basic knowledge area.

This course aims at improving biological and botanical literacy by learning the basic facts, principles and concepts in plant biology. It is intended to introduce students to the diversity of organisms and to the ecology of  spontaneous and cultivated species. The course also aims to develop critical thinking and learning skills in the field of biology.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenze e capacità di comprensione
Al termine dell'insegnamento si dovrà aver acquisito i concetti fondamentali della  biologia di base, della descrizione e del riconoscimento delle strutture anatomico/istologiche delle piante superiori, le modalità di identificazione delle principali specie vegetali; le caratteristiche distintive delle principali famiglie di interesse agrario, ecologico ed econimico.  

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Alla fine dell’insegnamento, studentesse e studenti saranno in grado di:

  • interpretare correttamente le principali strutture vegetali e la biologia delle piante,
  • valutare e analizzare la biodiversità vegetale

Autonomia di giudizio
Al termine dell'insegnamento studentesse e studenti dovrànno essere in grado di ragionare autonomamente sui principali argomenti biologici e di diversità vegetale e di capirne ed illustrarne le relazioni.

Abilità comunicative
Al termine dell'insegnamento studentesse e studenti dovrànno essere in grado di esporre in modo sintetico e chiaro le informazioni acquisite utilizzando una corretta terminologia botanica specialistica.

Capacità di  apprendimento
  Al termine dell'insegnamento studentesse e studenti sarànno in grado di integrare criticamente le nozioni teoriche e l'osservazione diretta, di valorizzare le competenze acquisite per affrontare proficuamente gli insegnamenti successivi.

  

Knowledge and understanding
At the end of the course students may be able to recognize and describe plant structures at anatomical, histological and cytological level. They will be asked also to identify spontaneous and cultivated species and describe main plant families. 

Ability to apply knowledge and understanding
At the end of the course, the students will be able to:

  • Accurately explain basic facts about biology and plant taxonomy
  • Evaluate and analyze plant structures and plant biodiversity

Making judgements
At the end of the course, students will be able to autonomously master the main biological and biodiversity topics, understand and illustrate their relationships. 

Communication skills
At the end of the course, students will be able to synthesize the relevant information using a correct technical and scientific terminology.

Learning skills
At the end of the course students will be able to critically integrate theoretical knowledge  and direct experience and to enhance the acquired skills to take on the subsequent courses.

 

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Programma

Generalità Introduzione alla Botanica e cenni di Sistematica. Organizzazione e caratteristiche dei vegetali. Etero ed autotrofia. Domini e Regni, principali rapporti filogenetici tra gli organismi. Tallo e cormo: adattamenti per la vita in ambiente terrestre. Endosimbiosi.

Citologia: la cellula vegetale. Morfologia, accrescimento e differenziamento cellulare. Struttura dei principali organuli citoplasmatici. Comparti comuni alla cellula animale e vegetale. Approfondimenti su parete cellulare (citodieresi, crescita, funzioni e composizione della parete, lamella mediana, parete primaria e parete secondaria, modificazioni), vacuoli (omeostati, ruolo litico e ruolo di riserva) e sistema plastidiale (origine, genoma, morfologia generale e specifica).

Istologia vegetale. Caratteristiche, funzioni e localizzazione dei tessuti. Meristemi primari e secondari, neristemi avventizi e intercalari. Tessuti definitivi (tessuti tegumentali, parenchimatici, segregatori, meccanici, conduttori).  Fasci cribro-vascolari. La stele e la sua evoluzione.

Organografia: struttura primaria e secondaria degli apparati caulinare e radicale (apice, struttura primaria ed organizzazione della stele, struttura secondaria). Gravitropismo della radice. Rizosfera e simbiosi radicali. Tipi di ramificazione; tipi di apparato radicale. La foglia: origine ed evoluzione; anatomia del  microfillo; anatomia dei principali tipi di macrofillo. Adattamenti di radice, fusto, foglie e habitus dei vegetali in relazione a differenti condizioni ambientali. Fiore: morfologia, funzioni, correlazione con i meccanismi di impollinazione. Morfologia, maturazione e ruoli biologici di semi e frutti, germinazione del seme, strategie di disseminazione. Cicli vitali. Sporofito e gametofito.

Sistematica:  Cenni sui sistemi di classificazione e categorie tassonomiche. Nomenclatura botanica attuale (codici internazionali per le specie spontanee e coltivate). I processi di identificazione degli organismi: chiavi dicotomiche e erbari. Per le spermatofite verranno presentate le  caratteristiche distintive delle principali famiglie per permettere allo studente di identificare facilmente i principali gruppi di specie spontanee e coltivate. Gimnosperme  caratteri generali e descrizione di Cycadophyta,  Ginkgophyta, Gnetophyta, Pinophyta (Taxaceae, Cupressaceae, Pinaceae). Magnoliopsida e Liliopsida Descrizione (morfologia, caratteri generali, sistematica e distribuzione) delle principali famiglie di interesse agrario e dei generi più rappresentativi, caratteri per il riconoscimento, importanza ecologica ed economica.

 Esercitazioni pratiche di microscopia: descrizione e funzionamento di MO, SEM e TEM. Preparazione ed osservazione al MO di cellule, tessuti ed organi vegetali.

 Esercitazioni  di identificazione di specie vegetali, uso dichiavi analitiche testuali ed online.

 

Introduction to Biology and methods in life sciences. The basis of the systematics. Origin of life and living kingdoms. Prokaryotes and Eukaryotes. Origin of the eukaryotic cell by endosymbiosis.

Plant cell biology: Introduction to basic principles of cell structure.  Plasma membrane. Nucleus. Cytoskeleton. Endoplasmic reticulum and Golgi. Mithocondria. Advanced examination of the morphology and function of cell wall, plastids (chloroplasts, amyloplasts, chromoplasts), vacuoles. From cell to plant: cell division and distension.

Plant tissues: position, morphology and location. Primary and secondary meristems: growth and function. Epidermis, parenchyma, wood, phloem, collenchyma, sclerenchyma, secretion tissues. Vascular bundles and their relation with organs.

Anatomy: Stem and root differentiation and growth. External morphology and internal anatomy. Primary and secondary structure. Symbiosis with fungi and bacteria in roots. Leaf anatomy, external structure, description of basic leaf types (bifacial, monofacial, unifacial, centric leaves). Root, stem and leaf modifications.

Reproduction. sexual and sexual reproduction. Life cycles. Individual reproductive unit in Gymnoperms and Angiosperms. Seed structure, functions and germination. Fruit anatomy and development.

Systematic and phylogenetics: classification systems, taxonomic ranks, APG system. Plant scientific nomenclature. Identification tools for  plants. Herbaria. Evolution and diversity of plants and relationships with acquatic and terrestrial habitat.  In particular, for vascular plants a scheme of distinctive characters will be presented which should allow the students to identify main spontaneous and cultivated family.  Gymnosperm: general morphology and ecology. Descriptions of  Cycadophyta,  Ginkgophyta, Gnetophyta, Pinophyta (Taxaceae, Cupressaceae, Pinaceae). Angiosperm families.  Magnoliopsida general morphology and ecology. Families: Magnoliaceae, Lauraceae, Ranunculaceae, Papaveraceae, Fagaceae, Moraceae, Juglandaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Malvaceae, Cucurbitaceae, Violaceae, Brassicaceae, Rosaceae, Fabaceae, Myrtaceae, Euphorbiaceae, Vitaceae, Apiaceae, Convolvulaceae, Solanaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Oleaceae, Asteraceae. Other families (minor remarks). Liliopsida: general morphology and ecology. Families: Poaceae, Arecaceae, Zingiberaceae, Musaceae, Liliaceae, Iridaceae. Other families (minor remarks).

Microscopy lab: structure and functioning of OM, SEM and TEM microscopes. Preparation and observation of slides from plant materials (cells, tissues and organs).

Identification lab: using both classical floras and the modern instruments of interactive identification to recognize species.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento è erogato sia sul primo che sul secondo semestre con attività didattiche da ottobre a giugno. La verbalizzazione dell'esame avviene a partire dalla sessione di giugno.

L'insegnamento è strutturato in 80 ore suddivise tra lezioni frontali, attività di laboratorio ed attività di riconoscimento specie. Durante le esercitazioni si utilizzeranno microscopi ottici e stereomicroscopi per l'osservazione di preparati vegetali; si apprenderà l'utilizzo di chiavi dicotomiche per l'identificazione dei vegetali mediante approcci tradizionali ed on-line.  Il materiale didattico è a disposizione sulla piattaforma moodle. È indispensabile che studenti e studentesse si iscrivano alla relativa pagina Moodle del corso (link in fondo alla pagina). La frequenza è facoltativa ma consigliata. 


A causa dell'emergenza sanitaria in corso, le modalità di insegnamento potranno subire variazioni in funzione delle disposizioni nazionali e di Ateneo. 

The course takes place both on the first and second semester with teaching activities from October to June. The final exam will be registered starting from the June session.

The course consists of 80 hours (both lectures and laboratory + plant identification sessions). During lab lessons we will learn how to use a basic light and dissecting microscopes to observe plants.  During plant identification sessions we will learn the use of dichotomous keys for plant identification through traditional and on-line approaches. Didactic materials will be available for students. Registration on Moodle (link at the bottom of the page) is mandatory. Attendance is optional but recommended.

Due to the ongoing health emergency, teaching methods may vary according to national and University regulations. 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Il grado di apprendimento raggiunto sarà valutato di volta in volta con discussioni critiche al termine di ogni argomento in classe e durante le esercitazioni pratiche.

L'esame finale consta di test scritto, colloquio orale e valutazione dell'erbario. 

In dettaglio:

un pre-test scritto, della durata di 40 minuti,  formato da 20 domande a risposta multipla che, se superato, dà accesso al colloquio orale. Nel pretest sono valutate le risposte corrette (1,5 punti), le errate (-0,5 punti) e le non risposte (-0, 25 punti).

Il colloquio  (votazione in trentesimi)  prevede la verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite e la discussione dell'erbario.  Qualora l'esame risulti insufficiente, la prova scritta va ripetuta. 

L'erbario (30 esemplari allestiti, corredato dai propri recapiti) va consegnato per la valutazione  presso lo studio del docente (ULF di Colture Arboree)  almeno 15 giorni prima della data d'appello in cui si intende sostenere l'esame; viene valutato in base a: corretteza dell'identificazione specifica, nomenclatura botanica, allestimento.

Necessario al superamento dell’esame è un corretto utilizzo della terminologia scientifica e la dimostrazione della acquisita capacità di ragionamento nell'ambito della biologia vegetale.

Le modalità di svolgimento degli esami potranno subire variazioni in funzione delle disposizioni nazionali e di Ateneo relative alla emergenza  sanitaria Covid_19: informazioni dettagliate saranno eventualmente rese disponibili sulla pagina Moodle del corso.

 

Levels of learning and understanding acquired by the students will be evaluated regularly through periodic discussions (mainly at the end of each topic) during class and lab lessons. 

The final exam consists of written tests, oral exam and assessment of the herbarium. 

The final exam consists of a written test + an oral exam + the evaluation of  the herbarium. The written test consists of 20 multiple-choice questions (+1,5 points if correct answers,  -0,25 if no answer, -0,5 if wrong answer), covering the whole programme,  to be done in 40 minutes. A  score equal to or above 18/30 in the test is a prerequisite for admission to the oral examination devoted to verify the candidate's ability to reason and connect between different topics. Before the exam, the student will have to prepare an herbarium (30 specimens). The herbarium has to be delivered to the teacher (ULF di Colture Arboree) 15 days before the exam. Evaluation criteria of the herbarium are: correct IDs, use of botanic nomenclature, sheets preparation.

If the final score is less than 18/30, the student must repeat the written test.

Due to the sanitary emergency, examination procedures may vary according to national and University regulations on the health emergency Covid_19. Detailed information is on Moodle.

 

 

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Attività di supporto

Tutor per le attività di microscopia e la realizzazione dell'erbario.

Tutor for the microscopy and plant identification labs.

 

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Testi consigliati e bibliografia

In linea generale un testo di livello universitario di biologia vegetale e botanica è adatto allo studio. Alcune possibili scelte sono:

 

- Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2049. Botanica generale e diversità vegetale. III Ed. PICCIN

- Stern Kingsley R., Bidlack James E., Jansky Shelley H. 2009 Introduzione alla biologia vegetale McGraw-Hill Companies


- Mauseth J.D. 2014. Botanica. Fondamenti di biologia delle piante. Ed. Idelson-Gnocchi

Saranno forniti inoltre (scaricabili dal sistema MOODLE): materiale didattico testuale e video in italiano ed in inglese, lucidi delle lezioni, riferimenti bibliografici relativi ad articoli scientifici e/o reviews di approfondimento.

 

Atlanti di anatomia

Lo studio della parte di anatomia vegetale può trarre giovamento dalla consultazione di queste fonti:


Chiavi di identificazione online

 

 Books 

A university-level textbook on plant biology is suitable for study. Some suggestions are:

  • Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2049. Botanica generale e diversità vegetale. III Ed. PICCIN
  • Stern Kingsley R., Bidlack James E., Jansky Shelley H. 2009 Introduzione alla biologia vegetale McGraw-Hill Companies
  • Mauseth J.D. 2014. Botanica. Fondamenti di biologia delle piante. Ed. Idelson-Gnocchi

Didactic materials as lectures, references to published papers and/or reviews related to the lecture topics will be handed out to the students.

 

Teaching material

Slides, notes, videos and scientific papers are downloadable from MOODLE system.

Plant anatomy


Identification keys

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Note

L'insegnamento di Biologia generale e Botanica è propedeutico per affrontare lo studio delle discipline caratterizzanti degli anni successivi.

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. 

 

 This course teaching is a prerequisite for addressing the disciplines of the following years. Some variations in lecture and exams may occur according to national and University regulations on the health emergency Covid_19.

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    Ultimo aggiornamento: 12/11/2020 18:45
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