GENETICA AGRARIA
Anno accademico 2020/2021 - 1° annoCrediti: 6
Lingua di insegnamento: Italiano
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 101 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 14 di esercitazione
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
L’obiettivo formativo della Genetica agraria è di far acquisire allo studente le competenze di base sulle quattro principali branche della genetica: genetica della trasmissione dei caratteri, genetica molecolare, genetica di popolazione e quantitativa, con particolare attenzione alla logica sperimentale e alla risoluzione di problemi. Alla fine del corso lo studente sarà capace di comprendere i meccanismi genetici alla base dell’evoluzione delle piante e di applicare disegni sperimentali al fine di individuare e selezionare genotipi per ottenere varietà migliorate.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L'insegnamento (6CFU) prevede 28 ore di lezione frontale e 28 ore di esercitazioni in aula. Per le lezioni frontali il docente si avvarrà di presentazioni in power point e di filmati, anche in inglese. Le esercitazioni consisteranno nella soluzione di problemi ed esercizi sugli argomenti trattati, anche mediante applicazione di appropriati test statistici ed avvalendosi della piattaforma SOCRATIVE. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato al fine di rispettare il programma qui riportato.
Prerequisiti richiesti
Lo studente che accede a questo insegnamento deve possedere una buona conoscenza di fondamenti di matematica, chimica e biologia vegetale. Questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante il primo semestre del primo anno di corso.
Frequenza lezioni
Fortemente consigliata
Contenuti del corso
Eredità e variabilità - eredità mendeliana – associazione e mappatura dei geni eucariotici – struttura e funzione del materiale genetico – le mutazioni genetiche - la genetica di popolazione - caratteri qualitativi e quantitativi – evoluzione e speciazione - genetica applicata al miglioramento delle piante.
Testi di riferimento
1. Genetica e genomica, Barcaccia G. e Falcinelli M., Liguori editore. Volume I ,II.
2. Genetica agraria, Russel P.J., Wolfe S.L., Hertz P.E., Starr C., McMillan B. Edises
3. Genetica Agraria, Lorenzetti, Ceccarelli, Rosellini, Veronesi, Pàtron editore, quarta edizione
4. Genetica, Binelli G e Ghisotti D., Edises, 2018
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Presentazione del corso e genetica molecolare: identificazione del materiale ereditario: esperimenti di Griffith, Avery, Mcload e McCarty | Testo 1: cap 1-4 Testo 2: cap 1 Testo 3: cap 1 |
| 2 | Struttura e funzione del materiale genico: DNA e RNA. Organizzazione del DNA nei cromosomi. (i cromosomi, il cariotipo, mitosi, meiosi, cicli vitali) | Testo 1: cap 1-4-6 Testo 2: cap 1-3 Testo 3: cap 2-4 |
| 3 | Replicazione del DNA. La teoria classica del gene. Organizzazione e trasmissione del materiale ereditario | Testo 1: cap 1-4-6 Testo 2: cap 1 Testo 3: cap 2-4 |
| 4 | Il processo di trascrizione: l’espressione del gene. Le molecole di RNA. Natura del codice genetico. Traduzione del messaggio genetico | Testo 1: cap. 1-5 Testo 2: cap 2 Testo 3: cap 3 |
| 5 | Genotipo e fenotipo. Variabilità genetica e ambientale. I principali fattori di variazione genetica | Testo 1: cap 1-2-9 Testo 2: cap 4-11 Testo 3: cap 1-10 |
| 6 | Riproduzione e trasmissione dei caratteri. L’importanza dell’incrocio intra ed interspecifico nella genetica e nell’agricoltura | Testo 1: cap. 11 Testo 2: cap 10 Testo 3: cap 13 |
| 7 | Tipi e origine delle mutazioni. Mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche. Auto e allo-poliploidia. | Testo 1: cap. 7 Testo 2: cap 5 Testo 3: cap 8 |
| 8 | Gli esperimenti e i principi di Mendel | Testo 1: cap. 1-2 Testo 2: cap 4 Testo 3: cap 5 |
| 9 | Autofecondazione e re-incrocio. Riduzione dell’eterozigosi e implicazioni per il breeding | Testo 1: cap 1-2-11 Testo 2: cap 4-11 Testo 3: cap 5-11 |
| 10 | Analisi statistica della segregazione genica: il test del chi quadrato. La teoria cromosomica dell’ereditarietà | Testo 1: cap 1-2 Testo 2: cap 4 Testo 3: cap 5 |
| 11 | Caratteri associati al sesso. Allelismo multiplo e incompatibilità in specie vegetali. Interazioni intra ed inter-alleliche | Testo 1: cap. 2-10 Testo 2: cap 4-5 Testo 3: cap 5-7 |
| 12 | Cenni su l’ambiente e l’espressione genica. Cenni sulla genetica non mendeliana: l’eredità extranucleare. | Testo 1: cap 2 Testo 2: cap 4 Testo 3: cap 4-5 |
| 13 | Associazione dei geni. Crossing over e ricombinazione genica | Testo 1: cap 3 Testo 2: cap 5 Testo 3: cap 6 |
| 14 | Mappatura dei geni mediante test a due e a tre punti. Mappe genetiche | Testo 1: cap 3 Testo 2: cap 5 Testo 3: cap 6 |
| 15 | Caratteri qualitativi e quantitativi. Basi genetiche della variabilità continua. Concetti elementari di statistica | Testo 1: cap 1-8-9 Testo 2: cap 11 Testo 3: cap 10 |
| 16 | Scopi dell'analisi della variabilità continua. Il concetto di ereditabilità | Testo 1: cap 1-9 Testo 2: cap 11 Testo 3: 10 |
| 17 | Popolazione mendeliana in equilibrio. La legge di Hardy e Weinberg e fattori di disturbo. Cenni sulla depressione da inbreeding e sull’eterosi | Testo 1: cap 1-11 Testo 2: cap 10 Testo 3: cap 11 |
| 18 | Variabilità nelle popolazioni naturali di specie vegetali prevalentemente autogame, allogame. | Testo 1: cap. 1-11 Testo 2: cap 10 Testo 3: cap 11 |
| 19 | Evoluzione e speciazione | Testo 1: cap 10-12; Testo 3: cap 10 |
| 20 | Elementi di genetica applicata al miglioramento delle piante | Testo 1: cap 13-14-15; Testo 3: cap.13 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame è scritto da svolgersi in due ore di tempo e comprende sei quesiti di cui due a risposta aperta, due con risposte a multiscelta, e due problemi legati al riconoscimento di incroci, associazioni e/o interazioni geniche. A ciascun esercizio verrà attribuito un punteggio stabilito, per un totale di massimo 31/30 punti. Il raggiungimento della valutazione di 31/30 si traduce con il conferimento della lode. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni legate al persistere dell'emergenza epidemiologica Covid-19 lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
1. Descrivere le leggi di Mendel
2. La struttura a doppia elica del DNA
3. Il flusso dell’informazione genetica
4. Differenza tra assortimento indipendente ed associazione
5. Calcolo della distanza di mappa
6. Descrivere i fattori di disturbo che alterano l’equilibrio di Hardy-Weinberg