SCHEDA DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE BIOTECNOLOGIE INNOVATIVE

Transcript

1 SCHEDA DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE DA RIPORTARE SUL P.O.F. A.S ASSE DISCIPLINA SCIENTIFICO TECNOLOGICO BIOTECNOLOGIE AGRARIE DOCENTE FREDDI MARCELLA MONOENNIO CLASSE 5 CORSO E SEZIONE TECNICA AGRARIA ED AGROINDUSTRIA articolazione GESTIONE AMBIENTE E TERRITORIO Competenze Abilità/ capacità Conoscenze Tempi (quadrimestri) Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni complessi della biologia molecolare e le nuove tecniche di manipolazione e analisi del DNA. - Conoscere i fondamenti della Biologia Molecolare. - Conoscere le tecniche del DNA ricombinante e le modalità di ottenimento degli Organismi Transgenici.. - Saper descrivere le tec BIOTECNOLOGIE INNOVATIVE Manipolazione genetica a livello di organismi Universalità della tecnologia Naturale estensione del miglioramento genetico Tipi di applicazioni: espressione e repressione (acquisto di nuove funzioni/ perdita di funzione) Colture cellulari e rigenerazione di piante Vettori e metodi per trasformare le piante Trasformazione con 1 QUADRIM ESTRE Metodi strumenti - proporre situazioni problemati-che realistiche - progettare attività che mettano in gioco conoscenze acquisite in precedenza - favorire l elaborazio-ne di sintesi, mappe concettuali, schemi, che migliorino la metodologia Verifiche Saranno effettuate prevalente mente Verifiche sommative (interrogazi oni orali, e verifiche scritte con domande a risposta aperta). Si distinguera nno pertanto 1

2 Essere in grado di alla biologia molecolare e al codice genetico. Essere in grado di all ereditarietà della genetica mendeliana e ai fenomeni ereditari complessi. Analizzare il ciclo cellulare e le divisioni cellulari. Analizzare i all espressione del codice genetico. Analizzare le tecniche di manipolazione del DNA e le tecniche di base della biologia molecolare e dell ingegneria genetica. niche di manipolazione del DNA e analizzare le tecniche basilari di Ingegneria genetica al fine di ottenere organismi ricombinanti. - Capire le modalità con le quali possiamo manipolare gli acidi nucleici e come si impiegano, per tale scopo, alcuni organismi ed enzimi. agrobatterio Trasformazione per trasferimento diretto Trasformazione in pianta (flower dipping) Analisi dei trasformanti:trasformazione e rigenerazione di piante Organismi transgenici animali e vegetali: come si riconoscono? Western blot e PCR per il riconoscimento Piante transgeniche oggi Incipit: Cause principali di perdità di produttività (pre e post-harvest) Box: Le rese delle principali colture (serie storiche) effetto delle manipolazioni genetiche Caratteri interessanti dal punto di vista agronomico (problemi) e molecolare Tolleranza ad erbicidi (bersagli, geni di resistenza e composti attivi) Resistenza ad insetti (proteine insetticide e metaboliti tossici) Resistenza a virus Tipi di piante transgeniche individuale - progettare attività di tipo laboratoriale - sollecitare l individuazione delle relazioni presenti fra le discipline - favorire il lavoro in equipe prove orali, svolte mediante conversazio ni guidate relative ad un blocco di argomenti prefissato, nelle quali l allievo avrà la possibilità di sviluppare un discorso organico ed interdiscipli nare sugli argomenti in oggetto; e prove scritte con verifiche a risposta aperta che verranno valutate 2

3 Essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate - Saper Valutare e Descrivere in modo oggettivo i principali campi applicativi degli OGM ed i limiti/vantaggi di questa tecnologia.. attualmente in coltivazione: superfici, colture, caratteri: (c.d. quattro colture e due caratteri ) Colture: Mais, soia, cotone e colza Caratteri: Resistenza ad insetti e tolleranza agli erbicidi Altre colture e caratteri: riso e composizione (vitamine, olio, amido) Benefici e rischi Piante transgeniche in sviluppo Stress biotici Resistenza a malattie e pesti Stress abiotici Resistenza agli stress aumento di produttività Qualità e nutrizione Qualità nutrizionali (proteine, vitamine, lipidi, ) Altre applicazioni potenziali della transgenesi: produttività, sostenibilità, riduzione degli input... Ingegnerizzazione di microrganismi di interesse agrario secondo un modello che tiene conto della media della classe. Meno frequenteme nte si farà ricorso a Verifiche oggettive (vero/falso, risposta multipla, completame nti) Completerà il quadro della valutazione anche l osservazio ne sistematica del comportame nto dello 3

4 - Conoscere la Legislazione italiana ed europea nel settore degli OGM. Espressione di geni nelle cellule batteriche ed eucariotiche Vettori e metodi per la trasformazione di batteri, lieviti e funghi Esempi di applicazioni Enzimi per l industria agroalimentare (caglio, cellulasi, amilasi...) Organismi per la fermentazione del vino, birra Reflui Vie biosintetiche per metaboliti endogeni o esogeni (es. carotenoidi, vitamine...) studente, del suo approccio motivaziona le alla disciplina e alla sua partecipazio ne attiva all attività didattica. MICROBIOLOGIA AGROINDUSTRIALE: PROCESSI BIOTECNOLOGICI NELLE INDUSTRIE AGROALIMENTARI Catabolismo degli zuccheri Destino del glucosio Reazioni della glicolisi (fasi del processo) Diversi destini dell acido piruvico Fermentazioni (alcolica, lattica, butirrica, acetica) 4

5 - Conoscere i fondamenti biochimici del catabolismo degli zuccheri e dei processi di liberazione di energia utile ai fini biologici. Bilancio energetico della glicolisi Metabolismo degli altri zuccheri in relazione alla glicolisi Utilizzazione del fruttosio Utilizzazione dell amido Utilizzazione del saccarosio Decarbossilazione ossidativa dell acido piruvico Ciclo di Krebs Bilancio energetico del ciclo di Krebs Essere in grado di all impiego di microrganismi e dei loro metabolismi nell industrie agro-alimentari. - Conoscere e saper descrivere l impiego industriale delle muffe e dei lieviti, sia in campo enologico, sia nel settore industriale. Elementi di microbiologia industriale ed applicata. Muffe e Lieviti e loro applicazioni industriali - Le muffe: generalità e loro importanza nel settore agroindustriale, effetti negativi delle muffe, impiego industriale delle muffe (produzione di acidi organici, antibiotici ed enzimi); - I lieviti: generalità, classificazione e metabolismo; impiego industriale dei lieviti: ottenimento di biomassa e produzione di alcol, utilizzi 2 QUADRI MESTRE 5

6 - Conoscere e saper descrivere l attività dei batteri e di altri microrganismi nell industria lattierocasearia. agroindustriali dei lieviti (industria del vino e della birra); - I batteri lattici ed altri microrganismi importanti nell industria lattiero-casearia, principali analisi microbiologiche del latte destinato alla produzione del parmigiano-reggiano. Essere in grado di alle tecniche di risanamento e di trattamento dei reflui e degli effluenti di origine agricola e dell industria agro-alimentare. - Conoscere le principali tecniche di trattamento dei reflui delle industrie agroalimentari e degli effluenti zootecnici ai fini di un loro risanamento per un reimpiego a basso impatto. PROCESSI BIOTECNOLOGICI NEL TRATTAMENTO DEI REFLUI: - trattamenti dei reflui delle industrie agroalimentari - trattamento degli effluenti zootecnici - depurazione delle acque di scarico - gestione dei rifiuti. 6

7 - Conoscere le nuove tecnologie e tecniche della gestione dei rifiuti. 7