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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA
Insegnamento
FILOGENESI MOLECOLARE
SCP8084997, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA
SC1179, ordinamento 2018/19, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 8.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MOLECULAR PHYLOGENY
Sito della struttura didattica http://biologia.scienze.unipd.it/2019/laurea_magistrale_biologiaevoluzionistica
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALESSANDRO GRAPPUTO BIO/05
Altri docenti OMAR ROTA STABELLI

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline del settore biodiversità e ambiente BIO/01 2.0
CARATTERIZZANTE Discipline del settore biodiversità e ambiente BIO/05 1.0
CARATTERIZZANTE Discipline del settore biomolecolare BIO/11 5.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 32 18.0
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2018

Syllabus
Prerequisiti: Il corso prevede conoscenze base di Genetica, Biologia Evoluzionistica, Sistematica, Bioinformatica
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di fornire allo studente conoscenze approfondite dell'analisi filogenetica molecolare con particolare riguardo a:

1) ai metodi di ricostruzione degli alberi filogenetici con dati molecolari
2) all'evoluzione molecolare
3) alle applicazioni pratiche della filogenesi molecolare, dal monitoraggio della biodiversità, all'industria alimentare, alla sanità.
4) all'uso della terminologia appropriata

Attraverso l'attività di lezione frontale e di laboratorio, lo studente al termine del corso sarà in grado di:

1) riscostruire un albero filogenetico
2) interpretare dati di sequenziamento in una prospettiva di tipo evolutivo
3) identificare le specie attraverso l'analisi molecolare
4) sviluppare capacità di sintesi e di critica
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze acquisite avviene attraverso una prova scritta al PC utilizzando la piattaforma e-learning. La prova consiste di 6 domande di cui:

4 domande aperte volte ad evidenziare le conoscenze, la capacità di sintesi e critiche (6 CFU);

2 domanda volta a descrivere ed interpretare risultati filogenetici ed il metodo con cui sono stati ottenuti (2 CFU).
Criteri di valutazione: Lo studente sarà valutato sulla base delle conoscenze acquisite e della capacità di utilizzare gli strumenti molecolari e bioinformatici necessari per analizzare dati ed interpretare alberi filogenetici.
Contenuti: Il programma del corso prevede una serie di lezioni frontali (48 ore) e attività di laboratorio (32 ore).

Lezioni frontali:

Lo studio dell'evoluzione a livello molecolare costituisce un settore di ricerca che sfrutta il connubio tra i più' recenti progressi della biologia molecolare e la tecnologia informatica. Durante il corso verranno trattati i principali aspetti dell'evoluzione molecolare e della filogenesi. In particolare si considereranno:
le diverse tipologie di dati molecolari e le tecniche per la loro raccolta;
l'allineamento delle sequenze;
il confronto di sequenze di DNA e proteiche per il calcolo di distanze genetiche;
i meccanismi di evoluzione molecolare e la teoria della neutralità selettiva;
i modelli di sostituzione nucleotidica;
l'identificazione delle specie mediante sequenziamento di DNA (barcoding);
la ricostruzione filogenetica basata sui concetti di massima parsimonia, di distanza genetica, di massima verosimiglianza e bayesiana;
l'impiego di sequenze geniche multiple mediante concatenamento e supertrees;
il concetto di orologio molecolare;
la selezione Darwiniana a livello molecolare e le tecniche per rilevarla;
i progetti di sequenziamento genomico e la filogenomica;
Filogenesi di gruppi tassonomici scelti ed esempi recenti di analisi filogenetiche.

Laboratorio:

Identificazione molecolare di specie (barcoding); Estrazione del DNA da campioni sconosciuti, PCR e sequenziamento di DNA mitocondriale;

Laboratorio bioinformatico:

lettura dei cromatogrammi; utilizzo del barcode database BOLD e GenBank per l'identificazione di specie;
ricostruzione filogenetica con i principali algoritmi con l'uso del software MEGA, MrBayes e Fastree;
Datazione molecolare e utilizzo del software BEAST.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso consiste di 48 ore di didattica frontale (1) e 32 ore di laboratorio (2).

1) Gli argomenti trattati durante il corso sono presentati nelle lezioni frontali utilizzando ppt con immagini, schemi e brevi descrizioni. L'insegnamento è interattivo con domande e presentazioni di esempi basati su articoli per promuovere la riflessione critica e la discussione.

2) Le ore di laboratorio sono suddivise in una parte molecolare pratica (8 ore), con estrazioni di DNA, PCR e sequenziamento da campioni biologici e una bioinformatica (24 ore). I laboratori comprenderanno lavori individuali e di gruppo nei quali gli studenti analizzeranno casi di studio e applicheranno i metodi studiati.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Tutto il materiale didattico, ppt presentate a lezione, articoli di studio, protocolli sperimentali utilizzati in laboratorio, dataset utilizzati come esempi e i software link, è reso disponibile sulla piattaforma e-learning (https://elearning.unipd.it/biologia)
Testi di riferimento:
  • Lemey P., Salemi M., Vadamme A., The phylogenetic handbook. II edition. Cambridge UK: Cambridge, 2009. In inglese Cerca nel catalogo
  • Lindell Bromham, An Introduction to Molecular Evolution and Phylogenetics. 2nd Ed.. Oxford: Oxford University Press, 2016. In Inglese Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Work-integrated learning
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
La vita sott'acqua La vita sulla Terra