Syllabus del corso
Obiettivi
onoscenze e capacità di comprensione: il corso permetterà di conoscere le principali tecnologie e i principali approcci della botanica applicata e di approfondire le potenzialità della biologia e delle biotecnologie vegetali per ripensare processi e prodotti in chiave sostenibile.
Conoscenze e capacità di comprensione applicate: al termine del percorso, lo studente avrà compreso le potenzialità dei sistemi di selezione varietale e delle biotecnologie vegetali, dei metodi di bioindicazione, fitostabilizzazione e fitorisanamento, nonché delle tecnologie per la conservazione e il ripristino della biodiversità. Avrà inoltre appreso come, attraverso la valorizzazione delle biomasse vegetali, sia possibile migliorare le produzioni energetiche, alimentari, cosmetiche e farmaceutiche.
Autonomia di giudizio: acquisire e interpretare in modo critico le informazioni relative alle metodologie e alle tecnologie proprie della botanica applicata. Comprendere vantaggi e limiti dei diversi approcci, contestualizzare l'innovazione nei diversi ambiti applicativi e sviluppare una capacità critica di valutazione dei processi.
Capacità comunicative: il corso si propone di fornire allo studente le capacità necessarie per comunicare in modo efficace, appropriato e con un linguaggio specifico i concetti fondamentali della botanica applicata e delle biotecnologie vegetali.
Capacità di apprendere: al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di approfondire in modo autonomo gli argomenti trattati, anche grazie al confronto con enti e industrie del settore e mediante la consultazione della letteratura scientifica specialistica. Dovrà inoltre aver acquisito una solida capacità critica nella valutazione dei contesti di applicazione delle biotecnologie vegetali, integrando gli aspetti scientifici con quelli sociali, economici e giuridici.
Contenuti sintetici
Diversità biologica, tecnologie vegetali, Biotecnologie vegetati, biomimentica, biorobotica
Programma esteso
Le conoscenze e le potenzialità delle piante spontanee e delle biomasse vegetali per l'ambiente, la salute e il benessere dell'uomo. L'origine delle piante coltivate, la domesticazione e la Green Revolution. Le biotecnologie vegetali: dalle strategie di selezione alle piante geneticamente modificate (OGM) di prima generazione. Le innovazioni tecnologiche nelle biotecnologie vegetali: genome editing e plant factory. I sistemi di controllo e gli aspetti normativi relativi alle piante geneticamente modificate. Inquinamento genetico e tracciabilità.
I marcatori molecolari per l'identificazione di specie e varietà. Tracciabilità delle piante in contesti ambientali, alimentari e lungo le filiere produttive.
Bioindicazione, fitostabilizzazione e fitoestrazione. Fondamenti di ingegneria naturalistica. Biomimetica vegetale. Piante, nuovi materiali ed energia. Il valore delle biomasse vegetali primarie e residuali. Piante per la cosmesi, la nutraceutica e la farmaceutica. Nuove specie vegetali per l'alimentazione.
Tecnologie per la conservazione e il ripristino della biodiversità in contesti naturali e antropizzati. Casi di studio, aspetti normativi e gestionali.
Piante e benessere dell'uomo: aspetti biologici, psicologici e sociali.
Prerequisiti
Botanica generale
Modalità didattica
Il corso sarà articolato in 28 ore di didattica frontale e 20 ore di esercitazioni in aula e sul campo, organizzate come segue.
Didattica frontale
Didattica erogativa (DE) (circa 4/5 delle ore di didattica frontale), dedicata alla presentazione e all'illustrazione di contenuti, concetti e principi scientifici. Le lezioni prevedranno momenti di interazione con gli studenti attraverso domande, richieste di chiarimento e brevi discussioni sugli argomenti trattati.
Didattica interattiva (DI) (circa 1/5 delle ore di didattica frontale), dedicata all'approfondimento di temi di particolare attualità nel campo della botanica applicata e delle biotecnologie vegetali. Gli argomenti saranno individuati sulla base della più recente letteratura scientifica e potranno essere concordati con gli studenti in funzione dei loro interessi e delle tematiche emergenti.
Esercitazioni
Attività applicative in aula (circa 3/5 delle ore di esercitazione), comprendenti esempi di applicazione, analisi e discussione di casi di studio, lavori di gruppo, discussioni guidate, visione e commento di video didattici e seminari tematici.
Seminari ed esperienze sul campo (circa 2/5 delle ore di esercitazione), comprendenti seminari tenuti da professionisti del settore, esperti provenienti da imprese, ricercatori di enti di ricerca nazionali e internazionali, nonché visite didattiche presso aziende, parchi, orti botanici e altre realtà operative attive nel settore della biologia vegetale applicata.
Materiale didattico
Biotecnologie vegetali
Gabriella Pasqua, Cinzia Forni (a cura di)
Editore: Piccin Nuova Libraria, 2022
ISBN: 9788829932849
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L'esame consiste in una prova orale finalizzata a valutare il livello di conoscenza e di comprensione degli argomenti trattati durante il corso. Non sono previste prove in itinere o verifiche intermedie.
La prova orale si articola generalmente in 3-4 domande. La prima domanda, di carattere generale, è finalizzata a valutare il metodo di studio dello studente, la padronanza complessiva della disciplina e la capacità di inquadrare gli argomenti in una visione organica.
La seconda domanda approfondisce temi specifici del programma ed è volta a verificare la capacità dello studente di comprendere i contenuti, collegare tra loro i diversi argomenti e arricchire la discussione mediante esempi affrontati durante il corso o attraverso approfondimenti personali basati sulla letteratura scientifica.
Le eventuali domande successive sono orientate a valutare la capacità critica dello studente, con particolare riferimento ai vantaggi, ai limiti e alle potenziali applicazioni delle diverse tecnologie e metodologie trattate. Sarà inoltre valutata la capacità di contestualizzare tali approcci nei diversi ambiti applicativi e di discuterne le implicazioni tecniche, giuridiche, etiche, economiche e sociali.
Criteri di valutazione: la valutazione terrà conto delle conoscenze scientifiche e tecniche acquisite, della correttezza e proprietà del linguaggio scientifico, della capacità di argomentazione, della capacità di collegare i diversi argomenti del corso e della capacità di elaborazione critica e autonoma dei contenuti.
Orario di ricevimento
Su appuntamento scrivendo a massimo.labra@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Knowledge and understanding: the course will provide students with an understanding of the main technologies and approaches in applied botany and will explore the potential of plant biology and plant biotechnology to redesign processes and products from a sustainability perspective.
Applying knowledge and understanding: by the end of the course, students will have gained an understanding of the potential of plant breeding systems, plant biotechnologies, bioindication methods, phytostabilization and phytoremediation techniques, as well as technologies for biodiversity conservation and restoration. They will also have learned how the valorization of plant biomass can contribute to improving energy, food, cosmetic, and pharmaceutical production.
Making judgements: students will develop the ability to critically acquire and interpret information related to the methodologies and technologies of applied botany. They will understand the strengths and limitations of different approaches, contextualize innovation across a range of application fields, and develop critical skills for evaluating processes.
Communication skills: the course aims to provide students with the skills necessary to communicate the fundamental concepts of applied botany and plant biotechnology effectively, appropriately, and using discipline-specific terminology.
Learning skills: by the end of the course, students will be able to independently deepen their knowledge of the topics covered, through interaction with research institutions and industries in the sector and by consulting specialized scientific literature. They will also have developed strong critical skills for evaluating the contexts in which plant biotechnologies are applied, integrating scientific aspects with social, economic, and legal considerations.
Contents
Biological diversity, plant technologies, plant biotechnology, biomimetics, biorobotics.
Detailed program
The knowledge and potential of wild plants and plant biomass for the environment, human health, and well-being. The origin of cultivated plants, domestication, and the Green Revolution. Plant biotechnology: from conventional breeding strategies to first-generation genetically modified organisms (GMOs). Technological innovations in plant biotechnology: genome editing and plant factories. Control systems and regulatory frameworks governing genetically modified plants. Genetic contamination and traceability.
Molecular markers for the identification of plant species and varieties. Plant traceability in environmental and food systems, and throughout production supply chains.
Bioindication, phytostabilization, and phytoextraction. Fundamentals of ecological engineering. Plant biomimetics. Plants, novel materials, and energy. The value of primary and residual plant biomass. Plants for cosmetics, nutraceuticals, and pharmaceuticals. Novel plant species for food production.
Technologies for biodiversity conservation and ecological restoration in natural and human-modified environments. Case studies, regulatory frameworks, and management approaches.
Plants and human well-being: biological, psychological, and social aspects.
Prerequisites
General Botany
Teaching form
The course consists of 28 hours of lectures and 20 hours of classroom and field practical activities, organized as follows.
Lectures -Lectures (Teaching Delivery – TD) (approximately 4/5 of the lecture hours) are devoted to the presentation and explanation of course content, concepts, and scientific principles. Lectures will include opportunities for student interaction through questions, requests for clarification, and brief discussions on the topics covered.
Interactive teaching (IT) (approximately 1/5 of the lecture hours) is dedicated to in-depth discussion of current topics in applied botany and plant biotechnology. Topics will be selected based on the latest scientific literature and may be agreed upon with students according to their interests and emerging scientific developments.
Practical Activities
Classroom practical activities (approximately 3/5 of the practical hours) include application examples, analysis and discussion of case studies, group work, guided discussions, viewing and critical discussion of educational videos, and thematic seminars.
Seminars and field activities (approximately 2/5 of the practical hours) include seminars delivered by professionals working in the field, experts from industry, and researchers from national and international research institutions, as well as educational visits to companies, parks, botanical gardens, and other organizations involved in applied plant biology.
Textbook and teaching resource
Biotecnologie vegetali
Gabriella Pasqua, Cinzia Forni (a cura di)
Editore: Piccin Nuova Libraria, 2022
ISBN: 9788829932849
Semester
Second semester
Assessment method
TThe assessment consists of an oral examination designed to evaluate the student's level of knowledge and understanding of the topics covered during the course. No mid-term tests or continuous assessment activities are planned.
The oral examination generally consists of 3–4 questions. The first question is of a general nature and is intended to assess the student's study approach, overall mastery of the subject, and ability to place the course topics within a broader conceptual framework.
The second question focuses on specific topics included in the syllabus and aims to assess the student's ability to understand the course content, establish connections among different topics, and enrich the discussion by referring to examples presented during the course or to independent study based on the scientific literature.
Any subsequent questions are intended to evaluate the student's critical thinking skills, with particular emphasis on the advantages, limitations, and potential applications of the technologies and methodologies discussed during the course. Students will also be assessed on their ability to contextualize these approaches in different application areas and to discuss their technical, legal, ethical, economic, and social implications.
Assessment criteria: the final evaluation will take into account the student's scientific and technical knowledge, the accuracy and appropriateness of scientific terminology, the ability to develop clear and well-structured arguments, the capacity to establish connections among the different course topics, and the ability to critically and independently analyze and synthesize the course content.
Office hours
On appointment; mail to: massimo.labra@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
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Massimo Labra
