Flashcard di Biologia
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47 mazzi
- Membrane cellulari e trasportoCarte di ripasso sulla struttura e funzione delle membrane plasmatiche e sul trasporto di membrana.
- MetabolismoCarte di ripasso su bioenergetica, termodinamica, ATP ed enzimi.
- Respirazione cellulareCarte di ripasso su come le cellule estraggono energia dal glucosio: reazioni redox e trasportatori di elettroni, glicolisi, ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa, fermentazione e regolazione.
- FotosintesiCarte di ripasso su come i fotoautotrofi catturano l'energia luminosa e producono zuccheri: panoramica ed equazione chimica, struttura della foglia e del cloroplasto, reazioni dipendenti dalla luce (pigmenti, fotosistemi, fotolisi dell'acqua, chemiosmosi) e ciclo di Calvin.
- Comunicazione cellulareCarte di ripasso su come le cellule comunicano tra loro e rispondono: tipi di segnalazione chimica (paracrina, endocrina, autocrina, diretta), recettori interni e di superficie cellulare, trasduzione del segnale e secondi messaggeri, risposta cellulare e segnalazione negli organismi unicellulari.
- Riproduzione cellulareCarte di ripasso su come si riproducono le cellule: genomi e struttura dei cromosomi, compattazione del DNA, ciclo cellulare (interfase e mitosi), citocinesi negli animali e nelle piante, punti di controllo del ciclo cellulare e i loro regolatori positivi e negativi, cancro e scissione binaria nei procarioti.
- Meiosi e riproduzione sessualeCarte di ripasso su meiosi e riproduzione sessuale: cellule aploidi e diploidi, le due divisioni meiotiche (meiosi I e II), sinapsi, crossing-over e chiasmi, assortimento indipendente, come la meiosi differisce dalla mitosi, perché la riproduzione sessuale persiste, e i cicli vitali a dominanza diploide, a dominanza aploide e ad alternanza di generazioni.
- Gli esperimenti di Mendel e l'ereditarietàCarte di ripasso sulla genetica mendeliana: gli esperimenti sui piselli di Gregor Mendel, le linee pure, le generazioni P/F1/F2, i tratti dominanti e recessivi, il genotipo e il fenotipo, gli alleli e i loci, gli omozigoti e gli eterozigoti, i rapporti 3:1 e 1:2:1, i quadrati di Punnett e i test cross, la dominanza incompleta, la codominanza, gli alleli multipli, gli alleli letali e legati al cromosoma X, le leggi della dominanza, della segregazione e dell'assortimento indipendente, gli incroci diibridi 9:3:3:1, l'associazione e la ricombinazione, e l'epistasi.
- Comprensione moderna dell'ereditarietàCarte di ripasso sulla base cromosomica dell'ereditarietà: la teoria cromosomica dell'ereditarietà (Boveri, Sutton, Carothers, Morgan), l'associazione genetica, il crossing-over e i chiasmi, la progenie parentale rispetto a quella ricombinante, la frequenza di ricombinazione, le mappe genetiche e i centimorgan, gli incroci a tre punti, i cariotipi e i cariogrammi, la non disgiunzione, l'aneuploidia (monosomia e trisomia, inclusa la sindrome di Down), le variazioni dei cromosomi sessuali (triplo X, Klinefelter, Turner) e l'inattivazione del cromosoma X, la poliploidia e le alterazioni della struttura cromosomica (duplicazioni, delezioni, inversioni, traslocazioni).
- Struttura e funzione del DNACarte di ripasso sulla struttura e funzione del DNA: gli esperimenti storici che hanno identificato il DNA come materiale genetico (Miescher, Griffith, Avery-MacLeod-McCarty, Hershey-Chase, Chargaff), la struttura della doppia elica (nucleotidi, purine e pirimidine, appaiamento delle basi, filamenti antiparalleli, legami fosfodiesterici, dimensioni dell'elica), l'impacchettamento del DNA (superavvolgimento, nucleosomi, eterocromatina ed eucromatina), il sequenziamento e l'elettroforesi su gel, il modello semiconservativo e l'esperimento di Meselson-Stahl, la replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti (origini, forcelle, elicasi, primasi, polimerasi, filamenti guida e ritardati, frammenti di Okazaki, telomeri e telomerasi), e la riparazione del DNA e i tipi di mutazione.
- Geni e proteineCarte di ripasso su come i geni sono espressi in proteine: il codice genetico (il dogma centrale, i codoni a tripletta, la degenerazione, i codoni di inizio e stop, i frame di lettura e gli slittamenti del sistema di lettura, l'esperimento di Crick-Brenner, il codice quasi universale); la trascrizione procariotica (una singola RNA polimerasi, il fattore sigma e l'oloenzima, il filamento stampo rispetto al filamento codificante, le sequenze consenso del promotore -10 e -35, la terminazione rho-dipendente e intrinseca, l'mRNA policistronico); la trascrizione eucariotica (tre RNA polimerasi, la TATA box e i fattori di trascrizione, i nucleosomi e il complesso FACT); la maturazione dell'RNA (esoni e introni, il cappuccio 5', la coda poli-A, lo splicing tramite spliceosomi, le UTR, gli anticodoni del tRNA); e la traduzione (subunità ribosomiali, il caricamento del tRNA da parte delle amminoacil-tRNA sintetasi, i siti A, P ed E, l'inizio procariotico ed eucariotico, la sequenza di Shine-Dalgarno e le regole di Kozak, la peptidil transferasi, la terminazione tramite fattori di rilascio, le sequenze segnale e gli chaperon).
- Espressione genicaCarte di ripasso su come le cellule regolano l'espressione genica: i livelli di regolazione (perché le cellule regolano, controllo procariotico contro eucariotico, le cinque fasi eucariotiche); operoni procariotici (gli operoni trp e lac, repressori, attivatori e induttori, corepressori, cAMP e la proteina attivatrice dei cataboliti, controllo inducibile contro reprimibile); regolazione epigenetica eucariotica (nucleosomi, rimodellamento della cromatina, modificazione degli istoni, metilazione del DNA e isole CpG, imprinting); controllo trascrizionale eucariotico (fattori di trascrizione generali e specifici, le sequenze TATA, CAAT e GC, enhancer e ripiegamento del DNA); controllo post-trascrizionale (splicing alternativo, stabilità dell'mRNA e UTR, microRNA, Dicer e RISC); controllo traduzionale e post-traduzionale (l'interruttore eIF-2, looping cap-poli-A, modificazione delle proteine, ubiquitina e il proteasoma); e il cancro come malattia dell'espressione genica alterata (geni oncosoppressori, p53, proto-oncogeni e oncogeni, epigenetica del cancro e terapie mirate all'espressione genica).
- Biotecnologia e genomicaCarte di ripasso su biotecnologia e genomica: le tecniche di base (isolamento degli acidi nucleici, elettroforesi su gel, PCR e RT-PCR, Southern e Northern blotting, sonde); clonaggio molecolare (vettori plasmidici, endonucleasi di restrizione ed estremità coesive, DNA ligasi, DNA ricombinante e chimerico, il sito di clonaggio multiplo); applicazioni (insulina e ormone della crescita ricombinanti, clonazione riproduttiva e terapeutica, trasferimento nucleare di cellule somatiche e Dolly, ingegneria genetica, OGM e organismi transgenici, terapia genica, Agrobacterium e il plasmide Ti, colture Bt, il pomodoro Flavr Savr, genetica inversa e gene targeting); mappatura dei genomi (mappe genetiche rispetto a fisiche, analisi di linkage, marcatori RFLP, SNP e VNTR, mappatura citogenetica, ibrida da radiazione e di sequenza, STS ed EST); sequenziamento dell'intero genoma (terminazione di catena di Sanger e ddNTP, sequenziamento shotgun e paired-end, sequenziamento di nuova generazione, annotazione e microarray); e genomica e proteomica applicate (farmacogenomica, metagenomica, DNA mitocondriale, il proteoma rispetto al genoma, biomarcatori e firme proteiche, metabolomica e biologia dei sistemi).
- L'evoluzione e l'origine delle specieCarte di ripasso sull'evoluzione e la speciazione: comprendere l'evoluzione (la selezione naturale e le sue tre condizioni, la discendenza con modificazioni, Darwin e Wallace, i fringuelli delle Galapagos e lo studio dei Grant, le fonti di variazione genetica, l'adattamento, l'evoluzione divergente rispetto a quella convergente); le prove dell'evoluzione (reperti fossili, strutture omologhe, analoghe e vestigiali, embriologia, biogeografia e Pangea, prove molecolari e genetiche, duplicazione genica); malintesi comuni (la teoria nella scienza, l'evoluzione che agisce sulle popolazioni, l'origine della vita, la direzione verso un obiettivo, la resistenza agli antibiotici); la formazione di nuove specie (il concetto biologico di specie, la speciazione, l'isolamento riproduttivo, la speciazione allopatrica rispetto a quella simpatrica, la dispersione e la vicarianza, la radiazione adattativa, l'auto- e l'allopoliploidia, le barriere prezigotiche e postzigotiche); e i tassi di riconnessione e speciazione (zone ibride, rinforzo, fusione e stabilità, fitness degli ibridi, gradualismo rispetto all'equilibrio punteggiato).
- L'evoluzione delle popolazioniCarte di ripasso sulla genetica delle popolazioni e l'evoluzione adattativa: evoluzione delle popolazioni (genetica delle popolazioni, la sintesi moderna, microevoluzione contro macroevoluzione, le popolazioni si evolvono mentre gli individui no, frequenze alleliche e genotipiche, il pool genico, il principio di Hardy-Weinberg con le sue equazioni e ipotesi di equilibrio); forze della genetica delle popolazioni (variazione genetica e fenotipica, ereditabilità, deriva genetica, effetti collo di bottiglia e del fondatore, flusso genico, mutazione, accoppiamento non casuale e assortativo, inincrocio e depressione da inincrocio, clini e variazione geografica); ed evoluzione adattativa (fitness e fitness relativa, selezione stabilizzante, direzionale e diversificante, selezione dipendente dalla frequenza, dimorfismo sessuale e selezione sessuale, il principio dell'handicap e l'ipotesi dei buoni geni, e i vincoli che impediscono alla selezione di produrre un organismo perfetto).
- Filogenesi e storia della vitaCarte di ripasso sulla filogenesi e la storia della vita: l'organizzazione della vita sulla Terra (filogenesi e alberi filogenetici, tassonomia e sistematica, la gerarchia linneana, i tre domini, la nomenclatura binomiale e le parti di un albero, inclusi alberi radicati e non radicati, nodi, taxa basali e fratelli, politomie, e cosa significa e non significa la lunghezza dei rami); la determinazione delle relazioni evolutive (strutture omologhe contro analoghe e omoplasie, sistematica molecolare, cladistica e cladi, caratteri ancestrali condivisi contro derivati condivisi, e massima parsimonia); e le prospettive sull'albero filogenetico (trasferimento genico orizzontale e i suoi meccanismi, agenti di trasferimento genico, TGO nei procarioti ed eucarioti, e modelli alternativi di evoluzione primordiale, inclusi i modelli della rete della vita, dell'anello della vita, dell'endosimbionte e della fusione genomica).
- VirusCarte di ripasso sui virus: la loro evoluzione, morfologia e classificazione (come sono stati scoperti i virus, le loro dimensioni e l'imaging, le ipotesi sulle loro origini, la struttura del virione e i tipi di capside, l'attacco e i recettori, i genomi a DNA rispetto a quelli a RNA e i gruppi della classificazione di Baltimore); le infezioni virali e gli ospiti (il ciclo di replicazione, i cicli litico e lisogeno dei batteriofagi, la replicazione dei virus animali e dei retrovirus, la latenza, il rilascio virale, le infezioni acute, croniche e asintomatiche, i virus delle piante e la loro trasmissione, e i virus oncogeni); la prevenzione e il trattamento (i vaccini, i farmaci antivirali, la terapia per l'HIV, e i virus e i fagi usati in medicina); e altre entità acellulari (i prioni e i viroidi).
- Procarioti: batteri e archeiCarte di ripasso sui procarioti: la loro diversità (i procarioti come prime cellule della Terra, stuoie microbiche e stromatoliti, l'ossigenazione dell'atmosfera, gli estremofili, la coltura e i biofilm); la struttura di batteri e archei (forme cellulari, pareti e membrane, il nucleoide e i plasmidi, la riproduzione e il trasferimento genico, e le differenze molecolari tra i due domini); il metabolismo procariotico (macronutrienti, categorie nutrizionali e i cicli dell'azoto e del carbonio); e le malattie batteriche negli esseri umani (epidemie e pandemie, peste, tifo, malattia di Lyme, malattie di origine alimentare, biofilm e resistenza agli antibiotici).
- ProtistiCarte di ripasso sui protisti: origini eucariotiche (il nucleo distintivo, l'unico antenato eucariotico, la teoria endosimbiotica e le origini batteriche di mitocondri e plastidi per endosimbiosi primaria e secondaria); le caratteristiche generali dei protisti (habitat, nutrizione, motilità, rivestimenti cellulari e riproduzione); i gruppi principali dei sei supergruppi eucariotici (Excavata, Chromalveolata, Archaeplastida, Rhizaria, Amoebozoa e Opisthokonta, con i loro rappresentanti diplomonadi, parabasali, euglenozoi, dinoflagellati, apicomplexa, ciliati, diatomee, alghe, foraminiferi, radiolari, amebe, muffe mucillaginose e coanoflagellati); e l'ecologia dei protisti (produzione primaria, simbiosi con i coralli e malattie umane come la malaria, la malattia del sonno, il morbo di Chagas e la peronospora della patata).
- FunghiCarte di ripasso sui funghi: le loro caratteristiche (pareti cellulari di chitina, membrane di ergosterolo, ife, setti, micelio, digestione esterna eterotrofa e riproduzione asessuata e sessuata attraverso plasmogamia, cariogamia e meiosi); i cinque phyla (Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota e Glomeromycota) più i precedenti funghi imperfetti; l'ecologia dei funghi (decomposizione, micorrize, licheni, endofiti e simbiosi con le formiche); parassiti e patogeni fungini (ergot, micosi, dermatofiti e malattie di esseri umani, pipistrelli e rane); e l'importanza dei funghi nella vita umana (cibo, fermentazione, antibiotici, immunosoppressori, organismi modello e supporto micorrizico alla vita vegetale).
- Piante senza semiCarte di ripasso sulle piante senza semi: l'origine delle piante terrestri all'interno degli Archaeplastida e le quattro adattamenti alla terra (alternanza di generazioni, meristemi apicali, cuticola cerosa e lignina); alternanza di generazioni, sporangi, omosporia ed eterosporia, sporopollenina, gametangi e tessuto vascolare; le alghe verdi (clorofite e carofite) come precursori delle piante terrestri; le briofite (epatiche, antocerote e muschi) con i loro gametofiti dominanti e spermatozoi flagellati; e le piante vascolari senza semi (licofite e monilofite: psiloti, equiseti e felci) con i loro sporofiti dominanti, xilema e floema, sporofilli e strobili, fronde e sori, e i loro usi ecologici e umani.
- Piante a semeCarte di ripasso sulle piante a seme: i vantaggi evolutivi del polline e dei semi, la riduzione del gametofito e la cronologia fossile dalle progimnosperme attraverso il dominio delle gimnosperme fino all'ascesa delle angiosperme; le gimnosperme (conifere, cicadee, ginkgo e gnetofite) con i loro semi nudi, coni, legno tracheidale e impollinazione anemofila ed entomofila; le angiosperme (struttura del fiore, carpello e stame, doppia fecondazione ed endosperma, frutto e la divisione tra angiosperme basali, monocotiledoni ed eudicotiledoni); e i ruoli delle piante a seme come cibo, fibra, combustibile e medicina, la loro coevoluzione con impollinatori ed erbivori e la loro parte nella stabilizzazione degli ecosistemi.
- Introduzione alla diversità animaleCarte di ripasso che introducono il regno animale: le caratteristiche condivise degli animali (eterotrofia, tessuti, assenza di pareti cellulari, il ciclo vitale diplonte e i cinque cladi dai Parazoi ai Bilateri); la riproduzione sessuata, asessuata e partenogenetica; lo sviluppo embrionale dalla segmentazione alla gastrulazione, i foglietti embrionali, la metamorfosi e i geni Hox che modellano il piano corporeo; le caratteristiche usate per classificare gli animali (simmetria, foglietti embrionali, il celoma e lo sviluppo protostomo rispetto a quello deuterostomo); la filogenesi animale (Eumetazoi, Radiati e Bilateri, Ecdisozoi e Lofotrocozoi, e l'ascendenza dei coanoflagellati); e la storia evolutiva degli animali attraverso l'Ediacariano, l'esplosione cambriana e le successive estinzioni di massa.
- InvertebratiCarte di ripasso sui principali phylum di invertebrati: le spugne prive di tessuti (Porifera) con il loro spongocele, coanociti e spicole; i cnidari diploblastici con i loro cnidociti, forme a polipo e medusa, e barriere coralline; i platelminti lofotrocozoi, rotiferi e nemertini; i molluschi e gli anellidi segmentati; i nematodi e tardigradi ecdisozoi che compiono la muta; gli artropodi con il loro esoscheletro, tagmata e subphylum dai chelicerati agli insetti; e i deuterostomi invertebrati, gli echinodermi con il loro sistema acquifero e i cordati invertebrati.
- VertebratiCarte di ripasso sui vertebrati e i loro parenti cordati: le cinque caratteristiche dei cordati e gli invertebrati anfiossi e tunicati; le missine e le lamprede senza mascelle e i pesci cartilaginei e ossei con mascelle; gli anfibi con la loro pelle umida e la metamorfosi; i rettili amnioti, dall'uovo amniotico e le finestre temporali fino a coccodrilli, tuatara, squamati e tartarughe; gli uccelli endotermi con le loro piume, i muscoli del volo e i polmoni a sacchi aerei; i mammiferi con peli, ghiandole mammarie e l'orecchio medio a tre ossa tra monotremi, marsupiali ed euteri; e l'evoluzione dei primati attraverso le scimmie, le scimmie antropomorfe e il lignaggio degli ominini fino all'Homo sapiens.
- Forma e fisiologia delle pianteCarte di ripasso sulla forma e fisiologia delle piante: i sistemi di organi dei germogli e delle radici; i tessuti meristematici e permanenti e i sistemi di tessuti dermici, vascolari e fondamentali; l'anatomia e le modificazioni del fusto, la crescita primaria e secondaria, il legno e la corteccia; la struttura e le zone della radice, l'endoderma e la banda del Caspary, e le modificazioni della radice; l'anatomia della foglia, la venatura, la fillotassi e le adattamenti; il potenziale idrico, la traspirazione e la teoria della coesione-tensione, e la traslocazione del floema tramite il modello del flusso di pressione; e i sistemi sensoriali delle piante, dal fitocromo e fotoperiodismo agli ormoni e difese vegetali.
- Suolo e nutrizione delle pianteCarte di ripasso su suolo e nutrizione delle piante: gli elementi essenziali, i nove macronutrienti e i micronutrienti, i loro ruoli e i sintomi di carenza, e l'idroponica; la composizione, le dimensioni delle particelle e i fattori di formazione del suolo, l'humus e gli orizzonti del profilo del suolo; e gli adattamenti nutrizionali, tra cui la fissazione biologica dell'azoto, i rizobi e i noduli, le micorrize, le epifite, le piante parassite e saprofite, e le piante insettivore.
- Riproduzione delle pianteCarte di ripasso sulla riproduzione delle piante (angiosperme): alternanza di generazioni e anatomia del fiore (i quattro verticilli, completo vs incompleto, monoico vs dioico); sviluppo dei gametofiti maschili e femminili; impollinazione (autoimpollinazione vs incrociata, autoincompatibilità e impollinatori animali, vento e acqua); doppia fecondazione, struttura dell'embrione e del seme, germinazione, tipi di frutti e dispersione dei semi; e riproduzione asessuata, propagazione vegetativa e durata della vita delle piante.
- Il corpo animale: forma e funzione di baseCarte di ripasso sulla forma e funzione animale: simmetria corporea e termini direzionali; i vincoli fisici di dimensioni e forma (resistenza, gravità, esoscheletri, endoscheletri, diffusione e rapporto superficie-volume); bioenergetica animale (accumulo di energia, tasso metabolico, endotermi ed ectotermi, torpore); piani anatomici e cavità corporee; i quattro tessuti primari (epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso); e omeostasi (valori di riferimento, feedback negativo e positivo, acclimatazione e termoregolazione).
- Nutrizione animale e sistema digerenteCarte di ripasso su nutrizione e digestione animale: categorie alimentari (erbivori, carnivori, onnivori); tipi di apparato digerente (cavità gastrovascolare, canale alimentare, monogastrico, aviario, ruminante e pseudo-ruminante); gli organi digestivi dei vertebrati dalla cavità orale all'ano e gli organi annessi (fegato, pancreas, cistifellea); nutrienti essenziali, vitamine e minerali con le loro funzioni e malattie da carenza; ATP e produzione di energia; i quattro processi digestivi (ingestione, digestione, assorbimento, eliminazione) con la digestione di carboidrati, proteine e lipidi; e la regolazione nervosa e ormonale della digestione.
- Il sistema nervosoCarte di ripasso sul sistema nervoso animale: struttura del neurone (soma, dendriti, assone, sinapsi) e tipi di neuroni; cellule gliali (astrociti, microglia, oligodendrociti, cellule di Schwann e altre); come comunicano i neuroni attraverso il potenziale di membrana a riposo, il potenziale d'azione e le sinapsi chimiche ed elettriche; integrazione e plasticità sinaptica (sommazione, LTP, LTD); il sistema nervoso centrale (meningi, liquido cerebrospinale, la corteccia e i suoi lobi, strutture sottocorticali, il tronco encefalico e il midollo spinale); il sistema nervoso periferico (divisioni autonome simpatica e parasimpatica e la divisione sensoriale-somatica); e i disturbi del sistema nervoso (Alzheimer, Parkinson, autismo, ADHD, schizofrenia, depressione, epilessia e ictus).
- Sistemi sensorialiCarte di ripasso sui sistemi sensoriali degli animali: come funzionano la ricezione, la trasduzione e la percezione sensoriale, i tipi di recettori e i campi recettivi, i potenziali recettoriali, il principio della linea marcata e la legge di Weber; la somatosensazione (gli strati della pelle e le quattro classi di recettori somatosensoriali, i meccanorecettori tattili, i propriocettori, i barocettori, la termoricezione, la nocicezione e la discriminazione tattile dei due punti); il gusto e l'olfatto (i cinque sapori, le papille e i calici gustativi, la trasduzione del salato e dell'aspro rispetto al dolce, all'amaro e all'umami, l'epitelio e il bulbo olfattivo, la codifica combinatoria degli odori e i feromoni); l'udito e la sensazione vestibolare (il suono come onde di pressione, l'orecchio esterno, medio e interno, la coclea e la membrana basilare, la teoria posizionale, e l'utricolo, il sacculo e i canali semicircolari); e la visione (la luce e l'occhio, gli errori di rifrazione, i bastoncelli e i coni, la fototrasduzione della rodopsina, i coni tricromatici, i circuiti retinici e l'inibizione laterale, e il percorso verso la corteccia visiva).
- Il sistema endocrinoCarte di ripasso sul sistema endocrino animale: gli ormoni come segnali chimici e le loro tre classi chimiche (steroidi derivati da lipidi, ormoni derivati da amminoacidi e ormoni peptidici) con la loro solubilità, trasporto e emivite; come funzionano gli ormoni (up- e down-regulation dei recettori, recettori intracellulari rispetto a quelli di superficie cellulare, e la cascata del primo e secondo messaggero proteina G, adenilato ciclasi, cAMP e proteina chinasi con amplificazione); regolazione dei processi corporei (ADH e acquaporine, aldosterone e il sistema renina-angiotensina, l'asse riproduttivo, insulina e glucagone e diabete, gli ormoni tiroidei e la regolazione del calcio, l'ormone della crescita e le risposte allo stress a breve e lungo termine); gli stimoli umorali, ormonali e neurali e il feedback negativo che controllano il rilascio di ormoni; e le ghiandole endocrine (ipotalamo, ipofisi, tiroide, paratiroide, surrene, pancreas, pineale) oltre agli organi endocrini secondari.
- Il sistema muscolo-scheletricoCarte di ripasso sul sistema muscolo-scheletrico animale: i tre modelli scheletrici (scheletro idrostatico, esoscheletro, endoscheletro) e lo scheletro umano assile e appendicolare di 206 ossa (cranio, colonna vertebrale, gabbia toracica, cinti e arti); l'osso come tessuto (forme ossee, osso compatto e spugnoso, osteoni, i quattro tipi di cellule ossee, ossificazione, crescita, rimodellamento e riparazione delle fratture); la classificazione strutturale e funzionale delle articolazioni (fibrose, cartilaginee e i sei tipi di articolazioni sinoviali) e i movimenti corporei che consentono; e la contrazione muscolare (i tre tipi di tessuto muscolare, la struttura del sarcomero e dei miofilamenti, il modello dei filamenti scorrevoli, il ciclo dei ponti trasversali e dell'ATP, l'accoppiamento eccitazione-contrazione alla giunzione neuromuscolare, e come vengono stabilite la tensione muscolare e la forza muscolare complessiva).
- L'apparato respiratorioCarte di ripasso sull'apparato respiratorio animale: sistemi di scambio gassoso (perché la sola diffusione fallisce con l'aumentare delle dimensioni del corpo e la diversità delle superfici respiratorie, dalla pelle e dalle branchie alle trachee degli insetti e alle vie aeree dei mammiferi, dalla cavità nasale agli alveoli); lo scambio gassoso attraverso le superfici respiratorie (la pressione parziale, la composizione dell'aria e i gradienti di pressione parziale di ossigeno e anidride carbonica che guidano la diffusione nei polmoni e nei tessuti); la respirazione (la legge di Boyle e la meccanica dell'inspirazione e dell'espirazione, le pleure, il surfattante, la compliance e la resistenza polmonare, le malattie restrittive e ostruttive, lo spazio morto e lo scambio gassoso in anfibi e uccelli); e il trasporto dei gas nei fluidi corporei (l'emoglobina e il legame cooperativo dell'ossigeno, la curva di dissociazione ossigeno-emoglobina e cosa la sposta, il sistema tampone bicarbonato e lo spostamento dei cloruri che trasportano l'anidride carbonica, e l'avvelenamento da monossido di carbonio).
- Il sistema circolatorioCarte di ripasso sul sistema circolatorio animale: una panoramica della circolazione (perché il flusso di massa sostituisce la diffusione con l'aumentare delle dimensioni del corpo, sistemi aperti rispetto a quelli chiusi e l'evoluzione dei cuori a due, tre e quattro camere in pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi); i componenti del sangue (plasma, globuli rossi ed emoglobina, pigmentos respiratori alternativi, globuli bianchi, piastrine e coagulazione, proteine sieriche e i gruppi sanguigni ABO e Rh); il cuore e i vasi sanguigni dei mammiferi (le camere, le valvole, gli strati della parete e l'apporto coronarico, il ciclo cardiaco e il suo sistema di conduzione dal nodo senoatriale alle fibre del Purkinje, e la struttura di arterie, capillari e vene); e la regolazione del flusso sanguigno e della pressione arteriosa (pressione sistolica e diastolica, velocità del flusso e scambio capillare, sfinteri precapillari, il sistema linfatico e la gittata cardiaca).
- Regolazione osmotica ed escrezioneCarte di ripasso su come gli animali bilanciano acqua e sali ed eliminano le scorie azotate: osmoregolazione ed equilibrio osmotico (osmosi, elettroliti e non elettroliti, tonicità, i modi in cui viene misurata la concentrazione e le strategie stenoaline rispetto a quelle eurialine nei pesci, negli osmoconformatori e negli squali); i reni e gli organi osmoregolatori (anatomia macroscopica del rene, il nefrone e il suo apporto sanguigno, e le tre fasi della formazione dell'urina, compreso il sistema moltiplicatore in controcorrente dell'ansa di Henle e l'apparato iuxtaglomerulare); sistemi di escrezione degli invertebrati (vacuoli contrattili, cellule a fiamma, nefridi e tubuli di Malpighi); scorie azotate (animali ammoniotelici, ureotelici e uricotelici, il ciclo dell'urea, e l'acido urico, la gotta e i calcoli renali); e il controllo ormonale dell'osmoregolazione (il sistema renina-angiotensina-aldosterone, l'aldosterone, l'ormone antidiuretico e il peptide natriuretico atriale).
- Il sistema immunitarioCarte di ripasso su come gli animali si difendono dai patogeni: la risposta immunitaria innata (barriere fisiche e chimiche, PAMP e recettori di riconoscimento di pattern, inclusi i recettori Toll-like, fagociti come macrofagi e neutrofili, citochine, interferoni e infiammazione, cellule natural killer e riconoscimento MHC I, e la cascata del complemento); la risposta immunitaria adattativa (immunità cellulo-mediata contro immunità umorale, cellule presentanti l'antigene e processazione MHC, cellule T helper e citotossiche, recettori delle cellule T, cellule B e selezione clonale, tolleranza immunitaria, memoria immunologica e vaccinazione, immunità mucosale e organi linfatici); gli anticorpi (la loro struttura a quattro catene e ricombinazione genica, le cinque classi di immunoglobuline, neutralizzazione, opsonizzazione e fissazione del complemento, affinità e avidità, reattività crociata e radioimmunodosaggio); e le alterazioni dell'immunità (immunodeficienza, ipersensibilità immediata e ritardata e allergia, autoimmunità e strategie di evasione dei patogeni).
- Riproduzione e sviluppo animaleCarte di ripasso su come gli animali si riproducono e si sviluppano: modalità asessuate (scissione, gemmazione, frammentazione e partenogenesi) rispetto alla riproduzione sessuata, ermafroditismo e sistemi genetici, cromosomici e ambientali di determinazione del sesso; strategie di fecondazione (riproduzione esterna rispetto alla fecondazione interna, e oviparità, ovoviviparità e viviparità); anatomia riproduttiva umana e gametogenesi (organi maschili e femminili, sperma e ghiandole accessorie, e spermatogenesi e ovogenesi per meiosi); controllo ormonale della riproduzione (asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, testosterone, estradiolo e progesterone, cicli ovarico e mestruale, e menopausa); gravidanza e parto umani (impianto e beta-hCG, placenta, i tre trimestri, travaglio e allattamento, contraccezione, infertilità e riproduzione assistita); sviluppo embrionale precoce (fecondazione e blocchi alla polispermia, segmentazione, blastula e blastocisti, e gastrulazione nei tre foglietti germinativi); e organogenesi e formazione del corpo dei vertebrati (tubo neurale, somiti, notocorda, assi corporei e asimmetria sinistra-destra).
- Ecologia e biosferaCarte di ripasso sull'ecologia e la biosfera: l'ambito dell'ecologia e i suoi quattro livelli di organizzazione (organismo, popolazione, comunità ed ecosistema), le interazioni tra specie e il mutualismo; la biogeografia, le specie endemiche rispetto a quelle generaliste e i fattori abiotici (luce, temperatura, acqua, nutrienti inorganici, ossigeno, vento e fuoco) che determinano dove vivono gli organismi, inclusi il rimescolamento dei laghi, la risalita delle acque profonde, la migrazione, il torpore e la produttività primaria netta; i biomi terrestres (foresta pluviale tropicale, savana, deserto subtropicale, chaparral, prateria temperata, foresta temperata, foresta boreale e tundra artica) con il loro clima, vegetazione e suoli; i biomi acquatici (zone oceaniche, barriere coralline e sbiancamento, estuari, laghi e stagni, fiumi e torrenti e zone umide); e il clima rispetto al tempo meteorologico, le registrazioni delle carote di ghiaccio, i cicli di Milankovitch, l'effetto serra e i gas serra, l'aumento dell'anidride carbonica atmosferica, il feedback del metano e dei clatrati, la perdita di ghiacciai e ghiaccio, l'innalzamento del livello del mare e i cambiamenti fenologici.
- Ecologia delle popolazioni e delle comunitàCarte di ripasso sull'ecologia delle popolazioni e delle comunità: demografia delle popolazioni (dimensioni, densità, modelli di dispersione, campionamento per quadrati e cattura-ricattura, tavole di mortalità e curve di sopravvivenza di tipo I, II e III); cicli vitali e selezione naturale (bilanci energetici, fecondità, semelparità contro iteroparità e costo della riproduzione); limiti ambientali alla crescita (curve a J esponenziali, tasso di incremento pro capite, capacità portante e crescita logistica); dinamica delle popolazioni (regolazione dipendente e indipendente dalla densità e selezione K contro selezione r); crescita della popolazione umana e struttura per età; ecologia delle comunità (predazione e ciclo lince-lepre, difese e mimetismo, esclusione competitiva, simbiosi, specie fondatrici e chiave, specie invasive e successione); e biologia comportamentale (comportamento innato contro appreso, cinesi e tassia, schemi di azione fissa, migrazione, foraggiamento, comunicazione, sistemi di accoppiamento e selezione sessuale, condizionamento, selezione di parentela e altruismo).
- EcosistemiCarte di ripasso sugli ecosistemi: l'ecologia degli ecosistemi (categorie d'acqua dolce, marine e terrestri; equilibrio, resistenza e resilienza; catene alimentari, livelli trofici e reti trofiche; reti trofiche di pascolo e detritiche; e modelli concettuali, analitici e di simulazione); il flusso di energia attraverso gli ecosistemi (fotoautotrofi e chemioautotrofi; produttività primaria lorda e netta; efficienza di trasferimento del livello trofico ed efficienza di produzione netta; piramidi ecologiche dei numeri, della biomassa e dell'energia; e biomagnificazione di DDT, PCB e metalli pesanti); e i cicli biogeochimici (i cicli dell'acqua, del carbonio, dell'azoto, del fosforo e dello zolfo, tra cui fissazione dell'azoto, ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione, eutrofizzazione e zone morte, e piogge acide).
- Biologia della conservazione e biodiversitàCarte di ripasso sulla biologia della conservazione e la biodiversità: la crisi della biodiversità (diversità genetica, delle specie e degli ecosistemi; quante specie esistono e quante sono classificate; il gradiente equatoriale, l'endemismo e gli hotspot di biodiversità; le cinque estinzioni di massa e l'attuale sesta; i tassi di estinzione di fondo rispetto a quelli attuali; e la relazione specie-area); l'importanza della biodiversità per la vita umana (farmaci da piante e animali; parenti selvatici delle colture e banche dei semi; organismi del suolo, impollinatori e collasso delle colonie, controllo naturale dei parassiti e pesca); le minacce alla biodiversità (perdita di habitat, sfruttamento eccessivo, specie invasive e cambiamento climatico); e la conservazione della biodiversità (DNA barcoding; CITES, l'Endangered Species Act e il Migratory Bird Treaty Act; la progettazione delle riserve naturali e la biogeografia delle isole; le specie chiave; e l'allevamento in cattività).
- Un mondo invisibile (Microbiologia)Carte di ripasso sui fondamenti della microbiologia. Ciò che sapevano i nostri antenati: i microbi e la fermentazione, gli antichi alimenti fermentati, le prime idee sul contagio e sull'immunità in Varrone e Tucidide, gli animalculi di Leeuwenhoek e l'età d'oro della microbiologia con Pasteur e Koch. Un approccio sistematico: la tassonomia e la classificazione, Linneo e il Systema Naturae, la gerarchia linneana, la nomenclatura binomiale, i sistemi dei regni di Haeckel e Whittaker, gli alberi filogenetici, il sistema a tre domini basato sull'rRNA di Woese e Fox, il trasferimento genico orizzontale e i manuali di Bergey. Tipi di microrganismi: la scala delle dimensioni dall'occhio nudo ai virus, le unità metriche di lunghezza e i tratti distintivi di batteri, archei, protisti, funghi, elminti e virus, insieme alle sottodiscipline che li studiano.
- Come vediamo il mondo invisibile (Microbiologia)Schede di ripasso sulla scienza della microscopia. Le proprietà della luce: lunghezza d'onda, ampiezza, frequenza, riflessione, assorbimento, trasmissione, diffrazione, interferenza, rifrazione e indice di rifrazione, lenti convesse e concave, lo spettro visibile, dispersione, fluorescenza e fosforescenza, oltre a ingrandimento, risoluzione e apertura numerica. Uno sguardo nel mondo invisibile: i semi del contagio di Fracastoro, van Leeuwenhoek il padre della microbiologia, Hooke e la Micrographia, le cellule del sughero, i microscopi semplici e composti, e Galileo e i Janssen. Strumenti della microscopia: ingrandimento totale, campo chiaro, immersione in olio, campo oscuro, contrasto di fase, DIC, fluorescenza, confocale, a due fotoni, elettronici (TEM e SEM) e a sonda a scansione (STM e AFM). Colorazione dei campioni: fissazione, cromofori e coloranti basici e acidi, colorazione semplice e differenziale, la colorazione di Gram, acido-resistente, delle endospore, della capsula e dei flagelli.
- La cellula (Microbiologia)Schede di ripasso sulla cellula. La caduta della generazione spontanea: Aristotele e il pneuma, i topi di van Helmont, l'esperimento delle larve di Redi del 1668, Needham contro Spallanzani, e i palloni a collo di cigno di Pasteur con Omne vivum ex vivo. Fondamenti della moderna teoria cellulare: la biogenesi, le cellule di sughero di Hooke, Schleiden e Schwann, Remak e Virchow, la teoria endosimbiotica di Mereschkowski e Margulis, e la teoria microbica della malattia, da Semmelweis e Snow a Lister e Koch. Caratteristiche proprie delle cellule procariote: le forme e disposizioni cellulari, il nucleoide e i plasmidi, i ribosomi 70S, le inclusioni e le endospore, le membrane e il trasporto, il peptidoglicano e le pareti Gram positive rispetto a quelle Gram negative, il lipopolisaccaride, il glicocalice, le fimbrie e i pili, oltre ai flagelli e alla chemiotassi. Caratteristiche proprie delle cellule eucariote: il nucleo e il nucleolo, i ribosomi 80S, il sistema endomembranoso, i lisosomi e i perossisomi, i mitocondri e i cloroplasti, il citoscheletro e i centrioli, le pareti cellulari e la matrice extracellulare, il flagello 9+2, oltre alla mitosi e alla meiosi.
- Diversità dei procarioti (Microbiologia)Schede di ripasso sulla diversità dei procarioti. Habitat, relazioni e microbiomi dei procarioti: habitat estremi, fissazione dell'azoto e Rhizobium, le relazioni simbiotiche (mutualismo, commensalismo, amensalismo, parassitismo, neutralismo), il microbiota residente e transitorio, e il Human Microbiome Project. Proteobacteria: il phylum di Woese del 1987 e le sue cinque classi, Rickettsia, Pseudomonas, Vibrio, Legionella, Neisseria, Bordetella, Bdellovibrio, mixobatteri, Campylobacter ed Helicobacter. Gram-negativi non proteobatterici e fototrofi: spirochete (Treponema, Borrelia), il gruppo CFB e Bacteroides, Planctomycetes, e fotosintesi ossigenica contro anossigenica nei batteri sulfurei purpurei e verdi e nei cianobatteri. Batteri Gram-positivi: alto contro basso contenuto di G+C, Mycobacterium, Corynebacterium, Streptomyces, Clostridium, Streptococcus, Staphylococcus, Bacillus, Lactobacillus e Mycoplasma. Batteri a ramificazione profonda vicini all'ultimo antenato comune universale: Acetothermus, Aquifex, Thermotoga e Deinococcus. E il dominio Archaea: membrane a legami etere, assenza di peptidoglicano, metanogenesi, i cinque phyla ed estremofili da Sulfolobus a Halobacteria.