ID:
56734
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
100
CFU:
12
Url:
BIOTECNOLOGIE/BIOTECNOLOGIE PER L'AMBIENTE E L'AGRO-INDUSTRIA Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (17/02/2025 - 31/05/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
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Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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La Fisiologia vegetale è una disciplina che appartiene alle scienze della vita e affronta lo studio delle basi molecolari delle funzioni della pianta, con particolare attenzione al metabolismo fotosintetico. Sono pertanto trattati aspetti generali, quali la morfofisiologia, l’ecofisiologia, la biochimica e la biologia molecolare dei vegetali, e altri più specifici, quali la fotobiologia, la bioenergetica, i regolatori di crescita e il metabolismo secondario dei vegetali. La materia affronta lo studio sia dei meccanismi di base del funzionamento delle piante, sia aspetti applicativi, quali le basi del controllo della produttività e le biotecnologie vegetali.
L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per la comprensione del funzionamento di un organismo vegetale, caratterizzato da una natura autotrofa, sessile e a crescita aperta, dotato di una struttura priva di un organo centrale di rielaborazione delle informazioni e di un sistema circolatorio chiuso. Viene quindi posto l'accento sulla diversità delle funzioni che garantiscono la crescita e il completamento del ciclo vitale di una pianta rispetto a quanto visto in altri corsi per gli organismi animali.
Lo studente:
• acquisirà conoscenza dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta
• comprenderà le modalità attraverso cui la pianta è in grado di trasformare l’energia luminosa in energia chimica;
• conoscerà i meccanismi che consentono alla pianta di recuperare dall’ambiente i nutrienti minerali;
• comprenderà le interazioni tra le principali vie metaboliche della pianta, sia nel metabolismo basale che in quello secondario
• comprenderà come la pianta possa reagire alle variazioni ambientali per mezzo di ormoni e fotorecettori.
Lo studente acquisirà le capacità di:
• comprendere i principali processi che rendono possibile lo sviluppo della pianta;
• capire e prevedere I meccanismi attraverso cui la pianta reagisce al cambiamento delle condizioni ambientali;
• utilizzare la conoscenza delle tecniche scientifiche di base per studiare i principali processi fisiologici della pianta, pianificando semplici protocolli sperimentali;
• usare le più semplici tecniche alla base delle biotecnologie vegetali.
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Il modulo di Biologia Vegetale ha lo scopo di fornire agli studenti elementi su struttura, funzione e sviluppo degli organismi vegetali, interpretandoli in chiave di adattamento all’ambiente.
Al termine del modulo, lo/a studente/ssa dovrebbe essere in grado di:
- descrivere le strutture delle piante, dal livello cellulare a quello di organismo;
- descrivere le modalità di riproduzione dei vegetali;
- mettere in relazione le strutture con specifiche funzioni;
- interpretare le strutture delle piante come risultato di processi di sviluppo;
- utilizzare la microscopia ottica a scopo di diagnosi di materiali vegetali.
Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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La Fisiologia vegetale è una disciplina che appartiene alle scienze della vita e affronta lo studio delle basi molecolari delle funzioni della pianta, con particolare attenzione al metabolismo fotosintetico. Sono pertanto trattati aspetti generali, quali la morfofisiologia, l’ecofisiologia, la biochimica e la biologia molecolare dei vegetali, e altri più specifici, quali la fotobiologia, la bioenergetica, i regolatori di crescita e il metabolismo secondario dei vegetali. La materia affronta lo studio sia dei meccanismi di base del funzionamento delle piante, sia aspetti applicativi, quali le basi del controllo della produttività e le biotecnologie vegetali.
L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per la comprensione del funzionamento di un organismo vegetale, caratterizzato da una natura autotrofa, sessile e a crescita aperta, dotato di una struttura priva di un organo centrale di rielaborazione delle informazioni e di un sistema circolatorio chiuso. Viene quindi posto l'accento sulla diversità delle funzioni che garantiscono la crescita e il completamento del ciclo vitale di una pianta rispetto a quanto visto in altri corsi per gli organismi animali.
Lo studente:
• acquisirà conoscenza dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta
• comprenderà le modalità attraverso cui la pianta è in grado di trasformare l’energia luminosa in energia chimica;
• conoscerà i meccanismi che consentono alla pianta di recuperare dall’ambiente i nutrienti minerali;
• comprenderà le interazioni tra le principali vie metaboliche della pianta, sia nel metabolismo basale che in quello secondario
• comprenderà come la pianta possa reagire alle variazioni ambientali per mezzo di ormoni e fotorecettori.
Lo studente acquisirà le capacità di:
• comprendere i principali processi che rendono possibile lo sviluppo della pianta;
• capire e prevedere I meccanismi attraverso cui la pianta reagisce al cambiamento delle condizioni ambientali;
• utilizzare la conoscenza delle tecniche scientifiche di base per studiare i principali processi fisiologici della pianta, pianificando semplici protocolli sperimentali;
• usare le più semplici tecniche alla base delle biotecnologie vegetali.
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Il modulo di Biologia Vegetale ha lo scopo di fornire agli studenti elementi su struttura, funzione e sviluppo degli organismi vegetali, interpretandoli in chiave di adattamento all’ambiente.
Al termine del modulo, lo/a studente/ssa dovrebbe essere in grado di:
- descrivere le strutture delle piante, dal livello cellulare a quello di organismo;
- descrivere le modalità di riproduzione dei vegetali;
- mettere in relazione le strutture con specifiche funzioni;
- interpretare le strutture delle piante come risultato di processi di sviluppo;
- utilizzare la microscopia ottica a scopo di diagnosi di materiali vegetali.
Prerequisiti
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Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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Lo/a studente/studentessa deve possedere conoscenze di base di chimica generale, chimica organica, biofisica e biochimica, e una adeguata padronanza delle nozioni di base della biologia cellulare, con particolare attenzione a quella vegetale, e del metodo e della terminologia scientifica.
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Conoscenze di base di chimica generale e organica, fisica e biologia generale.
Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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Lo/a studente/studentessa deve possedere conoscenze di base di chimica generale, chimica organica, biofisica e biochimica, e una adeguata padronanza delle nozioni di base della biologia cellulare, con particolare attenzione a quella vegetale, e del metodo e della terminologia scientifica.
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Conoscenze di base di chimica generale e organica, fisica e biologia generale.
Metodi didattici
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Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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La Fisiologia vegetale è strutturata in lezioni teoriche frontali con streaming sincrono ed esercitazioni guidate nel Laboratorio funzionale del Dipartimento SVeB. In particolare sono previste 50 ore complessive di didattica (6 CFU), di cui 40 ore di lezione frontale e 10 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Per aiutare lo studente a verificare in itinere il proprio livello di preparazione, a intervalli regolari 4 lezioni frontali sono dedicate a prove di autovalutazione: ogni volta il docente proietta alcune domande simili a quelle che costituiranno l'esame finale, invitando a cercare di rispondere; quindi alle domande viene data risposta dal docente, con un breve ripasso del contesto a cui il quesito faceva riferimento, in modo che lo studente possa accertare l'esattezza della risposta che aveva dato.
Per i laboratori gli studenti vengono divisi in gruppi (3 studenti per gruppo).
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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L'insegnamento della Biologia Vegetale prevede lezioni teoriche frontali in presenza (con diretta streaming) e lezioni pratiche. L'attività pratica è di tipo laboratoriale in presenza e prevede il lavoro individuale dello/a studente/ssa per l'analisi di materiali vegetali mediate microscopia ottica.
Le lezioni sono supportate dalla proiezione di presentazioni e dall’utilizzo della lavagna. Sono previsti momenti di discussione con gli studenti.
Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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La Fisiologia vegetale è strutturata in lezioni teoriche frontali con streaming sincrono ed esercitazioni guidate nel Laboratorio funzionale del Dipartimento SVeB. In particolare sono previste 50 ore complessive di didattica (6 CFU), di cui 40 ore di lezione frontale e 10 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Per aiutare lo studente a verificare in itinere il proprio livello di preparazione, a intervalli regolari 4 lezioni frontali sono dedicate a prove di autovalutazione: ogni volta il docente proietta alcune domande simili a quelle che costituiranno l'esame finale, invitando a cercare di rispondere; quindi alle domande viene data risposta dal docente, con un breve ripasso del contesto a cui il quesito faceva riferimento, in modo che lo studente possa accertare l'esattezza della risposta che aveva dato.
Per i laboratori gli studenti vengono divisi in gruppi (3 studenti per gruppo).
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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L'insegnamento della Biologia Vegetale prevede lezioni teoriche frontali in presenza (con diretta streaming) e lezioni pratiche. L'attività pratica è di tipo laboratoriale in presenza e prevede il lavoro individuale dello/a studente/ssa per l'analisi di materiali vegetali mediate microscopia ottica.
Le lezioni sono supportate dalla proiezione di presentazioni e dall’utilizzo della lavagna. Sono previsti momenti di discussione con gli studenti.
Verifica Apprendimento
L’obiettivo della prova finale d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente.
La verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediante un esame scritto.
Per entrambi i moduli saranno proposte 33 domande a risposta multipla, con 5 possibili risposte di cui una sola corretta. Ogni risposta corretta vale 1 punto, non ci sono penalizzazioni per le risposte sbagliate.
Per entrambi i moduli, per superare l’esame sarà necessario acquisire un punteggio minimo di 18 punti; il voto massimo, pari a 30 e lode, è conseguito da chi ottiene più di 30 punti.
Il voto finale deriverà dalla media tra il voto dei due moduli.
La verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediante un esame scritto.
Per entrambi i moduli saranno proposte 33 domande a risposta multipla, con 5 possibili risposte di cui una sola corretta. Ogni risposta corretta vale 1 punto, non ci sono penalizzazioni per le risposte sbagliate.
Per entrambi i moduli, per superare l’esame sarà necessario acquisire un punteggio minimo di 18 punti; il voto massimo, pari a 30 e lode, è conseguito da chi ottiene più di 30 punti.
Il voto finale deriverà dalla media tra il voto dei due moduli.
Testi
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Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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A scelta uno dei seguenti testi:
L. Taiz e E. Zeiger, Fisiologia Vegetale, 4a ed. italiana, 2012, Piccin Editore, Padova
L. Taiz e E. Zeiger, Elementi di Fisiologia Vegetale, 1a ed. italiana, 2013, Piccin Editore, Padova
o la corrispondente edizione in inglese (L. Taiz and E. Zeiger, Plant Physiology and Development,
6th edition, 2015, Sinauer Associates Inc, Sunderland MS).
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Un testo a scelta di biologia vegetale generale, per esempio:
Pancaldi et al., Fondamenti di Botanica Generale - teoria e pratica in Laboratorio, McGraw-Hill, Milano, 2022.
Pasqua et al., Botanica generale e diversità vegetale, Piccin, Padova, 2019.
Evert ed Eichhorn, La biologia delle piante di Raven, Zanichelli, Bologna 2013.
Mauseth, Botanica. Fondamenti di biologia delle piante, Idelson-Gnocchi, Napoli 2014.
Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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A scelta uno dei seguenti testi:
L. Taiz e E. Zeiger, Fisiologia Vegetale, 4a ed. italiana, 2012, Piccin Editore, Padova
L. Taiz e E. Zeiger, Elementi di Fisiologia Vegetale, 1a ed. italiana, 2013, Piccin Editore, Padova
o la corrispondente edizione in inglese (L. Taiz and E. Zeiger, Plant Physiology and Development,
6th edition, 2015, Sinauer Associates Inc, Sunderland MS).
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Un testo a scelta di biologia vegetale generale, per esempio:
Pancaldi et al., Fondamenti di Botanica Generale - teoria e pratica in Laboratorio, McGraw-Hill, Milano, 2022.
Pasqua et al., Botanica generale e diversità vegetale, Piccin, Padova, 2019.
Evert ed Eichhorn, La biologia delle piante di Raven, Zanichelli, Bologna 2013.
Mauseth, Botanica. Fondamenti di biologia delle piante, Idelson-Gnocchi, Napoli 2014.
Contenuti
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Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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Attraverso lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio, si affronteranno i seguenti argomenti:
Motivazioni che rendono attuale lo studio della biologia vegetale (1 h).
Il metabolismo fotosintetico: i pigmenti fotosintetici e il meccanismo di cattura della luce; fotosistema II, fotosistema I e la catena di trasporto degli elettroni; riduzione del NADP+ e fotofosforilazione non ciclica; ciclo dei chinoni e fotofosforilazione ciclica; fissazione della CO2: ciclo di Calvin e sua regolazione; fotorespirazione e ciclo C2; metabolismo C4 e metabolismo CAM; fotodanno e meccanismi di dissipazione dell'eccesso di energia; adattamenti fotosintetici (12 h).
Principi biofisici del trasporto di molecole; potenziale idrico e potenziale elettrochimico; trasporto attivo secondario; trasporto xilematico e trasporto floematico; metabolismo lipidico e ciclo del gliossilato nel seme (8 h).
Nutrizione minerale: elementi essenziali; ciclo biogeochimico e assimilazione riduttiva dell'azoto; fissazione simbiontica e non simbiontica dell'azoto; metabolismo del fosforo e simbiosi micorriziche; metabolismo dello zolfo e del ferro; legge del minimo e dei profitti diminuiti; la concimazione in agricoltura (6 h).
Gli ormoni delle piante: fototropismo e gravitropismo; auxine, citochinine e gibberelline; colture in vitro e biotecnologie vegetali; etilene e acido abscissico (9 h).
Le piante e l'ambiente: la percezione della luce, fitocromo e di criptocromo; transizione alla fase riproduttiva; fioritura e ritmi circadiani (4 h).
Attività di laboratorio (10 h):
• Separazione dei pigmenti fotosintetici mediante cromatografia su colonna
• Misurazione della fotosintesi in cloroplasti isolati mediante la reazione di Hill
• Valutazione del contenuto in fitonutrienti di alcune matrici alimentari
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Sono affrontati i seguenti argomenti:
(1) Caratteristiche della cellula vegetale: modalità di nutrizione e superficie relativa; cellule giovanili e adulte; crescita embrionale e per distensione; relazioni tra cellule. Parete cellulare: composizione, biogenesi, struttura e modificazioni secondarie. Sistema vacuolare: struttura, biogenesi, contenuto e significato. Plastidi: origine endosimbiotica; proplastidi e plastidi maturi.
(2) Associazioni tra cellule: organizzazione del corpo e diversità dei vegetali; tallo e cormo; pseudotessuti e tessuti veri. Tessuti meristematici. Differenziamento dei tessuti adulti: tessuti parenchimatici; tessuti tegumentali; tessuti meccanici; tessuti conduttori e fasci cribro-vascolari; cenni sui tessuti segregatori.
(3) Organografia: la plantula e l’organizzazione del cormo. Gli organi assili: fusto e radice, dall’apice meristematico alla zona di struttura primaria; origine e attività dei cambi. La foglia: organogenesi ed organografia. Esempi di adattamenti degli organi del cormo. Cenni sulle simbiosi micorriziche.
(4) Riproduzione: la riproduzione nei vegetali; l’alternanza di fase nucleare e di generazione; i cicli ontogenetici. Il fiore delle angiosperme: morfologia, ontogenesi e funzione; i gametofiti maschile e femminile; la doppia fecondazione; il seme e la sua rilevanza per l’alimentazione umana; ontogenesi e significato del frutto.
(5) Attività di Laboratorio (10 ore): l’attività di laboratorio addestra all’uso del microscopio ottico per l’analisi di campioni vegetali: esempi di cellule vegetali, granuli di amido, epidermide e formazioni epidermiche, anatomia microscopica degli organi della vegetazione e del fiore, riconoscimento dei principali tipi di frutti.
Modulo: 000445 - FISIOLOGIA VEGETALE
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Attraverso lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio, si affronteranno i seguenti argomenti:
Motivazioni che rendono attuale lo studio della biologia vegetale (1 h).
Il metabolismo fotosintetico: i pigmenti fotosintetici e il meccanismo di cattura della luce; fotosistema II, fotosistema I e la catena di trasporto degli elettroni; riduzione del NADP+ e fotofosforilazione non ciclica; ciclo dei chinoni e fotofosforilazione ciclica; fissazione della CO2: ciclo di Calvin e sua regolazione; fotorespirazione e ciclo C2; metabolismo C4 e metabolismo CAM; fotodanno e meccanismi di dissipazione dell'eccesso di energia; adattamenti fotosintetici (12 h).
Principi biofisici del trasporto di molecole; potenziale idrico e potenziale elettrochimico; trasporto attivo secondario; trasporto xilematico e trasporto floematico; metabolismo lipidico e ciclo del gliossilato nel seme (8 h).
Nutrizione minerale: elementi essenziali; ciclo biogeochimico e assimilazione riduttiva dell'azoto; fissazione simbiontica e non simbiontica dell'azoto; metabolismo del fosforo e simbiosi micorriziche; metabolismo dello zolfo e del ferro; legge del minimo e dei profitti diminuiti; la concimazione in agricoltura (6 h).
Gli ormoni delle piante: fototropismo e gravitropismo; auxine, citochinine e gibberelline; colture in vitro e biotecnologie vegetali; etilene e acido abscissico (9 h).
Le piante e l'ambiente: la percezione della luce, fitocromo e di criptocromo; transizione alla fase riproduttiva; fioritura e ritmi circadiani (4 h).
Attività di laboratorio (10 h):
• Separazione dei pigmenti fotosintetici mediante cromatografia su colonna
• Misurazione della fotosintesi in cloroplasti isolati mediante la reazione di Hill
• Valutazione del contenuto in fitonutrienti di alcune matrici alimentari
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Modulo: 20804 - BIOLOGIA VEGETALE
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Sono affrontati i seguenti argomenti:
(1) Caratteristiche della cellula vegetale: modalità di nutrizione e superficie relativa; cellule giovanili e adulte; crescita embrionale e per distensione; relazioni tra cellule. Parete cellulare: composizione, biogenesi, struttura e modificazioni secondarie. Sistema vacuolare: struttura, biogenesi, contenuto e significato. Plastidi: origine endosimbiotica; proplastidi e plastidi maturi.
(2) Associazioni tra cellule: organizzazione del corpo e diversità dei vegetali; tallo e cormo; pseudotessuti e tessuti veri. Tessuti meristematici. Differenziamento dei tessuti adulti: tessuti parenchimatici; tessuti tegumentali; tessuti meccanici; tessuti conduttori e fasci cribro-vascolari; cenni sui tessuti segregatori.
(3) Organografia: la plantula e l’organizzazione del cormo. Gli organi assili: fusto e radice, dall’apice meristematico alla zona di struttura primaria; origine e attività dei cambi. La foglia: organogenesi ed organografia. Esempi di adattamenti degli organi del cormo. Cenni sulle simbiosi micorriziche.
(4) Riproduzione: la riproduzione nei vegetali; l’alternanza di fase nucleare e di generazione; i cicli ontogenetici. Il fiore delle angiosperme: morfologia, ontogenesi e funzione; i gametofiti maschile e femminile; la doppia fecondazione; il seme e la sua rilevanza per l’alimentazione umana; ontogenesi e significato del frutto.
(5) Attività di Laboratorio (10 ore): l’attività di laboratorio addestra all’uso del microscopio ottico per l’analisi di campioni vegetali: esempi di cellule vegetali, granuli di amido, epidermide e formazioni epidermiche, anatomia microscopica degli organi della vegetazione e del fiore, riconoscimento dei principali tipi di frutti.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
BIOTECNOLOGIE
Laurea
3 anni
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Persone
Persone (2)
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