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60/57/11 - MORFOLOGIA E FISIOLOGIA VEGETALE

Anno Accademico ​2016/2017

Docente
DARIO ​PIANO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/57] ​ ​BIOLOGIA [57/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE868
Obiettivi

Fornire i concetti fondamentali della fisiologia vegetale per ciò che concerne gli aspetti dinamici della vita delle piante, dal livello cellulare a quello di organismo intero, e i fattori che condizionano e controllano il loro sviluppo. Fornire una base culturale fisiologica come requisito indispensabile per gli impieghi biotecnologici delle piante.

Conoscenza e capacità di comprensione:
Il corso si propone di fornire le conoscenze
essenziali dei meccanismi fisiologici alla base della vita delle piante. La specificità della Morfologia e Fisiologia vegetale, rispetto ad altri corsi, deriva in primo luogo dal suo oggetto di studio, la pianta-modello, che si differenzia dagli altri organismi viventi per la propria organizzazione strutturale e lo stretto rapporto con l’ambiente. Per questo motivo ben poco di quanto avviene nell’animale, al di là della comunanza delle basi fisiche e biochimiche, trova piena rispondenza nelle piante, che devono disporre di una grande varietà di vie metaboliche e biosintetiche che, oltretutto, possono variare a seconda delle circostanze e delle situazioni ambientali. I diversi argomenti vengono affrontati mettendo in evidenza le relazioni struttura-funzione e le peculiarità delle strategie adattative delle piante rispetto a quelle degli animali.
Capacità applicative:
Il corso si propone di fornire le conoscenze essenziali dei meccanismi fisiologici alla base della vita delle piante. La specificità della Morfologia e Fisiologia vegetale, rispetto ad altri corsi, deriva in primo luogo dal suo oggetto di studio, la pianta-modello, che si differenzia dagli altri organismi viventi per la propria organizzazione strutturale e lo stretto rapporto con l’ambiente. Per questo motivo ben poco di quanto avviene nell’animale, al di là della comunanza delle basi fisiche e biochimiche, trova piena rispondenza nelle piante, che devono disporre di una grande varietà di vie metaboliche e biosintetiche che, oltretutto, possono variare a seconda delle circostanze e delle situazioni ambientali. I diversi argomenti vengono affrontati mettendo in evidenza le relazioni struttura-funzione e le peculiarità delle strategie adattative delle piante rispetto a quelle degli animali.
Lo studente acquisirà le conoscenze di base della vita delle piante anche mediante semplici esercitazioni di laboratorio relative agli argomenti trattati nelle lezioni teoriche.
Autonomia di giudizio:
Valutazione della didattica. Valutazione e interpretazione dei dati sperimentali di laboratorio.
Abilità nella comunicazione:
Capacità di discutere con proprietà di linguaggio su argomenti inerenti il corso e su temi biologici d’attualità. Capacità di elaborare e presentare dati sperimentali.
Capacità di apprendere:
Le attività del corso permetteranno l’acquisizione di adeguati strumenti conoscitivi di base per l’aggiornamento continuo delle conoscenze, mentre le attività di laboratorio permetteranno di realizzare praticamente quanto acquisito nelle lezioni teoriche.

Prerequisiti

Prerequisiti:
Conoscenza della struttura degli organuli della cellula vegetale, della istologia e organografia delle piante vascolari. Capacità di comprensione degli argomenti inerenti la fisiologia e la biochimica vegetale. Abilità nel reperire e utilizzare autonomamente dati finalizzati all’approfondimento di argomenti di attualità scientifica da esporre in seminari tematici.

Contenuti

Lezioni teoriche (7 CFU; 56 ore)

Fotosintesi: luce e fotosintesi, struttura del cloroplasto, struttura e caratteristiche fotochimiche dei pigmenti fotosintetici, organizzazione dell’apparato fotosintetico, trasporto fotosintetico degli elettroni, fosforilazione fotosintetica, organicazione fotosintetica del carbonio, fotorespirazione, organicazione piante C4 e piante CAM, fotosintesi nei batteri, evoluzione delle catene di trasporto elettronico, evoluzione della fotosintesi.

Influenza dell’ambiente esterno sulla fotosintesi: luce, temperatura, anidride carbonica, interazione tra fattori diversi, legge dei fattori limitanti. Metabolismo respiratorio: mobilizzazione delle sostanze di riserva, glicolisi, fermentazioni, via ossidativa del pentoso fosfato, respirazione, trasporto di elettroni nella catena respiratoria, catabolismo dei lipidi.

Biosintesi dei composti cellulari azotati: forme inorganiche dell’azoto utilizzabili dalla pianta, utilizzazione del nitrato come sorgente d’azoto, utilizzazione dell’ammoniaca e processo di organicazione dell’azoto, fissazione biologica dell’azoto e produzione di ammoniaca, biosintesi degli amminoacidi, organicazione dello zolfo, biosintesi degli amminoacidi solforati, sintesi dei lipidi.

Fisiologia delle membrane e delle pareti vegetali: struttura e funzione delle membrane e delle pareti vegetali, caratteristiche del plasmalemma, del tonoplasto e della parete, tipi di trasporto. La pianta e l’acqua: le proprietà dell’acqua, processi di trasporto dell’acqua, l’acqua nel suolo, il potenziale idrico del suolo, assorbimento radicale dell’acqua, ascesa della linfa nello xilema, pressione radicale e guttazione, movimento dell’acqua nella foglia e traspirazione, rapporti tra la pianta e l’acqua ambiente.

Le sostanze nutritive minerali: ruolo dei nutrienti minerali nelle piante, azoto, zolfo, fosforo, potassio, magnesio, calcio, manganese, ferro, rame, zinco, molibdeno, boro, cloro, assorbimento degli ioni nutritivi, regolazione dell’assorbimento dei nutrienti, trasporto degli ioni nutritivi, la legge del minimo, le simbiosi radicali nella nutrizione minerale.

Il flusso dei nutrienti: esportazione dei fotosintati dal cloroplasto, vie di traslocazione, meccanismo di traslocazione, allocazione e ripartizione degli assimilati.

Ormoni: il sistema di regolazione ormonale nelle piante, auxine, gibberelline, citochinine, etilene, acido abscissico, effetti degli ormoni a livello molecolare: meccanismo d’azione.

Fotomorfogenesi: proprietà del fitocromo, localizzazione nei tessuti e nelle cellule, struttura e funzione, meccanismo d’azione.

Fioritura: fattori capaci di influenzare la fioritura, stimolo fiorale interno, fotoperiodismo, vernalizzazione, effetto degli ormoni.

Crescita, sviluppo e differenziamento: analisi dei diversi processi di crescita delle piante. Germinazione: i semi e le loro riserve, eventi iniziali della germinazione, mobilizzazione delle riserve, regolazione della mobilizzazione delle riserve, dormienza, influenza dei fattori interni ed esterni, aspetti morfologici della germinazione.

Senescenza e morte cellulare programmata: una panoramica sulla senescenza, le tipologie di morte cellulare nelle piante, la PCD nel ciclo vitale delle piante, le influenze dell’ambiente sulla senescenza.

La risposta a stress biotici e abiotici: sistemi di difesa delle piante, le risposte sistemiche di difesa delle pianta, le risposte delle piante agli stress abiotici.

Prodotti secondari delle piante: ruolo fisiologico, alcaloidi, terpeni, fenoli, fitochelatine. I movimenti delle piante: nastie, tropismi.
Laboratorio (1 CFU; 12 ore)

Metodi Didattici

Lezioni frontali con l’ausilio di audiovisivi e presentazioni in PowerPoint e lezioni pratiche

Verifica dell'apprendimento

Il superamento dell’esame avviene dopo una prova orale.

Testi

TAIZ L. & ZEIGER E. – Fisiologia vegetale, quinta edizione. Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova.

TAIZ L. & ZEIGER E. – Elementi di fisiologia vegetale. Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova.

Altre Informazioni

Durante il corso verranno effettuate diverse prove in itinere con il fine di rafforzare i concetti ed individuare eventuali punti critici relativi all'apprendimento, alla comprensione e all'uso del linguaggio tecnico.