Biochimica e fisiologia vegetale

Principi di bioenergetica e termodinamica. I e II legge della termodinamica. Entropia ed energia libera. Reazioni eso- ed endoergoniche. ATP e trasferimento di gruppi fosforici. Reazioni energeticamente accoppiate. Reazioni di ossidoriduzione di interesse biologico: relazioni fra variazioni del potenziale di ossidoriduzione e variazioni di energia libera. Termodinamica e cinetica della catalisi enzimatica: l'equazione di Michaelis-Menten, inibizione e regolazione delle reazioni catalizzate da enzimi. Metabolismo primario del carbonio. Degradazione dei polisaccaridi di riserva. Glicolisi e fermentazione. Effetti di condizioni di ipossia e anossia sulle piante. Ciclo degli acidi tricarbossilici. Respirazione e fosforilazione ossidativa. La teoria chemio-osmotica di Mitchell. Bilancio energetico della respirazione. Meccanismi alternativi di consumo di O2 nei vegetali. La via dei pentosi fosfati. La beta-ossidazione e il ciclo dell'acido gliossilico. Fotosintesi. Natura della luce. Chimica e fisiologia dei pigmenti fotosintetici. Organizzazione dell'apparato fotosintetico. Trasporto fotosintetico degli elettroni e foto-fosforilazione. Fenomeni di foto-ossidazione ed effetto degli erbicidi. Assimilazione del carbonio: enzimi fissatori di CO2, ciclo C3, foto-respirazione, ciclo C4, le piante CAM. Eco-fisiologia della fotosintesi. Allocazione dei fotosintati. Biosintesi di amido e saccarosio. L'acqua e la pianta. Il potenziale chimico dell'acqua: concetto di potenziale idrico e le sue componenti. L'acqua e la cellula vegetale: osmosi, turgore, crescita per distensione. L'assorbimento radicale dell'acqua e il movimento traspirazionale nello xilema. La traspirazione: le forze guida, stomi e regolazione stomatica. Adattamento allo stress idrico. La nutrizione minerale. Micro- e macronutrienti, elementi essenziali, carenze e disordini nutrizionali. Biodisponibilità. Assorbimento dei nutrienti. Il potenziale chimico e elettrochimico. Termodinamica del movimento trans-membrana. Cinetica del trasporto dei nutrienti: pompe, permeasi e canali e loro regolazione. Assimilazione riduttiva di azoto e zolfo. La traslocazione floematica: il flusso da pressione, aricamento e scaricamento del floema. Ripartizione degli assimilati: relazione pozzo-sorgente.