Fotobiologia e bioenergetica

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
BIO/04
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di contribuire alla formazione di laureati magistrali in modo da fornirgli una piena comprensione dei meccanismi con cui le piante utilizzano e ottimizzano la cattura della luce solare per attuare il processo fotosintetico.
Le lezioni forniranno il background di conoscenza che permetterà agli studenti di comprendere perché gli organismi vegetali, durante il corso della loro evoluzione abbiano avuto la necessità di otimizzare i processi per la cattura ed utilizzo della luce in modo da garantire un'alta efficienza del processo fotosintetico, ma anche di evitare eventuali danni o stress dovuti ad irraggiamenti troppo intesi. Lo studente apprenderà che l'ottimizzazione della cattura della luce solare delle piante si è resa necessaria data la loro natura sessile. Verrà quindi spiegato che l'impossibilità nel "muoversi" ha fornito alle piante la spinta evolutiva necessaria allo sviluppo di sofisticati meccanismi molecolari in grado di percepire e decodificare le diverse informazioni legate alla luce quali: quantità, qualità e direzione.
I concetti fondamentali della disciplina verranno presentati mediante la presentazione di modelli consolidati che saranno integrati dalle nuove e talvolta contradditorie scoperte.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso, lo studente acquisirà:
Conoscenza dei meccanismi molecolari con cui le piante percepiscono le diverse lunghezze d'onda della luce solare mediante specifici fotorecettori.
Comprensione dei meccanismi utilizzati per percepire le continue variazioni dello spettro ed intensità della luce.
Comprensione dei meccanismi con cui le piante misurano la lunghezza del giorno e suoi effetti sulla percezione della stagionalità.
Conoscenza dei meccanismi molecolari alla base della biogenesi dei cloroplasti.
Conoscenza dei meccanismi molecolari che consentono al cloroplasto di adattarsi alle condizioni ambientali.
Strategie da utilizzare nella seconda rivoluzione verde per migliorare la fotosintesi.
Programma e organizzazione didattica

Single session

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Cenni introduttivi sulla luce e sulla sua natura elettromagnetica;
Cenni sui meccanismi fisici alla base dell'assorbimento della luce;
Trasduzione del segnale luminoso;
Fotorecettori vegetali: fitocromi, criptocromi e fototropine;
Biologia degli stomi e meccanismi molecolari coinvolti nella regolazione della loro apertura da parte della luce;
Fototropismi;
Shade avoidance;
Fotomorfogenesi delle piante: aspetti dell'interazione fra la luce naturale e lo sviluppo delle piante regolati dai fotorecettori;
Ritmi circadiani, fotoperiodismo e comunicazione cloroplasto-nucleo;
Fotosintesi, fotorespirazione e variazioni nei meccanismi di fissazione della CO2;
Serie di seminari che illustrano l'interazione tra la luce naturale e altri organismi viventi non vegetali.
Prerequisiti
Si raccomanda vivamente una buona conoscenza di chimica organica, biochimica, fisiologia, biologia molecolare e cellulare delle piante.
Metodi didattici
Le lezioni avranno un formato classico impartite dagli insegnanti usando diapositive powerpoint.

Durante le lezioni, gli studenti saranno incoraggiati a partecipare attivamente con domande e commenti relativi alle materie considerate.

Sarà inoltre adottato l'uso di strumenti innovativi come video e seminari online.

La frequenza al corso è altamente raccomandata.
Materiale di riferimento
Il libro usato come riferimento è il Taiz, Zeiger, Moller, Murphy. Fisiologia e sviluppo delle piante.

Tutto il materiale powerpoint utilizzato per le lezioni sarà reso disponibile agli studenti sul sito web Ariel dedicato.

La lettura di articoli e review di ricerca selezionati sarà suggerita agli studenti ad ogni lezione e saranno resi disponibili attraverso il sito web Ariel.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale.

L'esame potrà essere sostenuto sia in lingua inglese che in italiano.

Per ogni parte dell'insegnamento, gli studenti dovranno analizzare criticamente, sotto forma di una presentazione orale, un lavoro scientifico scelto tra quelli messi a disposizione dai docenti. La presentazione, che consiste in una breve introduzione del problema biologico e nell'analisi critica degli esperimenti riportati nel/i documento/i, sarà seguita da una discussione con il docente/i sui meccanismi analizzati nell'articolo di ricerca e trattati durante l'insegnamento.

Gli studenti saranno inoltre valutati in base alle conoscenze teoriche dei diversi argomenti presentati durante l'insegnamento.

I docenti faranno domande riguardo l'argomento trattato nel lavoro scientifico selezionato così come sul resto del programma svolto.

Il voto finale sarà definito come la media dei voti delle due parti (uno per ciascun docente) e da una valutazione collegiale da parte di entrambi i docenti.
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
Dipartimento di Bioscienze 3° Piano Torre C
Ricevimento:
Su appuntamento
V piano Torre A, Via Celoria 26