Biochimica e fisiologia della pianta coltivata

A.A. 2020/2021
8
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
AGR/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il Corso si propone di fornire strumenti per la comprensione dei processi biochimici e fisiologici fondamentali che stanno alla base del ciclo vitale delle piante coltivate e della loro produttività e della loro capacità di adattarsi a condizioni ambientali avverse o a limitata disponibilità di risorse.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente oltre a conoscere le basi biochimiche e fisologiche del funzionamento delle piante in genere e della produttività delle piante coltivate sarà in grado di comprendere come variabili genetiche ed ambientali influenzano tali processi. Soprattutto sarà in grado di identificare i punti fisiologici critici per l'ottenimento di elevati standard produttivi quali-quantitativi nel rispetto dell'ambiente e con la miglior efficienza d'uso delle risorse.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Tranne per quelle in programma il 28 settembre 2020 e il 9 novembre 2020 che si svolgeranno in presenza secondo modalità che verranno comunicate , tutte le altre lezioni si svolgeranno a distanza su Microsoft Teams in modalità sincrona, negli orari stabiliti, e saranno registrate e consultabili sulla piattaforma stessa in modalità asincrona. Le informazioni su come accedere alle lezioni su Microsoft Teams e le altre istruzioni sulla didattica saranno caricate sul sito ARIEL del corso: si raccomanda di consultarlo regolarmente. Nel caso in cui, tenuto conto dell'evoluzione dell'epidemia e del rispetto delle pertinenti normative, dovesse essere possibile svolgere attività in presenza in aula oltre a quelle già programmate, gli studenti ne saranno prontamente informati tramite ARIEL. In ogni caso le lezioni saranno registrate e consultabili online. Le lezioni potrebbero anche includere materiali pre-registrati.
Programma
LE BASI MOLECOLARI DELLA VITA (0.75 CFU)
Gli amminoacidi- Le proteine: struttura e funzioni - I carboidrati: monosaccarridi e polisaccaridi - I lipidi - I nucleotidi.

PRINCIPI DI BIOENERGETICA (0.5 CFU)
Bioenergetica e termodinamica. Trasferimento di gruppi fosforici e l'ATP. Reazioni di ossidoriduzione d'interesse biologico. Potenziale elettrochimico. Concetto di potenziale idrico e suo uso.

GLI ENZIMI (0.5 CFU)
Potere catalitico e specificità degli enzimi. Cinetica enzimatica. Enzimi regolatori.

METABOLISMO PRIMARIO DEL CARBONIO (1.5 CFU)
Glicolisi. Ciclo degli acidi tricarbossilici. Respirazione e fosforilazione ossidativa. Via dei pentosi fosfati. β-ossidazione degli acidi grassi.

L'ACQUA E LA PIANTA (1 CFU)
Caratteristiche chimico-fisiche dell'acqua. Il potenziale idrico. L'acqua e la cellula vegetale: osmosi e turgore. L'assorbimento radicale dell'acqua e il movimento delle soluzioni nello xilema. La traspirazione: le forze della traspirazione; stomi e regolazione stomatica. Bilancio idrico. Acqua e crescita: distensione cellulare.

FOTOSINTESI (1.5 CFU)
Chimica e fisiologia dei pigmenti fotosintetici. Eccitazione e de-eccitazione dei pigmenti. Organizzazione dell'apparato fotosintetico: unità fotosintetica; fotosistema I e fotosistema II. Trasporto fotosintetico degli elettroni e fotofosforilazione. Assimilazione del carbonio. Enzimi fissatori di CO2. Ciclo C3. Fotorespirazione. Ciclo C4. Piante CAM. Ecofisiologia della fotosintesi. Efficienza della conversione fotosintetica dell'assimilazione; biomassa: costi e ricavi.

METABOLISMO BIOSINTETICO (1 CFU)
Gluconeogenesi, biosintesi di saccarosio e polisaccaridi. Assimilazione riduttiva di azoto e zolfo. Sintesi degli aminoacidi. Proteine di riserva. Sintesi dei lipidi. Ripartizione dei fotosintati- Caricamento dei fotosintati nel floema. Movimento degli assimilati. Relazioni sink-source nella pianta. Forza di un sink.

NUTRIZIONE MINERALE DELLE PIANTE (0.75 CFU)
Macro- e micro-nutrienti inorganici elementi essenziali e benefici. Potenziale elettrochimico dei soluti. Assorbimento e traslocazione dei nutrienti: termodinamica del movimento transmembrana. Cinetica del trasporto dei nutrienti: le permeasi.

FOTOMORFOGENESI (0.25 CF)
Il sistema dei fotorecettori. Il fotoperiodismo: cenni

IL SISTEMA DI REGOLAZIONE ORMONALE NELLE PIANTE (0.25 CFU)
I principali ormoni e regolatori della crescita. Percezione e trasduzione dei segnali ormonali: cenni.
Prerequisiti
Sono richieste conoscenze e competenze adeguate di chimica generale ed organica, biologia vegetale nonché di matematica e di fisica acquisite nei corsi di base del primo anno.
Metodi didattici
Il corso si compone esclusivamente di lezioni frontali. Nella presentazione dei diversi contenuti viene adottato un metodo che, a partire dalla descrizione di una caratteristica e/o di un fenomeno biologica/o, stimola negli studenti, attraverso procedure induttive, alla deduzione e formalizzazione dei meccanismi biochimici e fisiologici ad essi sottesi. Gli studenti sono guidati progressivamente all'acquisizione di questa capacità anche attraverso momenti di discussione che coinvolgono l'intero gruppo classe.
Le singole lezioni sono corredate da una serie di slides tratte da alcuni dei testi consigliati. Il materiale utilizzato a lezione è messo a disposizione degli studenti
Materiale di riferimento
Nelson D., Cox M. "Introduzione alla biochimica di Lehninger", Zanichelli (U.D. 1, Biochimica).
Pinton et al., Fondamenti di Biochimica Agraria, Patron Editore, Bologna (U.D. 1 , Biochimica).
D'Andrea G. Biochimica Essenziale EdiSES (U.D. 1, Biochimica)).
N. Rascio, "Elementi di Fisiologia Vegetale", Edises (U.D. 1, Fisiologia Vegetale).
R.F Evert, S.E Eichhorn, Biologia delle piante di Raven, Zanichelli (U.D. 1, Biochimica e Fisiologia Vegetale).
Appunti delle lezioni dell'Insegnamento. Copia delle slides mostrate a lezione saranno messe a disposizione degli studenti del CdS nel sito dedicato Ariel 2.0 di UniMi.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Sono previste due verifiche scritte intermedie ed una prova orale finale. Le due prove scritte, entrambe organizzate con modalità in remoto utilizzando la paittaforma Microsoft Teams, avranno luogo, la prima durante la pausa delle lezioni prevista nel corso del primo semestre e la seconda il primo giorno di lezione dopo la sosta per le festività di fine anno. Queste due prove sono articolate in cinque domande aperte, la prima, e tre domande aperte, la seconda inerenti il programma svolto nei due periodi di riferimento. Viene valutata la comprensione degli argomenti e dei concetti trattati, la capacità di esporre in sintesi quanto appreso ricorrendo anche all'uso di opportune rappresentazioni grafiche e schemi, la capacità di integrare quanto appreso nelle conoscenze di biologia vegetale acquisite in precedenza (pre-requisiti). La prova orale finale verterà in parte (almeno una domanda, massimo due) sugli argomenti trattati a lezione dopo la seconda prova scritta e prevederà inoltre una discussione guidata dal docente con metodologia problem solving incentrata su uno degli argomenti più rilevanti trattati nel corso.
La votazione finale risulta dalla media dei tre voti parziali riportati nelle due prove scritte e nella prova finale. Tuttavia, è possibile affrontare solo la prova orale che in questo caso si comporrà di almeno tre domande sugli argomenti trattati nell'intero corso.
La prova orale sarà condotta in presenza o in modalità da remoto ricorrendo alla piattaforma Microsoft Teams in funzione delle norme sanitarie in vigore al termine del primo semestre.
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 8
Lezioni: 64 ore
Docente/i
Ricevimento:
Tutti i giorni previo appuntamento telefonico o con e-mail
Ufficio presso Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali - Produzione, Territorio, Agroenergia