Photobiology and bioenergy

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
BIO/04
Lingua
Inglese
Obiettivi formativi
L'obiettivo del corso è quello di contribuire alla formazione di studenti magistrali al fine di fornire loro 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 le conoscenze di base che consentiranno agli studenti di comprendere perché le piante, nel corso della loro evoluzione, hanno avuto la necessità di adattare i processi di cattura e utilizzo della luce per ottimizzare l'efficienza del processo fotosintetico, ma anche per evitare eventuali danni causati da intensità luminose troppo intense. Lo studente apprenderà che l'ottimizzazione della cattura della luce solare da parte delle piante si è resa necessaria a causa della loro natura sessile. Verrà poi spiegato che l'impossibilità di "muoversi" ha dato alle piante la spinta evolutiva necessaria allo sviluppo dei sofisticati meccanismi molecolari in grado di percepire e decodificare le diverse informazioni relative alla luce come quantità, qualità e direzione.
I concetti fondamentali di questa materia verranno presentati attraverso la presentazione di modelli consolidati ma saranno integrati anche da nuove e talvolta contraddittorie scoperte.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente acquisirà:
Conoscenza dei meccanismi molecolari attraverso i quali le piante percepiscono le diverse lunghezze d'onda della luce solare attraverso specifici fotorecettori.
Comprensione dei meccanismi utilizzati per percepire le continue variazioni dello spettro e dell'intensità della luce.
Comprensione dei meccanismi con cui le piante misurano la lunghezza del giorno e dei 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 che si stanno utilizzando nell'ambito della seconda rivoluzione verde per migliorare l'efficienza fotosintetica.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l' a.a. 2021/22, veranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria
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 dai docenti usando diapositive powerpoint.

Durante le lezioni, gli studenti saranno incoraggiati a partecipare attivamente con domande e commenti relativi gli argomenti considerati.

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
L'esame sarà orale in lingua Inglese.

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

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

I docenti porranno domande specifiche riguardanti l'argomento del lavoro scientifico oggetto della presentazione e valuteranno anche la conoscenza degli argomenti trattati durante le lezioni.

Il voto finale sarà definito come la media dei voti delle due parti (uno per ciascun docente) e comunque concordato da entrambi i docenti.
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
3° piano torre C edifici biologici
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V piano Torre A, Via Celoria 26