Biochimica agraria e fisiologia delle piante officinali

A.A. 2023/2024
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
AGR/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni base riguardo i principali processi biochimici e fisiologici delle piante, affrontando aspetti del metabolismo vegetale primario e secondario, della fisiologia vegetale e delle interazioni pianta-ambiente. Questi argomenti sono approfonditi in relazione alla produttività e alla qualità delle piante officinali.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento, gli studenti dovranno conoscere i processi biochimici fondamentali alla base della fisiologia della pianta e dell'adattamento all'ambiente. Gli studenti dovranno essere in grado di riconoscere i principali fattori agro-ambientali che determinano la produttività della pianta, e di comprendere come questi fattori possono influenzare il contenuto di metaboliti d'interesse nelle piante officinali. Gli studenti dovranno acquisire criteri di base per valutare la sostenibilità della produzione e la qualità delle piante officinali.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre

Programma
TRASPORTO E TRASLOCAZIONE DELL'ACQUA E DEI SOLUTI NELLE PIANTE (1 CFU) - Le proprietà chimico-fisiche dell'acqua. Il potenziale idrico e la cellula vegetale. Il bilancio idrico nella pianta. L'acqua nel suolo. L'assorbimento dell'acqua nelle radici. Il trasporto dell'acqua nello xilema. La traspirazione fogliare. La nutrizione minerale nelle piante. I macro- e micro- nutrienti. Il concetto di rizosfera e le relazioni suolo-pianta-microrganismi. Il potenziale chimico e il trasporto attivo e passivo dei soluti. Il potenziale della membrana plasmatica nella cellula vegetale. Sistemi di trasporto: pompe, canali e carriers. Le cinetiche di trasporto.
LA FOTOSINTESI NELLE PIANTE SUPERIORI (1,25 CFU) - Le caratteristiche della luce. I pigmenti fotosintetici e le reazioni alla luce della fotosintesi. L'organizzazione dell'apparato fotosintetico. I meccanismi di trasporto degli elettroni e dei protoni: il ruolo dei fotosistemi II e I, del complesso dei citocromi b6f, il ciclo dei chinoni. La fotofosforilazione. Il ciclo di Calvin e la sua regolazione. La sintesi dell'amido e del saccarosio. La fotorespirazione. Il metabolismo delle piante C4 e delle piante CAM. Adattamento delle piante a diverse condizioni luminose. I meccanismi di difesa dallo stress ossidativo del cloroplasto. Esempi riguardo gli effetti delle condizioni ambientali su produzione e qualità in piante officinali.
STATO NUTRIZIONALE DELLA PIANTA: DISTRIBUZIONE DEI FOTOSINTATI E ASSIMILAZIONE DEI NUTRIENTI MINERALI (1,25 CFU) - Le relazioni sink-source negli organi della pianta. Trasporto floematico: caratteristiche e meccanismi di caricamento e scaricamento. Il ciclo dell'azoto nell'ambiente. La riduzione del nitrato e l'assimilazione dell'ammonio. Esempi degli effetti della nutrizione azotata in piante officinali. La fissazione biologica dell'azoto. L'assimilazione dello zolfo. L'acquisizione del ferro. Cenni sulle peculiarità del metabolismo respiratorio nelle piante. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi. Ruoli biochimici di cisteina, metionina e glutatione. La via dell'acido scichimico.
IL SEME, LA FOTOMORFOGENESI E LE RISPOSTE ALLA LUCE (0,5 CFU) - Il seme: caratteristiche, germinazione e utilizzo delle riserve. Le risposte alla luce rossa: i fitocromi. Le risposte alla luce blu. Il meccanismo di apertura degli stomi. Il concetto di fotoperiodo e il controllo della fioritura.
I REGOLATORI DI CRESCITA (0,75 CFU) - Concetti generali sugli ormoni vegetali. L'auxina: trasporto, azioni ed effetti sullo sviluppo delle piante. Le gibberelline: effetti su accrescimento e sviluppo delle piante e sulla germinazione del seme. Le citochinine: regolatori della proliferazione cellulare. L'etilene: ruolo nell'abscissione fogliare e nella maturazione dei frutti. L'acido abscissico: ruolo nella risposta a stress idrico e nella maturazione del seme.
METABOLISMO SECONDARIO NELLE PIANTE (1,25 CFU) - Aspetti eco-fisiologici del metabolismo secondario: difesa e comunicazione. I terpeni: vie biosintetiche e funzionalità nelle piante. I composti fenolici: biosintesi e funzionalità nelle piante di fenoli semplici, lignina, cumarine, flavonoidi, tannini e stilbeni. Biosintesi e funzionalità nelle piante dei metaboliti secondari contenenti azoto: gli alcaloidi, i glucosidi cianogenici, gli amminoacidi non proteici. Strategie sperimentali per il miglioramento della produzione di metaboliti secondari.
Prerequisiti
Attività formative propedeutiche obbligatorie: Chimica generale e inorganica, Biologia vegetale e botanica farmaceutica, Chimica organica.
Attività formative consigliate: Biochimica e nutrizione umana, Chimica delle sostanze organiche naturali e degli alimenti.
Metodi didattici
Lezioni frontali. La frequenza non è obbligatoria (ma consigliata). Per gli studenti non frequentanti il programma e il materiale di riferimento sono gli stessi.
Materiale di riferimento
Il materiale proiettato a lezione sarà reso disponibile sulla piattaforma Ariel. In aggiunta, si consiglia vivamente di consultare i seguenti testi: "Elementi di fisiologia vegetale - Taiz (Ed. PICCIN)" o in alternativa "Elementi di fisiologia vegetale - Rascio (Ed. EdiSES)".
Ulteriori letture consigliate: "Fisiologia vegetale - (Ed. PICCIN)" e "Produzione ed impiego delle piante officinali (Pàtron Editore)".
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'apprendimento è effettuata mediante prova orale. L'interrogazione si sviluppa attraverso 4-6 domande sui diversi argomenti del corso. L'esame è volto ad accertare: il raggiungimento degli obiettivi del corso in termini di conoscenza e capacità di comprensione; la padronanza della terminologia specifica e la capacità di esposizione dello studente; la capacità dello studente di applicare la conoscenza acquisita in contesti applicativi. Il voto viene espresso in trentesimi (30/30).
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente: Prinsi Bhakti
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento. Si prega di richiederlo via mail.
Studio. Edificio 21090, Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari, via Celoria 2, Milano. Oppure online sulla piattaforma Teams.