Meccanismi fisiologici della produttività delle piante

A.A. 2023/2024
6
Crediti massimi
56
Ore totali
SSD
AGR/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Critica conoscenza delle logiche della crescita, differenziamento e sviluppo delle piante in relazione alle principali funzioni cellulari ed organiche: fotosintesi, consumo di ossigeno, nutrizione minerale, risposte fisiologiche a condizioni di stress.
Risultati apprendimento attesi
Individuazione dei fattori critici della produzione quali-quantitativa delle piante anche in relazione alla interazione con l'ambiente, ideazione di interventi migliorativi mediante mezzi chimici, fisici, biologici. Strumenti per la partecipazione critica all'evoluzione delle conoscenze.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre

Programma
La conversione dell'energia. Struttura e organizzazione dei complessi fotosintetici e meccanismi molecolari coinvolti nella loro regolazione. Trasporto fotosintetico degli elettroni e sintesi di NADPH e ATP. Le diverse strategie fotosintetiche in relazione all'ambiente: piante C3, C4 e CAM. Meccanismi di protezione/risposta allo stress ossidativo operanti nei cloroplasti. La fotoinibizione, la fotorespirazione ed i loro significati fisiologici. Aspetti biochimici e fisiologici implicati nella sintesi del saccarosio e dell'amido. Meccanismi coinvolti nella modulazione del metabolismo dei carboidrati Metabolismo del carbonio e capacità produttiva (1.50 CFU).
Il trasporto floematico: le relazioni source-sink. Il trasporto xilematico. Ruolo fisiologico delle acquaporine (1 CFU).
Il trasporto di membrana: considerazioni termodinamiche e cinetiche. La pompa protonica: ruoli fisiologici e meccanismi coinvolti nella sua regolazione. Vacuolo: attività di trasporto e ruolo fisiologico (0.75 CFU).
L'azoto: ruolo e processi coinvolti nell'assorbimento e nell'assimilazione. La nutrizione azotata in relazione alla capacità produttiva. Il metabolismo dello zolfo (0.50 CFU).
Percezione, traduzione e integrazione degli stimoli e dei segnali: recettori e secondi messaggeri. Le risposte alla luce. Gli ormoni: meccanismi coinvolti nella percezione e nella risposta. Fattori e meccanismi di controllo degli stomi (0.50 CFU).
La dormienza e il processo di germinazione dei semi. Respirazione mitocondriale, ossidasi alternativa, il ruolo del mitocondrio nella risposta allo stress ossidativo (0.25 CFU)
Fisiologia dello stress. Stress idrico e salino. Stress termico: alte e basse temperature. Stress indotto dalla carenza di ossigeno (0.5 CFU).
Esercitazioni: approcci sperimentali per lo studio dei proteomi. Determinazioni di parametri biochimici e fisiologici per la valutazione delle strategie di risposta a carenze nutrizionali (CFU 1).
Prerequisiti
Organizzazione morfo funzionale della pianta. Chimica generale ed inorganica: chimica degli elementi degli organismi viventi. Chimica delle molecole che compongono gli organismi viventi. Biochimica conoscenza generale delle vie metaboliche, della biosintesi delle proteine e delle altre molecole che compongono gli organismi viventi. Elementi di fisiologia vegetale.
Metodi didattici
L'insegnamento è svolto essenzialmente mediante lezioni frontali, consistenti nella illustrazione critica di diapositive elaborate dal docente sulla base di testi e di articoli pubblicati su riviste internazionali. Sono previste esercitazioni pratiche in laboratorio.
Materiale di riferimento
Le diapositive illustrate e discusse a lezione sono disponibile sul sito Ariel dell'Ateneo. Sono forniti anche articoli scientifici in lingua inglese riguardanti aspetti di particolare interesse. Sono suggeriti i seguenti testi:
- Biochemistry & Molecular Biology of Plants - 2nd Edition. Bob B. Buchanan (Editor), Wilhelm Gruissem (Editor), Russell L. Jones (Editor). 2015. ISBN: 978-0-470-71421-8
- Plant Physiology and Development - Sixth Edition. Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian M. Møller, and Angus Murphy. 2014. ISBN: 9781605352558
- Physicochemical and Environmental Plant Physiology, 5nd Edition. Park S. Nobel. 2020. 2020 Elsevier Inc, ISBN: 978-0-12-819146-0
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova orale è strutturata in 5 domande aperte sui diversi argomenti trattati a lezione. Ogni domanda viene valutata con un punteggio da 0/30 a 6/30. La votazione complessiva è data dalla somma dei voti attribuiti ad ogni domanda. Nella valutazione vengono considerati l'esattezza della risposta, la terminologia impiegata per definire il processo descritto e il livello di approfondimento della risposta. Inoltre, sarà valutata la capacità di sintesi e la visione critica degli argomenti trattati.
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Laboratori: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Docente: Espen Luca
Docente/i
Ricevimento:
Venerdì dalle 9.00 alle 12.00. Per giorno/orario diverso su appuntamento.
c/o lo studio el Docente o mediante piattaforma MS Teams.