Meccanismi fisiologici della produttività delle piante
A.A. 2023/2024
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.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
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).
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
- 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.
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.