Biochimica agraria e fisiologia delle piante officinali

A.A. 2017/2018
Insegnamento per
6
Crediti
48
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso fornisce allo studente le conoscenze riguardo i principali processi biochimici e fisiologici delle piante. Il corso affronta aspetti del metabolismo vegetale primario e secondario, della fisiologia e delle interazioni pianta-ambiente. Questi argomenti saranno approfonditi in relazione alla produzione e alla qualità delle piante officinali.
Edizione unica
Edizione attiva
Responsabile
STUDENTI FREQUENTANTI
Programma
LA FOTOSINTESI NELLE PIANTE SUPERIORI (1 CFU) - Le caratteristiche della luce. I pigmenti fotosintetici. L'organizzazione dell'apparato fotosintetico. Le reazioni alla luce della fotosintesi. Il ruolo dei fotosistemi I e II, del complesso dei citocromi, della catena di trasporto degli elettroni. La fotofosforilazione. I meccanismi di difesa allo stress ossidativo del cloroplasto. Il ciclo di Calvin. La fotorespirazione. Il metabolismo delle piante C4 e delle piante CAM. Considerazioni eco-fisiologiche sulla fotosintesi.
GLUCONEOGENESI, RESPIRAZIONE E RISPOSTE ALLA LUCE SOLARE NELLE PIANTE (1 CFU) - Sintesi dell'amido e del saccarosio. La germinazione del seme. Il metabolismo lipidico nelle piante. Il ciclo del gliossilato. La gluconeogenesi nelle piante. La respirazione nelle piante: i sistemi coinvolti nel trasporto di potere riducente e l'ossidasi alternativa. La risposta alla luce rossa: il fitocromo. Le risposte alla luce blu. Sistemi cellulari coinvolti nella trasduzione del segnale.
IL BILANCIO IDRICO E IL TRASPORTO 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'assorbimento dell'acqua nelle radici. Il trasporto dell'acqua nello xilema. La traspirazione fogliare ed il controllo stomatico. Il trasporto dei soluti. Il potenziale chimico. Il trasporto passivo e attivo e i meccanismi di trasporto attraverso la membrana cellulare. Le cinetiche di trasporto. L'assorbimento dei soluti nelle radici e il caricamento xilematico. La traslocazione nel floema e la distribuzione dei fotosintati.
LA NUTRIZIONE MINERALE, LA RIZOSFERA, IL SISTEMA SUOLO-PIANTA (1 CFU): - La nutrizione minerale. I macro- e micro- nutrienti. Cenni sulle carenze nutrizionali. Il concetto di rizosfera e le relazioni suolo-pianta-microbi. L'assimilazione del nitrato e dell'ammonio. La fissazione biologica dell'azoto. L'assimilazione dello zolfo. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi. Ruolo nutrizionale del fosfato e dei cationi.
METABOLISMO SECONDARIO NELLE PIANTE (1 CFU) - Sistemi di difesa nelle piante, metabolismo secondario ed evoluzione. I terpeni: vie biosintetiche e funzionalità nelle piante. I composti fenolici: biosintesi e funzionalità nelle piante di lignina, cumarine, flavonoidi, fitoalessine e tannini. Biosintesi e funzionalità nelle piante dei metaboliti secondari contenenti azoto: gli alcaloidi, i glucosidi cianogenici, gli amminoacidi non proteici. Cenni sui meccanismi di difesa delle piante contro i patogeni.
I REGOLATORI DI CRESCITA E LA FISIOLOGIA DELLO STRESS (1 CFU) - Aspetti fisiologici e cenni sui meccanismi d'azione degli ormoni vegetali. Le auxine. Le citochinine. Le gibberelline. L'etilene. L'acido abscissico. Fisiologia dello stress: stress idrico e salino, stress da alta e bassa temperatura e carenza d'ossigeno. Strategie sperimentali per il miglioramento della produzione di metaboliti vegetali.
Informazioni sul programma
Il programma si articola in lezioni frontali tenute dalla prof.ssa Bhakti Prinsi (4 CFU) e dal prof. Luca Espen (2 CFU).
Propedeuticità
Modulo di Biochimica dell'insegnamento di Biochimica e Nutrizione Umana
Prerequisiti e modalità di esame
Le conoscenze di Chimica Organica e Biologia Vegetale e Botanica Farmaceutica sono prerequisiti indispensabili, in quanto il corso prevede che lo studente sia già in possesso delle nozioni riguardanti le caratteristiche delle molecole organiche e biologiche e della cellula vegetale. Inoltre, è consigliabile aver frequentato il Modulo di Biochimica dell'insegnamento di Biochimica e Nutrizione Umana.
L'esame prevede una prova orale, comprensiva di tutti i 6 CFU, con un unico giudizio complessivo verbalizzato in trentesimi.
Metodi didattici
Lezioni frontali e proiezione di materiale didattico.
Materiale didattico e bibliografia
Appunti del corso e materiale fornito dal docente (il materiale didattico proiettato sarà fornito in formato pdf)
Testi consigliati
Taiz L., Zeiger E. Møller I.M., Murphy A. Elementi di Fisiologia Vegetale - 2016. Piccin Nuova Libraria S.p.a. Padova (ISBN: 978-88-299-2787-6) Edizione italiana ridotta ed adattata dalle edizioni V e VI da M. Maffei.
Pinton. R, Cocucci M. Nannipieri P., Trevisan M. Fondamenti di Biochimica Agraria - 2016 Patron Editore Bologna (ISBN: 978-88-555-3322-5).
Per approfondimenti
Taiz L., Zeiger E. Møller I.M., Plant Physiology, Fifth Edition. - 2010. Publisher: Sinauer Associates, Inc. (ISBN13: 978-0878938667)
STUDENTI NON FREQUENTANTI
Programma
LA FOTOSINTESI NELLE PIANTE SUPERIORI (1 CFU) - Le caratteristiche della luce. I pigmenti fotosintetici. L'organizzazione dell'apparato fotosintetico. Le reazioni alla luce della fotosintesi. Il ruolo dei fotosistemi I e II, del complesso dei citocromi, della catena di trasporto degli elettroni. La fotofosforilazione. I meccanismi di difesa allo stress ossidativo del cloroplasto. Il ciclo di Calvin. La fotorespirazione. Il metabolismo delle piante C4 e delle piante CAM. Considerazioni eco-fisiologiche sulla fotosintesi.
GLUCONEOGENESI, RESPIRAZIONE E RISPOSTE ALLA LUCE SOLARE NELLE PIANTE (1 CFU) - Sintesi dell'amido e del saccarosio. La germinazione del seme. Il metabolismo lipidico nelle piante. Il ciclo del gliossilato. La gluconeogenesi nelle piante. La respirazione nelle piante: i sistemi coinvolti nel trasporto di potere riducente e l'ossidasi alternativa. La risposta alla luce rossa: il fitocromo. Le risposte alla luce blu. Sistemi cellulari coinvolti nella trasduzione del segnale.
IL BILANCIO IDRICO E IL TRASPORTO 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'assorbimento dell'acqua nelle radici. Il trasporto dell'acqua nello xilema. La traspirazione fogliare ed il controllo stomatico. Il trasporto dei soluti. Il potenziale chimico. Il trasporto passivo e attivo e i meccanismi di trasporto attraverso la membrana cellulare. Le cinetiche di trasporto. L'assorbimento dei soluti nelle radici e il caricamento xilematico. La traslocazione nel floema e la distribuzione dei fotosintati.
LA NUTRIZIONE MINERALE, LA RIZOSFERA, IL SISTEMA SUOLO-PIANTA (1 CFU): - La nutrizione minerale. I macro- e micro- nutrienti. Cenni sulle carenze nutrizionali. Il concetto di rizosfera e le relazioni suolo-pianta-microbi. L'assimilazione del nitrato e dell'ammonio. La fissazione biologica dell'azoto. L'assimilazione dello zolfo. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi. Ruolo nutrizionale del fosfato e dei cationi.
METABOLISMO SECONDARIO NELLE PIANTE (1 CFU) - Sistemi di difesa nelle piante, metabolismo secondario ed evoluzione. I terpeni: vie biosintetiche e funzionalità nelle piante. I composti fenolici: biosintesi e funzionalità nelle piante di lignina, cumarine, flavonoidi, fitoalessine e tannini. Biosintesi e funzionalità nelle piante dei metaboliti secondari contenenti azoto: gli alcaloidi, i glucosidi cianogenici, gli amminoacidi non proteici. Cenni sui meccanismi di difesa delle piante contro i patogeni.
I REGOLATORI DI CRESCITA E LA FISIOLOGIA DELLO STRESS (1 CFU) - Aspetti fisiologici e cenni sui meccanismi d'azione degli ormoni vegetali. Le auxine. Le citochinine. Le gibberelline. L'etilene. L'acido abscissico. Fisiologia dello stress: stress idrico e salino, stress da alta e bassa temperatura e carenza d'ossigeno. Strategie sperimentali per il miglioramento della produzione di metaboliti vegetali.
Prerequisiti e modalità di esame
Le conoscenze di Chimica Organica e Biologia Vegetale e Botanica Farmaceutica sono prerequisiti indispensabili, in quanto il corso prevede che lo studente sia già in possesso delle nozioni riguardanti le caratteristiche delle molecole organiche e biologiche e della cellula vegetale. Inoltre, è consigliabile aver frequentato il Modulo di Biochimica dell'insegnamento di Biochimica e Nutrizione Umana.
L'esame prevede una prova orale, comprensiva di tutti i 6 CFU, con un unico giudizio complessivo verbalizzato in trentesimi.
Materiale didattico e bibliografia
Appunti del corso e materiale fornito dal docente (il materiale didattico proiettato sarà fornito in formato pdf)
Testi consigliati
Taiz L., Zeiger E. Møller I.M., Murphy A. Elementi di Fisiologia Vegetale - 2016. Piccin Nuova Libraria S.p.a. Padova (ISBN: 978-88-299-2787-6) Edizione italiana ridotta ed adattata dalle edizioni V e VI da M. Maffei.
Pinton. R, Cocucci M. Nannipieri P., Trevisan M. Fondamenti di Biochimica Agraria - 2016 Patron Editore Bologna (ISBN: 978-88-555-3322-5).
Per approfondimenti
Taiz L., Zeiger E. Møller I.M., Plant Physiology, Fifth Edition. - 2010. Publisher: Sinauer Associates, Inc. (ISBN13: 978-0878938667)
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Venerdì dalle 9.00 alle 12.00. Per giorno/orario diverso su appuntamento.
c/o lo studio el Docente
Ricevimento:
Martedì 14:00 - 17:00. Venerdì 14:00 - 16:00. Su appuntamento in altri giorni.
Via Celoria, 2. Milano. Presso l'ufficio. Edificio 9, 1° piano.