Biochimica agraria e fisiologia delle piante officinali

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
AGR/13
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.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente: Prinsi Bhakti
STUDENTI FREQUENTANTI
Programma
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'acqua nel suolo. L'assorbimento dell'acqua nelle radici. Il trasporto dell'acqua nello xilema. La traspirazione fogliare ed il controllo stomatico. La nutrizione minerale. I macro- e micro- nutrienti. Il concetto di rizosfera e le relazioni suolo-pianta-microbi. 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.
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.
STATO NUTRIZIONALE DELLA PIANTA: DISTRIBUZIONE DEI FOTOSINTATI E NUTRIZIONE MINERALE (1 CFU) - Sintesi dell'amido e del saccarosio. Il trasporto floematico e le relazioni sink-source negli organi della pianta. L'assimilazione del nitrato e dell'ammonio. La fissazione biologica dell'azoto. L'assimilazione dello zolfo. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi. La via dell'acido scichimico. Acquisizione e ruolo di fosfato e macronutrienti cationici. Ruolo dei micronutrienti. Acquisizione del ferro.
APPROFONDIMENTI SUL METABOLISMO PRIMARIO E RISPOSTE ALLA LUCE (1 CFU) - La germinazione del seme. Il metabolismo lipidico nelle piante. Il ciclo del gliossilato. La gluconeogenesi. La respirazione nelle piante: i sistemi coinvolti nel trasporto di potere riducente e l'ossidasi alternativa. Sistemi cellulari coinvolti nella trasduzione del segnale. Le risposte alla luce blu. La risposta alla luce rossa: il fitocromo.
I REGOLATORI DI CRESCITA E LE RISPOSTE AGLI STRESS ABIOTICI (1 CFU) - Concetti generali sugli 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.
METABOLISMO SECONDARIO NELLE PIANTE (1 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 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. Strategie sperimentali per il miglioramento della produzione di metaboliti secondari.
Informazioni sul programma
Il programma si articola in lezioni frontali tenute dalla prof.ssa Bhakti Prinsi (6 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 giudizio 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
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'acqua nel suolo. L'assorbimento dell'acqua nelle radici. Il trasporto dell'acqua nello xilema. La traspirazione fogliare ed il controllo stomatico. La nutrizione minerale. I macro- e micro- nutrienti. Il concetto di rizosfera e le relazioni suolo-pianta-microbi. 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.
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.
STATO NUTRIZIONALE DELLA PIANTA: DISTRIBUZIONE DEI FOTOSINTATI E NUTRIZIONE MINERALE (1 CFU) - Sintesi dell'amido e del saccarosio. Il trasporto floematico e le relazioni sink-source negli organi della pianta. L'assimilazione del nitrato e dell'ammonio. La fissazione biologica dell'azoto. L'assimilazione dello zolfo. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi. La via dell'acido scichimico. Acquisizione e ruolo di fosfato e macronutrienti cationici. Ruolo dei micronutrienti. Acquisizione del ferro.
APPROFONDIMENTI SUL METABOLISMO PRIMARIO E RISPOSTE ALLA LUCE (1 CFU) - La germinazione del seme. Il metabolismo lipidico nelle piante. Il ciclo del gliossilato. La gluconeogenesi. La respirazione nelle piante: i sistemi coinvolti nel trasporto di potere riducente e l'ossidasi alternativa. Sistemi cellulari coinvolti nella trasduzione del segnale. Le risposte alla luce blu. La risposta alla luce rossa: il fitocromo.
I REGOLATORI DI CRESCITA E LE RISPOSTE AGLI STRESS ABIOTICI (1 CFU) - Concetti generali sugli 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.
METABOLISMO SECONDARIO NELLE PIANTE (1 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 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. Strategie sperimentali per il miglioramento della produzione di metaboliti secondari.
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:
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.