DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE E SCIENZE DELLA VITA – DBSV A.A. 2016-2017 Laurea Triennale in Scienze e Tecnologie Biologiche FISIOLOGIA VEGETALE SCV0120 Docente: Candida Vannini CFU SSD Lezioni (ore) Esercitazioni (ore) Laboratorio (ore) Visite aziendali (ore) Anno Semestre Lingua 6 BIO/04 32 - 32 - III II Italiano OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO Presentazione Il corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai processi biochimici, biofisici e molecolari fondamentali per il funzionamento delle piante. Verranno descritte le interazioni della pianta con l’ambiente. Il corso prevede attività di laboratorio per favorire la comprensione di alcuni argomenti trattati nell'ambito del corso. Obiettivi formativi L'obiettivo dell'insegnamento è quello di far acquisire agli studenti una visione integrata delle funzioni vitali delle piante e delle interazioni pianta-ambiente Inoltre il corso costituisce una opportunità per gli studenti di acquistare manualità in laboratorio, capacità di implementare protocolli sperimentali e presentare i dati ottenuti. RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI Conoscenza e capacità di comprensione Al termine del modulo, lo studente avrà una conoscenza approfondita delle principali tematiche della fisiologia vegetale. Sarà in grado di comprendere gli effetti dell’ambiente sullo sviluppo delle piante. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente acquisirà le capacità di: - usare la corretta terminologia scientifica; - affrontare e discutere argomenti e problemi di fisiologia vegetale, indispensabile per settori come quello agronomico, biotecnologico, ambientale, etc - pianificare semplici protocolli sperimentali; PREREQUISITI Conoscenze di base di biologia vegetale, biochimica e biologia molecolare. CONTENUTI E PROGRAMMA DEL CORSO A) LEZIONI FRONTALI (4CFU, 40 ore) Relazioni pianta e acqua. Trasporto dell’acqua a livello cellulare. Potenziale idrico. Continuum suolo-pianta atmosfera. Potenziale idrico nel suolo, assorbimento radicale, pressione radicale e DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE E SCIENZE DELLA VITA - DBSV Segreteria didattica guttazione. Struttura e funzione dello xilema. Traspirazione. Stomi: struttura e regolazione. Nutrizione minerale e assimilazione (azoto). Elementi nutritivi essenziali. Micorrize. Organismi azoto-fissatori e simbiosi. Assorbimento e riduzione del nitrato ad ammonio nelle piante. Assimilazione dell'ammonio (GSGOGAT). Fotosintesi. Luce. I pigmenti fotosintetici: struttura e funzione. Organizzazione dell’apparato foto sintetico. Trasporto ciclico e non ciclico degli elettroni. Trasporto transmembrana di H+ e sintesi di ATP; Fotoinibizione. Fotorespirazione: reazioni ed effetti sull’assimilazione del carbonio. Piante C4 e piante CAM. Influenza dei fattori ambientali sul processo fotosintetico. Il ciclo di Calvin: reazioni e regolazione luce/buio. Sintesi di saccarosio, amido primario e secondario. Floema: anatomia e citologia; caricamento del floema; direzione e velocità del trasporto. Fitormoni: biosintesi, traslocazione, meccanismi di azione e effetti fisiologici di auxine, gibberelline, citochinine, etilene, acido abscissico, brassinosteroidi. Fotorecettori e ruoli fisiologici: germinazione, fotomorfogenesi, controllo della fioritura. Aspetti fisiologici della risposta delle piante a stress biotici e abiotici. B) LABORATORIO (2 CFU, 32 ore) Le attività di laboratorio sono 8 di 4 ore ciascuna e si svolgeranno presso i laboratori didattici di biologia sperimentale e di chimica. Gli argomenti trattati saranno i seguenti: • Estrazione e caratterizzazione di pigmenti fotosintetici. Quantificazione delle clorofille a e b in piante cresciute in differenti condizioni ambientali • Misura delle attivita’ antiossidanti in condizioni di stress • Misura del flusso fotosintetico di elettroni in tilacoidi isolati di spinacio • Analisi del proteoma di foglie durante l’inverdimento mediante elettroforesi e immunoblotting • Analisi zuccheri riducenti in semi integri o senza embrione • Analisi in vitro della risposta delle piante agli ormoni • Micropropagazione di espianti vegetali TIPOLOGIA DELLE ATTIVITÀ DIDATTICHE Il corso prevede lezioni frontali (4 CFU) ed esercitazioni di laboratorio (2 CFU). Nelle ore di lezione frontale, il trattamento degli argomenti sarà svolto con l’ausilio di presentazioni proiettate in aula. Le attività di laboratorio si svolgeranno presso i laboratori di biologia sperimentale del DBSV in via Dunant 3. La frequenza dei laboratori didattici e’ obbligatoria (con limite massimo di assenze pari al 25% delle ore totali previste). Per ogni attività di laboratorio saranno fornite schede tecniche con la descrizione del protocollo sperimentale da eseguire. Inoltre viene assicurata la presenza dell’insegnante e di uno o più esercitatori durante tutta l’attività di laboratorio. TESTI E MATERIALE DIDATTICO • Taiz-Zeiger, Fisiologia vegetale, Editore Piccin • Rascio N. et al. Elementi di fisiologia vegetale, Editore Edises. • Slide delle lezioni MODALITÀ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO La prova d’esame consiste in un colloquio orale in cui saranno valutate la conoscenza e la comprensione dei concetti presentati a lezione e la capacità di utilizzare conoscenze acquisite per ragionare in modo autonomo sulle problematiche del settore. La prova prevede domande sugli argomenti trattati durante il corso. Le conoscenze acquisite durante le attività di laboratorio saranno valutate con domande specifiche durante la prova finale. ORARIO DI RICEVIMENTO E RECAPITO MAIL Ricevimento previo appuntamento con il docente ([email protected]). 2 DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE E SCIENZE DELLA VITA - DBSV Segreteria didattica Calendario delle attività didattiche Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS Appelli d'esame Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli 3