UNIVERSITÀ DI PISA
Facoltà di agraria
CdL Scienze Agrarie
Ecofisiologia Vegetale
docente: Prof. Nello Ceccarelli
a.a. 2010-2011
Recapiti
Dipartimento di Biologia
Unità di Fisiologia vegetale
Indirizzo: Via Mariscoglio, 34
tel:
2211582
e-mail:
[email protected]
Ricevimento
Quando: Tutti i giorni previo appuntamento
telefonico o per e-mail
Dove: Dipartimento di Biologia
Unità di Fisiologia Vegetale
via Mariscoglio, 34 Pisa
Programma
Introduzione
• La Fisiologia vegetale: lo studio delle funzioni della pianta
• Il controllo del metabolismo
• L’ecofisiologia vegetale: lo studio delle risposte delle piante
all’ambiente
• Principi generali della risposta delle piante all’ambiente
• Il metodo comparativo
• Adattamento e Acclimatazione
• Plasticità fenotipica
La fotosintesi
• La radiazione solare. Distribuzione della radiazione nelle
vegetazioni e relazione tra assimilazione fotosintetica e
superficie fogliare.
• Fisiologia della fotosintesi: assorbimento della luce e pigmenti
fotosintetici, struttura e organizzazione dell’apparato
fotosintetico, trasporto elettronico, fotofosforilazione, ciclo
C3 e fotorespirazione. Metabolismi fotosintetici C4 e CAM e
loro significato adattativo.
• Resa quantica dei diversi metabolismi fotosintetici.
• Efficienza della conversione fotosintetica dell’energia solare.
• Risposte fotosintetiche alla densità di flusso quantico e alla
concentrazione di CO2 in funzione del tipo di metabolismo
e dell’adattamento.
• Risposte dinamiche della fotosintesi alla radiazione.
• Assimilazione della CO2 nelle piante sciafile ed eliofile.
• Modifiche strutturali e funzionali della membrana
tilacoidale e dei componenti del trasporto elettronico in
relazione all’adattamento.
• Regolazione della intercettazione, conversione e
dissipazione dell'energia luminosa.
• Fotoinibizione, capacità fotosintetica e meccanismi di
dissipazione dell’energia.
Relazioni idriche delle piante
• Le proprietà fisiche e chimiche uniche dell’acqua. Energia
dell’acqua: il potenziale idrico.
• Relazioni idriche delle cellule.
• Flusso dell’acqua nel continuum suolo-pianta-atmosfera.
• Assorbimento radicale dell’acqua, trasporto xilematico e
traspirazione.
• Meccanismo della regolazione stomatica.
• Velocità di traspirazione e influenza delle condizioni
ambientali.
• Trasporto floematico: caricamento e scaricamento del floema.
• Coordinamento delle risposte della pianta alla carenza idrica
e all'evapotraspirazione. Osmoregolazione. Xeromorfismo.
• Resistenza all’embolismo.
• Tolleranza al disseccamento.
• Efficienza fotosintetica nell'uso dell'acqua e impiego del Δ13C.
• Resistenza alla salinità. Soluti osmocompatibili e di
protezione, compartimentazione, esclusione, secrezione dei
sali.
La nutrizione minerale delle piante
• Elementi minerali e loro funzione nella pianta.
• Trasporto dei soluti attraverso membrana. Il potenziale di
Nernst. Proteine di trasporto dei soluti. Assorbimento e
trasporto ioni nella radice.
• Biodisponibilità degli elementi minerali.
• Equilibrio tra fase solida e soluzione circolante. Potere
tampone e pH. Assorbimento radicale e movimento ioni.
• Mobilità degli ioni, zone di esaurimento e competizione
radicale.
• Risposte della pianta alla disponibilità dei nutrienti.
• Regolazione dei sistemi di trasporto.
• Assorbimento ioni e crescita radice. Ruolo dei peli radicali.
• Localizzazione nutrienti e formazione radici laterali.
• Secrezioni radicali e loro ruolo ecologico. Radici proteoidi.
Esoenzimi.
• Acquisizione del Fe
• Assimilazione dell’N e dello S.
Gli ormoni delle piante
• Il sistema di regolazione ormonale.
• Le principali famiglie ormonali: auxine, gibberelline, acido
abscissico, etilene, citochinine.
• Struttura chimica, biosintesi e metabolismo e trasporto.
• Trasduzione del segnale ormonale.
• Principali azioni fisiologiche e ruolo nei processi di crescita e
sviluppo. Interazioni ormonali.
• Altre sostanze con azione di tipo ormonale.
• Principali usi agrari dei fitoregolatori.
Percezione della luce come segnale ambientale
• La radiazione nell’ambiente naturale: irradianza e qualità
spettrale.
• I fotorecettori. Il fitocromo: proprietà fotochimiche e
biochimiche. Fotoconversione.
• Varietà di risposte mediate dal fitocromo.
• La famiglia dei fitocromi: funzioni ecologiche dei diversi
fitocromi.
• Trasduzione del segnale dei fitocromi.
Processi di sviluppo e transizione di fase
• Fisiologia della fioritura.
• Cambiamenti di fase.
• Geni che controllano l’identità del meristema e
l’organogenesi fiorale. Il modello ABC.
• Induzione ed evocazione della fioritura, ritmi circadiani e
controllo fotoperiodico.
• Sequenze biochimiche che controllano la fioritura.
ESERCITAZIONI
1 Uso dello spettrofotometro per la determinazione di una
molecola.
2 Fotosintesi. Estrazione e separazione dei pigmenti fotosintetici;
determinazione spettrofotometrica della clorofilla a, b e totale.
3 Relazioni idriche. Misura del potenziale idrico con il metodo
del cambiamento di volume.
4 Influenza del substrato sull’attività della nitrato riduttasi di orzo.
5 Ormoni I. Analisi quantitativa di un ormone: estrazione materiale
vegetale e purificazione.
6 Ormoni II. Analisi quantitativa di un ormone: saggio biologico.
Materiale didattico
1.Taiz – Zeiger, "Fisiologia Vegetale"
2.
Hopkins – Hüner, "Fisiologia Vegetale"
H. Lambers, S.F. Chapin, T. Pons
Plant Physiological Ecology
Springer-Verlag, Berlin.
Materiale fornito dal docente (diapositive, dispense,
schede) scaricabile dal portale e-learning
www.plantphys.net: materiale complementare del
Taiz -Zeiger
Iscrizione al corso di Ecofisiologia
sul portale Elearning
Usare username e password utilizzati
per il portale degli studenti Alice
Necessario fornire in indirizzo email valido
Password aggiuntiva per il Corso di Ecofisiologia:
fisecol
Modalità dell’esame
Esame orale.
In aggiunta all’esame orale, in occasione del
primo o secondo appello sarà possibile
sostenere l’esame anche sotto forma di test
scritto
Commissione di esame
Prof. N. Ceccarelli (presidente), Prof. P. Picciarelli
Supplenti: Dott. L. Pistelli, Dott. L. Guglielminetti
Ricevimento
Quando: Tutti i giorni previo appuntamento
telefonico o per e-mail
Dove: Dipartimento di Biologia
Unità di Fisiologia Vegetale
via Mariscoglio, 34 Pisa.
