Programma

a.a.. 2007-2008
Corso integrato di:
CHIMICA AGRARIA (PV)
CFU: 9
Moduli didattici:
1. BIOCHIMICA(6 CFU)
2. FISIOLOGIA (3 CFU)
Modulo didattico:
Biochimica (6 CFU)
Docente: Prof. Maria Rosaria Panuccio
Obiettivi e contenuto del corso
Il corso ha per oggetto lo studio dei principali processi biochimici e
fisiologici coinvolti nel metabolismo vegetale e finalizzati alla crescita,
produzione di energia metabolica, acquisizione dei nutrienti, produzione di
biomassa. Le lezioni teoriche che verteranno sull’illustrazione dei cicli
anabolici e catabolici nella pianta, saranno affiancate ad esercitazioni in
laboratorio per la determinazione di alcune attività enzimatiche e
l’isolamento e purificazione di alcune biomolecole vegetali.
Programma
1. Cenni di Termodinamica. La prima e la seconda legge della
Termodinamica. Energia libera. Gli equilibri chimici e lo stato standard.
2. L‘Acqua. Struttura dell‘acqua. Proprietaà fisiche dell‘acqua: effetto
idrofobico, osmosi e diffusione. Proprietà chimiche dell‘acqua:
ionizzazione, chimica acido-base, tamponi.
3. Le Biomolecole: Amminoacidi:
stereochimica e funzioni.
struttura,
proprietà
chimiche,
4. Proteine: funzione, struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria,
punto isoelettrico, metodi sperimentali di separazione e purificazione
5. Carboidrati: classificazione, configurazione
disaccaridi e polisaccaridi : caratteristiche e funzioni.
e
conformazione,
6. Lipidi: classificazione, Trigliceridi: struttura e funzioni, Sintesi e
degradazione; doppi strati lipidici.
7. Enzimi: proprietà generali, meccanismo di azione degli enzimi e catalisi
enzimatica, cinetica enzimatica, regolazione dell’attività enzimatica:
meccanismi di inibizione, enzimi allosterici.
8. Il Trasporto attraverso la membrana cellulare: Diffusione facilitata,
Meccanismi di Trasporto Passivo ed Attivo, L’attività ATPasica di
membrana, Assorbimento di cationi ed anioni.
9.
-
Le principali vie metaboliche
Glicolisi
Respirazione
Fotosintesi
Assimilazione di elementi nutritivi minerali
- Assimilazione del nitrato
- Azoto fissazione batterica
- Assimilazione dello zolfo e del Fosfato
Libri di testo:
Scarponi- Biochimica vegetale-Patròn editore
D. Voet- Fondamenti di Biochimica- Zanichelli
Le basi della Biochimica- Zanichelli
Modulo didattico:
Fisiologia delle Piante Coltivate (30 ore)
Docente: Dott.ssa Maria Rosa ABENAVOLI
Obiettivi e contenuto
Lo scopo del corso di Fisiologia delle Piante coltivate è lo studio dei
processi di germinazione, fioritura, maturazione e senescenza delle piante. Il
modulo prevede una prima parte dedicata principalmente ai processi fisici
che hanno luogo nella pianta con particolare attenzione ai rapporti piantaacqua. Una seconda parte descrive il ruolo della nutrizione minerale sulla
crescita e lo sviluppo della pianta, la funzione dei regolatori di crescita ed il
loro meccanismo d'azione.
Programma
1. L'acqua. Struttura e proprietà dell’acqua. Energia libera e potenziale
chimico dell’acqua. Termodinamica e potenziale idrico: misure e
definizione. Componenti del potenziale idrico: potenziale di matrice,
osmotico, gravitazionale, di pressione. La legge di van’t Hoff. Metodi
di misura del potenziale idrico.
2. La pianta e l’acqua. Il movimento dell’acqua: processi di trasporto
dell’acqua, la diffusione, il flusso di massa, l’osmosi. Misure della
velocità di flusso, di permeabilità e di resistenza. Legge di Fick ed
equazione di Poiseuille. Il gradiente di potenziale idrico. La teoria della
coesione. Meccanismi biochimici, molecolari e genetici che regolano
l’apertura e chiusura degli stomi.
3. La nutrizione minerale. Aspetti fisiologici della nutrizione minerale.
Ruolo degli elementi nutritivi e sintomi di carenza. Il suolo come
sorgente di nutriliti. Assorbimento passivo nell’apoplasto ed
assorbimento attivo. Le micorrize. Trasporto nei tessuti della radice
verso lo xilema.
4. L'assimilazione e traslocazione di molecole organiche. Definizione dei
siti di produzione (sources) e di deposito (sinks) di materiale
metabolizzabile. Strutture xilematiche e floematiche; composizione
chimica e proprietà chimico-fisiche dei liquidi xilematici e floematici.
Il ruolo del floema e dello xilema nel processo di traslocazione di
composti organici ed inorganici. Ipotesi di Munch.
5. Accrescimento
e
sviluppo.
Cinetiche
di
accrescimento.
L’accrescimento degli organi della pianta. Fattori che influiscono sui
processi di accrescimento.
6. I fitormoni. Concetto di ormone. Espressioni delle attività ormonali.
Sintesi, traslocazione, meccanismi di azione degli ormoni nella pianta.
Ormoni naturali e sintetici Auxine, Gibberelline, Citochinine, Etilene e
Acido abscissico. Impiego dei fitormoni in agricoltura.
7. Fotomorfogenesi e fotoperiodo. Fitocromo. La natura fisica e chimica
del fitocromo. Meccanismi d’azione biochimici e molecolari del
fitocromo. Processi biochimici e fisiologici luce e fitocromo
dipendenti: dormienza, germinazione, crescita, morfogenesi,
fotoperiodismo.
8. La morfogenesi. I principi del differenziamento cellulare.
L’accrescimento degli organi della pianta. La totipotenza. L’utilizzo
della totipotenza per le colture in vitro: colture di singole cellule e di
protoplasti, colture di tessuto, micropropagazione.
9. La germinazione. Aspetti fisici, chimici e biochimici che governano il
processo di germinazione. Le tappe del processo di germinazione e
l’intervento degli ormoni. Il passaggio dal regime eterotrofo della
plantula a quello fotoautotrofo. Condizioni ambientali che controllano
la germinazione.
Testi consigliati
Fisiologia vegetale. Taiz, E. Zeiger. Editore Piccin.
Fisiologia vegetale. Alpi, Pupillo, Rigano Edises.