Fisiologia vegetale

Corso di Laurea: Scienze e Tecnologie agrarie__
Corso Integrato: Biochimica agraria, Fisiologia vegetale e Biologia dei
microorganismi_- 12 CFU
Modulo:
Fisiologia vegetale (3 CFU)
(3 CFU Lezioni)
Docente
Prof. Pacifico Ruggiero – email: [email protected] - Tel. 080 544 2852
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di fornire allo studente alcuni fondamenti sulle funzioni delle cellule e delle
piante. Gli argomenti della fisiologia sviluppati nel corso riguardano il ruolo e i processi di
trasporto dell’acqua, la nutrizione minerale, la composizione e il ruolo della rizosfera,
l’organizzazione del trasporto di membrana nelle piante, l’assimilazione dell’azoto (richiami) e
dello zolfo, il trasporto a lunga distanza dei soluti, le vie di traslocazione nel floema, i rapporti
fra luce, foglie e fotosintesi. Altri importanti aspetti saranno oggetto di studio nei corsi di laurea
specialistica.
Competenze acquisibili
I concetti di fisiologia vegetale presentati consentono allo studente di comprendere l’intimo
legame fra struttura e funzione nelle piante, i meccanismi di controllo dei fattori della
produzione vegetale, i processi di sviluppo e di adattamento ai fattori ambientale della pianta
Le conoscenze di base acquisite sono da considerarsi propedeutiche per affrontare lo studio
delle discipline applicate, caratterizzanti il corso di studio.
Programma (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore)
Numero di ore
Argomenti
N. CFU
Lezioni
Esercitazioni
L’acqua e la pianta. Proprietà dell’acqua. Osmosi e
turgore. Potenziale chimico dell’acqua. Potenziale
osmotico e potenziale idrico. Processi di trasporto
dell’acqua: diffusione, flusso di massa, osmosi.
Il
trasporto attraverso le aquaporine. Assorbimento
radicale dell’acqua e trasporto nello xilema. La
traspirazione e regolazione stomatica.
0.6
6
--
Nutrizione minerale. Macro e micronutrienti,
nutrienti
essenziali.
Associazioni
micorriziche.
Trasferimento dei soluti. Rizosfera. Via apoplastica e
via simplastica. Lo spazio libero apparente. Trasporto
transmembrana. Legge di Fick. Equazione di Nernst.
Potenziale di membrana. Equazione di Goldmann.
Potenziale Donnan. Diffusione. Organizzazione del
1.2
12
--
trasporto attraverso le membrane: pompe, carriers,
canali. Trasporto attivo primario e secondario. Le
ATPasi ed i gradienti ionici.
Assimilazione di nutrienti minerali: assimilazione
dell’azoto (richiami), dello zolfo e del fosfato.
Assimilazione e trasporto del nitrato e dell’ammonio.
Interazione fra l’assimilazione del nitrato e il
metabolismo del carbonio. Assimilazione e trasporto
del solfato. Assimilazione riduttiva del solfato.
Funzione del glutatione e dei suoi derivati.
0.4
4
--
Trasporto a lunga distanza. Vie di traslocazione. Il
trasporto
xilematico
e
floematico.
Modelli
di
traslocazione: dal source al sink. Sostanze traslocate
nel
floema
e
meccanismo
di
traslocazione.
Caricamento e scaricamento del floema. Allocazione e
ripartizione degli assimilati.
0.4
4
--
La fotosintesi: considerazioni fisiologiche ed
ecologiche. Luce, foglie e fotosintesi. Risposte
fotosintetiche alla luce in foglie intere. Risposte
fotosintetiche all’anidride carbonica e al calore.
0.4
4
--
3
30
0.4
Totale
Esame
L’esame consiste in una prova orale sugli argomenti sviluppati durante le ore di lezione.
Materiale di studio
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Taiz, L., Zeiger, E., Fisiologia vegetale. Piccin Editore. 2002
Alpi, A., Pupillo, P., Rigano, C., Fisiologia delle Piante. EdiSES S.r.L. Editore. 2000
Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochimica e Biologia molecolare delle piante.
American Society of Plant Physiologitsts. 2007
Appunti dalle lezioni
Materiale bibliografico di approfondimento
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Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochimica e Biologia molecolare delle piante.
American Society of Plant Physiologitsts. 2007
Marschner, H., Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. 1995.
Pessarakli M. (ed.) Handbook of Plant and Crop Physiology. Dekker. 1995
Siti Web per argomenti
Orario di ricevimento
Orari di ricevimento. Tutti i giorni su appuntamento
Ausili didattici
Gli argomenti del corso saranno trattati con l’ausilio di proiezioni di lucidi e di presentazioni in
Power Point.
Per gli studenti a tempo parziale si consiglia come testo di riferimento: Taiz, L., Zeiger, E.,
Fisiologia vegetale. Piccin Editore. 2002
.
Per gli studenti stranieri (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) si consigliano come testi di riferimento
in lingua inglese
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Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochemistry and Molecular Biology of Plants.
American Society of Plant Physiologitsts. 2000
Marschner, H., Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. 1995.
Pessarakli M. (ed.) Handbook of Plant and Crop Physiology. Dekker. 1995
Bachelor Programme: Agricultural Sciences and Technology
Integrated Course:
Agricultural Biochemistry, Plant physiology and Biology of
microorganisms – 12 CFU
Module:
Plant Physiology (3 CFU)
(3 CFU Lectures)
Professor
Prof. Pacifico Ruggiero – email: [email protected] - Tel. 080 544 2852
Educational Goals
The course provides the basic knowledge on some important functions of cells and plants.
Topics dealt with will be the role and processes of water transport, mineral nutrition,
composition and function of the rhizosphere, organization of the membrane transport, nitrogen
and sulfur uptake, long distance transport of solutes in plant, phloem transport pathways,
relationships between light, leaves, photosynthesis.
Other important topics of plant physiology will be studied in master programme.
Acquirable skills
The concepts of plant physiology are presented to allow beginning students the knowledge of
close linkage between structure and function in plants, of the mechanisms controlling the
elements of plant production, of the adaptation processes of the plant to environmental
factors. Such skills are required to deal with the applied disciplines distinguishing the course.
Programme (1 ECTS of Lecture = 8 hours; 1 ECTS of Laboratory and classes = 14 hours)
Number of hours
Topic/Subject
N. ECTS
Lecture
Lab & field cl.
Plant and water: Properties of water. Osmosis and
turgor. Chemical potential of water. Osmotic potential
and hydro potential. Transport processes of water:
diffusion, mass flow, osmosis. Water transport through
aquaporins. Root uptake of water and xylem transport.
Transpirational
water
movement
and
stomatal
regulation.
0.6
6
--
Mineral nutrition: Macro- and micronutrients, essential
nutrients. Mycorrhizae association. Transport of solutes.
Rhizosphere. Apoplastic and symplasmic pathways.
Apparent free space. Membrane transport. Fick’s law.
Nernst’s equation. Membrane potential. Goldmann’s
equation. Donnan’s potential. Diffusion. Organization of
transport at plant membranes: pumps, carriers, ion
channels. Primary and secondary transport. ATPases
and ion gradients.
1.2
12
--
Nutrients uptake. Nitrogen, sulfur and phosporus
uptake. Nitrate and ammonium uptake and transport.
Interaction between nitrate assimilation and carbon
metabolism. Sulfate uptake and transport. The reductive
sulfate assimilation pathway. Function of glutathione
and its derivatives.
0.4
4
--
Long-distance
transport.
Transport
pathways.
Comparison of xylem and phloem transport. Transport
models: from source to sink. Substances transported in
phloem and transport mechanisms. Phloem loading and
unloading. Allocation and metabolites distribution.
0.4
4
--
Photosynthesis:
physiological
and
ecological
aspects.
Light,
leaves
and
photosynthesis.
Photosynthetic responses to the light in the entire
leaves. Photosynthetic responses to carbon dioxide and
heat.
0.4
4
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3
30
--
Total
Exam
The exam consists of an oral test with questions related to the programme.
Support materials
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Taiz, L., Zeiger, E., Fisiologia vegetale. Piccin Editore. 2002
Alpi, A., Pupillo, P., Rigano, C., Fisiologia delle Piante. EdiSES S.r.L. Editore. 2000
Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochimica e Biologia molecolare delle piante.
American Society of Plant Physiologitsts. 2007
• Notes of the lectures distributed during the course.
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Additional readings
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Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochimica e Biologia molecolare delle piante.
American Society of Plant Physiologitsts. 2007
Marschner, H., Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. 1995.
Pessarakli M. (ed.) Handbook of Plant and Crop Physiology. Dekker. 1995
Topics in Web site
Visiting hours
Official visiting hours: All days by previous agreement.
Teaching procedures
Lectures will be presented by overheads and Powerpoint presentation.
For foreign students (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) the titles of the text book in english
language are:
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Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochimica e Biologia molecolare delle piante.
American Society of Plant Physiologitsts. 2007
Marschner, H., Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. 1995.
Pessarakli M. (ed.) Handbook of Plant and Crop Physiology. Dekker. 1995