Fisiologia Vegetale

Obiettivo formativo del corso è quello di sviluppare le competenze teoriche e abilità sperimentali necessarie alla comprensione dei processi fondamentali che regolano la vita delle piante. Oltre alla considerevole importanza della conoscenza dei meccanismi alla base della vita delle piante nel contesto biologico-generale, la Fisiologia Vegetale assume un ruolo centrale per le numerose implicazioni che essa ha in diverse aree di conoscenza e contesti applicativi come, ad esempio, il Miglioramento Genetico delle piante, la Biochimica e Biologia Molecolare, la Farmacologia, la Patologia Vegetale, le Biotecnologie Agroindustriali.

Programma delle lezioni del corso
-Accrescimento e sviluppo.
-Auxine: Generalità e Trasduzione del Segnale (trasporto polare, crescita per distensione, fotoperiodismo, gravitropismo).
-Gibberelline, Citochinine, Etilene, Acido Abscissico, Brassinosteroidi: Generalità e Trasduzione del Segnale.
-Fotomorfogenesi, Fotorecettori e Risposte delle piante alle variazioni della qualità spettrale della luce.
-Fotoperiodismo.
-Controllo della Fioritura.

Argomenti delle esercitazioni in laboratorio:
1) Determinazione del potenziale idrico in glicofite e alofite, metodo dell'incremento/perdita di peso;
2) Fotosintesi: preparazione di vescicole tilacoidali e loro uso nella reazione di Hill;
3) La tensione superficiale e la capillarità: derivazione fisico matematica della legge di Jurin e realizzazione di un capillare a raggio variabile che ne metta in evidenza le caratteristiche di un ramo di iperbole equilatera.

Botanica; Fisica; Biochimica; Chimica Organica

Testi adotati

FISIOLOGIA VEGETALE, Lincoln Taiz e Eduardo Zeiger, editore PICCIN, QUARTA EDIZIONE ITALIANA (dalla Quinta edizione in lingua Inglese)

PLANT PHYSIOLOGY, Lincoln Taiz and Eduardo Zeiger, editor SINAUER ASSOCIATES (Sixth EDITION; in english language)

Il corso si svolgerà mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni di laboratorio.
Le lezioni frontali sono organizzate mediante presentazioni power point che vengono messe a disposizione dello studente.
Le esercitazioni sono organizzate per gruppi (da circa 25 studenti ciascuno) e replicate quindi tre volte in modo da poter permettere a ciascun studente del corso (circa 75 studenti) di avere una postazione sperimentale singola (o a coppie) e di poter attivamente partecipare alla sperimentazione. Prima di ciascun turno gli studenti vengono adeguatamente informati, formati ed addestrati in merito ai rischi inerenti l'esercitazione e provvisti di schede di sicurezza dei materiali utilizzati e dispositivi individuali di protezione. Gli studenti compilano e controfirmano una dichiarazione di avvenuta formazione/informazione/addestramento inerenti i suddetti rischi. Ogni esercitazione è corredata da un percorso formativo esplicato mediante uno stampato che viene fornito a ciascun studente e che contiene quesiti di verifica di comprensione, capacità di calcolo, capacità di applicazione a problematiche associate all'esercitazione.

La frequenza alle lezioni è obbligatoria e in presenza. Lezioni a distanza è prevista solo per le categorie di studenti autorizzate dall'Ateneo.

La prova orale consisterà nella discussione di argomenti inerenti il programma. Potranno essere argomento del colloquio anche le esercitazioni di laboratorio. Sarà valutata la capacità di descrizione degli aspetti teorici, il livello di approfondimento, la chiarezza di esposizione, la capacità di applicazione delle conoscenze acquisite a problematiche complesse, la proprietà di linguaggio.

Obiettivi formativi
Obiettivo formativo del corso di Fisiologia Vegetale è quello di sviluppare le competenze teoriche e le abilità sperimentali necessarie alla comprensione dei processi fondamentali che regolano la vita delle piante, in quanto la conoscenza di tali processi, oltre a rivestire una considerevole importanza culturale nell’ambito delle discipline biologiche, assume un ruolo centrale per le numerose implicazioni applicative quali il miglioramento genetico delle piante, la farmacologia, la patologia vegetale e le biotecnologie agro-industriali.

Programma
La cellula vegetale. La parete cellulare: struttura, biogenesi e ruolo nell’espansione cellulare. L’acqua e le cellule vegetali: struttura e proprietà dell’acqua, processi di trasporto dell’acqua (diffusione, flusso di massa, osmosi), potenziale idrico. Il comportamento osmotico delle cellule vegetali. Le acquaporine. Il bilancio idrico della pianta e il continuum suolo-pianta-atmosfera: l’assorbimento dell’acqua nella radice, il trasporto xilematico (teoria della Tensione-Coesione), la traspirazione. Gli stomi: morfologia, meccanismi di apertura e chiusura, regolazione da parte dei segnali ambientali. Il trasporto dei soluti in soluzione e attraverso una barriera membranosa: il potenziale elettrochimico e l’equazione di Nernst. Il trasporto dei soluti attraverso le membrane biologiche: le proteine di trasporto, il trasporto attivo e passivo, il potenziale di membrana nelle cellule vegetali. La Fotosintesi: le reazioni alla luce. Concetti generali, organizzazione dell’apparato fotosintetico, sistemi antenna, centri di reazione, eccitazione dei pigmenti fotosintetici, catena di trasporto elettronico fotosintetico, schema Z, potenziale redox, fotolisi dell’acqua, plastochinone e complesso citocromico. Formazione del gradiente protonico e sintesi di ATP nel cloroplasto. La regolazione del processo fotosintetico in eccesso di luce: fotoinibizione e fotoprotezione del PSII. La Fotosintesi: le reazioni del carbonio. Ciclo di Calvin-Benson, fotorespirazione, meccanismi di concentrazione della CO2 in piante C4 e CAM, biosintesi dell’amido e del saccarosio, allocazione e accumulo dei fotosintati. La traslocazione nel floema: modello del flusso di pressione, caricamento e scaricamento. La Respirazione: trasporto elettronico mitocondriale, respirazione cianuro resistente, ossidasi alternativa. L’assimilazione dei nutrienti: ciclo dell’azoto , assimilazione del nitrato e dell’ammonio, fissazione biologica dell’azoto. Il metabolismo secondario. Il ruolo funzionale degli alcaloidi.

La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it

Propedeuticità formale: Botanica, Fisica, Biochimica, Chimica organica

Taiz e Zeiger, Fisiologia Vegetale, Piccin Editore, Quarta edizione italiana (dalla quinta edizione di lingua inglese)
Rascio et al., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES
Fisiologia Vegetale Applicata, Piccin

Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Buchanan et al.; John Wiley & Sons Inc
Luigi Sanità di Toppi. Interazioni piante-ambiente. Ed. PICCIN

Il corso si svolgerà con lezioni frontali in aula ed esercitazioni di laboratorio e sarà erogato in presenza.

In presenza (a distanza per le categorie di studenti autorizzate dall'Ateneo)

La prova orale consisterà nella discussione di argomenti inerenti il programma. Potranno essere argomento del colloquio anche le esercitazioni di laboratorio. Sarà valutata la capacità di descrizione degli aspetti teorici, il livello di approfondimento, la chiarezza di esposizione, la capacità di applicazione delle conoscenze acquisite a problematiche complesse, la proprietà di linguaggio.
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