Fisiologia e biochimica vegetali - Fisiologia vegetale (2008/2009)

Corso disattivato non visibile

Codice insegnamento
4S00281
Docente
Roberto Bassi
crediti
4
Altri corsi di studio in cui è offerto
Settore disciplinare
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE
Lingua di erogazione
Italiano
Sede
VERONA
Periodo
2° Sem dal 9-mar-2009 al 12-giu-2009.

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Orario lezioni

Obiettivi formativi

Il corso si propone di dare una visione integrata del funzionamento dell’organismo vegetale come risultate dal co-adattamento tra le diverse funzioni biochimiche e cellulari che si esprimono in maniera differenziata nei diversi organi e tessuti della pianta. Verranno illustrati le differenze principali tra la fisiologia degli organismi eterotrofi ed autotrofi ed i particolari adattamenti di questi ultimi necessari alla vita nelle condizioni ambientali caratterizzate da una disponibilità di energia (luce) a bassa concentrazione. Lo studente dovrà considerare gli effetti dell’integrazione metabolica, strutturale e funzionale ed identificare quali siano i fattori limitanti la produttività delle piante agrarie. Importanza verrà data ai metodi di studio della fisiologia vegetale e all’uso della genetica e della biofisica. Il modulo di esercitazioni sarà diretto ad illustrare aspetti metodologici della genetica funzionale.
Parole chiave: autotrofia, biofisica, fisiologia, integrazione struttura-funzione.

Programma

Lezioni teoriche:

1. Introduzione: cos’è la fisiologia vegetale e delimitazione del suo campo di indagine. Metodi di studio. Significati e adattamenti dell’autotrofia vs eterotrofia. Organizzazione strutturale e funzionale della pianta rispetto alla densità di energia della luce incidente. Densità di materia vivente di una pianta vs animale.

2. Differenze tra cellula vegetale e animale: plastidi e cloroplasto, mitocondrio, vacuolo, perossisoma. (argomento già trattato in biochimica vegetale – comunque le allego la presentazione che ho usato io)

3. L’acqua. Osmosi, flusso di massa. Il potenziale chimico dell’acqua. Assorbimento radicale. Lo xilema, struttura e funzione. Movimento dell’acqua nello xilema: "Cohesion tension theory". Cavitazione e meccanismi di protezione\recupero. Origine della tensione. La foglia: gli stomi e la traspirazione.

4. Struttura e funzioni delle membrane biologiche. Relazioni ioniche cellulari: energetica di processi di trasporto, equazione di Nernst, origine della differenza di potenziale elettrico transmembrana, meccanismi di trasporto (traslocatori, canali, pompe).

5. Fisiologia dell’acquisizione dei nutrienti minerali, macro- e micro-nutrienti. Il concetto di elementi essenziali.

6. Il floema: struttura funzione. Pressure-flow hypothesis. Il trasporto: composizione della linfa floematica, loading e unloading.

7. Biosintesi della cellulosa e sua deposizione nella parete cellulare. La parete cellulare: estensibilità, teoria della crescita acida. Le espansine. La polarità della crescita, il Ca2+.

8. Ciclo cellulare e crescita dell’organismo vegetale: formazione del seme, dormienza e germinazione. Sintesi\mobilizzazione di amido, proteine di riserva e lipidi di riserva.

9. Percezione e trasduzione del segnale.

10. Gli ormoni vegetali. Le auxine: struttura, biosintesi, movimento dell’IAA, modello chemiosmotico del trasporto polare. Meccanismo d’azione dell’auxina. Acido abscissico (ABA): sviluppo e dormienza del seme. ABA e chiusura degli stomi. Accenni agli altri ormoni delle piante.

11. Fitocromo: la percezione della luce come informazione, la luce rossa-rosso lontano, crescita e sviluppo, fotoperiodismo. Le risposte alla fluenza: VLFR, LFR e HIR. La struttura del fitocromo, attività chinasica, localizzazione nella pianta e localizzazione cellulare.

12. Criptocromo: la luce blu ed UVA. Fototropismo e luce blu. Regolazione dell’apertura degli stomi. Caratterizzazione dei geni coinvolti nella percezione della luce blu: mutanti Hy4 e mutanti Cry. Fototropismo.


Esercitazioni pratiche:

- Sistemi modello per la genetica fisiologica: Chlamydomonas reinhardtii, Physcomitrella patens, Arabidopsis thaliana, Hordeum vulgare. Ricombinazione omologa ed eterologa. Aploidia e diploidia. Autotrofia e mixotrofia. Vantaggi/svantaggi dei diversi modelli.
-
Mutagenesi chimica ed inserzionale.

Selezione fenotipica: fenotipi visibili, fenotipi fisiologici, fenotipi biofisici.

Caratterizzazione fisiologica dei mutanti foto sintetici selezionati: cinetica di induzione di fluorescenza, curve di Kautsky.
Caratterizzazione biochimica dei mutanti foto sintetici selezionati: composizione in pigmenti, immunoblotting con anticorpi marcatori per le proteine foto sintetiche.

Modalità d'esame

La prova di esame ha due componenti:

a) Prova scritta con domande semplici a scelta multipla: Serve come ammissione alla prova di esame orale. Può essere utilizzata anche come prova unica ma, in questo caso il voto massimo raggiungibile è 24. La relazione individuale sulle esercitazioni è necessaria per lo svolgimento della prova. Relazioni che risulteranno essere cloni di altre verranno rifiutate.

b) Prova orale: Discussione con il docente su argomenti riguardanti lezioni teoriche ed esercitazioni. E’ possibile portare come argomento a scelta un articolo scelto tra una lista proposta ed illustrato in forma di powerpoint.

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