Fisiologia vegetale e stress-fotosintesi (2019/2020)

Codice insegnamento
4S003261
Crediti
6
Coordinatore
Roberto Bassi
Settore disciplinare
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
teoria 5 I semestre Roberto Bassi

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laboratorio 1 I semestre Roberto Bassi

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Obiettivi formativi

Obiettivi formativi : Il corso di biochimica vegetale si propone di dare una visione integrata di alcuni aspetti fondamentali del metabolismo primario e secondario delle piante e della loro integrazione e influenza reciproca. Il corso si propone di definire alcune vie metaboliche principali e di fornire le basi per le metodologie di analisi metaboliche con metodi biochimici, genetici e biofisici. Lo studio delle basi teoriche verrà integrato dall’illustrazione di applicazioni biotecnologiche dell’ingegnerizzazione delle vie metaboliche in questione. Di particolare importanza sarà la discussione dell’inibizione da ossigeno della fotosintesi e le sue conseguenze per la produttività delle alghe e delle piante coltivate. Infine verrà discusso nei dettagli in ciclo biogeochimico del carbonio.

Prerequisiti : corsi di biochimica generale, genetica.

Programma

Programma del corso 1) Caratteristiche distintive della bioenergetica di animali e piante. Struttura e distribuzione dei geni per funzioni di mobilità e coordinazione (animali) rispetto a (biosintesi di metabiliti secondari (piante). Conseguenze della mobilità verso stazionarietà per gli organismi rispetto all’intensità della sorgente energetica e le condizioni ambientali. 2) Biosintesi della clorofilla 3) Biosintesi dei carotenoidi 4) Struttura della cellula vegetale con particolare riferimento a mitocondri e cloroplasti. Struttura della membrane tilacoidale biogenesi dei sistemi respiratorio e fotosintetico. 5) : Luce come sorgente di energia e di informazione nelle piante : meccanismi di controllo del metabolismo primario e secondario 6) : Trasporto di elettroni e sintesi di ATP nei batteri, alghe verdi e piante superiori. Trasporto ciclico e lineare. Vie alternative del trasporto elettronico. 7) Controllo del trasporto elettronico. Controllo e regolazione dell’assorbimento della luce tra i due fotosistemi. Dissipazione termica e fotoprotezione. 8) Fissazione del Carbonio : Ciclo di Calvin, Ciclo di Hatch et Slack, metabolismo CAM. Perspettive di modificazione del métabolismo del carbonio nelle piante coltivate. 9) Biosintesi e mobilizzazione dell’amido nel cloroplasto e nei leucoplasti.Relazioni metaboliche tra cloroplasto e citoplasma. Trasporto degli zuccheri nella pianta. 10) metabolismo dell’idrogeno come sorgente di energia. Le idrogenasi nelle alghe verdi, nei cianobatteri e nei batteri termofili. Bioenergetica della produzione di idrogeno. 11) Métabolismo dell’azoto. Fissazione simbiotica e batterica dell’azoto atmosferico. Organicazione dell’azoto. Biosintesi degli aminoacidi essenziali. 12) : Métabolismo dello zolfo. Biosintesi di métionina et cisteina. Il glutatione, le fitochelatine et la detossificazione delle sostanze xenobiotiche. Erbicidi ed inquinanti. 13) Inibizione della fotosintesi da ossigeno e conseguenze per la produttività delle alghe e delle piante coltivate 14) Métabolismo secondario. La pianta come macchina biosintetica programmabile. A) : i terpénoidi. Biotecnologia dei caroténoidi per la produzione di coloranti, vitamine et antiossidanti. 15) : Biosintesi e degradazione dei lipidi. Ruolo nell’adattamento delle piante alla temperatura. I lipidi come substrato per la traduzione del segnale e biosintesi dell’acido jasmonico. Bibliografia : Buchanan, Gruissem & Jones : Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Taiz & Zeiger : Plant Physiology.

Modalità d'esame

Modalità di esame: l’esame ha tre componenti.

a) Scritto. In 45 minuti verrà saggiata la capacità dello studente di descrivere le principali vie metaboliche con le formule dei cicli metabolici principali, gli enzimi e d i co-fattori implicati. Inoltre verranno proposte domande a scelta multipla.

b) Orale. Lo studente discuterà gli argomenti del corso cercando di dimostrare spirito critico e consapevolezza della struttura della materia di studio.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
teoria Bassi e altri Biochimica (Edizione 1) edi-ermes 2019 978-88-7051-536-7 Testo di base di biochica generale: contiene un trattamento di base della bioenergetica sia cloroplastica che mitocondriale.
teoria a cura di Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L., Zanichelli Editore. “Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante”  
teoria Anju Krivov Bioenergy 1st Edition (Edizione 1) 2014 9780124081208
teoria Taiz L. Zeiger E. Elementi di Fisiologia Vegetale Piccin 2013
laboratorio Bassi e altri Biochimica (Edizione 1) edi-ermes 2019 978-88-7051-536-7
laboratorio a cura di Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L., Zanichelli Editore. “Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante”  
laboratorio Anju Krivov Bioenergy 1st Edition (Edizione 1) 2014 9780124081208
laboratorio L. Taiz & E. Zeiger Plant Physiology - Third edition (Edizione 3) Sinauer Associates, Inc. 2002 0-87893