Fisiologia e biochimica vegetali (2004/2005)

Obiettivi formativi

Fisiologia vegetale: Questo corso fornisce le conoscenze necessarie a comprendere l'organizzazione ed il funzionamento di un organismo vegetale. Obiettivo formativo specifico del corso è permettere agli studenti del triennio di potere applicare le conoscenze di base di biologia e di biochimica su organismi complessi quali le piante superiori apprendendo anche le possibili applicazioni biotecnologiche. Il corso comprende anche un credito di laboratorio che permette agli studenti di acquisire le basi pratiche di ricerca biochimica su materiale vegetale e di organizzazione di un esperimento sulla fisiologia della pianta.

Fisiologia Vegetale: 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.
* La pianta ed il freddo. Congelamento e scongelamento, calore latente
di fusione. Adattamento al freddo, meccanismi di protezione a livello di
membrana ed a livello apoplastico. Le proteine antigelo.
* I nutrienti minerali, macro- e micro-nutrienti. Il concetto di
elementi essenziali.
* Il floema: srtuttura funzione. Pressure-flow hypothesis. Il
trasporto: composizione della linfa floematica, loading e unloading.
Utilizzo delle Green Fluorescent Proteins nello studio della fisiologia
vegetale.
* 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.
* 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.
* 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.
* Altri ormoni delle piante: citochinine, gibberelline ed etilene.

Biochimica vegetale:
Parte 1 : Luce come sorgente di energia e di informazione nelle piante : meccanismi di controllo del metabolismo primario e secondario.
Parte 2 : Trasporto di elettroni e sintesi di ATP nei batteri, alghe verdi e piante superiori. Trasporto ciclico e lineare. Controllo del trasporto elettronico.
Parte 3 : Fissazione del Carbonio : Ciclo di Calvin, Ciclo di Hatch et Slack, metabolismo CAM. Perspettive di modificazione del métabolismo nelle piante coltivate.
Parte 4 : Biosintesi e mobilizzazione dell’amido nel cloroplasto e nei leucoplasti.Relazioni metaboliche tra cloroplasto e citoplasma. Trasporto degli zuccheri nella pianta.
Parte 5 : metabolismo dell’idrogeno come sorgente di energia. Le idrogenasi nelle alghe verdi, nei cianobatteri e nei batteri termofili. Bioenergetica della produzione di idrogeno.
Parte 6 : Métabolismo dell’azoto. Fissazione simbiotica e batterica dell’azoto atmosferico. Organicazione dell’azoto. Biosintesi degli aminoacidi essenziali.
Parte 7 : Métabolismo dello zolfo. Biosintesi di métionina et cisteina. Il glutatione, le fitochelatine et la detossificazione delle sostanze xenobiotiche. Erbicidi ed inquinanti.
Parte 8 : Métabolismo secondario. La pianta come macchina biosintetica programmabile. A) : i terpénoidi. Biotechnologia dei caroténoïdi per la produztione di coloranti, vitamine et antiossidanti.
Parte 9 : Metabolismo secondario II. Les alcaloïde: biosintesi et produzione dei prodotti farmaceutici nelle piante.
Partie 10 : Metabolismo secondario III. fenilpropanoidi: organizzazione et modificazione genetica di una via metabolica per la produzione di fibre, pigmenti e altri additivi alimentari.
Partie 11 : 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.
Partie 12 : Produzione e immagazzinamento delle proteine di riserva dei semi. Mobilitazione delle riserve proteiche.

prova orale