Plant Physiology and Biochemistry - Fisiologia e Biochimica vegetale teoria (2005/2006)

Learning outcomes

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.

Biochimica Vegetale
1. La fotosintesi. Struttura delle membrane fotosintetiche. I pigmenti fotosintetici. Assorbimento della luce e trasferimento dell'energia di eccitazione: le proteine antenna. Il PSII ed il PSI: lo schema Z, il complesso b6f, la plastocianina. Fotofosforilazione lineare e ciclica. Sistemi di fotoprotezione.
2. Ciclo di Calvin e fotorespirazione. La Rubisco e la Rubisco-attivasi, meccanismo di reazione. Meccanismi alternativi di fissazione della CO2, metabolismo C3, C4 e CAM. Regolazione della fotosintesi, la tioredossina.
3. Fissazione ed organicazione dell'azoto. La nitrogenasi. La leghemoglobina. La simbiosi con i batteri azoto-fissatori. La riduzione del nitrato e del nitrito, caratteristiche della nitrito reduttasi. Metabolismo dello zolfo.
4. Biosintesi e degradazione dell'amido. Degradazione delle proteine e sintesi\mobilizzazione delle proteine di riserva e lipidi di riserva.

Fisiologia Vegetale
1. 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.
2. La parete cellulare: estensibilità, teoria della crescita acida. Le espansine. La polarità della crescita, il Ca2+.
3. 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.
4. Il floema: srtuttura funzione. Pressure-flow hypothesis. Il trasporto: composizione della linfa floematica, loading e unloading.
5. 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.
6. 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.
7. Le auxine: struttura, biosintesi, movimento dell’IAA, modello chemiosmotico del trasporto polare. Meccanismo d’azione dell’auxina.
8. Acido abscissico (Aba): sviluppo e dormienza del seme. Aba e chiusura degli stomi. Accenni agli altri ormoni delle piante.

prova orale