08211 - ECOFISIOLOGIA VEGETALE

Anno Accademico 2021/2022

  • Docente: Mirko Zaffagnini
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: BIO/04
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Scienze e gestione della natura (cod. 9257)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente avrà acquisito una visione critica ed approfondita delle principali tematiche dell’ecofisiologia vegetale riguardanti la fotosintesi, il metabolismo, i rapporti pianta-terreno, piante-radiazione luminosa e pianta-atmosfera, nonché elementi di fisiologia degli stress biotici e abiotici e di risposte difensive delle piante. Pertanto, lo studente sarà in grado di valutare in senso generale lo stato fisiologico di una vegetazione e di comprenderne i meccanismi di funzionamento e adattamento all’ambiente, giovandosi anche di un laboratorio personalizzato intensivo.

Contenuti

Il suolo e l’acqua. Assorbimento radicale. Traspirazione. Gli stomi: organizzazione, funzionalità a regolazione. Elementi nutritivi essenziali. Carenze di nutrienti minerali. Trasporti di membrana, relazioni idriche cellulari e nutrizione minerale. Acquaporine. Pompe protoniche della cellula vegetale. Micorrize.

Assimilazione dell'azoto. Assorbimento e riduzione del nitrato ad ammonio. Assimilazione dell'ammonio. Il ciclo dell’azoto. Le piante carnivore.

Assimilazione dello zolfo. Il ciclo dello zolfo. Assorbimento e riduzione del solfato. Organicazione del solfuro. Sintesi di composti solforati (e.g. metionina e glutatione).

Fotosintesi (fase luminosa). Luce. Cloroplasti. Pigmenti fotosintetici: clorofille, carotenoidi e ficobiliproteine. Fotosistemi. Struttura e funzionamento del fotosistema II. Citocromo b6f e ciclo Q. Struttura e funzionamento del fotosistema I. ATP sintasi dei cloroplasti. Schema Z. Trasporto fotosintetico non ciclico (lineare). Evoluzione della fotosintesi e degli organismi fotosintetici.

Fotosintesi (fase metabolica). Metabolismo del carbonio. Rubisco: struttura, reazioni, regolazione. Ciclo di Calvin e regolazione luce/buio. Fotorespirazione. Fotosintesi lorda e netta. Meccanismi di concentrazione della CO2. Piante C4: schema metabolico generale, anatomia e differenziazione tra cloroplasti. Piante CAM. Rapporti metabolici tra amido e saccarosio. Biosintesi del saccarosio, dell'amilosio e dell'amilopectina. Relazioni sink-source.

Luce come segnale ambientale: fotomorfogenesi e fotorecettori. Fitocromi: caratteristiche molecolari, attivazione e trasduzione del segnale. Fuga dall'ombra. Criptocromi e fototropine.

Metaboliti secondari: classificazione e ruoli fisiologici principali. Artemisinina: biosintesi e utilizzo nella bio-farming.

Seminario sulle piante OGM: generazione, utilizzo, e prospettive future.

Ormoni: concetti generali e biosintesi. Approfondimento sulle vie di segnalazione e regolazione dei diversi ormoni attraverso seminari svolti dagli studenti.


 

Laboratorio (1 CFU)

Purificazione di cloroplasti da materiale fogliare di diversa origine. Estrazione dei pigmenti fotosintetici e determinazione spettrofotometrica del contenuto di clorofille e dei carotenoidi. Misura delle proteine (metodo Bradford) e separazione delle proteine cloroplastiche mediante gel elettroforesi. Calcoli e considerazioni finali.

Testi/Bibliografia

Rascio N, Carfagna S, Esposito S, La Rocca N, Lo Gullo MA, Trost P, Vona V (2017) Elementi di Fisiologia vegetale. EdiSES .

Metodi didattici

Il corso (5 CFU) sarà tenuto mediante lo svolgimento di lezioni frontali accompagnate dalla proiezione di immagini e schemi (power point). Il docente si rende disponibile per eventuali domande e chiarimenti sia durante che alla fine della lezione. La parte di laboratorio comprenderà una breve lezione introduttiva in cui verrà spiegato il protocollo sperimentale che tutti gli studenti saranno tenuti a eseguire singolarmente. Il laboratorio si conclude con un analisi comparativa dei dati raccolti dai singoli studenti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale dove verranno poste ai candidati domande inerenti al contenuto del corso allo scopo di valutarne le conoscenze e la visione generale.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si svolgerà in aule dotate di proiezione da PC. Tutte le lezioni saranno svolte con l'ausilio di mediante presentazioni power point. I file delle presentazioni power point saranno messi a disposizione degli studenti alla fine del corso. Il corso di laboratorio si svolgerà in un laboratorio didattico a postazione singola, attrezzato con centrifughe, spettrofotometri e celle elettroforetiche.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mirko Zaffagnini

SDGs

Sconfiggere la fame La vita sulla terra

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.