08211 - ECOFISIOLOGIA VEGETALE

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 e non 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 (metabolismo). 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.

Ormoni: concetti generali e biosintesi. Approfondimento sulle vie di segnalazione e regolazione dell’espressione genica mediate dall’auxina e dall’acido abscissico (ABA).

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

 

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 e all’attività sperimentale.

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