Il corso si prefigge di chiarire i processi che fanno delle piante i produttori primari indispensabili per la nutrizione animale e umana. Verrà inoltre trattata la produzione di molecole utili per la salute dell'uomo anche alla luce delle opportunità offerte dall'ingegneria genetica e dalle biotecnologie.

Concetto di autotrofia ed eterotrofia. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Differenze nelle esigenze nutrizionali di piante e animali. Funzioni dei diversi nutrienti contenuti negli alimenti. Valore energetico e nutrizionale delle piante.

Struttura morfologica e anatomica della pianta. La cellula vegetale. Caratteristiche e funzioni dei diversi tessuti. Distinzione delle Angiosperme in monocotiledoni e dicotiledoni.

Principi nutritivi inorganici. Ossigeno. Acqua. Elementi minerali e loro fabbisogno nell'uomo. Biodisponibilità dei minerali. Nutrizione minerale della pianta. Macro- e microelementi essenziali. Assorbimento radicale. Ruolo delle rizodeposizioni. Ecto- ed endomicorrize. Simbiosi con batteri azoto fissatori.

Principi nutritivi organici. Carboidrati quale fonte principale di energia negli animali e nell'uomo. Zuccheri semplici. Zuccheri complessi. Fissazione fotosintetica della CO2. Struttura dei cloroplasti. Fotosistemi. Trasferimento degli elettroni alla luce. Riduzione del NADP+ e sintesi di ATP. Ciclo di Calvin (metabolismo C3). Attività ossigenasica della Rubisco. Metabolismo C4 e CAM. Esempi di piante alimentari CAM (descrizione botanica, diffusione ed uso alimentare di Opuntia ficus indica, Ananas comosum, Vanilla planifolia). Sintesi del saccarosio. Piante saccarifere, in particolare descrizione botanica, origine, diffusione ed utilizzo di canna da zucchero e barbabietola. Trasporto dei fotosintati nella pianta. Biosintesi dell'amido. Piante feculifere (descrizione botanica, origine, diffusione ed uso alimentare di cassava, batata e patata). Il seme grande accumulatore di sostanze di riserva. Cereali. Importanza delle Graminacee. Descrizione botanica, origine, diffusione ed uso alimentare di Triticum aestivum, T. durum, Oryza sativa, Zea mays, Chenopodium quinoa, Fagopyrum esculentum). Mais transgenico bt. Mobilizzazione dell'amido nel seme. Degradazione dell'amido. Digestione dei glucidi nello stomaco e nell'intestino tenue. Potenzialità funzionali degli amidi resistenti. Fruttani: sintesi distribuzione e utilizzo. Polisaccaridi della parete cellulare. Biosintesi della cellulosa. Fibra alimentare. Catabolismo glucidico.

Lipidi e loro funzioni. Fabbisogno lipidico nell'uomo. Usi alimentari e non alimentari degli acidi grassi vegetali. Principali piante oleaginose. Descrizione botanica, utilizzo, origine, diffusione di olivo, girasole, colza. Sintesi degli acidi grassi. Acidi grassi essenziali. Funzioni dei lipidi nella pianta. Glicerolipidi. Accumulo dei trigliceridi nei corpi lipidici e loro utilizzo durante la germinazione del seme.

Proteine. Organizzazione strutturale delle proteine. Amminoacidi essenziali. Valore biologico delle proteine. Contenuto in amminoacidi essenziali degli alimenti vegetali. Esempi di proteine strutturali (proteine di parete), metaboliche (proteasi, fitasi, proteine di difesa) e di riserva delle piante. Corpi proteici. Cellule di aleurone. Descrizione botanica, origine, diffusione e utilizzo di fagiolo e soia.

Piante come fonte di vitamine. Vitamine idrosolubili e liposolubili. Colture arricchite in vitamine con l'ingegneria genetica (Golden rice).

Metaboliti secondari e loro principali ruoli nella pianta. Principali metaboliti secondari utili all'uomo. Piante nervine (caffè, tè, cacao e relativi alcaloidi).

Colture di cellule e tessuti.

Modificazioni genetiche di piante coltivate (OGM di prima, seconda e terza generazione).

Seminari

Modalità didattiche

Lezione frontale

Testi di studio

Modalità di
accertamento

Esame orale

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Testi di studio

Testi e letture consigliati:

Taiz L. – Zeiger E.: Fisiologia Vegetale. Piccin Nuova Libraria

Mauseth J.D.: Botanica (parte generale) Idelson-Gnocchi

Rinallo C.: Botanica delle Piante Alimentari. Piccin Nuova Libraria

Gigliotti- Verga: Biotecnologie alimentari. Piccin Nuova Libraria (cap. 16, 17, 20)

Cabras P. – Martelli A.: Chimica Degli Alimenti. Piccin Nuova Libraria

Basso F.: Piante Alimentari. Cereali e proteaginose. Aspetti bioagronomici, qualitativi e nutrizionali. Pitagora Editrice Bologna

Pasqua G.: Biologia Cellulare e Biotecnologie Vegetali. Piccin Nuova Libraria

AA.VV. Il riso. Collana Coltura&Cultura, ideata e coordinata da R. Angelini, Bayer CropScience, Editrice Script, Bologna, (2008)