Il corso si propone di fornire agli studenti le basi fondamentali della fisiologia vegetale utilizzando le conoscenze acquisite nei corsi di Biologia vegetale, Chimica Generale ed Inorganica, Chimica organica, Biochimica e Biologia Molecolare. Il corso parte dallo studio dei principali organuli cellulari per giungere a tematiche basilari quali la fotosintesi, il trasporto dei nutrienti, gli ormoni vegetali e la regolazione da parte della luce dei processi di crescita e sviluppo. Lo studente dovrà: conoscere il ruolo fondamentale dell’acqua per la vita dei vegetali; apprendere il meccanismo biochimico e biofisico della fotosintesi nelle reazioni alla luce e in quelle di organicazione del carbonio; individuare le relazioni di causa-effetto tra i diversi fenomeni fisiologici inquadrandoli in un più ampio contesto di interazioni metaboliche e ambientali. Acquisire nozioni sulle tecniche biotecnologiche utilizzate per migliorare la qualità, la resa, la resistenza agli stress delle piante.

Importanza dello studio delle piante e della Fisiologia vegetale.
 

La cellula vegetale:  Espansione della parete cellulare. Membrane biologiche. Proteine di trasporto. Pompe protoniche.
 

Fotosintesi: concetti generali. I pigmenti fotosintetici. Organizzazione spaziale, localizzazione e funzione dei fotosistemi. Flusso lineare e flusso ciclico di elettroni. Ossidazione dell'acqua. ATP sintasi. Ciclo di Calvin. Rubisco: caratteristiche generali, biosintesi, regolazione e importanza nella biosfera. Fotorespirazione. Meccanismi di concentrazione della CO2. Piante C4 e piante CAM. Fattori ambientali che influenzano la fotosintesi. Biosintesi del saccarosio e dell'amido. Partizione dei fotosintati. Organi source e sink. Trasporto floematico. Biosintesi dei fruttani.
 

La pianta e l'acqua: proprietà chimico fisiche dell'acqua. Potenziale idrico. Turgore cellulare. Assorbimento dell'acqua dalle radici. Trasporto xilematico. Traspirazione. Struttura, funzionalità e regolazione degli stomi.
 

Nutrizione minerale: macro e microelementi essenziali. Carenze nelle piante. Il suolo e i nutrienti minerali. Rizosfera. Rizodeposizioni. Il fitorisanamento: concetto di pianta iperaccumulatrice. Assorbimento e trasporto dei soluti. Piante e funghi simbionti: le micorrize. Assorbimento e assimilazione dell'azoto inorganico. Ciclo dell'azoto. Organismi azoto fissatori. Simbiosi leguminose-Rhizobium. Piante carnivore. Ciclo dello zolfo. Assorbimento, assimilazione e organicazione dello zolfo.
 

Gli ormoni vegetali. Concetto di ormone e di sensibilità del tessuto. Auxine. Citochinine. Gibberelline. Acido abscissico. Etilene. Brassinosteroidi. Siti di produzione, biosintesi e trasporto. Recezione e trasduzione del segnale. Ruoli biologici e usi commerciali.
 

La luce come segnale ambientale. Fotomorfogenesi. Fotoperiodismo. Fotorecettori della luce rossa (fitocromi) e UV-A/blu.
Orientamento delle piante nello spazio. Tropismi e nastie.

Metaboliti secondari e meccanismi di difesa delle piante.

Trasformazione genetica di organismi vegetali: piante come bioreattori per la produzione di biofarmaci e proteine di interesse farmaceutico/ industriale. Utilizzo della trasformazione genetica per incrementare resistenza a patogeni o a stress abiotici/biotici, incremento del valore nutrizionale dei raccolti.

Piante e climate-change, possibili inteventi biotecnologici su meccanismi molecolari vegetali per la riduzione del contenuto di CO2 atmosferico.

D1-Conoscenza e capacità di comprensione. Gli studenti dovranno aver assimilato in modo critico e approfondito le principali tematiche della fisiologia vegetale (trasporti, fotosintesi, metabolismo, nutrizione minerale, foto morfogenesi, regolazione ormonale) nonché avere acquisito conoscenze sulle interazioni pianta-ambiente e le risposte agli stress.

D2-Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Gli studente dovranno essere in grado di individuare le relazioni di causa-effetto tra i diversi fenomeni fisiologici e inquadrarli in un più ampio contesto di interazioni metaboliche e ambientali. Dovranno avere acquisito conoscenze sulle principali procedure metodologiche (biochimiche, biomolecolari e biotecnologiche) e strumentali utilizzate per la ricerca biologica e i loro campi di applicazione, nonché sviluppato un approccio scientifico alle problematiche bioetiche (vedi OGM).

D3-Autonomia di giudizio. Gli studenti dovranno essere in grado di interpretare e prevedere le risposte fisiologiche della pianta. Dimostrare consapevole autonomia di giudizio in riferimento a valutazione e interpretazione di dati sperimentali di laboratorio e capacità di comparazione con dati esistenti in letteratura.

D4-Abilità nella comunicazione. Gli studenti saranno preparati ad utilizzare un linguaggio tecnico specifico per comunicare informazioni e idee relative alle conoscenze apprese durante il corso. Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a elaborazione e presentazione dati.

D5-Capacità di apprendere. Gli studenti, grazie alle competenze teoriche acquisite, saranno in grado di comprendere e discutere con senso critico gli aspetti salienti della fisiologia vegetale. Inoltre, grazie all’utilizzo delle banche dati disponibili saranno in grado di approfondire ed aggiornare le loro conoscenze. La verifica della capacità di applicare le conoscenze acquisite avverrà tramite: a) discussione in aula e risoluzione di problemi e b) superamento delle prove di esame.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali e seminari di approfondimento su tematiche concordate con gli studenti.

verifica dell'apprendimento tramite presentazioni degli studenti con programma power point di sintesi di argomenti trattati.

Didattica innovativa

Modalità didattiche

Il corso prevede:

• lezioni frontali
• lavori di gruppo e redazione di elaborati scritti
• presentazioni orali
• lezioni partecipate nelle quali verranno discussi i lavori presentati

Didattica innovativa

La modalità didattica in presenza verrà arricchita con esercitazioni e approfondimenti, individuali e di gruppo, che gli studenti svolgeranno utilizzando la piattaforma Moodle di Ateneo. Alcuni argomenti del corso verranno trattati seguendo la pratica della “flipped lesson” (lezione capovolta).

Testi di studio

testo di riferimento:  Elementi di fisiologia vegetaledi Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Moller Piccin Nuova Libraria, Padova, 2019

altro testo che si voglia consultare: Elementi di Fisiologia Vegetale. Autori vari. EdiSES S.r.l. Napoli
 

Modalità di
accertamento

Colloquio orale. L'esame si articola su una serie di tre-quattro domande che richiedono la discussione dell'argomento proposto e collegamenti con altri in modo da valutare, oltre che le conoscenze acquisite e la capacità di ragionamento, anche le abilità comunicative e di risoluzione di problemi di natura pratica in accordo con quanto indicato dai descrittori di Dublino

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.

L’esame e la bibliografia potranno essere in lingua inglese  su richiesta dello studente.

The student can request to sit the final exam in English with the following  bibliography:

 Plant Physiology and Development, Sixth Edition by Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian M. Møller, and Angus Murphy, published by Sinauer Associates.