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Fisiologia delle piante (Anno Accademico 2015/2016)

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PLANT PHYSIOLOGY

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
AGR0086
Docente
Prof. Claudio LOVISOLO
Corso di studi
[f001-c717] L - Scienze e tecnologie agrarie
Anno
2° anno
Tipologia
C - Affine o integrativo
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
La trattazione degli argomenti in programma si baserà su una pregressa conoscenza della biologia cellulare e vegetale, della chimica, della biochimica, della fisica e della matematica, al fine della impostazione scientifica per la comprensione dei meccanismi fisiologici.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Arrivare a capire le relazioni tra la fisiologia delle piante e la pratica colturale, sia in condizioni ottimali che in condizioni limite dal punto di vista ambientale.

 

To learn about the relationships between plant physiology and inputs from agriculture practices, upon both cultivation standards and abiotic limiting conditions.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Gli studenti impareranno ad integrare le lezioni teoriche del programma con conoscenze acquisite dalla letteratura scientifica del settore.

 

The students will integrate the knowledge acquired both by following the course programme and by examining scientific literature.

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Modalità di insegnamento

lezioni frontali ed autovalutazioni periodiche 

teaching classes and evaluation tests 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

prove scritte anoninime in itinere

 

anonimous in itinere written tests

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Programma

Gli argomenti del programma appartengono all'area delle conoscenze propedeutiche e all'area delle produzioni vegetali.

 

Funzioni dell'acqua nella cellula e nella pianta; variazioni di potenziale idrico nel continuum suolo-pianta-atmosfera; psicrometro; camera a pressione trasporto xilematico; forze di tensione/coesione ed embolismi (danni e recupero); ruolo delle acquaporine; traspirazione fogliare: biofisica del fenomeno (umidità relativa, temperatura); conduttanza stomatica; movimenti degli stomi; biochimica della cellula di guardia; fattori ambientali che condizionano la regolazione stomatica: luce, CO2; regolazione stomatica idropassiva e idroattiva; azione dell'ABA mediata dal Ca++; sintesi e redistribuzione dell'ABA; la tecnica del PRD (partial root drying).

Cenni sulla sintesi proteica; cinetica enzimatica; potenziale elettro-chimico di un soluto - equazione di Nernst; permeabilità delle membrane; potenziale di membrana; trasporto passivo: diffusione semplice e facilatata; trasporto attivo primario; H+-ATPasi; trasporto attivo secondario (simporto, antiporto).     

Fotosintesi: fase luminosa e fase oscura, fotosistemi, regolazione dell’organicazione del carbonio                             

Lo spettro dell'energia solare; eccitazione dei pigmenti, riemissione di energia: dissipazione e trasferimento; assorbimento energetico della clorofilla; i fotosistemi del cloroplasto; schema Z della fotosintesi, trasporto di elettroni; trasporto transmembrana di H+ e sintesi dell'ATP nel cloroplasto; fotoinibizione, formazione de radicali liberi dell'H2O; confronto fotosintesi/respirazione per la sintesi di ATP; la RUBISCO; sintesi di amido primario nel cloroplasto; sintesi di saccarosio nel citosol; ripartizione del trioso-P tra cloroplasto e citosol; sintesi dell'amido secondario (amiloplasti).

Elementi strutturali del floema: funzioni; floema: modello di flusso di massa da organi sorgenti a organi sink; caricamento floematico (simportatore di zuccheri); scaricamento floematico; ripartizione dei prodotti della fotosintesi, forza di un sink; effetti delle variazioni del rapporto sorgente/sink; transizione sorgente/sink.  

Assorbimento, trasporto e assimilazione di sostanze minerali.

Modificazioni di soluzioni nutritive per valutare gli effetti di elementi minerali; movimento dei soluti nel terreno; trasporto apoplastico e cellulare degli elementi minerali; funzioni del trasporto di membrana nell'assorbimento ionico di sost. minerali; assorbimento del P (micorrize ectotrofiche e vescicolo-arbuscolari); riduzione del nitrato ad ammonio; organicazione dell'ammonio in aminoacidi (ciclo GS-GOGAT e sintesi AA); fissazione dell'N2 atmosferico ad opera di microrganismi; simbiosi rizobi/leguminose.

Auxina: esperimenti di inizio '900 e risvolti funzionali; saggio biologico e radio-immunologico delle auxine; forma libera e forma coniugata (implicazioni su trasporto ed utilizzo); trasporto apolare (floematico) e polare (parenchimatico) ; effetti dell'auxina: allungamento di fusti e radici; auxine e fototropismo; auxine e gravitropismo in fusti e radici; effetti fisiologici dell'auxina: regolazione dominanza apicale, formazione radici secondarie, differenziamento vascolare; meccanismo d’azione dell’auxina a livello cellulare; effetti fisiologici delle gibberelline; effetti fisiologici delle citochinine; etilene; acido abscisico.

Aspetti ecofisiologici: risposta allo stress                     

Stress idrico. Meccanismi di difesa delle piante allo stress idrico. Ad alto potenziale idrico. A basso potenziale idrico. Risposta isodrica ed anisoidrica allo stress idrico.

Ruolo del messaggio ormonale e chimico. Limitazioni alla crescita della piante ascrivibili a squilibri del potenziale idrico. Osmoregolazione.

Stress da freddo.

Stress da congelamento.

Stress salino.

Regolazione della fotosintesi. Controllo ambientale dell’assorbimento della CO2: 1) regolazione stomatica; 2) competizione CO2/O2 per la Rubisco; 3) competizione tra la biosintesi di amido e quella del saccarosio; 4) allocazione dei fotosintati a differenti organi sink; 5) età delle foglie.

Assimilazione carbonica: risposta alla luce e alla temperatura in foglie cresciute al sole ed all'ombra.

 

Water potential, xylem transport, transpiration

Proteins, cell membrane metabolism

Photosynthesis and regulation of carbon assimilation

Phloem transport

Mineral uptake and assimilation

Plant hormones  

Ecophysiology of water and nutrients in the whole plant

Ecophysiology of light and CO2 in the whole plant

Testi consigliati e bibliografia

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Taiz L., Zeiger E., Fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2008.

Alpi A., Pupillo P., Rigano C., Fisiologia delle Piante, EdiSES, Napoli, 2000.

Rascio N., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES, Napoli, 2012.

 

Taiz L., Zeiger E., Fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2008.

Alpi A., Pupillo P., Rigano C., Fisiologia delle Piante, EdiSES, Napoli, 2000.

Rascio N., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES, Napoli, 2012.



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Note

 

 

 

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Ultimo aggiornamento: 16/10/2015 17:11
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