Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3S036] - FISIOLOGIA VEGETALEPLANT PHYSIOLOGY [Cognomi A-L]
Mario GIORDANO  (Crediti: 4  Ore di lezioneTeaching hours: 32)
Alessandra NORICI  (Crediti: 4  Ore di lezioneTeaching hours: 32)
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST01] SCIENZE BIOLOGICHE First Cycle Degree (3 years) - [ST01] BIOLOGICAL SCIENCES
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 3 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2016-2017
Obbligatorio
Crediti: 8
Ore di lezioneTeaching hours: 64
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italiano


PREREQUISITI PREREQUISITES

Familiarità̀ con le metodiche di ricerca bibliografica.
Buona conoscenza delle lingua inglese (sufficiente alla comprensione
della letteratura scientifica).
Buone basi di chimica, di biochimica, di chimica-fisica.
Buona conoscenza della citologia vegetale.
Cognizioni di base della organizzazione strutturale di alghe e piante e
delle loro relazioni filogenetiche

The student must be able to conduct literature searches
Sufficient knowledge of English to understand scientific literature.
Basic knowledge of chemistry, biochemistry and physical-chemistry
Knowledge of plant cytology, structural organization of plants and algae
and of their phylogenetic relationships


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Sono previste lezioni teoriche ed esercitazioni (7 crediti). Le esercitazioni
(1 credito) consisteranno in esercizi di gruppo e individuali, in esposizioni
orali e presentazioni in forma di brevi seminari, in esercizi di calcolo. Gli
studenti saranno anche chiamati ad analizzare e discutere in classe
articoli su argomenti fondanti della materia. In modalità e-learning sarà
fornito del materiale bibliografico.
Il corso sarà condotto dal Prof. Giordano e dalla Prof.ssa Norici, che
condurranno le lezioni in maniera strettamente coordinata.

The course will comprise 7 credits (56 hours) of theoretical classes and 1
credit (8 hours) of practical classes. The practical will consist of individual
and group exercises in the form of oral discussions, of seminars, and of
resolution of numerical problems. Students will also have to analyze and
discuss scientific papers on fundamental aspect of plant physiology in
class.
Crucial references will be made available on the e-learning platform. The
course will be taught by Prof. Giordano and Prof. Norici, who will conduct
their teaching on very strict coordination.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES



Conoscenze e comprensione.

Il corso consentirà agli studenti di acquisire le nozioni di base della
fisiologia degli organismi fotosintetici, con particolare cura per
l’integrazione dei diversi argomenti. Una parte cospicua del corso sarà
dedicata alla fotosintesi in tutte le sue sfaccettature, seguita dallo studio
dei metabolismi legati all’utilizzo del fotosintato e di processi regolatori
mediati da ormoni e fotorecettori.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Alla fine del corso, oltre alla padronanza delle nozioni principali della
Fisiologia Vegetale, lo studente avrà̀ la capacità di analizzare in maniera
indipendente e creativa le fonti bibliografiche primarie e di impiegarle per
la impostazione di progetti scientifici.


Competenze trasversali.

L’impostazione fortemente interattiva del corso consentirà agli studenti di
sviluppare capacità nella comunicazione verbale e scritta di concetti
scientifici, nella analisi critica della letteratura




Knowledge and Understanding.

The course will allow the students to acquire basic knowledge on the
physiology of photosynthetic organisms, with special attention to the
integration of the information for the various parts of the program.
A conspicuous part of the curse will be devoted to photosynthesis in all its
aspects. Subsequently, the student will be called to the comprehension of
the interaction of various metabolic pathway for the use of photosynthate
and of the regulatory processed mediated by hormones and
photoreceptors.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

At the end of the course, in addition to mastering the basic concepts in
plant physiology, the student will be able to independently and creatively
analyze the primary literature sources and employ them within scientific
projects.


Transversal Skills.

The highly interactive nature of the course will lead the student to
develop skills in verbal and written scientific communication and in the
critical analyses of literature.



PROGRAMMA PROGRAM

Contenuti (lezioni frontali, 7 CFU, 56 ore):
Generalità sulla fotosintesi e sulla sua evoluzione in relazione ai
cambiamenti ambientali verificatisi nel corso della storia del pianeta.
Cattura e utilizzo della radiazione luminosa: cenni sulla fisica della luce.
Caratteristiche generali delle molecole preposte alla cattura delle
radiazioni luminose. Assorbimento della luce. Pigmenti fotosintetici.
Antenne e trasferimenti dell’energia al loro interno. Connessione tra le
antenne e i centri di reazione. Struttura e funzione dei fotosistemi negli
organismi con fotosintesi anossigenica e ossigenica. Il trasporto
elettronico (ciclico e non ciclico) negli organismi con fotosintesi
ossigenica e anossigenica.
Teoria chemiosmotica e sintesi dell’ATP
Utilizzo del carbonio inorganico per la sintesi di materia organica: la
ribulosio bisfosfato carbossilasi/ossigenasi; struttura, catalisi, regolazione.
Il ciclo di Calvin. La fotorespirazione. La fotosintesi C4. Le piante CAM.
Considerazioni energetiche sulla sintesi della materia organica.
Vie di sintesi e degradazione dell’amido e del saccarosio: pool degli esoso
fosfati, vie biosintetiche che li consumano e vie cataboliche che li
generano. Il pool metabolico dei trioso fosfato/pentoso fosfato.
Traslocatore del fosfato nella esportazione di triosi e nella connessione di
compartimenti funzionali e fisici della cellula. Regolazione giorno/notte
dei prodotti della fotosintesi.
Traslocazione nel floema. Vie e modelli di traslocazione. Sostanze
traslocate. Modello del flusso di pressione. Caricamento e scaricamento
del floema. Transizione da pozzo a sorgente. Distribuzione dei
fotosintetati: allocazione e ripartizione.
Trasporto dell’acqua. Diffusione e osmosi. Il potenziale idrico delle cellule
vegetali. Lo stato idrico della pianta. L’acqua nel suolo e suo
assorbimento da parte delle radici. Trasporto dell’acqua attraverso lo
xilema. Movimento dell’acqua dalla foglia all’atmosfera.
Ormoni vegetali: auxina, gibberelline, citochinine, etilene, acido
abscissico.
Risposte alla luce rossa e blu. Proprietà fotochimiche e biochimiche del
fitocromo. Caratteristiche delle risposte indotte da fitocromo. Struttura
del fitocromo. Ritmi circadiani. Funzioni ecologiche dei fitocromi.
Fotorecettori della luce blu e fotofisiologia delle risposte alla luce blu.
Morfogenesi e movimento degli stomi alla luce blu.

Contents (frontal lectures, 7 CFU, 56 hours):
General principles of photosynthesis and of its evolution in relation to
environmental changes over Earth history
Capture and use of light radiation: general properties of molecules Translocation in the phloem. Pathways and patterns of translocation.
Materials translocated. The pressure-flow model for phloem transport.
Phloem loading and unloading. Sink-to-Source transition. Photosynthate
distribution: allocation and partitioning.
Water transport processes. Diffusion and osmosis. Water potential in
plant cells. Water status of a plant. Water in the soil and absorption by
roots. Water transport through xylem. Water movement from the leaf to
the atmosphere.
Plant hormones: auxin, gibberellins, cytokinins, ethylene, abscisic acid.
Red and blue light responses. Photochemical and biochemical properties
of phytochrome. Characteristics of phytochrome induced responses.
Structure and function. Circadian rhythms. Ecological functions. Blue-light
photoreceptors and photophysiology of the responses. Stomatal
movements and morphogenesis
involved in light capture. The process of light absorption. Photosynthetic
pigments. Structure of antennae and energy transfer within antennae.
Connections between antennae and reaction centers. Structure and
function of reaction center of anoxigenic and oxigenic photosynthetic
organisms. Electron transport (cyclic and non cyclic) in anoxigenic and
oxigenic photosynthetic organisms.
Chemosmotic theory and ATP synthesis
Use of inorganic carbon for the synthesis of organic matter: Ribulose
bisphosphate carboxylase/oxygenase; structure, catalysis, regulation.
Calvin cycle. Photorespiration. C4 photosynthesis. CAM plants. Energetic
consideration on organic biosynthesis.
Biosynthesis and degradation of starch and sucrose: the hexose
phosphate pool. Triose phosphates synthesized in the chloroplast build
up the pool of hexose phosphates in the cytosol. Pi translocator.
Chloroplast starch synthesis during the day and degradation during the
night.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION



Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consisterà in un compito scritto, per il completamento del quale
saranno concesse 2 ore e mezza. Il compito consisterà in domande
aperte, rappresentazione schematica di concetti, calcoli e domande a
scelta multipla.
Gli studenti che otterranno un punteggio compreso tra 15 e 17 potranno sostenere un colloquio integrativo.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

L’apprendimento viene valutato sulla base della capacità di identificare i
concetti fondamentali, descriverli con lessico appropriato, esprimerli
compiutamente e in maniera non stereotipata, e applicarli in esercizio di
schematizzazione e di calcolo.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Per le domande aperte, la valutazione dell’apprendimento sarà effettuata
sulla base della corrispondenza della risposta alla domanda, della
completezza della risposta, della chiarezza e proprietà di espressione,
della capacità di selezionare i punti essenziali dell’argomento della
domanda. Nella rappresentazione schematica, lo studente è chiamato ad
una rappresentazione grafica dell’argomento proposto. Anche in questo
caso si valuterà la capacità di individuare gli aspetti importanti
dell’argomento e rappresentarli in maniera esaustiva e chiara. L’esercizio
di calcolo sarà valutato sulla base della correttezza del risultato e sulla
corretta indicazione del procedimento seguito (sarà richiesta anche una
breve descrizione testuale del procedimento). Le domande a scelta
multipla comprenderanno 5 possibili risposte per ciascuna


Criteri di attribuzione del voto finale.

Le domande aperte costituiranno il 30% del punteggio, la
rappresentazione schematica e gli esercizi di calcolo concorreranno al
voto finale per il 10%; le domande a scelta multipla per il 60%




Learning Evaluation Methods.

The exam will be written. Two hours and a half will be given for its
completion. It will be constituted by open questions, schematic
representation of key concepts, calculations and multiple-choice
questions.
Students who will obtain a score between 15 and 17 will have the option to improve their score by sitting for an oral interview.


Learning Evaluation Criteria.

The acquisition of knowledge will be assessed on the basis of the ability
to identify the main concepts, describe them exhaustively and with
appropriate terminology and non-stereotypical expressions and apply
them in schematic representations and calculations.


Learning Measurement Criteria.

The open questions will be evaluated based on the matching of the
answer to the question, completeness of the answer, clarity and
appropriateness of terminology, ability to select the important aspects of
the matter at hand.
In the schematic representation, the students must graphically represent
a concept. Also in this case, the evaluation will be based on the ability to
make the important aspects emerge and to represent them exhaustively
and clearly.
Calculations will be evaluated based on the correctness of the result and
of the procedure followed (a brief text description of the procedure will be
requested). Multiple-choice questions will comprise 5 answers.


Final Mark Allocation Criteria.

The open questions will contribute to the final score for 30%; the marks
obtained for schematic representation and calculation exercises will
constitute 10% of the final score; the multiple choice question will
attribute 60% of the final score.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Buchanan, Gruissem and Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle
Piante. Zanichelli
Taiz and Zeiger. Plant Physiology Sinauer Assoc.
Articoli scientifici consigliati nel corso delle lezioni

Buchanan, Gruissem and Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle
Piante. Zanichelli
Taiz and Zeiger. Plant Physiology Sinauer Assoc
Scientific papers that will be indicated during the course


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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