Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Caterina GEROTTO (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: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 8
Ore di lezioneTeaching hours: 64
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE
ITALIANO
Italian
Familiarità̀ con le metodiche di ricerca bibliografica.
Buona conoscenza della 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
Sono previste lezioni teoriche ed esercitazioni (8 crediti in totale). Le esercitazioni
consisteranno in esercizi di gruppo e individuali, in esposizioni
orali e presentazioni in forma di brevi seminari, o 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 dalle Prof. Gerotto e 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. Gerotto and Norici , who will conduct
their teaching on very strict coordination.
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.
Competenze trasversali.
L’impostazione fortemente interattiva del corso consentirà agli studenti di
sviluppare capacità nella comunicazione di concetti
scientifici, nella analisi critica di evidenze scientifiche e 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.
Transversal Skills.
The highly interactive nature of the course will lead the student to
develop skills in scientific communication and in the
critical analyses of scientific findings and literature.
Contenuti (lezioni frontali, 7 CFU, 56 ore):
Generalità sulla fotosintesi e sulla sua evoluzione. Cenni sulla fisica della luce. Organizzazione dell’apparato fotosintetico: Caratteristiche generali delle molecole preposte alla cattura della luce. Assorbimento della radiazione luminosa: i pigmenti fotosintetici (clorofille, ficobiline, carotenoidi). Proteine “antenna”: struttura in diversi gruppi di organismi fotosintetici trasferimento dell’energia al loro interno e ai centri di reazione. Struttura e funzione dei fotosistemi negli organismi con fotosintesi anossigenica e ossigenica. Il trasporto elettronico lineare e ciclico nel cloroplasto. Esempi di meccanismi di regolazione del trasporto fotosintetico degli elettroni in diversi gruppi di organismi fotosintetici e fotoprotezione. Teoria chemiosmotica e sintesi dell’ATP nel cloroplasto. Utilizzo del carbonio inorganico per la sintesi di materia organica. Il ciclo di Calvin: fasi di carbossilazione, riduzione e rigenerazione. Struttura, catalisi e regolazione della ribulosio bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (Rubisco). La fotorespirazione. Varianti nei meccanismi di fissazione dell’anidride carbonica: la fotosintesi C4; le piante CAM; CCM nelle specie acquatiche.
Utilizzo dei prodotti della fissazione del C: sintesi di amido e saccarosio. Traslocatore del fosfato nella esportazione di triosi e nella connessione di compartimenti funzionali e fisici della cellula. Regolazione giorno/notte
del metabolismo del C (sintesi/degradazione di saccarosio e amido e via dei pentosi fosfati).
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. Funzioni ecologiche dei fitocromi.
Fotorecettori della luce blu e fotofisiologia delle risposte alla luce blu (movimento degli stomi).
Contents (frontal lectures, 7 CFU, 56 hours):
General principles of photosynthesis and of its evolution
Capture and use of light radiation: general properties of molecules. The process of light absorption. Photosynthetic pigments (Chlorophylls, phycobilins, carotenoids). Structure of antenna proteins in different phylogenetic groups, energy transfer within antennae and connections between antennae and reaction centers. Structure and
function of reaction center of anoxygenic and oxygenic photosynthetic
organisms. Electron transport (linear and cyclic) in oxygenic photosynthetic organisms. Regulation of photosynthetic electron transport and photoprotection.
Chemosmotic theory and ATP synthesis
Use of inorganic carbon for the synthesis of organic matter: Ribulose
bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) structure, catalysis, regulation.
Calvin cycle. Photorespiration. C4 photosynthesis. CAM plants. CCM in algae and cyanobacteria.
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.
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. Ecological functions. Blue-light photoreceptors and photophysiology of the responses (stomatal movements).
L’esame consisterà in un colloquio orale in cui allo studente verranno poste almeno 4 domande su diversi argomenti del programma. Due domande, più generali, consentiranno allo studente una esposizione libera degli argomenti studiati e permetteranno di valutare l’acquisizione delle nozioni nonché la capacità di organizzare i concetti in una esposizione esauriente e coerente. Altre due domande saranno composte da brevi esercizi di calcolo o rappresentazioni schematiche o da affermazioni riguardanti un determinato argomento delle quali lo studente dovrà giustificare perché le ritiene corrette o errate.
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.
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).
Criteri di attribuzione del voto finale.
La valutazione delle risposte si baserà su correttezza, completezza e precisione della risposta. Anche la capacità di inserire l’argomento oggetto di discussione in una visione più ampia dei processi fisiologici della cellula vegetale sarà considerato nella valutazione.
Ognuna delle quattro domande avrà una valutazione in trentesimi, la cui media sarà il voto finale del colloquio.
Learning Evaluation Methods.
The exam will be an oral interview. It will consist of at least 4 questions: 2 more general questions which will allow the student a free outline and discussion of the topic, and 2 more specific questions ranging among a schematic
representation of key concepts, calculations or true/false claims the student will be asked to justify.
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.
Student’s answers 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).
Final Mark Allocation Criteria.
The evaluation of responses will be based on correctness, completeness and accuracy of the response: the ability to identify fundamental concepts, describe them with appropriate language, express them fully and in a non-stereotypical way. The ability to integrate the topic under discussion into a broader view of the physiological processes of the plant cell will also be considered in the assessment.
Each of the four questions will have an evaluation up to 30 points, the average of which will be the final grade of the interview.
N.Rascio. Elementi di fisiologia vegetale. Edises
Buchanan, Gruissem and Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle Piante. Zanichelli
Taiz and Zeiger. Fisiologia Vegetale. Piccin
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
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427