ITALIANO
Italian
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.
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 dalla Prof.ssa Norici e Gerotto, 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. Norici and Gerotto,
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. Proteine “antenna”: 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. Regolazione del trasporto fotosintetico degli elettroni in diversi gruppi di organismi fotosintetici. 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. La fotorespirazione. Varianti nei meccanismi di fissazione dell’anidride carbonica: la fotosintesi C4; le piante CAM. 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
Capture and use of light radiation: general properties of molecules. 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 anoxygenic and oxygenic photosynthetic
organisms. Electron transport (cyclic and linear) in oxygenic photosynthetic organisms. Regulation of photosynthetic electron transport.
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.
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.
L’esame consisterà in un compito scritto, per il completamento del quale
saranno concesse 2 ore. Il compito consisterà in domande
aperte, rappresentazione schematica di concetti e/o calcoli e domande a
scelta multipla.
Gli studenti che otterranno un punteggio compreso tra 15 e 17 potranno
sostenere un colloquio integrativo.
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
Le domande a risposta multipla daranno un punteggio massimo di 12 punti sui 30 totali. La restante parte del punteggio verrà dalla valutazione delle domande a risposta aperta, rappresentazione schematica o esercizio
The exam will be written. Two hours will be given for its
completion. It will be constituted by open questions, schematic
representation of key concepts and/or 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.
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
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.
The multiple choices questions will contribute up to 12 points out of 30 points as a final score. The open questions, schematic representation or exercise will contribute for the remaining part of the final score.
Buchanan, Gruissem e Jones. Biochimica e Biologia molecolare delle
Piante. Zanichelli Taiz, Zeiger. Fisiologia Vegetale. 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
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427