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Peculiarità metaboliche e morfo-fisiologiche degli organismi vegetali. La nutrizione minerale delle piante ed il trasporto degli assimilati. Sviluppo e morfogenesi delle piante. Caratteristiche adattive degli organismi vegetali a livello morfo-fisiologico.
Fornire le basi per la comprensione dei processi vitali (crescita, sviluppo e riproduzione) e fisiologici delle piante; sviluppare la conoscenza sui meccanismi di adattamento morfofisiologico, in risposta agli stimoli ed alle condizioni ambientali, focalizzando l’attenzione sui meccanismi di controllo e regolazione a livello organismale, cellulare e molecolare. Conoscenza e capacità di comprensione: Individuare e comprendere le risposte che le piante attuano per contrastare gli stress. Conoscere le modalità di regolazione dei processi fisiologici, soprattutto in funzione dell’adattamento ambientale. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: L’obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti per comprendere i principali processi fisiologici delle piante a seguito di stimoli ambientali e le possibili ricadute di tali risposte in ambito tecnico e professionale. Abilità comunicative: Acquisire un linguaggio scientifico corretto per esporre anche per iscritto in modo sintetico e chiaro argomenti riguardanti le funzioni degli organismi vegetali in relazione a parametri ambientali. Capacità di apprendimento: Alla fine del corso gli studenti devono essere in grado di elaborare e presentare dati scientifici, nonché dimostrare la capacità di lavorare in gruppo.
1-Introduzione e metabolismo - Concetto generale di autotrofia. Peculiarità delle piante: organismi autotrofi, immobili ad ontogenesi ricorrente. -Fotosintesi ossigenica ed anossigenica; Fotoinibizione. Assimilazione fotosintetica del carbonio. Fotorespirazione. Fotosintesi C4 e CAM. 2- Le piante e l’acqua - Relazione acqua-pianta a livello cellulare e dell’intera pianta. - Traspirazione fogliare e bilancio idrico. 3- La nutrizione minerale ed il trasporto - Le sostanze nutritive minerali. - Il flusso dei nutrienti: assorbimento dei nutrienti e il trasporto xilematico. - Trasporto nel floema e ripartizione degli assimilati. 4- Sviluppo e morfogenesi - Fasi dello sviluppo: embriogenesi, germinazione, fase vegetativa, transizione di fase. - Ormoni vegetali e fattori di crescita: biosintesi, catabolismo, meccanismi d’azione e ruolo biologico - Fitocromo ed altri fotorecettori. - Interazioni tra fattori endogeni (ormoni, fattori di crescita) ed esogeni (luce, fotoperiodo, vernalizzazione) nel controllo dello sviluppo e morfogenesi delle piante. 5- Elementi di fisiologia adattativa - Adattamenti morfofisiologici, con particolare riferimento al processo di fotosintesi, in piante di ambienti estremi e nelle piante acquatiche. Fattori ambientali e produttività. - Le piante e lo stress: definizione di stress; concetto generale di adattamento, acclimatazione resistenza/tolleranza e resilienza a condizioni di stress - Risposta della pianta ai diversi tipi di stress abiotico: carenza idrica, anossia, alte e basse temperature, salinità, pH del suolo, stress ossidativo, inquinanti ambientali - Aspetti generali della risposta della pianta agli stress biotici.
Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali ed esercitazioni guidate che si svolgeranno presso il laboratorio di Biologia Vegetale del dipartimento DiBEST. Sono previste 40 ore (5 CFU) di lezione frontali e 12 di laboratorio (1CFU). Le lezioni frontali si svolgono settimanalmente in aula proiettando diapositive su power-point. Nel corso delle lezioni frontali verrà stimolata costantemente la partecipazione attiva degli studenti attraverso quesiti e considerazioni sugli argomenti in svolgimento, al fine di evidenziare eventuali problemi di apprendimento. Sulle attività di laboratorio gli studenti saranno invitati a presentare una relazione. A metà dello svolgimento del programma, si procederà a una verifica dell'efficacia didattica sui principali argomenti svolti, attraverso una prova scritta a domande aperte. La prova non avrà valore per la valutazione finale, ma servirà allo studente per stimare il proprio grado di apprendimento. Nel caso di didattica a distanza dovuta all’emergenza sanitaria, le lezioni frontali saranno di tipo sincrono, nei tempi fissati dall’orario ufficiale delle lezioni, mediante piattaforma Microsoft Teams; le esercitazioni pratiche in laboratorio saranno sostituite da video-tutorial on-line nelle quali il docente illustrerà i protocolli sperimentali, le attrezzature e i risultati.
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18 massimo 30 con lode). L'esame può essere scritto o orale, a scelta del docente. L’esame quando in forma scritta, consiste in un elaborato su 5 domande aperte, approssimativamente una per ogni blocco di argomenti. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per la completezza; per ogni domanda il punteggio che si ottiene è pari a 6 punti (risposta esatta e completa), 3 punti (risposta parziale o solo parzialmente esatta) o 0 punti (risposta mancante, errata o largamente incompleta). Non si ritiene superato l’esame se si ottiene un punteggio complessivo inferiore a 18 punti. L'esame orale consta in genere di 4 o 5 domande su argomenti affrontati nell'ambito del corso. Non si ritiene superato l’esame se lo studente non riesce ad argomentare sostanzialmente nulla su una delle domande poste, o se nel corso dell'intero esame lo studente si limita a esporre pochi enunciati senza dimostrare una adeguata comprensione degli stessi. La votazione tiene conto dell'insieme delle risposte date e della capacità di ragionamento dimostrata. Nel caso di didattica a distanza, per motivi di sicurezza sanitaria, l’esame orale sarà condotto in modalità on-line utilizzando la piattaforma Teams seguendo le indicazioni definite dalle relative Linee Guida dell’Ateneo
- Taiz L. & Zeiger E. “Fisiologia Vegetale “, V edizione (2012), Piccin, Padova - Alpi A., Pupillo P., Rigano C., Fisiologia delle Piante, 3° edizione (2000), EDISES, Napoli - Buchanan et al. “Biochimica e biologia molecolare delle piante” (2003), Zanichelli, Bologna.
Per quanto riguarda la valutazione degli studenti sia in itinere che durante la prova finale d’esame il docente si confronterà con altri Professori appartenenti all’area della Biologia Vegetale. In particolare ci si confronterà con la Prof.ssa Cozza Radiana e con la Prof.ssa Chiappetta Adriana sui metodi e criteri di valutazione dell’apprendimento, impegno studente e argomenti trattati.
ARGOMENTI: Introduzione e metabolismo - Peculiarità degli organismi vegetali: le piante come organismi autotrofi, immobili ad ontogenesi ricorrente. - Fotosintesi ossigenica ed anossigenica; fotoinibizione. Assimilazione fotosintetica del carbonio, Fotorespirazione; Fotosintesi C4 e CAM. -Biosintesi dell'amido e del saccarosio - Assimilazione dell’azoto. - Metabolismo secondario: principali classi di metaboliti secondari, loro compartimentalizzazione e cenni sul loro ruolo biologico. MATERIALE Testi consigliati dal docente e presentazioni in power point. LEZIONE:14 LABORATORIO:4 STUDIO:34 ARGOMENTI: Le piante e l’acqua - Relazione acqua-pianta a livello cellulare e dell’intera pianta. - Traspirazione fogliare e bilancio idrico. La nutrizione minerale ed il trasporto - Le sostanze nutritive minerali. - Il flusso dei nutrienti: assorbimento dei nutrienti e il trasporto xilematico. - Trasporto nel floema e ripartizione degli assimilati. MATERIALE Testi consigliati dal docente e presentazioni in power point. LEZIONE:6 LABORATORIO:2 STUDIO:15 ARGOMENTI: Sviluppo e morfogenesi - Concetto di crescita e sviluppo. - Fasi dello sviluppo: embriogenesi, germinazione, fase vegetativa, transizione di fase. - Ormoni vegetali e fattori di crescita: biosintesi, catabolismo, meccanismi d’azione e ruolo biologico - Fitocromo ed altri fotorecettori. - Interazioni tra fattori endogeni (ormoni, fattori di crescita) ed esogeni(luce, fotoperiodo, vernalizzazione) nel controllo dello sviluppo e morfogenesi delle piante. MATERIALE: Testi consigliati dal docente e presentazioni in power point. LEZIONE:14 LABORATORIO: 4 STUDIO:34 ARGOMENTI: Le basi della fisiologia adattattiva - Adattamenti morfofisiologici, con particolare riferimento al processo difotosintesi, in piante di ambienti estremi e nelle piante acquatiche. Fattori ambientali e produttività. Le piante e lo stress - Definizione di stress. Concetto generale di suscettibilità, resistenza/tolleranza a condizioni di stress - Risposta della pianta. a livello molecolare, cellulare ed organismale, ai diversi tipi di stress abiotico: alte e basse temperature, salinità, pH, stress ossidativo, inquinamento. - Risposta della pianta allo stress biotico MATERIALE: Testi consigliati dal docente e presentazioni in power point. LEZIONE:6 LABORATORIO:2 STUDIO:15
Metabolic and morpho-physiological features of plants. Plant nutrition and assimilate transport. Plant development and morphogenesis. Plant adaptive mechanisms at morpho physiological level.
Knowledge of plant cell structure and plant anatomy. Basic knowledge of organic chemistry.
- Insights into plant life processes (growth, development and reproduction) and physiology, with attention to regulatory and control mechanisms at molecular, cellular and organism level. Insights into plant adaptive mechanisms to environmental conditions. Knowledge and understanding ability: Identify and understand the responses that plants implement to cope stress factors. Know how to regulate physiological processes, especially as a function of environmental adaptation Ability to apply knowledge and understanding: The aim of the course is to provide students with the tools to understand the main physiological processes of plants as a result of environmental stimuli and the possible repercussions of these responses in the technical and professional field. Communication skills Acquisition of appropriate skills and tools to present processed data, Ability to work in a team.
1- Cell metabolism - Concept of autotrophy. Plants as photo-autotrophyc and sessile organisms. - Oxygenic and anoxygenic photosynthesis. Photo-inhibition. Fixation and reduction of CO2. Photorespiration and photo- respiratory pathway. C4 pathway. CAM metabolism - Nitrate reduction and fixation. - Secondary metabolites: classification and biological role. 2- Water/plant relationship -Water absorption by roots - Transpiration and water movement in the xylem - Water balance 3- Mineral nutrition and photo-assimilate partitioning - Essential nutrient element - Nutrient flux through xylem - Assimilate transfer through phloem 4- Development and morphogenesis - Development phases: embryogenesis, germination, vegetative phase, reproductive phase. - Plant hormones and growth factors: metabolic pathway, mode of action and biological role. - Phytochrome and other photoreceptors. - Interaction between endogenous factors and exogenous stimuli (light, photoperiod, cold) in controlling plant growth and development. 5- Overview of plant adaptive capacity - Morpho-physiological adaptation of plant to environment with major focus on photosynthesis activity. - Definition of stress. Concept of stress adaptation, acclimation, tolerance, resilience. - Plant response to abiotic stresses: water deficiency, anoxia, high and low temperature, salinity, soil pH, oxidative stress, pollution. - General overview of plant response to biotic stress
The course consists of both lectures and practical, which will be held at the Laboratory of Plant Biology, Department of Di-BEST. There are 40 hours (5 credits) of lectures and 12 of practical (2 CFU). Lectures are held weekly in the classroom projecting slides on power-point. During the lectures, the active participation of the students will be stimulated through questions and considerations on the topics in progress, in order to highlight any learning problem. Students will be invited to present a report on laboratory experiences. Halfway through, the teaching effectiveness will be verified through a written test with open questions on the main topics treated during the lectures. The test will not affect the final evaluation, but will allow students to estimate their level of learning. In case of distance teaching, the lectures will be delivered through Microsoft Teams platform in live. Laboratory activities will be replaced by video tutorial in which the Professor will illustrate the experimental protocols, the equipments and results.
The goal of the exam is to verify the skills and the knowledges developed by students on the topics as well as their ability to handle them. The final marks will range from a minimum of 18 to a maximum of 30 (cum laude). It’s up to the Professor to decide if the examination should be written or oral. The written examination will consist of 5 open questions. Each question will be approximately focused on one lecture. The answers to the questions are judged both for the content and for the completeness; for each question the score obtained is equal to 6 points (exact and complete answer), 3 points (partial or partially exact answer) or 0 points (missing, incorrect or largely incomplete answer). The exam, to be considered passed, should reach a final score ≥ to 18 points. The oral exam usually consists of 4 or 5 questions on topics treated during the course. The exam is not considered passed if the student completely fails to argue one of the questions asked or if him/her shows a lack of knowledges or a limited understanding of the topics on which the questions are focused. In the event of a health emergency, considering the impossibility to perform exams in classroom, the oral exam will be conducted online using the Teams platform following the University Guidelines
- Taiz L. & Zeiger E. “Fisiologia Vegetale “, V edizione (2012), Piccin, Padova - Alpi A., Pupillo P., Rigano C., Fisiologia delle Piante, 3° edizione (2000), EDISES, Napoli - Buchanan et al. “Biochimica e biologia molecolare delle piante” (2003), Zanichelli, Bologna.
The teacher will compare with other Professors belonging to the Plant Biology area. In particular, it will be discussed with Prof. Cozza Radiana and Prof. Chiappetta Adriana on both methods and criteria for the evaluation of learning, student engagement and topics covered.
TOPICS: Cell metabolism - Concept of autotrophy. Plants as photo-autotrophyc and sessile organisms. - Oxygenic and anoxygenic photosynthesis. Photo-inhibition. Fixation and reduction of CO2. Photorespiration and photo- respiratory pathway. C4 pathway. CAM metabolism - Nitrate reduction and fixation. - Secondary metabolites: classification and biological role. MATERIALS: books suggested by professor and power point presentations. LECTURES: 14 LABORATORY: 4 INDIVIDUAL STUDY: 34 TOPICS: Water/plant relationship -Water absorption by roots - Transpiration and water movement in the xylem - Water balance MATERIALS: books suggested by professor and power point presentations. LECTURES: 6 LABORATORY: 2 INDIVIDUAL STUDY: 15 TOPICS: Development and morphogenesis - Development phases: embryogenesis, germination, vegetative phase, reproductive phase. - Plant hormones and growth factors: metabolic pathway, mode of action and biological role. - Phytochrome and other photoreceptors. - Interaction between endogenous factors and exogenous stimuli (light, photoperiod, cold) in controlling plant growth and development. MATERIALS: books suggested by professor and power point presentations. LECTURES: 14 LABORATORY: 4 INDIVIDUAL STUDY: 34 TOPICS: Overview of plant adaptive capacity - Morpho-physiological adaptation of plant to environment with major focus on photosynthesis activity. - Definition of stress. Concept of stress adaptation, acclimation, tolerance, resilience. - Plant response to abiotic stresses: water deficiency, anoxia, high and low temperature, salinity, soil pH, oxidative stress, pollution. - General overview of plant response to biotic stress MATERIALS: books suggested by professor and power point presentations. LECTURES: 6 LABORATORY: 2 INDIVIDUAL STUDY: 15