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FISIOLOGIA VEGETALE (A-L)
MARIO GIORDANO

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 8
Ore 64
Periodo 1^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov ST01 3S036

Prerequisiti

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 

Modalità di svolgimento del corso

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. 

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
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 le conoscenze:
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. 

Programma

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.

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell'apprendiment:
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.

Criteri di valutazione dell'apprendimento:
L’apprendimento viene valutato sulla 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. Il punto sarà assegnato esclusivamente nel caso in cui tutte le risposte esatte siano state individuate.

Criteri di attribuzione del voto finale:
Le domande aperte costituiranno il 40% del punteggio, la rappresentazione schematica e gli esercizio di calcolo concorreranno al voto finale per il 30%; le domande a scelta multipla per il 30%

Testi consigliati

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

Corsi di laurea

• Scienze biologiche