Obiettivi Formativi

Fornire le conoscenze di base inerenti al metabolismo degli organismi vegetali ed ai meccanismi fisiologici che ne regolano la crescita e la produttività, anche in risposta ai fattori ambientali.

Learning Goals

This course will provide a basic overview on metabolism and physiological mechanisms underlying growth and productivity of plant organisms, including plants interactions with environment.

Metodi didattici

Lezioni frontali svolte con l’ausilio di presentazioni in PowerPoint e proiezione di filmati, esercitazioni in laboratorio

Teaching Methods

Theoretical lessons by using PowerPoint and movie projections, practical activities

Prerequisiti

Lo studente deve possedere conoscenze di base di botanica generale, biochimica e fisica.

Prerequisites

The student must possess basic knowledge of general botany, biochemistry and physics.

Verifiche dell'apprendimento

esame orale

Assessment

oral examination

Programma del Corso

Bilancio idrico delle piante - Trasporto dell’acqua a lunga e breve distanza- Trasporto di soluti- Nutrizione minerale – Assimilazione dei nutrienti inorganici- Fotosintesi: reazioni alla luce e assimilazione del carbonio – Respirazione e fotorespirazione - Traslocazione floematica - Fitormoni- Orientamento delle piante nello spazio- Interazioni piante-ambiente Programma esteso: • Bilancio idrico della pianta e Trasporto dell’acqua: Potenziale chimico dell’acqua e metodi di misura. Curve pressione-volume. L’acqua nel suolo. Teoria dello SPAC. Assorbimento dell’acqua da parte delle radici. Trasporto dell’acqua a lunga e breve distanza e sua regolazione. Teoria della tensione-coesione. Embolia xilematica. Traspirazione. Meccanismo di regolazione dell’apertura e chiusura degli stomi. • Il trasporto dei soluti: Trasporto attivo e trasporto passivo; pompe; carriers; canali ionici; aquaporine. • Nutrizione minerale e assimilazione dei nutrienti minerali Nutrienti essenziali. Assorbimento e assimilazione dei nutrienti inorganici. Micorrize e simbiosi. • Fotosintesi: reazioni alla luce e assimilazione del carbonio: La luce: caratteristiche fisiche e sua conversione in energia luminosa. Pigmenti luminosi e complessi proteici tilacoidali coinvolti nel processo fotosintetico. Trasporto elettronico fotosintetico. Sintesi ATP nei cloroplasti. Fotoprotezione e fotodanno. Piante C3 e ciclo di Calvin-Benson. Metabolismo piante C4. Metabolismo acido delle crassulacee. Considerazioni fisiologiche ed ecologiche sulla fotosintesi. Biosintesi di amido e saccarosio. • Respirazione e fotorespirazione • Traslocazione floematica. Caricamento, traslocazione e scaricamento. Ripartizione dei fotosintati • Fitormoni. Ruoli biologici di: auxine, giberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, brassinosteroidi, acido jasmoico, strigolattoni • L’orientamento delle piante nello spazio. Tropismi, nastie e nutazioni • Risposte ecofisiologiche delle piante a differenti fattori ecologici (i.e. fisici, chimici e biotici)

Course Syllabus

Plant-water relations- Long- and short-distance water transport- Solute transport- Mineral nutrition- Assimilation of inorganic nutrients- Photosynthesis: light and carbon reactions- Respiration and photorespiration -Phloem translocation- Plant hormones- Plant movements- - Plant-environment interactions- Programme • Plant-water relations and water transport: Water potential: definition and measurements. Pressure-volume curve. Water movement into soil. SPAC theory. Root water uptake. Long- and short-distance water transport and its regulation. Cohesion-tension theory. Xylem embolism. Transpiration- Regulation of stomata aperture and closure • Solute transport: plant membrane transport system. Pumps, ion channels, cotransporters, aquaporins • Mineral nutrition and assimilation of inorganic nutrients: essential nutrients, inorganic nutrients uptake and assimilation, symbiosis and mycorrhizal association • Photosynthesis: light and carbon reactions: light absorption and energy conversion. Organization and regulation of photosynthetic complexes. Electron transport pathways in chloroplast membranes. ATP synthesis in chloroplasts. Photo-damage and photo-protection. Carbon reactions: the Calvin–Benson cycle. C4 and CAM metabolism. Ecophysiological thoughts on photosynthesis. Starch and sucrose synthesis • Respiration and photorespiration • Phloem translocation: loading, transport and unloading, Nutrient release into and retrieval from the sink • Plant hormones: auxins, giberellins, cytokinins, abscissic acid; ethylene, brassinosteroids, jasmonate, strigolactones • Plant movements: tropisms, nastic movements, nutations • Eco-physiological responses of plants to ecological factors (including physical, chemical and biological factors)