Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base della Fisiologia al fine di poter sviluppare le competenze necessarie per intraprendere studi successivi nonché di saper sostenere argomentazioni e interpretare dati relativi a tematiche studiate

Learning Goals

The course aims to provide knowledge of Physiology in order to develop the skills to undertake further studies and to be able to argument and interpret data relating to the topics studied

Metodi didattici

Lezioni orali e esercitazioni in laboratorio

Teaching Methods

Oral and practical lessons

Prerequisiti

Gli studenti devono possedere conoscenze di base di chimica, biochimica, fisica nonchè di citologia ed istologia (animale e vegetale)

Prerequisites

The student must possess basic knowledge of organic chemistry, biochemistry, physics as well as of animal and plant cytology and histology

Verifiche dell'apprendimento

esame orale

Assessment

examination

Programma del Corso

Introduzione allo studio della Fisiologia Trasporti di membrana: diffusione semplice, diffusione facilitata- Trasporti attivi primari e secondari- Trasporti mediante vescicole La comunicazione cellulare: giunzioni comunicanti - messaggi chimici - messaggi elettrici Sistemi di controllo: Organizzazione del tessuto nervoso: Rete diffusa, centralizzazione ed encefalizzazione. Il neurone: eventi elettrici ed elaborazione dell’informazione. Attività riflessa e comportamento. I recettori sensoriali. Principi generali di regolazione endocrina. Omeostasi: Regolazione ionica e osmotica negli animali marini e terrestri. Regolazione termica: principi generali Respirazione: Struttura e funzioni delle branchie e dei polmoni. Scambi gassosi. Ruolo dei pigmenti respiratori. Circolazione: Sistemi circolatori aperti e chiusi. Emolinfa e sangue: composizione e funzioni. Organizzazione morfologica e funzionale del miocardio e degli apparati circolatori negli invertebrati e nei vertebrati. Regolazione del sistema cardiovascolare. Riproduzione: Modalità riproduttive. Controllo ormonale dell’attività gonadica. Alimentazione e digestione: Presa degli alimenti e strategie alimentari. Digestione intracellulare ed extracellulare L’acqua e gli organismi vegetali: Potenziale chimico dell’acqua e relativi metodi di misura. Curve pressione-volume e loro utilizzo in ecofisiologia. Assorbimento dell’acqua ad opera delle radici. Trasporto dell’acqua a breve e lunga distanza. Teoria della tensione-coesione. Teoria dello SPAC. Trasporto simplastico, apoplastico e transmembrana a livello della radice e delle foglie. Traspirazione. Biologia degli stomi. Perdita funzionale della conduttanza idraulica indotta dell’embolia e meccanismi di recupero funzionale dei condotti embolizzati. Effetto ionico Il trasporto dei soluti attraverso le membrane negli organismi vegetali: Proteine trasportatrici e loro regolazione, meccanismi di trasporto transmembrana. Assimilazione di composti inorganici: Micro e macronutrienti. Assimilazione e organicazione dell’azoto e dello zolfo. La respirazione nelle piante La fotosintesi: Le reazioni alla luce regolate dai pigmenti fotosintetici e dai complessi tilacoidali che portano alla sintesi di ATP e NADPH. Riparazione e regolazione dei fotosistemi in risposta al fotodanno. Rubisco. Ciclo di Calvin-Benson. Meccanismi di concentrazione del carbonio inorganico (il ciclo del carbonio nelle piante C4 ed il metabolismo acido delle crassulacee). Fattori ambientali che influenzano la fotosintesi e la produttività delle piante. Biosintesi e mobilitazione di amido e saccarosio. Traslocazione floematica: cellule compagne e loro ruolo nel caricamento floematioco, il modello di flusso-pressione, forza delle zone pozzo per guidare lo scaricamento dei fotosintati Fattori biotici e abiotici che influenzano produttività e la stessa sopravvivenza delle piante: acclimatazione e adattamento. Stress da carenza e eccesso di acqua (i.e. stress da carenza di O2); stress da sali minerali, metalli pesanti e fitorisanamento Fotorecettori della luce: fitocromi, fototropine, criptocromi, zeitlupe, OCP, zeaxantina, recettori dei raggi UB e loro risposte Ormoni vegetali e sviluppo delle piante: Principali caratteristiche metaboliche e ruoli svolti da auxine, giberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, acido jasmonico, brassinosteroidi, acido salicilico, poliammine. Movimenti delle piante: segnali e meccanismi

Course Syllabus

Introduction to Physiology Membrane transport: simple diffusion, easy diffusion - primary and secondary active transport - transport from vesicles Cellular communication: connection of junctions - chemical messages - electrical messages Control systems: organization of nerve tissues: diffuse network, centralization and encephalization. The neuron: electrical events and information processing. Reflective activities and behaviors. Sensory receptors. General principles of endocrine regulation. Homeostasis: ionic and osmotic regulation in marine and terrestrial animals. Thermal regulation: general principles Breathing: The structure and functions of the membranes and the lungs. Gaseous exchanges. Role of respiratory pigments. Circulation: Open and closed circulation systems. Emolym and blood: composition and functions. Morphological and functional organization of myocardium and circulatory systems in invertebrates and vertebrates. Adjustment of the cardiovascular system. Reproduction: Reproduction mode. Hormonal control of gonadal activity. Food and Digestion: Take nutritional and nutritional strategies. Intracellular and extracellular digestion Water and plants: water chemical potential and its measurement- Pressure-Volume curves and their ecophysiological significance. Water absorpition by roots. Long-distance water transport through xylem- Apoplast, symplast and transmembrane pathways of roots and leaves. Cohesion-tension theory. SPAC theory. Water movement from the leaf to the atmosphere. Stomata biology. Loss of hydraulic conductance by xylem embolism, mechanisms of refilling, ionic effect. Solute transport in plant cells: membrane transport processes and proteins Assimilation of inorganic nutrients: micro and macronutrients, assimilarion and organication of nitrogen and sulfur Respiration in intact plant and tissues Photosynthesis: The light reactions driven by thylakoids complexes generating ATP and NADPH. Repair and regulation of the photosynthetic machinery in response to oxidative damage. Rubisco. Calvin-Benson cycle. Inorganic carbon-concentrating mechanisms (the C4 carbon cycle and crassulacean acid metabolism). Environmental factors influencing photosynthesis and productivity. Starch and sucrose biosynthesis and mobilization. Translocation in the Phloem: Companion cells and their role in the phloem loading, pressure-flow model, sink strength regulation of allocation and partitioning Environmental and biotic interactions influencing the plant productivity: acclimation and adaptation. Water deficit, flooding, salt stress, salinity and heavy metals stress, fitoremediation, Signals from sunlight: plant photoreceptors (phytochromes, photropins, cryptochromes, zeitlupe, OCP, zeaxantin, UV photoreceptors) and their responses Hormones and plant development: Main biochemical features and roles of auxins, giberellins, cytokinins, ethylene, ABA, brassinosteroids, jasmonic acid, salicylic acid, polyammines Plants movements: signals and mechanisms.