Conoscenza e comprensione Gli studenti dovranno sviluppare una adeguata conoscenza dei meccanismi biofisici, biochimici e meccanici alla base della vita vegetale, nonché raggiungere adeguata comprensione dell'importanza di tali meccanismi nel modulare la riposta delle piante ai fattori ambientali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Gli studenti dovranno sviluppare la capacità di analizzare criticamente e comprendere la letteratura scientifica relativa alla fisiologia delle piante. Dovranno inoltre sviluppare una capacità di base di sviluppare ipotesi sperimentali relative alle basi funzionali della risposta delle piante alle variazioni dei fattori ambientali.

Conoscenza avanzata della morfologia e anatomia delle piante. Conoscenze avanzate di chimica e fisica.

Relazioni idriche, fisiologia dell'assorbimento e trasporto di acqua, fisiologia del trasporto di membrana e nutrizione minerale, fisiologia della fotosintesi, fisiologia dell'accrescimento e dello sviluppo

Elementi di Fisiologia Vegetale, Rascio et al., 3a edizione, 2021, Edises. Fisiologia e Sviluppo Vegetale, Taiz et al., 5a edizione italiana, 2024, Piccin

RELAZIONI IDRICHE
Caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua. Potenziale elettrochimico e potenziale dell’acqua. Flusso di massa, diffusione, osmosi. Componenti del potenziale dell’acqua di cellule e organi vegetali. Metodi di misura del potenziale dell’acqua. Isoterme del potenziale dell’acqua. Struttura e funzione dei plasmodesmi. Struttura e funzione delle aquaporine. Teoria della tensione-coesione. Struttura del sistema di trasporto xilematico. Genesi della forza traente per il trasporto a lunga distanza dell’acqua. Traspirazione. Meccanismi di apertura e chiusura degli stomi. Cavitazione xilematica indotta da aridità e da gelo. Acqua nel suolo e assorbimento di acqua a livello radicale. Architettura idraulica delle piante. Meccanismi di regolazione della resistenza idraulica di radici, fusto e foglie.

TRASPORTO DI SOLUTI E NUTRIZIONE MINERALE
Membrane biologiche. Potenziale di diffusione. Equazioni di Nernst e di Goldman. Trasporto attivo e passivo. Sistemi di trasporto nelle membrane biologiche. Cinetiche di trasporto di soluti attraverso membrane. Pompe protoniche della cellula vegetale. Pompe per il calcio. ABC ATPasi. Traslocatori e canali ionici della cellula vegetale. Nutrienti essenziali, carenza e tossicità. Nutrienti nei suoli. Intercettazione, diffusione, flusso di massa. Ingresso dei nutrienti nella radice. Ciclo dell’azoto. Stati di ossidazione di N. Acquisizione e organicazione del nitrato. Simbiosi tra piante e batteri azoto-fissatori. Fissazione simbiotica dell’azoto. Nitrogenasi. Assorbimento di fosfato e ruolo delle micorrize. Assorbimento e organicazione del solfato. Assorbimento di potassio e ferro.

FOTOSINTESI E TRASPORTO FLOEMATICO
Luce e pigmenti fotosintetici. Sintesi di clorofille e carotenoidi. Fase tilacoidale. Fotosistemi, citocromo b6f, trasportatori diffusibili. OEC e foto-ossidazione dell’acqua. Trasporto degli elettroni ciclico e non ciclico. Sintesi di NADPH e ATP. Fotoinibizione e meccanismi di protezione. Ciclo delle xantofille. Fase stromatica. Struttura, funzione e regolazione della Rubisco. Ciclo di Calvin. Attività ossigenasica della Rubisco. Fotorespirazione. Meccanismi di concentrazione del biossido di carbonio. Fotosintesi C4 e CAM. Sintesi di amido, saccarosio e fruttani. Aspetti ecologici della fotosintesi. Influenza di acqua, luce, temperatura, [CO2]. Traslocazione floematica. Caratteristiche anatomiche e ultrastrutturali del floema. Composizione della linfa floematica. Sorgenti e pozzi. Modello di Munch. Caricamento apoplastico e simplastico. Scaricamento floematico.

ACCRESCIMENTO E SVILUPPO
Embriogenesi. Germinazione del seme. Composizione e struttura della parete cellulare. Cellulosa, emicellulose, pectine, proteine strutturali. Distensione cellulare. Struttura, biosintesi, trasporto dell'auxina. Effetti fisiologici di IAA: accrescimento, fototropismo, gravitropismo, dominanza apicale. Struttura, biosintesi, trasporto, ed effetti fisiologici delle citochinine. Struttura e biosintesi delle gibberelline. Meccanismo di azione delle gibberelline: accrescimento del fusto e germinazione del seme. Struttura, biosintesi, trasporto ed effetti fisiologici dell’etilene. Struttura, biosintesi, trasporto ed effetti fisiologici dell’acido abscissico. Struttura e funzione del fitocromo e risposte delle piante alla luce rossa.

Lezioni frontali

Grafici e immagini proiettati durante le lezioni saranno disponibili sul gruppo Teams del corso

Esame scritto con 30 domande a risposta multipla e 1 domanda a risposta aperta.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite