INFORMAZIONI SU

Biologia delle Piante

Programma dell'insegnamento - Corso di laurea in Biotecnologie

CORSO DI STUDIO: BIOTECNOLOGIE                                                                     a.a. 2015/2016

Denominazione insegnamento: Biologia delle piante.

Denominazione insegnamento (in inglese): Plant Biology

Lingua dell’insegnamento: italiano

Crediti e ore di lezione: 9CFU, circa 90 ore

Attività formativa prevista

9 CFU

Lezione (h): 80

Esercitazioni (h): 10

Seminari (h):

Studio individuale previsto (h):

Totale ore: 90

Moduli:  SÌ  x NO

Se sì, specificare denominazione: 

Settore/i scientifico disciplinare: BIO/04

Docente (nome e cognome): Prof. Angelo Vianello 

Indirizzo email: angelo.vianello@uniud.it

Pagina web personale:

http://web.uniud.it/ricerca/strutture/dipartimenti_scientifica/dipi/sezione-di-biologia-vegetale/personale-afferente-alla-sezione/angelo-vianello

PREREQUISITI E PROPEDEUTICITÀ

CONOSCENZE E ABILITÀ DA ACQUISIRE

Lo/la studente/essa dovrà:

-       A livello di singoli individui, acquisire conoscenze sulle strutture e sulle funzioni degli organismi vegetali nei loro differenti livelli di complessità: costituenti della materia vivente, cellule, tessuti e organi, nonché sulla modalità di crescita, differenziamento, riproduzione delle piante (vegetativa e sessuale) e sul modo di relazionarsi delle stesse con l’ambiente.

-       A livello di comunità di piante, acquisire conoscenze di tassonomia e biologia evoluzionistica nei suoi più recenti sviluppi.

Queste conoscenze si tramuteranno in forme di sapere utile ad affrontare argomenti correlati, ma più specialistici.

Indicare i risultati di apprendimento attesi come riportati nei seguenti Descrittori di Dublino.

Capacità relative alle discipline:

-       Conoscenza e comprensione:

Queste conoscenze consentiranno una comprensione della biologia delle piante a livello di individui e comunità.

-       Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Le conoscenze acquisite consentiranno di affrontare pure temi applicativi di laboratorio e di campo.

Capacità trasversali /soft skills

-       Autonomia di giudizio

Lo studente potrà così acquisire un’autonomia di giudizio.

-       Abilità comunicative

Nel contempo lo stesso affinerà le sua abilità comunicative.

-       Capacità di apprendimento

Affinerà pure le sue capacità di apprendimento.

PROGRAMMA/CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO

1a parte: Strutture e funzione delle ) e 2a Parte. Biologia evoluzionistica e tassonomia (3 CFU)

1a Parte. Struttura e funzioni delle piante (6 CFU)

1. Fondamenti di chimica della vita. 1.1 Atomi presenti negli organismi viventi. 1.2 Legami chimici.

2. Acqua. 2.1 Presenza d’acqua sulla terra. 2.2 Importanza dell’acqua per i viventi. 2.3 Molecola d’acqua. 2.4 Legame (ponte) idrogeno. 2.5 Dissociazione della molecola. 2.6 Prodotto ionico dell’acqua. 2.7 La scala di pH. 2.8 Capacità tampone.

3. Composti del carbonio e i gruppi funzionali. 3.1 Proprietà del carbonio: formazioni di legami. 3.2 Molecole lineari. 3.3 Molecole cicliche. 3.4 Isomeria strutturale, geometrica e ottica. 3.5 Gruppi funzionali.

4. Polimeri naturali. 4.1 Definizione. 4.2 Polimerizzazione e idrolisi.

5. Carboidrati. 5.1 Definizione e gruppi funzionali. 5.2 Classificazione. 5.3 Monosaccaridi. 5.4 Disaccaridi. 5.5 Polisaccaridi di riserva. 5.6 Polisaccaridi strutturali.

6. Lipidi acilici, steroidi e cere. 6.1 Lipidi acilici: definizione e classificazione. 6.2 Acidi grassi. 6.3 Triacilgliceroli. 6.4 Fosfolipidi e membrane biologiche. 6.5 Steroidi, cere e cutine.

7. Proteine. 7.1 Definizione. 7.2 Amminoacidi. 7.3 Struttura primaria. 7.4 Struttura secondaria. 7.5 Struttura terziaria. 7.6 Struttura quaternaria. 7.7 Avvolgimento delle proteine.

8. Acidi nucleici. 8.1 Definizione e classificazione. 8.2 Costituenti dei nucleotidi. 8.3 Polinucleotidi. 8.4 Acidi nucleici: DNA, mRNA, tRNA e rRNA. 8.5 Flusso dell’informazione.

9. Principi di bioenergetica ed enzimologia. 9.1Trasformazioni della materia: reazioni chimiche. 9.2 Bioenergetica: definizione. 9.3 Forme di energia. 9.4 Termodinamica: 1a e 2a legge; concetto di energia libera. 9.5 Energia cinetica e potenziale delle cellule: ossidoriduzioni; molecole ad alto contenuto energetico; potenziale chimico ed elettrochimico. 9.6 Trasduzione di energia nei sistemi biologici. 9.7 Enzimologia: definizione di enzima e di energia di attivazione. 9.8 Ciclo catalitico di un enzima. 9.9 Relazione tra concentrazione di substrato e velocità della reazione. 9.10 Influenza dei fattori ambientali sulla velocità di reazione. 9.11 Inibizione e regolazione enzimatica.

10. Cellula. 10.1 Definizione. 10.2 Cellula procariotica: capsula, parete, membrana plasmatica, citoplasma, flagelli e pili. 10.3 Cellula eucariotica: cellula animale e vegetale. 10.4 Cellula vegetale: parete cellulare; membrana plasmatica; citoplasma: citoscheletro ; microtubuli e microfilamenti; ribosomi; sistema di endomembrane (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, lisosomi); vacuolo; mitocondri; cloroplasti, perossisomi; nucleo.

11. Funzioni della cellula vegetale. 11.1 Funzioni delle membrane. 11.2 Glicolisi e fermentazioni. 11.3 Respirazione mitocondriale. 11.4 Fotosintesi. 11.5 Duplicazione e trascrizione del DNA; traduzione dell’mRNA (sintesi delle proteine). 11.6 Sintesi della parete cellulare: componente cristallina e amorfa.

12. Divisione cellulare. 12.1 Ciclo cellulare. 12.2 Mitosi. 12.3 Meiosi. 12.3 Cicli (metagenetici) degli organismi vegetali. 12.4 Morte cellulare programmata.

13. Tessuti vegetali. 13.1 Corpo (cormo) delle piante. 13.2 Tessuti: definizione. 13.3 Classificazione dei tessuti: meristematici, tegumentali, parenchimatici, conduttori, meccanici e secretori.

14. Strutture e funzioni delle foglie. 14.1 Morfologia. 14.2 Modificazioni. 14.3 Anatomia. 14.4 Fotosintesi. 14.5 Piante ad alta efficienza fotosintetica. 14.6 Traspirazione. 14.7 Trasporto dell’acqua e bilancio idrico delle cellule.

15. Strutture e funzioni del fusto. 15.1 Habitus (aspetto) delle piante. 15.2 Morfologia. 15.3 Modificazioni. 15.4 Accrescimento monopodiale e simpodiale. 15.5 Gemme. 15.6 Definizione di struttura primaria e secondaria. 15.7 Anatomia: apice vegetativo; struttura primaria in monocotiledoni e dicotiledoni. 15.8 Accrescimento secondario in dicotiledoni. 15.9 Trasporto xilematico. 15.10 Trasporto floematico.

16. Strutture e funzioni della radice. 16.1 Morfologia. 16.2 Modificazioni. 16.3 Definizione di struttura primaria e secondaria. 16.4 Anatomia: apice radicale; sezione longitudinale; sezione trasversale in monocotiledoni e dicotiledoni. 16.5 Accrescimento secondario. 16.6 Simbiosi. 16.7 Assorbimento di acqua e nutrienti. 16.8 Nutrizione minerale. 16.9 Sintoni provocati da carenze nutrizionali.

17. Accrescimento e differenziamento delle piante. 17.1 Definizione di accrescimento e differenziamento cellulare. 7.2 Ormoni vegetali. 17.3 Effetti degli ormoni. 17.4 Auxine. 17.5 Citochinine. 17.6 Etilene. 17.7 Acido abscissico. 17.8 Giberelline. 17.9 Brassinosteroidi.

18. Riproduzione delle piante. 18.1 Riproduzione vegetativa. 18.2 Riproduzione sessuale: morfologia e anatomia fiorale. 18.3 Ciclo biologico della pianta. 18.4 Formazione dei gameti, impollinazione e fecondazione. 18.5 Sviluppo dell’embrione e dell’endosperma.

19. Seme e frutto. 19.1 Struttura del seme. 19.2 Struttura del frutto. 19.3 Frutti carnosi e secchi.

20. Regolazione ambientale dello sviluppo. 20.1 Morfogenesi. 20.2 Risposte alla luce blu. 20.3 Risposte alla gravità. 20.4 Risposte alla luce rossa (fitocromo).

 

2a Parte. Biologia evoluzionistica e tassonomia (3 CFU)

1. Tassonomia vegetale. 1.1 Finalità. 1.2 Concetto di specie. 1.3 Schema tassonomico. 1.4 Entità tassonomiche intraspecifiche. 1.5 Classificazione dei viventi: Bacteria (eubatteri, attinomiceti e cianobatteri); Archaea (archeobatteri); Eukarya (Unikonta: Animalia, Fungi, Amoebozoa; Bikonta: Excavata, Plantae, Rhizaria, Chromalveolata).

2. Biologia evoluzionistica. 2.1 Radici dell’evoluzionismo. 2.2 Teoria dell’evoluzione per selezione naturale (darwinismo). 2.3 Nuova sintesi (neodarwinismo). Teoria degli equilibri punteggiati. 2.4 Adatazionismo versus exattamento. 2.5 Evoluzione a più livelli. 2.6 Biologia evolutiva dello sviluppo. 2.7 Specie e speciazioni. 2.8 Simbiosi. 2.9 Evoluzione e filogenesi. 2.10 Verso una sintesi estesa.

3. Organismi viventi. 3.1 Bacteria (eubattei, cianobatteri, attinomiceti); Archaea (archeobatteri). 3.2 Eukarya: Unikonta, Fungi (funghi); Bikonta: Plantae (alghe eucariote, briofite, gimnosperme e angiosperme).

ATTIVITÀ DI APPRENDIMENTO E METODI DIDATTICI PREVISTI

L’insegnamento prevede: la frequenza alle lezioni e alle esercitazioni.

MODALITÀ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO

L’esame consiste in una prova orale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Costituiscono fonti di studio per l’esame:

1a Parte. Struttura e funzioni delle piante (6 CFU)

Appunti delle lezioni e materiale fornito dal docente.

-        J. Reece, L. Urry, M. Cain, S. Wasserman, P. Minorsky, R. Jackson (2015). Campbell. La forma e la funzione nelle piante. Pearson.

-        D. Sadava, H.C. Heller, G.H. Orians, W.K. Purves, D.M. Hillis (2009). Biologia. La biologia delle piante. Zanichelli Editore.

-        D. Sadava, D.M. Hillis, H.C. Heller, M.R. Berenbaum (2014). Biologia. 1 La cellula. Zanichelli Editore.

-        D. Sadava, D.M. Hillis, H.C. Heller, M.R. Berenbaum (2014). Biologia. 4 La biologia delle piante. Zanichelli Editore.

-        K.A. Mason, J.B. Losos, S.R. Singer (2011). Biologia cellulare. Piccin.

2a Parte. Biologia evoluzionistica e tassonomia (3 CFU)

Appunti delle lezioni e materiale fornito dal docente.

-        J. Reece, L. Urry, M. Cain, S. Wasserman, P. Minorsky, R. Jackson (2015). Campbell. Meccanismi dell’evoluzione e origini della diversità. Pearson.

-        D. Sadava, D.M. Hillis, H.C. Heller, M.R. Berenbaum (2014). Biologia. 3 L’evoluzione e la biodiversità. Zanichelli Editore.

STRUMENTI A SUPPORTO DELLA DIDATTICA

TESI DI LAUREA

(facoltativo)

Note

(eventuali)

 

Objectives

This course aims at describing plant organisms, in particular land plants, at a morphological, anatomical and functional level. In addition, the reproduction mechanisms and the relationships between plant and environment will be described. Finally, some elements on the evolution of species and plant taxonomy will be supplied.

 

Contents

1. Fundaments of life chemistry: water, carbohydrates, lipids, proteins and nucleic acids.

2. Principles of bioenergetics and enzymology.

3. The cell: procaryotes and eucaryotes; the plant cell: cell wall, plasma membrane, nucleus, mitochondria, plastids, vacuole, other endomembrane systems.

4. Plant cell functions: membrane transport, glycolysis and mitochondrial respiration, photosynthesis, protein synthesis.

5. Cell division: cell cycle, mitosis, meiosis, programmed cell death.

6. Plant tissues: meristematic and adult tissues.

7. Structure and functions of stems, leaves and roots.

8. Plant growth and differentiation: plant hormones.

9. Plant reproduction: agamic and gamic reproduction.

10. Seeds and fruits.

11. Environmental regulation of plant growth.

12. Evolution of species.

13. Principles of plant taxonomy.