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Oggetto:
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Biologia e biodiversità nei vegetali (Anno Accademico 2014/2015)

Oggetto:

PLANT BIODIVERSITY

Oggetto:

Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
SAF0025
Docenti
Prof. Paola Bonfante (Affidamento interno)
Dott. Elena Martino (Affidamento interno)
Corso di studi
[f056-c502] LM - Biotecnologie vegetali
Anno
1° anno
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/01 - botanica generale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Nessuno / None
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso si articola in due moduli. Il primo si propone di illustrare i principali aspetti della biologia degli organismi vegetali, evidenziandone la loro unicità e considerando: i cicli vitali, inseriti in un'ottica evolutiva, il piano organizzativo cellulare ed il significato dei meristemi. Particolare attenzione verrà posta alle piante ed ai funghi che sono attualmente considerati sistemi modello. Il secondo modulo si propone di fornire, grazie all'integrazione di lezioni teoriche ed esercitazioni, le basi dell'istologia e dell'anatomia vegetale.

 

The course is divided into two modules. The first one is aimed to illustrate the main aspects of plant biology, highlighting their unique features and considering: life cycles, viewed under an evolutionary perspective, the cellular organization level and the meaning of the meristems. Particular attention will be given to plants and fungi which are currently considered as model systems. Aim of the second module is to provide, through the integration of theory and practice, the basis of plant histology and anatomy.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Ci si aspetta che gli studenti raggiungano una buona conoscenza della biologia vegetale, acquisendo nozioni e strumenti che complementino i saperi tradizionali della botanica con alcune delle informazioni più recenti e ricevendo pertanto le basi per affrontare gli insegnamenti più avanzati previsti dal corso di studi.

 

It is expected that students will reach a good knowledge of plant biology, acquiring notions and tools which could complement the traditional knowledge of botany with some of the most recent information therefore acquiring the basis for tackling the more advanced teachings provided by the course of study. 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Al termine di ciascun argomento presentato a lezione il docente proporrà una discussione in aula sui temi trattati per verificare la comprensione da parte degli studenti di quanto esposto anche avvalendosi di domande riconducibili a quelle che saranno proposte all'esame finale

 

At the end of each topic presented in class the teacher will propose to the students a discussion on the main covered subjects to verify the comprehension level also asking questions related to those that will be proposed at the final exam

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Programma

Modulo 1. Biologia vegetale (Area di formazione generale)

1)    Parte generale: perché studiare i vegetali nel XXI secolo; come la biologia vegetale può rispondere ad alcune delle sfide della società attuale. La specificità degli organismi fotosintetizzanti.

2)    I gruppi vegetali e la loro evoluzione. Colonizzazione delle terre emerse. Il piano organizzativo della cellula vegetale (dalla parete cellulare alla famiglia dei plastidi). I meristemi, una chiave per capire il funzionamento dei vegetali: lo sviluppo post-embrionale richiede una precisa organizzazione dell'apice radicale e vegetativo.

3)    L'organizzazione del corpo dei vegetali. Tallofite e Cormofite.

4)    Riproduzione e sessualità nelle piante. Riproduzione vegetativa o asessuale e riproduzione sessuale. Gamia e meiosi. Conseguenza della riproduzione sessuale. Esempi di cicli riproduttivi nei principali gruppi di Briofite, Pteridofite, Gimnosperme e Angiosperme. Adattamento all’ambiente terrestre. Riproduzione nelle Embriofite e tendenze evolutive del ciclo aplodiplonte. Le Spermatofite e la comparsa dell’ovulo. Le Angiosperme e la comparsa del fiore. Tappe della formazione e germinazione del seme.

5)    Sistematica e Tassonomia: fondamenti generali. Briofite, Pteridofite, Spermatofite (Gimnosperme ed Angiosperme): caratteri generali, ciclo metagenetico, tassonomia, filogenesi, distribuzione geografica ed habitat.

6)    Gli organismi modello nella biologia vegetale: PhyscomitrellaArabidopsis, riso, pioppo, vite, patata, pomodoro.

7)    Il concetto di plant microbiome descrive non solo la pianta, ma anche i microbi ad esso associati: batteri, funghi simbionti ectomicorrizici ed arbuscolari.

Modulo 2. Anatomia vegetale (Area di formazione generale)

1)    Dalla cellula ai tessuti: presentazione e classificazione dei tessuti vegetali. Tessuti meristematici. Tessuti parenchimatici. Tessuti tegumentali. Tessuti conduttori. Tessuti meccanici. Tessuti secretori.

2)    Gli organi della pianta.

  • Il Fusto. Morfologia esterna. Modello di crescita di un fusto. Differenziamento del corpo primario del fusto. Struttura, organizzazione e disposizione dei fasci vascolari: eustele e atassostele. Specializzazioni ed adattamenti del fusto. Il passaggio dalla struttura primaria alla struttura secondaria. I meristemi secondari. Formazione, struttura, organizzazione e funzionamento del cambio cribro-vascolare. Processo di differenziamento: iniziali fusiformi ed iniziali dei raggi. Come si divide la cellula cambiale: attività dipleurica. Attività del cambio subero fellodermico: formazione del periderma, lenticelle. Xilema secondario nelle dicotiledoni e nelle gimnosperme: sistema longitudinale e sistema assiale, legno eteroxilo e legno omoxilo, cerchie annuali, legno primaverile e legno estivo. Floema secondario. Cenni di dendrocronologia.
  • La Foglia: funzioni e struttura esterna. Struttura interna delle foglie: cuticola, epidermide, mesofillo, nervature. Tipi di foglie: dorsoventrale, equifacciale, unifacciale, centrica. Adattamenti delle foglie a particolari condizioni ambientali.
  • La Radice: funzioni e struttura esterna. Anatomia della radice in struttura primaria. Struttura interna delle radici: cuffia, meristema apicale, zona di distensione, zona di maturazione. L'endoderma. La disposizione dei tessuti vascolari: actinostele. Modelli di organizzazione nelle monocotiledoni e nelle dicotiledoni. Formazione delle radici laterali. Accrescimento secondario delle radici. Radici specializzate.

Esercitazioni: le esercitazioni prevedono la preparazione di vetrini da materiale vegetale, la colorazione e l’osservazione al microscopio ottico. Es.1. Tessuti parenchimatici (elodea, aloe, ninfea, patata) ed epidermico (trevigiana, clivia, salvia, ficus). Es.2. Tessuti meccanici e conduttori (ninfea, prezzemolo, sedano, pera, papiro, liriodendron). Es.3. Sezioni di fusto in struttura primaria (Ruscus, Chelidonium) e secondaria (tiglio, abete). Es.4. Sezioni trasversali di foglie (magnolia, achmea, iris, abete, ninfea).

 

Module 1. Plant Biology (General formation area)

1)   General part: why study plants in the twenty-first century; how plant biology can answer to some of the challenges of the contemporary society. The specificity of photosynthetic organisms.

2)   Plant groups and their evolution. Plant colonization of the emerged lands. Plant cell organization (from the cell wall to the plastids family). Meristems: a key to understand plant functioning: the post-embryonic development requires a precise organization of the root and of the vegetative apex.

3)   The organization of the body of the plant. Thallophyte and Cormophyte.

4)   Reproduction and sexuality in plants. Vegetative or asexual reproduction and sexual reproduction. Gamy and meiosis. Consequences of the sexual reproduction. Examples of reproductive cycles in the major groups of Bryophytes, Pteridophytes, Gymnosperms and Angiosperms. Adaptation to the terrestrial environment. Reproduction in Embryophytes and evolutionary trends in the haplo-diplont cycle. The Spermatophytes and the egg appearance. Angiosperms and the appearance of the flower. Stages of seed formation and germination.

5)   Systematics and Taxonomy: generalities. Bryophytes, Pteridophytes, Spermatophytae (Gymnosperms and Angiosperms): general characteristics, metagenetic cycle, taxonomy, phylogeny, geographic distribution and habitat.

6)   The model organism in plant biology: Physcomitrella, Arabidopsis, rice, poplar, grapevine, potato, tomato.

7)   The concept of plant microbiome describes not only the plant, but also its associated microbes: bacteria, ectomycorrhizal and arbuscular symbiotic fungi.

 

Module 2. Plant Anatomy (General formation area)

1)   From cell to tissues: presentation and classification of plant tissues. Meristematic tissues.Parenchyma tissues. Epidermal tissues. Support tissues. Vascular tissues. Secretory tissues.

2)   Plant organs

  • The stem. External morphology. Growth patterns of a stem. Differentiation of the primary body of the stem. Structure, organization and position of the vascular bundles in monocots and dicots (scattered or circle arrangement). Specializations and adaptations of the stem. The transition from the primary to the secondary structure. The secondary meristems. Formation, structure, organization and functioning of cribro-vascular cambium. Differentiation process: fusiform and rays initials. Cambial cell division: bifacial activity. Cork cambium activity: formation of the periderm, lenticels. Secondary xylem in dicots and in gymnosperms: longitudinal and axial system, homogeneous and heterogeneous wood, annual rings, spring and summer wood. Secondary phloem. Elements of dendrochronology.
  • The leaf: functions and external structure. Internal structure of leaf: cuticle, epidermis, mesophyll, veins. Leafs types: bifacial, monofacial, unifacial, centric leaves. Leaf adaptations to particular environmental conditions.
  • The root: functions and external structure. Anatomy of the root in primary structure: growth model of a root. The root meristem. Internal structure of the roots: root cap, apical meristem, elongation zone, maturation zone. The endodermis. Vascular tissues arrangement. Models of organization in monocots and dicots. Lateral roots formation. Secondary growth of the roots. Specialized roots.

Practical part: preparation of slides from plant material, staining and observation at the light microscope. Lab1: parenchyma, epidermis. Lab2 : support tissues, vascular tissues. Lab3: stem in primary structure, stem in secondary structure. Lab4: cross-sections of different leaves.

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione sarà disponibile sul sito internet: http://agraria-offdid.campusnet.unito.it/.

 

I testi base consigliati per il corso sono:

Smith et al. 2011, Biologia delle piante, Ed. Zanichelli, edizione italiana a cura di D. Chiatante.

Pasqua, Abbate, Forni. Botanica generale e Biodiversità, Ed. Piccin.

Mauseth. Botanica, Fondamenti di Biologia delle Piante, Edizione Italiana, Nuova Editoriale Grasso.

Speranza-Calzoni. Struttura delle piante in immagini,  Ed. Zanichelli.

Gerlach-Lieder. Atlante di Anatomia Vegetale,  Ed. Muzzio.

 

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

Appunti presi a lezione

 

Sono di seguito indicati altri siti internet di interesse:

http://www.bioveg.unito.it/atlanteme/

http://www.atlantebotanica.unito.it/

 

The slides will be available at: http://agraria-offdid.campusnet.unito.it/.

 

The suggested books for the exam preparation are:

Smith et al. 2011, Biologia delle piante, Ed. Zanichelli, edizione italiana a cura di D. Chiatante.

Pasqua, Abbate, Forni. Botanica generale e Biodiversità, Ed. Piccin.

Mauseth. Botanica, Fondamenti di Biologia delle Piante, Edizione Italiana, Nuova Editoriale Grasso.

Speranza-Calzoni. Struttura delle piante in immagini,  Ed. Zanichelli.

Gerlach-Lieder. Atlante di Anatomia Vegetale,  Ed. Muzzio.

 

It is strongly suggested to use the lesson notes for the exam preparation

 

Other internet useful sites:

http://www.bioveg.unito.it/atlanteme/

http://www.atlantebotanica.unito.it/



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Note

 

 

 

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Ultimo aggiornamento: 24/03/2015 16:48
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