- Oggetto:
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Fisiologia delle piante
- Oggetto:
PLANT PHYSIOLOGY
- Oggetto:
Anno accademico 2019/2020
- Codice dell'attività didattica
- AGR0086
- Docente
- Prof. Claudio Lovisolo
- Corso di studi
- [001717] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
- Anno
- 2° anno
- Tipologia
- C - Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- BIO/04 - fisiologia vegetale
- Modalità di erogazione
- Convenzionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- La trattazione degli argomenti in programma si baserà su una pregressa conoscenza della biologia cellulare e vegetale, della chimica, della biochimica, della fisica e della matematica, al fine della impostazione scientifica per la comprensione dei meccanismi fisiologici.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Arrivare a capire le relazioni tra la fisiologia delle piante e la pratica colturale, sia in condizioni ottimali che in condizioni limite dal punto di vista ambientale.
Gli argomenti del programma appartengono all'area delle conoscenze propedeutiche e all'area delle produzioni vegetali.
To learn about the relationships between plant physiology and inputs from agriculture practices, upon both cultivation standards and abiotic limiting conditions.
Program focuses on basic knowledge and on plant production area.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di:
Conoscenze e capacità di comprensione.
Integrare le lezioni teoriche del programma con conoscenze acquisite dalla letteratura scientifica del settore. In questa parte, gli studenti svilupperanno abilità di comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e indagini su banche date di letteratura scientifica.
Autonomia e capacità di giudizio: gli studenti saranno in grado di 1) giudicare la corretta impostazione della connoscenza dfisiologica i base in applicazione di campo; 2) valutare in modo critico la qualità delle informazioni disponibili in ambito tecnico/scientifico.
Abilità comunicative: alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di: 1) Conoscere la terminologia fisiologica; 2) utilizzare fogli di calcolo per l'individuazione di relazioni tra variabili; 3) reperire informazioni da bibliografia online; 3) ampliare le capacità di esposizione tramite report scritti.The students will integrate the knowledge acquired both by following the course programme and by examining scientific literature. In tis part, students will manage English language in order to understand lessons and/or look for bibliography.
Applying knowledge and understanding: students will be able to 1) evaluate pros and contra of phiological mechanisms applied in crops and forests; 2) hypothesize plant responses to abiotic stress.
Making judgements: the students will be able to make judgements on 1) interrelationships plant physiology / crop techniques; 2) the quality of available physiological information.Communication skills: at the end of the course students will have an improved capacity of 1) understanding plantl-related English vocabulary; 2) using spreadsheets to evaluate relationships between variable; 3) use databases to get scientific and technical information on plant physiology; 4) effectively communicating through written reports on selected topics.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento si utilizzano lezioni in italiano (circa 70 ore), ed autovalutazioni periodiche anonime (circa 10 ore).
Le lezioni utilizzano materiale illustrativo proposto in classe sotto forma di diapositive, tutte rese disponibili agli studenti. Si utilizzeranno banche dati della letteraura scientifica internazionale (in inglese) disponibili on line al docente ed agli studenti che vogliano collegarsi con il proprio portatile. Le autovalutazioni fissano gli argomenti periodicamente e allenano gli studenti all'esame finale.
Tutte le lezioni sono videoregistrate e disponibili su piattaforma MOODLE:
L'insegnamento fa esplicito e continuo riferimento ai libri di testo.
To achieve the educational objectives of this teaching, classes are held in Italian (about 70 hours), and anonymous periodic self-assessments (about 10 hours).
The lessons used illustrative material proposed in class in the form of slides, all made available to students. It uses the databases of the international scientific literature (in English) available online to the teacher and students who wish to connect with their laptop. Self-assessments fix topics periodically and train students for the final exam.
All lessons are recorded and available on the MOODLE platform.
The teaching makes explicit and continuous reference to textbooks.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
ATTENZIONE: fino al protrarsi delle restrizioni COVID l’esame sarà interamente svolto in forma orale presentandosi alla data ed orario di appello alla virtual room WEBEX
https://unito.webex.com/meet/claudio.lovisolo
Until the COVID restrictions continue, the exam will be carried out entirely in oral form by presenting at the date and time of exam scheduling to the WEBEX virtual room.
- Oggetto:
Attività di supporto
Gli studenti saranno supportati nella comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e sulle loro future capacità di indagini su banche date di letteratura scientifica internazionale.
Lezioni videoregistrate su MOODLE.
Students will be encouraged to manage English language in order to look for bibliography in PLant Physiology.
All lessons are recorded and available on the MOODLE platform.
- Oggetto:
Programma
Funzioni dell'acqua nella cellula e nella pianta; variazioni di potenziale idrico nel continuum suolo-pianta-atmosfera; psicrometro; camera a pressione trasporto xilematico; forze di tensione/coesione ed embolismi (danni e recupero); ruolo delle acquaporine; traspirazione fogliare: biofisica del fenomeno (umidità relativa, temperatura); conduttanza stomatica; movimenti degli stomi; biochimica della cellula di guardia; fattori ambientali che condizionano la regolazione stomatica: luce, CO2; regolazione stomatica idropassiva e idroattiva; azione dell'ABA mediata dal Ca++; sintesi e redistribuzione dell'ABA; la tecnica del PRD (partial root drying).
Cenni sulla sintesi proteica; cinetica enzimatica; potenziale elettro-chimico di un soluto - equazione di Nernst; permeabilità delle membrane; potenziale di membrana; trasporto passivo: diffusione semplice e facilatata; trasporto attivo primario; H+-ATPasi; trasporto attivo secondario (simporto, antiporto).
Fotosintesi: fase luminosa e fase oscura, fotosistemi, regolazione dell'organicazione del carbonio
Lo spettro dell'energia solare; eccitazione dei pigmenti, riemissione di energia: dissipazione e trasferimento; assorbimento energetico della clorofilla; i fotosistemi del cloroplasto; schema Z della fotosintesi, trasporto di elettroni; trasporto transmembrana di H+ e sintesi dell'ATP nel cloroplasto; fotoinibizione, formazione dei radicali liberi dell'H2O; confronto fotosintesi/respirazione per la sintesi di ATP; le fasi del ciclo di Calvin: carbossilazione, riduzione e rigenerazione; RuBisCO; effetti di alte temperature sull'assimilazione di CO2 a concentrazioni ambientali e saturanti della CO2 fotorespirazione; piante C4 e CAM; sintesi di amido primario nel cloroplasto; sintesi di saccarosio nel citosol; ripartizione del trioso-P tra cloroplasto e citosol; sintesi dell'amido secondario (amiloplasti).
Elementi strutturali del floema: funzioni; floema: modello di flusso di massa da organi sorgenti a organi sink; caricamento floematico (simportatore di zuccheri); scaricamento floematico; ripartizione dei prodotti della fotosintesi, forza di un sink; effetti delle variazioni del rapporto sorgente/sink; transizione sorgente/sink.
Assorbimento, trasporto e assimilazione di sostanze minerali.
Modificazioni di soluzioni nutritive per valutare gli effetti di elementi minerali; movimento dei soluti nel terreno; trasporto apoplastico e cellulare degli elementi minerali; funzioni del trasporto di membrana nell'assorbimento ionico di sost. minerali; assorbimento del P (micorrize ectotrofiche e vescicolo-arbuscolari); riduzione del nitrato ad ammonio; organicazione dell'ammonio in aminoacidi (ciclo GS-GOGAT e sintesi AA); fissazione dell'N2 atmosferico ad opera di microrganismi; simbiosi rizobi/leguminose.
Auxina: esperimenti di inizio '900 e risvolti funzionali; saggio biologico e radio-immunologico delle auxine; forma libera e forma coniugata (implicazioni su trasporto ed utilizzo); trasporto apolare (floematico) e polare (parenchimatico) ; effetti dell'auxina: allungamento di fusti e radici; auxine e fototropismo; auxine e gravitropismo in fusti e radici; effetti fisiologici dell'auxina: regolazione dominanza apicale, formazione radici secondarie, differenziamento vascolare; meccanismo d'azione dell'auxina a livello cellulare; effetti fisiologici delle gibberelline; effetti fisiologici delle citochinine; etilene; acido abscisico.
Aspetti ecofisiologici: risposta allo stress
Stress idrico. Meccanismi di difesa delle piante allo stress idrico. Ad alto potenziale idrico. A basso potenziale idrico. Risposta isodrica ed anisoidrica allo stress idrico.
Ruolo del messaggio ormonale e chimico. Limitazioni alla crescita della piante ascrivibili a squilibri del potenziale idrico. Osmoregolazione.
Stress da freddo.
Stress da congelamento.
Stress salino.
Regolazione della fotosintesi. Controllo ambientale dell'assorbimento della CO2: 1) regolazione stomatica; 2) competizione CO2/O2 per la Rubisco; 3) competizione tra la biosintesi di amido e quella del saccarosio; 4) allocazione dei fotosintati a differenti organi sink; 5) età delle foglie.
Assimilazione carbonica: risposta alla luce e alla temperatura in foglie cresciute al sole ed all'ombra.
Functions of water in the cell and in the plant; variations in water potential in the soil-plant-atmosphere continuum; psychrometer; pressure chamber xylematic transport; tension / cohesion forces and embolisms (damage and recovery); role of aquaporins; leaf transpiration: biophysics of the phenomenon (relative humidity, temperature); stomatal conductance; movements of the stomata; biochemistry of the guard cell; environmental factors that influence the stomatal regulation: light, CO2; hydro-passive and hydro-active stomatic regulation; ABA action mediated by Ca ++; synthesis and redistribution of ABA; the technique of PRD (partial root drying).
Notes on protein synthesis; enzymatic kinetics; electrochemical potential of a solute - Nernst equation; membrane permeability; membrane potential; passive transport: simple and facilitated diffusion; primary active transport; H + -ATPase; active secondary transport (simporto, antiporto).
Photosynthesis: light phase and dark phase, photosystems, carbon organization
The spectrum of solar energy; excitation of pigments, re-emission of energy: dissipation and transfer; energy absorption of chlorophyll; the photosystems of the chloroplast; photosynthesis Z scheme, electron transport; transmembrane transport of H + and synthesis of ATP in the chloroplast; photoinhibition, formation of H2O free radicals; photosynthesis / respiration comparison for ATP synthesis; the phases of the Calvin cycle: carboxylation, reduction and regeneration; Rubisco; effects of high temperatures on the assimilation of CO2 to environmental concentrations and saturants of CO2 photorespiration; plants C4 and CAM; synthesis of primary starch in the chloroplast; sucrose synthesis in the cytosol; division of triose-P between chloroplast and cytosol; synthesis of secondary starch (amyloplasts).Essential elements of the phloem: functions; phloem: mass flow model from source organs to sink organs; phloematic loading (sugar importer); phloematic download; breakdown of photosynthesis products, strength of a sink; effects of changes in the source / sink ratio; source / sink transition.
Absorption, transport and assimilation of mineral substances.
Modifications of nutrient solutions to evaluate the effects of mineral elements; movement of solutes in the ground; apoplastic and cellular transport of mineral elements; membrane transport functions in the ionic absorption of subst. minerals; absorption of P (ectotrophic and vesicular-arboreal mycorrhizae); reduction of ammonium nitrate; organization of ammonium in amino acids (GS-GOGAT cycle and AA synthesis); atmospheric N2 fixation by microorganisms; rhizobic / leguminous symbiosis.
Auxina: experiments of the early 1900s and set implications; biological and radioimmunoassay of auxins; free form and conjugate form (implications on transport and use); apolar (phloematic) and polar (parenchymatic) transport; effects of auxin: elongation of stems and roots; auxine and phototropism; auxine and gravitropism in stems and roots; physiological effects of auxin: apical dominant regulation, secondary root formation, vascular differentiation; mechanism of action of auxin at the cellular level; physiological effects of gibberellins; physiological effects of cytokinins; ethylene; abscisic acid.
Ecophysiological aspects: response to stress
Water stress. Defense mechanisms of plants against water stress. High water potential. Low water potential. Isodic and anisohydric response to water stress.
Role of the hormonal and chemical message. Plant growth limitations attributable to water potential imbalances. Osmoregulation.
Cold stress.
Freezing stress.
Salt stress.
Regulation of photosynthesis. Environmental control of CO2 absorption: 1) stomatal regulation; 2) CO2 / O2 competition for Rubisco; 3) competition between the biosynthesis of amide and that of sucrose; 4) allocation of photosynths to different sink organs; 5) age of the leaves.
Carbonic assimilation: response to light and temperature in leaves grown in the sun and shade.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
I testi base consigliati per il corso sono:
Taiz L., Zeiger E., Moller I. M., Murphy A. Elementi di fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2016.
(oppure)
Rascio N., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES, Napoli, 2017.
Siti internet di interesse:
Book:
Taiz L., Zeiger E., Moller I. M., Murphy A. Elementi di fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2016.
(or)
Rascio N., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES, Napoli, 2017.
Web site:
- Oggetto:
Note
ATTENZIONE: fino al protrarsi delle restrizioni COVID l’esame sarà interamente svolto in forma orale presentandosi alla data ed orario di appello alla virtual room WEBEX
https://unito.webex.com/meet/claudio.lovisolo
Until the COVID restrictions continue, the exam will be carried out entirely in oral form by presenting at the date and time of exam scheduling to the WEBEX virtual room.
- Oggetto:
