Prof. Giovanni Spampinato. Scienze e Tecnologie Agrarie Classe: L-25 Tipo Attività formativa: Ambito disciplinare:

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA Cod Materia Titolazione Biologia Vegetale Docente Prof. Giovanni Spampinato Dipartimento: Dipartimento di Agraria Corso di laurea: Scienze e Tecnologie Agrarie Classe: L-25 Tipo Attività formativa: Base Ambito disciplinare: Discipline biologiche Settore Scientifico-Disciplinare: Botanica Generale (BIO/01) e Botanica Sistematica (BIO/02) Propedeuticità obbligatoria: Nessuna Anno di corso: 1 Semestre: 1 CFU: 8 Ore di insegnamento: 80 Descrizione sintetica: La disciplina partendo dalla analisi dei caratteri unificanti il mondo vegetale (la cellula vegetale e suoi organuli, tessuti e organi vegetali) esamina i processi biologici tipici dei vegetali e analizza la biodiversità del mondo vegetale. In particolare la parte di Botanica Generale si pone l obiettivo di far acquisire le conoscenze su struttura e organizzazione dei vegetali a vari livelli: cellula, tessuto e organo; conoscere le funzioni dei diversi compartimenti cellulari ed organuli cellulari, le modalità di divisione cellulare, nonché il ruolo funzionale delle diversi organi che strutturano una pianta e le utilizzazioni che questi hanno a scopo agronomico, forestale ed alimentare. La parte di botanica sistematica si pone invece l obiettivo di analizzare e studiare la biodiversità presente nel mondo vegetale fornendo allo studente gli elementi cognitivi per essere in grado di riconoscere i principali taxa di vegetali, comprendendone la diversità di forme, di riproduzione e di sviluppo. Tutti i principali gruppi di organismi tradizionalmente inclusi tra i vegetali sono trattati, ma particolare enfasi è data alle piante vascolari per l importanza applicativa che assumono. Acquisizione conoscenze su: Acquisizione degli strumenti di base per riconoscere e valutare, strutture e funzioni delle piante. Riconoscere sulla base di caratteri diagnostici dei principali taxa vegetali, e in particolare di quelli di interesse agrario, alimentare e forestale. Capacità di utilizzare ed organizzare le conoscenze acquisite nel campo della biologia vegetale alle altre materie specialistiche del corso di studio e in particolare a quelle di tipo biologico: agronomia, coltivazioni arboree, genetica, botanica forestale, patologia vegetale, selvicoltura, ecc. Metodo di valutazione: Colloqui orali su argomenti inerenti al programma.

2 Prova pratica di riconoscimento di preparati microscopici di organi di piante superiori e delle principali famiglie di Angispermae e Gymnospermae di interesse agronomico, alimentare e forestale. Lavoro autonomo dello studente Studio degli argomenti del programma. Osservazione ed analisi al microscopio di preparati di anatomia vegetale. Realizzazione di un erbario didattico per il riconoscimento delle principali famiglie di piante vascolari. Programma dettagliato del corso Botanica Generale Citologia. Forma e struttura della cellula vegetale. Membrana plasmatica Citosol, citoscheletro, reticolo endoplasmico, ribosomi, mitocondri, citoscheletro, apparato del Golgi. Plastidi: ultrastruttura e differenziamenti. Vacuolo. Sostanze di riserva intra ed extra plastidiali e loro utilizzazioni agro-alimentari. Nucleo: mitosi, meiosi e citodieresi. Parete cellulare: struttura, composizione chimica, modificazioni. Istologia. Tessuti meristematici. Tessuti parenchimatici. Tessuti di protezione. Tessuti conduttori. Tessuti meccanici. Tessuti secretori. Organografia. Cenni sulla struttura del tallo. Organografia del cormo. Germinazione del seme. Fusto. Morfologia ed anatomia. Struttura primaria nelle Pteridofite, Gimnosperme, Monocotiledoni e Dicotiledoni. Struttura secondaria nelle Dicotiledoni. Accrescimento secondario nelle Monocotiledoni. Struttura secondaria nelle Gimnosperme. Metamorfosi del fusto. Radice. Morfologia, anatomia. Struttura primaria. Struttura secondaria. Metamorfosi delle radici. Foglia. Origine e differenziazione. Morfologia ed anatomia. Metamorfosi della foglia. Riproduzione e sessualità. Moltiplicazione vegetativa ed asessuale. Riproduzione sessuale e sue modalità. Funzioni della cellula vegetale. Cenni su fotosintesi, piante C3, C4, CAM e respirazione cellulare. Assorbimento e trasporto dell'acqua e dei soluti. Traspirazione. Guttazione. Botanica Sistematica Sistematica, tassonomia, classificazione, criteri e modelli tassonomici. Definizione di specie e delle altre categorie sistematiche; regole di nomenclatura. Evoluzione e filogenesi delle piante; processi di speciazione. Procarioti. Origine ed evoluzione. Principali specie di interesse agro-alimentare. Alghe. Struttura cellulare, organizzazione morfologica, metabolismo, riproduzione, cicli biologici, ecologia. Generalità sulla sistematica. Funghi. Myxomicota. Eumicota: organizzazione morfologica, metabolismo, riproduzione. Sistematica dei principali gruppi di funghi di interesse agrario e alimentare: Chytridiomycetes, Oomycetes, Zigomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes. Associazioni simbiontiche: Licheni, Micorrize. Bryophyta: gametofito, sporofito: morfologia, riproduzione e ciclo biologico. Sistematica. Ecologia, importanza e filogenesi. Pteridophyta. Il gametofito, lo sporofito: morfologia, riproduzione e ciclo biologico. Sistematica: Psilopsida, Licopsida, Sphenopsida, Filicopsida. Ecologia, importanza e filogenesi. Gimnosperme. Sporofito, gametofito femminile e maschile. Ciclo biologico, impollinazione, fecondazione. Il seme. Sistematica. Cycadopsida, Ginkopsida; Coniferopsida (Pinaceae, Cupressaceae); Gnetopdida. Rapporti filogenetici. Angiospermae. Generalità sull'apparato vegetativo. Fiore, infiorescenze, gametofito femminile, ovulo, ovario, gametofito maschile, polline, impollinazione, fecondazione, sviluppo dell'embrione, seme, ciclo biologico. Frutto, tipi di frutti e

3 dispersione. Sistematica (particolare attenzione è rivolta alle famiglie di interesse agrario, forestale e alimentare): Magnoliatae (dicotiledoni): Magnoliidae (Magnoliaceae, Ranunculaceae, Papaveraceae); Rosidae (Rosaceae, Fabaceae, Rutaceae, Apiaceae, Euphorbiaceae); Dillenidae (Brassicaceae, Cucurbitaceae, Malvaceae); Caryophyllidae (Caryophyllaceae, Chenopodiaceae); Asterideae (Oleaceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Solonaceae, Scrophulariaceae, Asteraceae); Liliatae (monocotiledoni); Liliidae (Liliaceae, Iridaceae, Orchideaceae); Commelinidae (Cyperaceae, Poaceae). Filogenesi: tendenze evolutive e principali ipotesi filogenetiche. Risorse e bibliografia essenziale Testo di riferimento Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2008 Botanica Generale e Diversità Vegetale. Piccin, Padova. Testi parte pratica Baroni E., 1981 Guida botanica d'italia. Cappelli, Bologna. Davis Ph, Cullen J., 1991 Guida alla identificazione delle Angiosperme. Zanichelli, Bologna. Langer R.H.M., Hill G.D.,1989 Piante agrarie. Egragricole, Bologna Testi di consultazione Strasburger, E. et al., 1992 Trattato di Botanica, Parte Sistematica. Delfino Editore, Roma. Judd W.S. et al., 2007 Botanica Sistematica. Un approccio filogenetico. Piccin, Padova. Raven P.H., Evert R.F., Eichhorn S.E Biologia delle Piante. Zanichelli, Bologna. Stern K.R. ed all Introduzione alla biologia vegetale. McGraw-Hill Gerola F.M. et al., 2002 Biologia e diversità dei Vegetali. UTET, Torino. Longo C., Biologia vegetale, Morfologia e Fisiologia. UTET, Torino. Tonzig S., Marré E., 1986 Botanica generale, Morfologia e Fisiologia vegetali. UTET, Torino.

4 UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA Subject Code Subject Name Plant Biology Professor Prof. Giovanni Spampinato Department: Department of Agriculture Degree course: Agricultural Science and Technology Class: L-25 Type of educational activity: Basic discipline Disciplinary Area: Biological disciplines Scientific-Disciplinary Sector: General Botany (BIO/01) and Systematic Botany (BIO/02) Compulsory preliminary exams: No Course Year: 1 Semester: 1 ECTS: 8 Hours: 80 Synthetic description: The discipline starting from the analysis of the characters unifying the plant (the plant cell and its organelles, tissues and organs vegetables) examines biological processes typical of plants and analyzes the biodiversity of the plant world. In particular, the part of General Botany aims to provide the student the knowledge on structure and organization of plants at different levels: cell, tissue and organ; know the functions of the different cellular compartments and organelles, the mode of cell division as well as the functional role of the different organs that structure a plant and the uses that have in agronomy, forestry and food industries. The part of Systematic Botany aim of analyze and study the biodiversity present in the plant world by providing to the student the cognitive elements to recognize the major taxa of plants, understanding the diversity of forms of reproduction and development. All major groups of organisms traditionally included among the plants are considerate, but particular emphasis is given to vascular plants for the application role. Acquisition of knowledge on: Acquisition of basic tools for recognizing and evaluating, diversity, structures and functions of plants. Recognize on the basis of diagnostic characters of the main plant taxa, and in particular those of agricultural, forestry and food interest. Ability to use and organize the knowledge acquired in the field of plant biology to other disciplines of the course of study and in particular biological ones: agronomy, tree crops, genetics, forest botany, plant pathology, forestry, etc. Evaluation method:

5 Oral exams on topics related to the program. Practice test for recognition of organs an tissue of vascular plants on prepared microscope slide. Practice test for recognition the main families of Angispermae and Gymnospermae of agronomic, food and forestry interest. Student s independent work Study of program topics. Observation and analysis of prepared microscope slide of plant organ and tissue. Realization of an educational herbarium to recognize the main families of vascular plants. Detailed course program General Botany Cytology. Form and structure of the plant cell. Cytosol plasma membrane, cytoskeleton, endoplasmic reticulum, ribosomes, mitochondria, cytoskeleton, Golgi apparatus. Plastids: ultrastructure and differentiation. Vacuole. Reserve substances inside and outside the plastid and their agro -food interest. Nucleus: mitosis, meiosis and cytokinesis. Cell wall: structure, chemical composition, and modification. Histology. Meristematic tissues. Parenchymal tissues. Conducting tissues. Protection tissues. Mechanical tissues. Secretory tissues. Organography. Outline of thallus structure. Organography of the corm. Seed germination. Stem. Morphology and anatomy. Primary structure in pteridophytes, gymnosperms, monocots and dicots. Secondary structure in dicots. Secondary growth in monocots. Secondary structure in gymnosperms. Metamorphosis of the stem. Root. Morphology, anatomy. Primary structure. Secondary structure. Metamorphosis of the roots. Leaf. Origin and differentiation. Morphology and anatomy. Metamorphosis of the leaf. Reproduction and sexuality. Vegetative propagation and asexual. Sexual reproduction and its modalities. Functions of the plant cell. Overview of photosynthesis, plants C3, C4, CAM and cellular respiration. Absorption and transport of water and solutes. Transpiration. Guttation. Systematic Botany Systematics, taxonomy, classification, criteria and taxonomic models. Definition of species and other systematic categories; nomenclature rules. Evolution and phylogeny of plants, speciation processes. Prokaryotes. Origin and evolution. Main species of interest in agro -food industry. Algae. Cell structure, morphological organization, metabolism, reproduction, life cycles, ecology. General information on systematics. Fungi. Myxomicota. Eumicota : morphological organization, metabolism, reproduction. Systematics of the major groups of fungi of interest in agriculture and food: Chytridiomycetes, Oomycetes, Zigomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes. Symbiotic associations: Lichens, Mycorrhizae. Bryophyta: gametophyte, sporophyte : morphology, reproduction and life cycle. Systematics. Ecology, importance and phylogeny. Pteridophyta. The gametophyte, the sporophyte : morphology, reproduction and life cycle. Systematic Psilopsida, Licopsida, Sphenopsida, Filicopsida. Ecology, importance and phylogeny. Gymnosperms. Sporophyte, male and female gametophyte. Life cycle, pollination, fertilization. The seed. Systematics. Cycadopsida, Ginkopsida ; Coniferopsida (Pinaceae, Cupressaceae ); Gnetopdida. Phylogenetic relationships. Angiospermae. Generalities on vegetative apparatus. Flower, inflorescence, female gametophyte, ovule, ovary, male gametophyte, pollen, pollination, fertilization, embryo development, seed, biological cycle. Fruit, classification and dispersion. Systematics

6 (special attention is paid to the families of agricultural, forestry and food interest): Magnoliatae (dicots) : Magnoliidae ( Magnoliaceae, Ranunculaceae, Papaveraceae ) ; Rosidae (Rosaceae, Fabaceae, Rutaceae, Apiaceae, Euphorbiaceae) ; Dillenidae (Brassicaceae, Cucurbitaceae, Malvaceae) ; Caryophyllidae (Caryophyllaceae, Chenopodiaceae); Asterideae (Oleaceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Solonaceae, Scrophulariaceae, Asteraceae) ; Liliatae ( monocots ) ; Liliidae (Liliaceae, Iridaceae, Orchideaceae ); Commelinidae (Cyperaceae, Poaceae). Phylogeny: evolutionary trends and main phylogenetic hypotheses. Resources and main references Textbook recommended Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2008 Botanica Generale e Diversità Vegetale. Piccin, Padova. Textbook of practical part Baroni E., 1981 Guida botanica d'italia. Cappelli, Bologna. Davis Ph, Cullen J., 1991 Guida alla identificazione delle Angiosperme. Zanichelli, Bologna. Langer R.H.M., Hill G.D.,1989 Piante agrarie. Egragricole, Bologna Textbook of consultation Strasburger, E. et al., 1992 Trattato di Botanica, Parte Sistematica. Delfino Editore, Roma. Judd W.S. et al., 2007 Botanica Sistematica. Un approccio filogenetico. Piccin, Padova. Raven P.H., Evert R.F., Eichhorn S.E Biologia delle Piante. Zanichelli, Bologna. Stern K.R. ed all Introduzione alla biologia vegetale. McGraw-Hill Gerola F.M. et al., 2002 Biologia e diversità dei Vegetali. UTET, Torino. Longo C., Biologia vegetale, Morfologia e Fisiologia. UTET, Torino. Tonzig S., Marré E., 1986 Botanica generale, Morfologia e Fisiologia vegetali. UTET, Torino.

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