Corso di Laurea: Scienze e Tecnologie agrarie Corso Integrato: Biochimica agraria, Fisiologia vegetale e Biologia dei microorganismi_- 12 CFU

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1 Corso di Laurea: Scienze e Tecnologie agrarie Corso Integrato: Biochimica agraria, Fisiologia vegetale e Biologia dei microorganismi_- 12 CFU Modulo: Fisiologia vegetale (3 CFU) (3 CFU Lezioni) Docente Prof. Pacifico Ruggiero pruggier@agr.uniba.it - Tel Obiettivi Formativi Il corso si propone di fornire allo studente alcuni fondamenti sulle funzioni delle cellule e delle piante. Gli argomenti della fisiologia sviluppati nel corso riguardano il ruolo e i processi di trasporto dell acqua, la nutrizione minerale, la composizione e il ruolo della rizosfera, l organizzazione del trasporto di membrana nelle piante, l assimilazione dell azoto (richiami) e dello zolfo, il trasporto a lunga distanza dei soluti, le vie di traslocazione nel floema, i rapporti fra luce, foglie e fotosintesi. Altri importanti aspetti saranno oggetto di studio nei corsi di laurea specialistica. Competenze acquisibili I concetti di fisiologia vegetale presentati consentono allo studente di comprendere l intimo legame fra struttura e funzione nelle piante, i meccanismi di controllo dei fattori della produzione vegetale, i processi di sviluppo e di adattamento ai fattori ambientale della pianta Le conoscenze di base acquisite sono da considerarsi propedeutiche per affrontare lo studio delle discipline applicate, caratterizzanti il corso di studio. Programma (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore) Argomenti N. CFU Lezioni Numero di ore Esercitazioni L acqua e la pianta. Proprietà dell acqua. Osmosi e turgore. Potenziale chimico dell acqua. Potenziale osmotico e potenziale idrico. Processi di trasporto dell acqua: diffusione, flusso di massa, osmosi. Il trasporto attraverso le aquaporine. Assorbimento radicale dell acqua e trasporto nello xilema. La traspirazione e regolazione stomatica. Nutrizione minerale. Macro e micronutrienti, nutrienti essenziali. Associazioni micorriziche. Trasferimento dei soluti. Rizosfera. Via apoplastica e via simplastica. Lo spazio libero apparente. Trasporto transmembrana. Legge di Fick. Equazione di Nernst. Potenziale di membrana. Equazione di Goldmann. Potenziale Donnan. Diffusione. Organizzazione del

2 trasporto attraverso le membrane: pompe, carriers, canali. Trasporto attivo primario e secondario. Le ATPasi ed i gradienti ionici. Assimilazione di nutrienti minerali: assimilazione dell azoto (richiami), dello zolfo e del fosfato. Assimilazione e trasporto del nitrato e dell ammonio. Interazione fra l assimilazione del nitrato e il metabolismo del carbonio. Assimilazione e trasporto del solfato. Assimilazione riduttiva del solfato. Funzione del glutatione e dei suoi derivati. Trasporto a lunga distanza. Vie di traslocazione. Il trasporto xilematico e floematico. Modelli di traslocazione: dal source al sink. Sostanze traslocate nel floema e meccanismo di traslocazione. Caricamento e scaricamento del floema. Allocazione e ripartizione degli assimilati. La fotosintesi: considerazioni fisiologiche ed ecologiche. Luce, foglie e fotosintesi. Risposte fotosintetiche alla luce in foglie intere. Risposte fotosintetiche all anidride carbonica e al calore. Totale Esame L esame consiste in una prova orale sugli argomenti sviluppati durante le ore di lezione. Materiale di studio. Taiz, L., Zeiger, E., Fisiologia vegetale. Piccin Editore Alpi, A., Pupillo, P., Rigano, C., Fisiologia delle Piante. EdiSES S.r.L. Editore Appunti dalle lezioni Materiale bibliografico di approfondimento Siti Web per argomenti Orario di ricevimento Orari di ricevimento. Tutti i giorni su appuntamento Ausili didattici Gli argomenti del corso saranno trattati con l ausilio di proiezioni di lucidi e di presentazioni in Power Point.

3 Per gli studenti a tempo parziale si consiglia come testo di riferimento: Taiz, L., Zeiger, E., Fisiologia vegetale. Piccin Editore Per gli studenti stranieri (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) si consigliano come testi di riferimento in lingua inglese Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologitsts. 2000

4 Bachelor Programme: Agricultural Sciences and Technology Integrated Course: Agricultural Biochemistry, Plant physiology and Biology of microorganisms 12 CFU Module: Plant Physiology (3 CFU) (3 CFU Lectures) Professor Prof. Pacifico Ruggiero - Tel Educational Goals The course provides the basic knowledge on some important functions of cells and plants. Topics dealt with will be the role and processes of water transport, mineral nutrition, composition and function of the rhizosphere, organization of the membrane transport, nitrogen and sulfur uptake, long distance transport of solutes in plant, phloem transport pathways, relationships between light, leaves, photosynthesis. Other important topics of plant physiology will be studied in master programme. Acquirable skills The concepts of plant physiology are presented to allow beginning students the knowledge of close linkage between structure and function in plants, of the mechanisms controlling the elements of plant production, of the adaptation processes of the plant to environmental factors. Such skills are required to deal with the applied disciplines distinguishing the course. Programme (1 ECTS of Lecture = 8 hours; 1 ECTS of Laboratory and classes = 14 hours) Topic/Subject N. ECTS Lecture Number of hours Lab & field cl. Plant and water: Properties of water. Osmosis and turgor. Chemical potential of water. Osmotic potential and hydro potential. Transport processes of water: diffusion, mass flow, osmosis. Water transport through aquaporins. Root uptake of water and xylem transport. Transpirational water movement and stomatal regulation. Mineral nutrition: Macro- and micronutrients, essential nutrients. Mycorrhizae association. Transport of solutes. Rhizosphere. Apoplastic and symplasmic pathways. Apparent free space. Membrane transport. Fick s law. Nernst s equation. Membrane potential. Goldmann s equation. Donnan s potential. Diffusion. Organization of transport at plant membranes: pumps, carriers, ion channels. Primary and secondary transport. ATPases and ion gradients

5 Nutrients uptake. Nitrogen, sulfur and phosporus uptake. Nitrate and ammonium uptake and transport. Interaction between nitrate assimilation and carbon metabolism. Sulfate uptake and transport. The reductive sulfate assimilation pathway. Function of glutathione and its derivatives. Long-distance transport. Transport pathways. Comparison of xylem and phloem transport. Transport models: from source to sink. Substances transported in phloem and transport mechanisms. Phloem loading and unloading. Allocation and metabolites distribution. Photosynthesis: physiological and ecological aspects. Light, leaves and photosynthesis. Photosynthetic responses to the light in the entire leaves. Photosynthetic responses to carbon dioxide and heat. Total Exam The exam consists of an oral test with questions related to the programme. Support materials. Taiz, L., Zeiger, E., Fisiologia vegetale. Piccin Editore Alpi, A., Pupillo, P., Rigano, C., Fisiologia delle Piante. EdiSES S.r.L. Editore Notes of the lectures distributed during the course. Additional readings Topics in Web site Visiting hours Official visiting hours: All days by previous agreement. Teaching procedures Lectures will be presented by overheads and Powerpoint presentation.

6 For foreign students (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) the titles of the text book in english language are: