Corso integrato di: CHIMICA AGRARIA CFU: 9

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1 Corso integrato di: CHIMICA AGRARIA CFU: 9 Moduli didattici: 1. Biochimica Agraria (3 CFU) 2. Fisiologia delle Piante Coltivate (3 CFU) 3. Chimica del suolo (3 CFU) Obiettivi e contenuti del corso La biochimica e la fisiologia vegetale sono insegnamenti fondamentali che contribuiscono alla conoscenza di aspetti inerenti alla biologia vegetale quali la tassonomia, l ecologia, l orticoltura, l agronomia, la fitopatologia ed altri. La biochimica tratta dei meccanismi attraverso i quali la pianta, utilizzando composti chimici a basso contenuto energetico in combinazione con l energia radiante del sole, costruisce il suo edificio. Il funzionamento di questo edificio nel contesto ambientale attiene alla fisiologia che studia lo sviluppo e l accrescimento della pianta in relazione alla disponibilità di elementi edafici e alle condizioni climatiche ed ambientali. Il corso é organizzato in due moduli che trattano complessivamente 20 argomenti. Questi argomenti costituiscono materia per sostenere un unico esame. Lo svolgimento del corso prevede esercitazioni teoriche e pratiche che saranno impartite dai docenti con l aiuto del personale tecnico scientifico dei laboratori. Durante il corso saranno richieste tre prove scritte con le quali lo studente potrà verificare la sua preparazione

2 Corso integrato di: Biochimica Agraria Fisiologia delle Piante Coltivate CFU: 6 Moduli didattici: 3. Biochimica Agraria (3 CFU) 4. Fisiologia delle Piante Coltivate (3 CFU) Obiettivi e contenuti del corso La biochimica e la fisiologia vegetale sono insegnamenti fondamentali che contribuiscono alla conoscenza di aspetti inerenti alla biologia vegetale quali la tassonomia, l ecologia, l orticoltura, l agronomia, la fitopatologia ed altri. La biochimica tratta dei meccanismi attraverso i quali la pianta, utilizzando composti chimici a basso contenuto energetico in combinazione con l energia radiante del sole, costruisce il suo edificio. Il funzionamento di questo edificio nel contesto ambientale attiene alla fisiologia che studia lo sviluppo e l accrescimento della pianta in relazione alla disponibilità di elementi edafici e alle condizioni climatiche ed ambientali. Il corso é organizzato in due moduli che trattano complessivamente 20 argomenti. Questi argomenti costituiscono materia per sostenere un unico esame. Lo svolgimento del corso prevede esercitazioni teoriche e pratiche che saranno impartite dai docenti con l aiuto del personale tecnico scientifico dei laboratori. Durante il corso saranno richieste tre prove scritte con le quali lo studente potrà verificare la sua preparazione

3 BIOCHIMICA AGRARIA LE BIOMOLECOLE: reattività chimica L ACQUA: i suoi effetti sulle biomolecole disciolte; i legami idrogeno; ionizzazione dell acqua: acidi e basi deboli; acqua come reagente AMMINOACIDI E PEPTIDI: proprietà generali, legami peptidici, proprietà acido-base; PROTEINE: proprietà, funzioni e struttura. separazione e purificazione. ENZIMI: definizione; proprietà; cinetica enzimatica; enzimi regolatori; i meccanismi di inibizione. Regolazione dell attività enzimatica I LIPIDI E LE MEMBRANE BIOLOGICHE: lipidi strutturali di membrana; lipidi di riserva; trasporto di soluti attraverso le membrane. I CARBOIDRATI: monosaccaridi; disaccaridi; polisaccaridi; Introduzione al Metabolismo: vie metaboliche, considerazioni termodinamiche. ATP: struttura; legami anidridi; energia di idrolisi; accoppiamento energetico. Reazioni di Ossidoriduzione NAD e FAD FOTOSINTESI:fotofosforilazione, ciclo di Calvin, fotorespirazione piante C3; piante C4; piante CAM,

4 GLICOLISI E CATABOLISMO DEGLI ESOSI: reazioni della glicolisi, ciclo dell acido citrico; ciclo del gliossilato; fermentazione lattica; fermentazione alcolica, via dei pentoso fosfati AA 2004/05 Testi consigliati: Introduzione alla Biochimica II ed. Albert Lehninger Ed. Zanichelli Fondamenti di Biochimica D. Voet Ed Zanichelli

5 Biochimica Agraria CFU 3 Obiettivi e contenuti del corso Il corso descrive in modo succinto ma comprensibile e soprattutto professionalizzante i processi biochimici che stanno alla base della logica molecolare della vita. Il corso si occupa soprattutto della biochimica a livello cellulare dove più evidenti sono i principi di organizzazione. Si è dato più rilievo ai concetti di biomolecole, definendone la struttura, la chimica ed il comportamento dei vari tipi, e ai processi che producono e richiedono energia. Sono richiamati alcuni concetti di base indispensabili compresa una discussione sulla cellula e sul metabolismo cellulare. A tal proposito sono trattati temi come fotosintesi e respirazione. Durante il corso sono descritte metodiche analitiche fondamentali per la ricerca biochimica Le lezioni si susseguono secondo un criterio di progressione logica e sono accompagnate da esercitazioni pratiche che hanno il compito di facilitare l apprendimento della suddetta materia. Biochimica Agraria CFU Ore Modalità di acquisizion Lezioni Esercitazioni, seminari, visite Totale 3 33 Test a risposta multipla e/

6 Corso integrato di Fisiologia delle Piante Coltivate Modulo didattico: Fisiologia Vegetale (3CFU) Corso di laurea in Scienze e Tecnologie Agrarie (Modulo del corso di Biochimica e Fisiologia Vegetale, 6CFU) Corso di laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari (Modulo del corso di Chimica Agraria, 9CFU) Produzioni Vegetali, Lamezia (Modulo del corso di Biochimica Agraria e Fisiologia Vegetale, 9CFU) Partecipazione attiva alle lezioni frontali, superamenti delle verifiche e/o della prova orale Partecipazione alle attività di attività di esercitazione e ad altre attività formative 2CFU 1CFU Docente: Dott.ssa Maria Rosa ABENAVOLI Obiettivi e contenuto Lo scopo del corso di Fisiologia vegetale è lo studio dei processi di germinazione, fioritura, maturazione e senescenza delle piante. Il modulo prevede una prima parte dedicata principalmente ai processi fisici che hanno luogo nella pianta con particolare attenzione ai rapporti pianta-acqua. Una seconda parte descrive il ruolo della nutrizione minerale sulla crescita e lo sviluppo della pianta, la funzione dei regolatori di crescita ed il loro meccanismo d'azione. Programma 1. L'acqua. Struttura e proprietà dell acqua. Energia libera e potenziale chimico dell acqua. Potenziale idrico: definizione e componenti del potenziale idrico. Potenziale di matrice, osmotico, gravitazionale, di pressione. La legge di van t Hoff. Metodi di misura del potenziale idrico. 2. La pianta e l acqua. Il movimento dell acqua: processi di trasporto dell acqua, la diffusione, il flusso di massa, l osmosi. Misure della velocità di flusso, di permeabilità e di resistenza. Legge di Fick ed

7 equazione di Poiseuille. La teoria della coesione. Meccanismi biochimici, molecolari e genetici che regolano l apertura e chiusura degli stomi. 3. La nutrizione minerale. Aspetti fisiologici della nutrizione minerale. Ruolo degli elementi nutritivi e sintomi di carenza. Il suolo come sorgente di nutriliti. Radice enutrizione minerale. Le micorrize. Fisiologia del trasporto dei nutrienti: trasporto passivo ed attivo. 4. L'assimilazione e traslocazione di molecole organiche. Definizione dei siti di produzione (sources) e di deposito (sinks) di materiale metabolizzabile. Strutture xilematiche e floematiche; composizione chimica e proprietà chimico-fisiche dei liquidi xilematici e floematici. Il ruolo del floema e dello xilema nel processo di traslocazione di composti organici ed inorganici. Ipotesi di Munch. 5. Accrescimento e sviluppo. Cinetiche di accrescimento. L accrescimento degli organi della pianta. Fattori che influiscono sui processi di accrescimento. 6. I fitormoni. Concetto di ormone. Auxine, Gibberelline, Citochinine, Etilene e Acido abscissico. Sintesi, traslocazione, meccanismi di azione degli ormoni nella pianta. Impiego dei fitormoni in agricoltura. 7. Fotomorfogenesi e fotoperiodo. Fitocromo. La natura fisica e chimica del fitocromo. Meccanismi d azione biochimici e molecolari del fitocromo. Processi biochimici e fisiologici dipendenti dalla luce e dal fitocromo: dormienza, germinazione, crescita, morfogenesi, fotoperiodismo. 8. La morfogenesi. I principi del differenziamento cellulare. L accrescimento degli organi della pianta. La totipotenza. L utilizzo della totipotenza per le colture in vitro: colture di singole cellule e di protoplasti, colture di tessuto, micropropagazione. 9. La germinazione. Seme: dormienza e quiescenza. Aspetti fisici, chimici e biochimici che governano il processo di germinazione. Le tappe del processo di germinazione e l intervento degli ormoni. Condizioni ambientali che controllano la germinazione. Testi consigliati

8 Fisiologia vegetale. Taiz, E. Zeiger. Editore Piccin. Fisiologia vegetale. Alpi, Pupillo, Rigano Edises. Fisiologia Vegetale. Salisbury F.B.e Ross C.W. Zanichelli UNIVERSITA' DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA Anno Accademico (Secondo semestre) Modulo di CHIMICA DEL SUOLO Chimica Agraria nell ambito del Corso Integrato di Laurea di I Livello in Scienze e Tecnologie Alimentari, I anno, 3 CFU) Titolare del Modulo: Prof. Maurizio Badiani Obiettivi e contenuto del modulo Il Corso si prefigge di impartire le nozioni essenziali sui fattori chimici, fisici e biologici che definiscono e regolano il sistema suolo e ne influenzano le caratteristiche d'interesse in senso agronomico. Gli obbiettivi didattici ritenuti essenziali sono: l'applicazione dei concetti di chimica generale, inorganica ed organica appresi nei relativi insegnamenti; l'acquisizione da parte del discente della nozione di suolo come sistema vivente, passibile quindi di essere profondamente influenzato sia da fattori ambientali in senso lato che dalle pratiche agronomiche ed extraagronomiche di origine antropica; collegato al precedente, l'obbiettivo di contribuire a sviluppare nel discente il concetto di suolo come sede di equilibri ecologici importanti, complessi e delicati, nonche' la consapevolezza nel futuro agronomo della necessita' di monitorare e salvaguardare tali equilibri con un uso oculato di lavorazioni, fertilizzanti e pesticidi, con il fine di mantenere e/o migliorare la fertilita'' del suolo in modo sostenibile e quindi duraturo ed economicamente remunerativo. L'esame di profitto di fine Corso consiste di una prova orale, che puo' essere preceduta, in itinere, da tests parziali in forma scritta. Ripartizione dei crediti:

9 Partecipazione attiva alle lezioni frontali, superamento delle verifiche in itinere e della prova orale finale: crediti 1.5 Studio personale ed altre attivita' formative di tipo individuale: crediti 1.5 Programma del Corso 1. Introduzione al suolo Il suolo come sistema in evoluzione - Concetti di suolo - Componenti del suolo 2. La componente minerale del suolo Intervalli dimensionali - L'importanza della tessitura - Mineralogia delle frazioni sabbia e limo - Mineralogia della frazione argillosa - Area e carica superficiale 3. Gli organismi del suolo e la sostanza organica Origine della sostanza organica del suolo - Gli organismi del suolo - Alterazione dei residui vegetali ad opera degli organismi del suolo - velocita' di decomposizione della sostanza organica e fattori che la influenzano 4. La struttura del suolo Livelli di organizzazione strutturale - Micromorfologia del suolo - Creazione e stabilizzazione della struttura del suolo - Porosita' 5. La formazione del suolo I fattori pedogenetici - Materiale parentale - Clima - Organismi - Rilievo - Tempo 6. Idrologia, acqua del suolo e temperatura Proprieta' dell'acqua del suolo - Il ciclo idrologico - Infiltrabilita', ritenzione, lisciviazione, redistribuzione dell'acqua del suolo - Curva caratteristica dell'umidita' - Evaporazione - Temperatura del suolo 7. Reazioni sulle superfici Le cariche sulle particelle del suolo - Scambio cationico - Adsorbimento anionico - Interazioni tra particelle e rigonfiamento - Interazioni tra argille e sostanza organica 8. I gas tellurici Respirazione del suolo - Meccanismi di scambio gassoso - Effetti della microaerobiosi sull'attivita' radicale e microbica - Meccanismi di ossidoriduzione nel suolo

10 Testi consigliati - Appunti dalle lezioni a cura del docente (v. 1.2 del ) - R. E. White, Principles and Practice of Soil Science: the Soil as a Natural Resource, 3a Edizione,Blackwell Science Ltd., Oxford, 1997, ISBN X - N.C. Brady, R.R. Weil The Nature and Properties of Soils, 12a Edizione, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1996 ISBN P. Nannipieri (a cura di) Ciclo della Sostanza Organica nel Suolo: Aspetti Agronomici, Chimici, Ecologici e Selvicolturali Pàtron Editore, Bologna, P. Sequi (coordinatore), Chimica del Suolo, Pàtron Editore, Bologna, P. Violante Chimica del Suolo e Nutrizione delle Piante, Edagricole, Bologna, 1996, ISBN G. Sanesi Elementi di Pedologia, Calderini - Edagricole, L. Radaelli, L. Calamai Chimica del Terreno, Piccin Nuova Libreria, Padova, 2001