EcoFisiologia Vegetale Prof. Piero Picciarelli Lab. Fisiologia Vegetale, via Mariscoglio, 34 piero.picciarelli@unipi.it 050 2216534 (diretto)
Programma del corso 2014-15 1. Introduzione Fisiologia, ecofisiologia vegetale e produzione agricola Alcuni aspetti funzionali della cellula vegetale
2. La luce come sorgente di energia (fotosintesi) La radiazione solare; pigmenti fotosintetici e assorbimento della luce, eccitazione a bassa e alta irradianza, la resa quantica; organizzazione dell apparato fotosintetico (PSI e PSII) e ambiente; trasporto elettronico non-ciclico, ciclico e clororespirazione; pmf e fotofosforilazione; ph del lumen e il non-photochemical quenching (NPD). Regolazione del ciclo C3, funzione della fotorespirazione; metabolismi C4 e CAM e loro significato adattativo. I prodotti della fotosintesi (amido, saccarosio e fruttani); le diverse vie fotosintetiche: il rapporto isotopico del carbonio; efficienza della conversione fotosintetica dell energia solare in energia chimica;
2b. Ecofisiologia della fotosintesi (Dr Andrea Scartazza Ist. di Biol. Agroambientale e Forestale CNR di Porano-TN) Acclimatamento e adattamento fogliare alla luce; Risposte della fotosintesi alla luce: le curve luce-risposta, dissipazione dell eccesso di energia luminosa, fotoinibizione (dinamica e cronica); Risposte della fotosintesi alla CO 2 : la diffusione della CO 2 dall atmosfera al cloroplasto, il punto di compensazione della CO 2, efficienza di carbossilazione; fotosintesi e incremento della CO 2 nell atmosfera; Risposte della fotosintesi alla temperatura; Risposte della fotosintesi alla carenza idrica: limitazioni stomatiche e non stomatiche, efficienza d uso idrico; Considerazioni ecofisiologiche a livello di ecosistema e tecniche di misura della produttività primaria.
3. Fisiologia della respirazione Considerazioni generali sulla respirazione Regolazione del flusso glicolitico e del TCA. Funzione adattativa del processo fermentativo. Catena respiratoria e funzione dell ossidasi alternativa nelle piante Ruolo dei microcorpi durante la germinazione Respirazione nella pianta intera
4. Le relazioni idriche delle piante Le proprietà dell acqua; potenziale chimico e potenziale idrico; i componenti del potenziale idrico: potenziale di soluto, di pressione, di matrice e gravitazionale Relazioni idriche a livello cellulare; il diagramma di Höfler; strumenti per la misura del H2 O, S e P. Trasporto dell acqua nel continuum suolo-pianta-atmosfera: diffusione, flusso di massa e osmosi; trasporto xilematico e cavitazione, pressione radicale e guttazione; traspirazione stomatica; trasporto floematico; trasporto dell acqua nel continuum atmosfera-pianta-suolo? Stress idrico e piante isoidriche e anisoidriche Potometro
5. La nutrizione minerale delle piante La nutrizione minerale delle piante Trasporto passivo e attivo dei soluti; il potenziale di Nernst (En); relazione tra En e Em (potenziale elettrico transmembrana); proteine di trasporto dei soluti: canali, carriers e pompe; assorbimento e trasporto dei nutrienti dal suolo allo xilema della radice; strategie per aumentare la capacità di assorbimento delle radici (nutrienti e acqua). Assimilazione dell azoto e dello zolfo; acquisizione del fosforo e del ferro; strategie delle piante per aumentare la solubilità del P e Fe nel suolo.
6. La luce come sorgente di informazioni (fotomorfogenesi) I pigmenti fotosensori: fitocromo, crittocromo e recettori degli UV-B; le due forme di fitocromo: Pr e Pfr. Risposte della pianta mediate dal fitocromo; ruolo del fitocromo in piante cresciute nell ambiente naturale.
7. Ormoni Il sistema di regolazione ormonale delle piante Strutture chimiche, biosintesi e metabolismo dei fitormoni: auxine, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, (brassinosteroidi, acido jasmonico, acido salicilico e strigolattoni). Principali effetti fisiologici degli ormoni Principali usi agrari dei fitoregolatori Grano WT Over-GA2ox
Esercitazioni 1. Impiego dello spettrofotometro nella determinazione quantitativa di sostanze in soluzioni diluite. Analisi spettrofotometrica della riboflavina (B2). 2. Fotosintesi. Estrazione e separazione dei pigmenti fotosintetici: cromatografia su strato sottile (TLC) e determinazione spettrofotometrica della clorofilla a, b e totale;il miracolo di S.Ranieri.
3. Relazioni idriche. Misura del potenziale idrico nei tessuti vegetali: a) metodo del cambiamento di volume del tessuto; b) camera o bomba di pressione; c) plasmolisi e deplasmolisi 4. Aspetti Ecofisiologici della Fotosintesi: studio delle risposte della fotosintesi al variare della quantità di luce, della concentrazione di CO 2 e della disponibilità idrica
5. Nutrizione minerale. Determinazione dell attività della nitrato reduttasi. 6. Ormoni I. Analisi quantitativa di un ormone: estrazione materiale vegetale, purificazione e saggio biologico
(2013) 4 a edizione ridotta Materiale didattico (2012) 4 a edizione PICCIN Sig. Paolo Zinone 349 8487775 Prezzo 78 euro 20 % sconto Materiale didattico fornito dal docente: diapositive del corso e schede esercitazioni
Esami Propedeutici
AA 2014/2015 LAUREA DI I LIV.: SCIENZE AGRARIE, VITICOLTURA ED ENOLOGIA (*) ANNO DI CORSO 2 SEMESTRE 2 (*) CORSO A SCELTA LIBERA LUNEDI MARTEDI MERCOLEDI GIOVEDI VENERDI 8.30-9.15 PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI 9(9.15)-10 ECOFISIOLOGIA VEGETALE (6) PICCIARELLI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI 10-11 ECOFISIOLOGIA VEGETALE (6) PICCIARELLI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI 11-12 AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (10) MASONI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI 12-13 AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (10) MASONI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI 14.30-15.30 PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (5) PICCIARELLI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI 15.30-16.30 16.30-17.30 PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (5) PICCIARELLI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (LAB. CHIMICA) PICCIARELLI Esercitazioni 17.30-18.30 ECOFISIOLOGIA VEGETALE (LAB. CHIMICA) PICCIARELLI
Modalità d esame Esame scritto finale oppure esame orale Commissione d esame Prof. Piero Picciarelli Dr. Lorenzo Guglielminetti Drssa Laura Pistelli Collaboratori alla didattica Dr Andrea Scartazza Dr. Maurizio Curadi Dr. Lorenzo Mariotti
Una vignetta di Pietro Vanessi
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