ID:
75723
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
FISIOLOGIA VEGETALE
Url:
BIOTECNOLOGIE AGRARIE PER LA FILIERA AGRO-ALIMENTARE/Percorso Comune Anno: 1
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (17/02/2025 - 31/05/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Le biotecnologie vegetali presuppongono una adeguata e completa conoscenza della fisiologia della pianta, e delle sue modalità di risposta a condizioni di stress. Inoltre conoscenze di base nelle interazioni tra la pianta e l’ambiente, della pianta ed i suoi patogeni, parassiti e simbionti, sono indispensabili per un corretto e soddisfacente utilizzo delle tecnologie moderne che prevedono un approccio biotecnologico.
Le tecnologie del DNA ricombinante hanno contribuito a creare opportunità straordinarie nelle applicazioni finalizzate a scopi che vanno oltre le green e la gene revolution, e offrono oggi soluzioni per la produzione di farmaci e nutraceutici, vaccini e bioremediation, carburanti e materiali industriali. D’altra parte un miglioramento quali-quantitativo della produzione agraria richiede l’ottenimento di nuove varietà più adattate alle condizioni pedoclimatiche, e più resistenti a fattori di stress sia biotico che abiotico. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per la comprensione dei meccanismi che consentono a un organismo vegetale di adattarsi all’ambiente in cui vive, e di reagire ai fattori limitanti a cui è sottoposto.
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente:
- apprenderà la corretta terminologia scientifica
- acquisirà conoscenza particolareggiata dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta
- comprenderà le modalità attraverso cui la pianta è in grado di trarre dall’ambiente energia e nutrienti minerali
- comprenderà quali meccanismi a livello molecolare consentono alla pianta di adattarsi con successo a fattori ambientali avversi
- apprenderà quali meccanismi a livello molecolare consentono alla pianta di sopravvivere all’attacco di patogeni e parassiti, e di instaurare relazioni proficue con i propri simbionti
- comprenderà come la pianta può essere fonte non solo di nutrizione ma anche di farmaci, sostanze nutraceutiche e metaboliti secondari di uso industriale, e della relazione che esiste tra la produzione di queste sostanze e gli stimoli ambientali che la pianta riceve.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente acquisirà le capacità di:
- usare la corretta terminologia scientifica;
- utilizzare la conoscenza delle principali caratteristiche che contraddistinguono il sistema vegetale e i suoi meccanismi di adattamento allo stress per la pianificazione di processi di miglioramento genetico delle piante coltivate.
Le tecnologie del DNA ricombinante hanno contribuito a creare opportunità straordinarie nelle applicazioni finalizzate a scopi che vanno oltre le green e la gene revolution, e offrono oggi soluzioni per la produzione di farmaci e nutraceutici, vaccini e bioremediation, carburanti e materiali industriali. D’altra parte un miglioramento quali-quantitativo della produzione agraria richiede l’ottenimento di nuove varietà più adattate alle condizioni pedoclimatiche, e più resistenti a fattori di stress sia biotico che abiotico. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per la comprensione dei meccanismi che consentono a un organismo vegetale di adattarsi all’ambiente in cui vive, e di reagire ai fattori limitanti a cui è sottoposto.
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente:
- apprenderà la corretta terminologia scientifica
- acquisirà conoscenza particolareggiata dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta
- comprenderà le modalità attraverso cui la pianta è in grado di trarre dall’ambiente energia e nutrienti minerali
- comprenderà quali meccanismi a livello molecolare consentono alla pianta di adattarsi con successo a fattori ambientali avversi
- apprenderà quali meccanismi a livello molecolare consentono alla pianta di sopravvivere all’attacco di patogeni e parassiti, e di instaurare relazioni proficue con i propri simbionti
- comprenderà come la pianta può essere fonte non solo di nutrizione ma anche di farmaci, sostanze nutraceutiche e metaboliti secondari di uso industriale, e della relazione che esiste tra la produzione di queste sostanze e gli stimoli ambientali che la pianta riceve.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente acquisirà le capacità di:
- usare la corretta terminologia scientifica;
- utilizzare la conoscenza delle principali caratteristiche che contraddistinguono il sistema vegetale e i suoi meccanismi di adattamento allo stress per la pianificazione di processi di miglioramento genetico delle piante coltivate.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere conoscenze di base di chimica generale e chimica organica e biochimica, nonché di biologia cellulare e fisiologia vegetale, e del metodo e della terminologia scientifica.
Metodi didattici
Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali. In particolare sono previste 48 ore complessive di didattica. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Per aiutare lo studente a verificare in itinere il proprio livello di preparazione, a intervalli costanti si effettueranno prove di auto-valutazione: saranno poste domande simili a quelle che costituiranno l'esame finale, e dopo aver lasciato allo studente il tempo di rispondere, se ne discuterà in aula; la risposta viene spiegata dal docente, con un breve ripasso del contesto a cui il quesito fa riferimento, in modo che lo studente possa verificare eventuali carenze nella risposta che ha dato.
Per aiutare lo studente a verificare in itinere il proprio livello di preparazione, a intervalli costanti si effettueranno prove di auto-valutazione: saranno poste domande simili a quelle che costituiranno l'esame finale, e dopo aver lasciato allo studente il tempo di rispondere, se ne discuterà in aula; la risposta viene spiegata dal docente, con un breve ripasso del contesto a cui il quesito fa riferimento, in modo che lo studente possa verificare eventuali carenze nella risposta che ha dato.
Verifica Apprendimento
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18).
L'esame è scritto o orale, a scelta dello studente.
L’esame consistente in un elaborato scritto è svolto in due appelli alla fine del corso. Esso consta di 42 domande, aperte a risposta breve o a scelta multipla, approssimativamente una per ogni lezione frontale. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per la completezza; per ogni domanda il punteggio che si ottiene è pari a 1 punto (risposta esatta e completa), 0.5 punti (risposta parziale o solo parzialmente esatta) o 0 punti (risposta mancante, errata o largamente incompleta). Non si ritiene superato l’esame se si ottiene un punteggio complessivo inferiore a 18 punti.
L'esame orale viene proposto sia alla fine del corso che durante tutte le altre sessioni. Esso consta in genere di 3 domande sugli argomenti affrontati nell'ambito del corso. Non si ritiene superato l’esame se lo studente non riesce ad argomentare sostanzialmente nulla su una delle domande poste, o se nel corso dell'intero esame lo studente si limita a esporre pochi enunciati senza dimostrare una adeguata comprensione degli stessi.
L’esame potrà essere integrato, a scelta dello studente, da un approfondimento di un argomento concordato con il docente, sotto forma di un breve seminario (20 min) presentato avvalendosi di strumenti multimediali.
L'esame è scritto o orale, a scelta dello studente.
L’esame consistente in un elaborato scritto è svolto in due appelli alla fine del corso. Esso consta di 42 domande, aperte a risposta breve o a scelta multipla, approssimativamente una per ogni lezione frontale. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per la completezza; per ogni domanda il punteggio che si ottiene è pari a 1 punto (risposta esatta e completa), 0.5 punti (risposta parziale o solo parzialmente esatta) o 0 punti (risposta mancante, errata o largamente incompleta). Non si ritiene superato l’esame se si ottiene un punteggio complessivo inferiore a 18 punti.
L'esame orale viene proposto sia alla fine del corso che durante tutte le altre sessioni. Esso consta in genere di 3 domande sugli argomenti affrontati nell'ambito del corso. Non si ritiene superato l’esame se lo studente non riesce ad argomentare sostanzialmente nulla su una delle domande poste, o se nel corso dell'intero esame lo studente si limita a esporre pochi enunciati senza dimostrare una adeguata comprensione degli stessi.
L’esame potrà essere integrato, a scelta dello studente, da un approfondimento di un argomento concordato con il docente, sotto forma di un breve seminario (20 min) presentato avvalendosi di strumenti multimediali.
Testi
Taiz - Zeiger, Fisiologia vegetale, Piccin editore.
Taiz - Zeiger - Moller - Murphy, Elementi di Fisiologia vegetale, Piccin editore
Buchanan - Gruissem - Jones, Biochemistry & Molecular Biology of Plants, Wiley Blackwell
https://academic.oup.com/plcell/pages/teaching-tools-plant-biology
Taiz - Zeiger - Moller - Murphy, Elementi di Fisiologia vegetale, Piccin editore
Buchanan - Gruissem - Jones, Biochemistry & Molecular Biology of Plants, Wiley Blackwell
https://academic.oup.com/plcell/pages/teaching-tools-plant-biology
Contenuti
Il modulo prevede 48 h di lezioni frontali sui seguenti argomenti:
Condizioni di eccesso o di carenza di irradiazione: effetti (fotodanno, stress ossidativo, squilibrio tra fotosintesi e respirazione) e adattamenti (quenching non fotochimico e adattamenti fotosintetici).
Carenze nutrizionali: metabolismo di azoto, fosforo e ferro. Meccanismi di compensazione (simbiosi con rizobi e funghi del suolo, trasportatori ad alta affinità). Concimazione, legge dei profitti diminuiti e impatto ambientale. Alternative biotecnologiche.
Elevate temperature: effetti (fotorespirazione, leaching, denaturazione termica) e adattamenti (metabolismo C4, composizione delle membrane, heat shock proteins).
Basse temperature e stress da congelamento: effetti e adattamenti (composizione delle membrane, proteine antigelo, compensazione osmotica).
Siccità ed eccesso di sali nel suolo: effetti (squilibrio osmotico, tossicità ionica) e adattamenti (chiusura degli stomi, estrusione ionica, sintesi di osmoliti compatibili). Il ruolo della prolina nella risposta allo stress abiotico (e biotico).
Esposizione a ozono e metalli pesanti: effetti (stress ossidativo) e adattamenti (ruolo dell’etilene, sintesi di fitochelatine, sistemi antiossidanti).
La risposta della pianta all’attacco patogeno e il metabolismo secondario. Produzione di fenoli, alcaloidi e terpeni. Sostanze di importanza industriale, fitonutrienti e principi attivi terapeutici.
Modulazione delle risposte della pianta all’attacco dei principali patogeni e predatori: virus, batteri e funghi (biotrofi e necrotrofi), artropodi. Ruolo di acido salicilico e acido jasmonico. Resistenza sistemica acquisita e indotta.
Competizione tra pianta coltivata e specie infestanti. Diserbo chimico e allelopatia. Alternative biotecnologiche.
La pianta e i suoi alleati: gli insetti impollinatori.
Condizioni di eccesso o di carenza di irradiazione: effetti (fotodanno, stress ossidativo, squilibrio tra fotosintesi e respirazione) e adattamenti (quenching non fotochimico e adattamenti fotosintetici).
Carenze nutrizionali: metabolismo di azoto, fosforo e ferro. Meccanismi di compensazione (simbiosi con rizobi e funghi del suolo, trasportatori ad alta affinità). Concimazione, legge dei profitti diminuiti e impatto ambientale. Alternative biotecnologiche.
Elevate temperature: effetti (fotorespirazione, leaching, denaturazione termica) e adattamenti (metabolismo C4, composizione delle membrane, heat shock proteins).
Basse temperature e stress da congelamento: effetti e adattamenti (composizione delle membrane, proteine antigelo, compensazione osmotica).
Siccità ed eccesso di sali nel suolo: effetti (squilibrio osmotico, tossicità ionica) e adattamenti (chiusura degli stomi, estrusione ionica, sintesi di osmoliti compatibili). Il ruolo della prolina nella risposta allo stress abiotico (e biotico).
Esposizione a ozono e metalli pesanti: effetti (stress ossidativo) e adattamenti (ruolo dell’etilene, sintesi di fitochelatine, sistemi antiossidanti).
La risposta della pianta all’attacco patogeno e il metabolismo secondario. Produzione di fenoli, alcaloidi e terpeni. Sostanze di importanza industriale, fitonutrienti e principi attivi terapeutici.
Modulazione delle risposte della pianta all’attacco dei principali patogeni e predatori: virus, batteri e funghi (biotrofi e necrotrofi), artropodi. Ruolo di acido salicilico e acido jasmonico. Resistenza sistemica acquisita e indotta.
Competizione tra pianta coltivata e specie infestanti. Diserbo chimico e allelopatia. Alternative biotecnologiche.
La pianta e i suoi alleati: gli insetti impollinatori.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
BIOTECNOLOGIE AGRARIE PER LA FILIERA AGRO-ALIMENTARE
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
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