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Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Milano
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Biochimica e fisiologia della pianta coltivata
Codice: G271H-
Docente:  Gian Attilio Sacchi
Anno di corso: 
Quadrimestre/semestre: 
CFU: 
Articolazione dei CFU: Lezioni frontali: 8
Obiettivi formativi:  Il Corso si propone di fornire strumenti per la comprensione dei processi biochimici e fisiologici fondamentali che stanno alla base del ciclo vitale delle piante coltivate e della loro produttività e della loro capacità di adattarsi a condizioni ambientali avverse o a limitata disponibilità di risorse.
Competenze acquisite:  Lo studente oltre a conoscere le basi biochimiche e fisologiche del funzionamento delle piante in genere e della produttività delle piante coltivate sarà in grado di comprendere come variabili genetiche ed ambientali influenzano tali processi. Soprattutto sarà in grado di identificare i punti fisiologici critici per l’ottenimento di elevati standard produttivi quali-quantitativi nel rispetto dell’ambiente e con la miglior efficienza d’uso delle risorse.
Sintesi del programma:  Le basi molecolari della vita – la Bioenergetica – Gli Enzimi – Metabolismo del Carbonio - L’Acqua e la pianta – La Fotosintesi - Considerazioni fisiologiche ed ecologiche sulla fotosintesi – la Traslocazione floematica- La nutrizione minerale delle piante – Trasporto transmembrana dei soluti - Assimilazione dei nutrienti minerali – Fotomorfogenesi – Gli ormoni vegetali
Programma:  LE BASI MOLECOLARI DELLA VITA
Gli amminoacidi; le proteine: struttura e funzioni; i carboidrati: monosaccarridi e polisaccaridi; i lipidi; i nucleotidi

BIOENERGETICA
Bioenergetica e termodinamica; trasferimento di gruppi fosforici e ATP; reazioni di ossidoriduzione d’interesse biologico; potenziale elettrochimico.

ENZIMI
Catalisi; introduzione agli enzimi; meccanismi di catalisi enzimatica; cinetica enzimatica; enzimi regolatori.

METABOLISMO
Glicolisi, la via ossidativa dei pentosi fosfati; ciclo degli acidi tricarbossilici; trasporto mitocondriale di elettroni e sintesi di ATP (fosforilazione ossidativa); respirazione nelle piante; β-ossidazione e biosintesi dei lipidi.

L’ACQUA E LA PIANTA
Struttura e proprietà dell’acqua; diffusione e osmosi; potenziale idrico; potenziale idrico elle cellule; acqua nel suolo; assorbimento radicale dell’acqua e trasporto dell’acqua nello xilema; il movimento dell’acqua dalle foglie alla atmosfera (la traspirazione el e forse he la guidano); stomi e regolazione stomatica; il continuum suolo-pianta atmosfera; bilancio idrico delle piante.

FOTOSINTESI
Fase luminosa: chimica e fisiologia dei pigmenti fotosintetici; eccitazione e de-eccitazione dei pigmenti; organizzazione dell’apparato fotosintetico: unità fotosintetica; fotosistema I e fotosistema II; trasporto fotosintetico degli elettroni e fotofosforilazione.
Assimilazione del carbonio; il ciclo di Calvin-Benson e la sua regolazione; il ciclo C2: ossidazione fotosintetica del carbonio (fotorespirazione); i meccanismi di concentrazione del carbonio inorganico: il ciclo C4 e il metabolismo acido delle crassulacee (CAM). Sintesi, accumulo e ripartizione dei fotosintati- amido e saccarosio.

FOTOSINTESI: CONSIDERAZIONI FISIOLOGHE ED ECOLOGICHE
Efficienza della conversione fotosintetica; risposte fotosintetiche alla luce delle foglie intere; risposte fotosintetiche alla temperatura; risposte fotosintetiche all’anidride carbonica.

TRASLOCAZIONE FLOEMATICA
Vie di traslocazione; relazioni source sink; sostanze traslocate nel floema; il modello di flusso di pressione per il movimento floematico (teoria di Munch); caricamento e scaricamento del floema; transizione da source a sink.

NUTRIZIONE MINERALE E TRASPORTO DI SOLUTI
Macro- e micro-nutrienti inorganici elementi essenziali e benefici; termodinamica del movimento transmembrana; cinetica del trasporto dei nutrienti: le permeasi.

ASSIMILAZIONE DEI NUTRIENTI MINERALI
Assimilazione riduttiva di azoto e zolfo. L’assimilazione dell’ammonio; l’assimilazione del fosfato, dei cationi e dell’ossigeno.

SVILUPPO DELLE PIANTE
Fotomorfogenesi: le proprietà fotochimiche e biochimiche del fitocromo; caratteristiche delle risposte indotte dal fitocromo.
Gli ormoni vegetali: Effetti e modi d’azione.
Prerequisiti:  Conoscenze di : Biologia vegetale; Chimica inorganica; Chimica organica
Propedeuticità:  Nessuna
Materiale didattico:  L. Taiz and E. Zeiger "Fisiologia Vegetale" Piccin Editore

A. Alpi, P. Pupillo, C. Rigano "Fisiologia delle Piante" EdiSES

David L Nelson, Michael M Cox "Introduzione alla biochimica di Lehninger" Zanichelli
Modalità d'esame e altre info:  Prova scritta intermedia
Prova orale finale
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Programma di Biochimica e fisiologia della pianta coltivata (versione in pdf)
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