EcoFisiologia Vegetale

Prof. Piero PicciarelliLab. 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 CO2: la diffusione della CO2

dall’atmosfera al cloroplasto, il punto di compensazione della CO2, efficienza di carbossilazione; fotosintesi e incremento della CO2 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 H2O, 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 CO2 e della disponibilità idrica

6. Ormoni I. Analisi quantitativa di un ormone: estrazione materiale vegetale, purificazione e saggio biologico

5. Nutrizione minerale. Determinazione dell’attività della nitrato reduttasi.

Materiale didattico

Materiale didattico fornito dal docente:diapositive del corso e schede esercitazioni

(2013) 4a edizione ridotta (2012) 4a edizione

PICCIN

Sig. Paolo Zinone

349 8487775

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Esami Propedeutici

LUNEDI’ MARTEDI’ MERCOLEDI’ GIOVEDI’ VENERDI’

8.30-9.15PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

9(9.15)-10ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(6) PICCIARELLI

PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

10-11ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(6) PICCIARELLI

PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

11-12AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(2) MASONI

AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(10) MASONI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

12-13AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(2) MASONI

AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(10) MASONI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

MICROBIOLOGIA AGRARIA

(3) GIOVANNETTI

14.30-15.30PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(5) PICCIARELLI

AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(2) MASONI

ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI

15.30-16.30PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(5) PICCIARELLI

AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(2) MASONI

ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI

16.30-17.30PRINCIPI DI ORTICOLTURA E

FLORICOLTURA (*)(10) PARDOSSI

AGRONOMIA GENERALE ED

AGROCLIMATOLOGIA

(2) MASONI

ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(LAB. CHIMICA) PICCIARELLI

17.30-18.30ECOFISIOLOGIA VEGETALE

(LAB. CHIMICA) PICCIARELLI

AA 2014/2015LAUREA DI I° LIV.: SCIENZE AGRARIE, VITICOLTURA ED ENOLOGIA (*)ANNO DI CORSO 2° SEMESTRE 2° (*) CORSO A “SCELTA LIBERA”

Esercitazioni

Modalità d’esameEsame scritto finale oppure esame orale

Commissione d’esameProf. Piero Picciarelli

Dr. Lorenzo Guglielminetti Drssa Laura Pistelli

Collaboratori alla didatticaDr Andrea ScartazzaDr. Maurizio CuradiDr. Lorenzo Mariotti

Una vignetta di Pietro Vanessi

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Web of science (WOS)

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