Corso di Laurea in Scienze forestali e ambientali - SFA

Questo insegnamento appartiene all'area delle conoscenze propedeutiche e all'area di apprendimento della difesa delle foreste e  selvicolturale.

Capire ed interpretare le relazioni fra la fisiologia e la produzione delle piante dell'ambiente forestale, e  in particolare comprendere i meccanismi di adattamento delle piante in risposta a diversi stimoli ambientali.

 

 Conoscenze e capacità di comprensione.

Alla fine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di:

- integrare le lezioni teoriche del programma con conoscenze acquisite dalla letteratura scientifica del settore. In questa parte, gli studenti svilupperanno abilità di comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e indagini su banche date di letteratura scientifica.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Gli studenti arrivano a fine insegnamento a saper analizzare i meccanismi che permettono lo svolgersi dei principali processi fisiologici ed ecofisiologici delle piante in risposta agli stimoli ambientali dell’ambiente forestale.

 

 L' insegnamento consiste di circa 50 ore di lezione frontale che compredono anche le autovalutazioni periodiche e brevi riassunti in inglese sulla base di dati originali provenienti dalla letteratura scientifica.  Le restanti  10 ore  sono dedicate a esercitazioni e attività di laboratorio. Per le lezioni frontali il docente si avvale di presentazioni che saranno a disposizione degli studenti.

Le discussioni riassuntive in inglese utilizzano banche dati della letteraura scientifica internazionale disponibili on line al docente ed agli studenti che vogliano collegarsi con il proprio portatile. Le autovalutazioni fissano gli argomenti periodicamente e allenano gli studenti all'esame finale.

L’insegnamento fa esplicito e continuo riferimento ai libri di testo.

 

Durante l'insegnamento verranno effettuate prove scritte anonime periodiche.

 Il grado di apprendimento sarà verificato durante lo svolgimento del corso con domande relative agli argomenti precedentemente trattati, affinchè gli studenti imparino ad utilizzare e collegare le conoscence che vanno acquisendo. L’interazione continua con gli studenti in classe, nel corso delle lezioni frontali e specialmente delle esercitazioni pratiche, viene inoltre utilizzata per verificare lo sviluppo dell’autonomia di giudizio e della capacità di apprendimento.

Esame finale: costituito da una prova scritta della durata di 75 minuti durante la quale i punti del programma saranno affrontati in forma di domande aperte.

 

Gli studenti saranno supportati nella comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e sulle loro future capacità di indagini su banche date di letteratura scientifica, tramite lezioni riassuntive in inglese che riprenderanno il programma svolto in italiano, con l'ausilio di referenze scientifiche internazionali ricercate su banche dati.

Funzioni dell'acqua nella cellula e nella pianta; variazioni di potenziale idrico nel continuum suolo-pianta-atmosfera; psicrometro; camera a pressione trasporto xilematico; forze di tensione/coesione ed embolismi (danni e recupero); ruolo delle acquaporine; traspirazione fogliare: biofisica del fenomeno (umidità relativa, temperatura); conduttanza stomatica; movimenti degli stomi; biochimica della cellula di guardia; fattori ambientali che condizionano la regolazione stomatica: luce, CO₂; regolazione stomatica idropassiva e idroattiva; azione dell'ABA mediata dal Ca⁺⁺; sintesi e redistribuzione dell'ABA; la tecnica del PRD (partial root drying).

Cenni sulla sintesi proteica; cinetica enzimatica; potenziale elettro-chimico di un soluto - equazione di Nernst; permeabilità delle membrane; potenziale di membrana; trasporto passivo: diffusione semplice e facilatata; trasporto attivo primario; H⁺-ATPasi; trasporto attivo secondario (simporto, antiporto).

Fotosintesi: fase luminosa e fase oscura, fotosistemi, regolazione dell’organicazione del carbonio .                          

Lo spettro dell'energia solare; eccitazione dei pigmenti, riemissione di energia: dissipazione e trasferimento; assorbimento energetico della clorofilla; i fotosistemi del cloroplasto; schema Z della fotosintesi, trasporto di elettroni; trasporto transmembrana di H⁺ e sintesi dell'ATP nel cloroplasto; fotoinibizione, formazione de radicali liberi dell'H₂O; confronto fotosintesi/respirazione per la sintesi di ATP; la RUBISCO; sintesi di amido primario nel cloroplasto; sintesi di saccarosio nel citosol; ripartizione del trioso-P tra cloroplasto e citosol; sintesi dell'amido secondario (amiloplasti).

Elementi strutturali del floema: funzioni; floema: modello di flusso di massa da organi sorgenti a organi sink; caricamento floematico (simportatore di zuccheri); scaricamento floematico; ripartizione dei prodotti della fotosintesi, forza di un sink; effetti delle variazioni del rapporto sorgente/sink; transizione sorgente/sink.  

Assorbimento, trasporto e assimilazione di sostanze minerali

Modificazioni di soluzioni nutritive per valutare gli effetti di elementi minerali; movimento dei soluti nel terreno; trasporto apoplastico e cellulare degli elementi minerali; funzioni del trasporto di membrana nell'assorbimento ionico di sost. minerali

Auxina: esperimenti di inizio '900 e risvolti funzionali; saggio biologico e radio-immunologico delle auxine; forma libera e forma coniugata (implicazioni su trasporto ed utilizzo); trasporto apolare (floematico) e polare (parenchimatico) ; effetti dell'auxina: allungamento di fusti e radici; auxine e fototropismo; auxine e gravitropismo in fusti e radici; effetti fisiologici dell'auxina; effetti fisiologici delle gibberelline; effetti fisiologici delle citochinine; etilene; acido abscisico.

Aspetti ecofisiologici: risposta allo stress:

Stress idrico. Meccanismi di difesa delle piante allo stress idrico.  Risposta isodrica ed anisoidrica allo stress idrico.

Ruolo del messaggio ormonale e chimico. Limitazioni alla crescita della piante ascrivibili a squilibri del potenziale idrico. Osmoregolazione.

Stress e shock da calore; stress da freddo; stress da congelamento; stress salino.

Esercitazioni pratiche su misura dello stato idrico della pianta, della fotosintesi e della traspirazione.  Esercitazioni pratiche di Microscopia: densita' stomatica di diverse specie.

 

 

I testi base consigliati per il corso sono:

Taiz, Zeiger. Elementi di Fisiologia vegetale. Piccin 2016

Rascio N., Elementi di fisiologia vegetale, EdiSES, Napoli, 2017.

Taiz L., Zeiger E., Fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2012.

Siti internet di interesse: http://5e.plantphys.net