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Botanica generale con Laboratorio

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General Botany with Laboratory

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN0688
Docenti
Prof. Paola Bonfante
Dott. Elena Martino
Corso di studi
Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
BIO/01 - botanica generale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti

Fondamenti di Biologia e di Biochimica (corsi: Zoologia generale, Chimica organica con elementi di Biochimica). Basi di Chimica generale ed organica, concetti di termodinamica (corsi: Chimica generale, Chimica
organica, Fisica).

Fundamentals of Biology and Biochemistry (courses: General Zoology, Organic Chemistry with elements of Biochemistry). Bases of general and organic Chemistry, concepts of thermodynamics (courses: General Chemistry, Organic Chemistry, Physics).
Propedeutico a

Botanica sistematica

Systematic botany
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il Corso si propone di fornire agli studenti del primo anno le basi strutturali e funzionali dei vegetali, evidenziando dapprima le differenze nello stile di vita tra organismi animali e vegetali. Il corso si focalizza sulle proprietà delle cellule vegetali, sul passaggio dalla cellula al tessuto ed all’individuo. Il corso si propone anche di fornire conoscenze di base sugli aspetti fondamentali della biologia dei procarioti, con particolare riferimento al loro ruolo specifico nei cicli biogeochimici. Il corso è integrato dalla parte di laboratorio che approfondisce la morfologia e l’ anatomia vegetale.

The course aims to provide students of the first-year the structural and functional bases of the plants, first by highlighting the differences in lifestyle between animal and plant organisms. This course focuses on the properties of plant cells and on the passage from cells to the tissue, organ and organism level. The course also aims to provide basic knowledge on the fundamental aspects of the biology of prokaryotes, with particular reference to their specific role in biogeochemical cycles. The course is integrated by a laboratory part which examines the morphology and anatomy of plants.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Ci si aspetta che gli studenti raggiungano una buona conoscenza della biologia vegetale, in termini strutturali (come è fatta una pianta) e funzionali (come funziona), acquisendo inoltre le basi per affrontare il corso di Botanica sistematica.

It is expected that students will reach a good knowledge of plant biology in structural terms (how it is made a plant) and functional (how it works), acquiring the basis for tackling the Systematic Botany course.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto

La prova scritta consiste nel riconoscimento e commento di immagini e schemi illustrati a lezione, domande a scelta multipla e domande aperte.
Written test
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Programma

Introduzione al corso. La specificità del vegetale. Le basi su cui si fonda la sistematica.
1) LA CELLULA VEGETALE: generalità. Membrana plasmatica. Nucleo. Genomi vegetali. Mitosi. Ciclo cellulare. Nucleolo. Parete cellulare. Parete primaria: cellulosa, pectine, emicellulose, proteine. Parete secondaria: la lignina. Cuticolarizzazione. Sporoderma. Plasmodesmi. Citoscheletro. Flusso di membrane. Reticolo endoplasmico e Golgi. Vacuolo. Microbodies. Plastidi: cloroplasti, amiloplasti, cromoplasti.
2) I TESSUTI. Dalla cellula alla pianta: divisione cellulare e distensione. Tessuti meristematici, parenchimatici, tegumentali, conduttori, meccanici, secretori.
3) GLI ORGANI. Il Fusto. Morfologia esterna ed anatomia interna. Disposizione dei fasci vascolari: eustele, atassostele. Specializzazioni del fusto. Passaggio dalla struttura primaria a quella secondaria. I meristemi secondari. Cambio cribro-vascolare e cambio subero fellodermico. Xilema secondario: sistema longitudinale ed assiale, legno eteroxilo ed omoxilo, cerchie annuali. Floema secondario. Cenni di dendrocronologia. La Foglia: funzioni, struttura esterna ed anatomia interna. Foglia dorsoventrale,
equifacciale, unifacciale, centrica. Foglie modificate. La Radice: funzioni, struttura esterna, anatomia interna. L'endoderma. La disposizione dei tessuti vascolari: actinostele. Le radici laterali. Accrescimento secondario. Radici specializzate.
4) LA RIPRODUZIONE. Riproduzione asessuata e sessuata. Cicli vitali: aplonti, diplonti, aplo-diplonti. Ciclo nelle angiosperme: verticilli fiorali, androceo e gineceo; gametofito maschile e femminile; doppia
fecondazione. Dispersione del polline. Ciclo nelle gimnosperme. Formazione del fiore: controllo molecolare, determinazione del sesso; piante monoiche e dioiche. Fenomeni di incompatibilità: eteromorfica, omomorfica. Controlli ambientali della fioritura. Fotoperiodo: piante longidiurne e brevidiurne. Identificazione del florigeno? Dallo zigote all'embrione. Trasformazione da ovulo a seme. Le tre componenti del seme: embrione, tegumenti, riserve.
5) FOTOSINTESI. Cloroplasti e mitocondri a confronto. Basi della fotosintesi, confronto con la respirazione. Reazioni endoergoniche ed esoergoniche. Ruolo di ATP e NADP. Reazioni dipendenti dalla luce; i pigmenti; i complessi macromolecolari. Schema a zeta. Fotorespirazione. Fase oscura, ciclo di Calvin. Piante C4 e Piante CAM.
6) TRASPORTO XILEMATICO E FLOEMATICO. Trasporto dell'acqua a breve ed a lunga distanza. Apertura e chiusura degli stomi, traspirazione. Processo di tensione e coesione. Passaggio di zuccheri lungo il sistema floematico, ruolo degli afidi, contenuto del succo floematico, flusso di massa.
7) NUTRIZIONE MINERALE. Macro e micronutrienti. Ruolo di fosforo ed azoto. Le piante vivono in simbiosi con funghi e batteri. Principali simbiosi del mondo vegetale.
8) ORMONI. Ruolo, definizioni, metodi di studio, prove biologiche. Principali funzioni svolte da: auxina, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene.
9) FOTOMORFOGENESI E FOTOTROPISMO. Recettori della luce: recettori per la luce blu e apertura degli stomi, recettori per i movimenti dei cloroplasti, fitocromo. Regolazione fototropica, recettore per il fototropismo, recettore per la gravità.
10) PROCARIOTI. Morfologia, citologia, biologia e fisiologia dei Procarioti.
ESERCITAZIONI: preparazione di vetrini da materiale vegetale, colorazione ed osservazione al microscopio ottico. 1) Tessuti parenchimatici (elodea, aloe, ninfea, patata) ed epidermico (trevigiana,
clivia, salvia, ficus). 2) Tessuti meccanici e conduttori (ninfea, prezzemolo, sedano, pera, papiro, liriodendron). 3) Sezioni di fusto in struttura primaria (ruscus, chelidonium) e secondaria (tiglio, abete). 4)Sezioni trasversali di foglie (magnolia, achmea, iris, abete, ninfea). 5) La radice (radici avventizie di iris). Esperimenti su plasmolisi e pigmenti vegetali. Estrazione di DNA dal cavolfiore. 6) Test sui preparati delle esercitazioni.

Introduction to the course. The specificity of the plant. The basis of the systematics.
1) THE PLANT CELL: generalities. Plasma membrane. Nucleus. Plant genomes. Mitosis. Cell cycle. Nucleolus. Cell wall. Primary wall: cellulose, pectin, hemicellulose, proteins. Secondary wall: lignin. Cuticolarization. Sporoderm. Plasmodesmata. Cytoskeleton. Membrane flow. Endoplasmic
reticulum and Golgi. Vacuole. Microbodies. Plastids: chloroplasts, amyloplasts, chromoplasts. 2) TISSUES. From the cell to the plant: cell division and distension. Meristematic, parenchima, epidermal, vascular, support and secretory tissues. 3) ORGANS. The stem. External morphology and internal anatomy. Vascular bundles: scattered or circle arrangement. Stem specializations. Transition from the primary to the secondary structure. Secondary meristems: cribro-vascular and cork cambium. Secondary xylem: longitudinal and axial system, homogeneous and heterogeneous wood, annual rings. Secondary phloem. Hints of dendrochronology. The leaf: functions, external structure and internal anatomy. Bifacial, monofacial, unifacial, centric leaves. Modified leaves. The root: functions, external
structure, internal anatomy. The endoderm. The arrangement of the vascular tissues: actinostele. The lateral roots. Secondary growth. Specialized roots. 4) REPRODUCTION. Asexual and sexual reproduction. Life cycles: haplont, diplont, haplo-diplont cycles. Cycle in the angiosperms: floral parts,
androecium and gynoecium; male and female gametophyte; double fertilization. Pollen dispersal. Cycle in the gymnosperms. Flower formation: molecular control, sex determination; monoecious and
dioecious plants. Eteromorphic and homomorphic incompatibility. Environmental controls of flowering. Photoperiod: longidiurne and brevidiurne plants. Identification of the florigen? From the zygote to the
embryo. Transformation of the ovule into seed. The three components of the seed: embryo, seed coat, reserves. 5) PHOTOSYNTHESIS. Comparison between chloroplasts and mitochondria. Bases of the photosynthesis and comparison with the respiration process. Exergonic and endergonic reactions. Role of ATP and NADP. Light-dependent reactions; pigments; the macromolecular complexes. The zeta diagram. Photorespiration. Dark phase, the Calvincycle. C4 and CAM plants. 6) XYLEM AND PHLOEM TRANSPORT. Short and long distance water transport. Stomata opening and closing process, transpiration. Tension and cohesion process. Passage of sugars along the phloem system, the
role of aphids, phloem solution content, mass flow. 7) MINERAL NUTRITION. Macro-and micronutrients. Role of phosphorus and nitrogen. The plants live in symbiosis with fungi and bacteria. The main plant symbioses. 8) HORMONES. Role, definitions, methods of study, biological evidences.
Main functions of: auxin, gibberellins, cytokinins, abscisic acid, ethylene. 9) PHOTOMORPHOGENESIS AND PHOTOTROPISM. Light receptors: receptors for blue light and stomatal opening, chloroplast movement receptors, phytochrome. Phototropic regulation, phototropism receptor, gravity receptor. 10) PROKARYOTES. Morphology, cytology, biology and physiology of prokaryotes.

PRACTICAL WORKS: preparation of slides from plant material, staining and observation under a light microscope. 1) Parenchyma (elodea, aloe, lily, potato) and epidermal tissues (treviso salad, clivia, sage, ficus). 2) Support and vascular tissues (water lily, parsley, celery, pear, papyrus, liriodendron). 3) Sections of stems in primary (ruscus, chelidonium) and secondary structure (linden, spruce). 4) Cross-sections of leaves (magnolia, achmea, iris, spruce, lily). 5) The root (adventitious roots of iris). Experiments on plasmolysis and plant pigments. Extraction of DNA from cauliflower. 6) Test on the practical work slides

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet:
http://naturali.campusnet.unito.it
I testi base consigliati per il corso sono:
- Smith et al. 2011, Biologia delle piante, Ed. Zanichelli, edizione italiana
a cura di D. Chiatante.
- Pasqua, Abbate, Forni. Botanica generale e Biodiversità, Ed. Piccin.
- Mauseth, Botanica, Fondamenti di Biologia delle Piante, Edizione
Italiana, Nuova Editoriale Grasso.
- Speranza-Calzoni, Struttura delle piante in immagini, Ed. Zanichelli.
- Gerlach-Lieder, Atlante di Anatomia Vegetale, Ed. Muzzio.
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
appunti presi a lezione
Infine sono di seguito indicati altri siti internet di interesse:
http://www.bioveg.unito.it/atlanteme/
http://www.atlantebotanica.unito.it/

The slides will be available at: http://naturali.campusnet.unito.it
The suggested books for the exam preparation are:
- Smith et al. 2011, Biologia delle piante, Ed. Zanichelli, edizione italiana
a cura di D. Chiatante.
- Pasqua, Abbate, Forni. Botanica generale e Biodiversità, Ed. Piccin.
- Mauseth. Botanica, Fondamenti di Biologia delle Piante, Edizione
Italiana, Nuova Editoriale Grasso.
- Speranza-Calzoni. Struttura delle piante in immagini, Ed. Zanichelli.
- Gerlach-Lieder. Atlante di Anatomia Vegetale, Ed. Muzzio.
It is strongly suggested to use the lesson notes for the exam preparation
Other internet useful sites:
http://www.bioveg.unito.it/atlanteme/
http://www.atlantebotanica.unito.it/



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Ultimo aggiornamento: 13/05/2015 09:42
Location: https://naturali.campusnet.unito.it/robots.html
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