Photobiology and bioenergy

A.A. 2024/2025
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
BIO/04
Lingua
Inglese
Obiettivi formativi
Lo scopo di questo corso è fornire agli studenti magistrali una comprensione completa di come le piante utilizzano e ottimizzano la cattura della luce solare per alimentare il processo fotosintetico. Attraverso queste lezioni, gli studenti acquisiranno le conoscenze necessarie per comprendere perché le piante, nel corso della loro evoluzione, hanno sviluppato strategie per migliorare l'efficienza della cattura e dell'utilizzo della luce, mentre si tutelano dai potenziali danni causati da irradiazioni intense.

Gli studenti approfondiranno l'imperativo evolutivo dietro all'ottimizzazione della cattura della luce da parte delle piante, una necessità dettata dalla loro natura immobile. Questa immobilità ha stimolato lo sviluppo di meccanismi molecolari complessi capaci di percepire e interpretare vari aspetti della luce, tra cui la quantità, la qualità e la direzione.

I concetti chiave all'interno della disciplina saranno chiariti attraverso modelli consolidati, integrando al contempo scoperte recenti e talvolta contrastanti per offrire un'esperienza di apprendimento dinamica.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso, gli studenti acquisiranno:
1. Conoscenza approfondita dei meccanismi molecolari attraverso cui le piante percepiscono le diverse lunghezze d'onda della luce solare tramite specifici fotorecettori.
2. Comprensione dei meccanismi impiegati per rilevare le continue variazioni nello spettro e nell'intensità della luce.
3. Comprensione dei meccanismi attraverso i quali le piante percepiscono la durata del giorno e la stagionalità.
4. Conoscenza dei meccanismi molecolari alla base della biogenesi dei cloroplasti.
5. Approfondita comprensione dei meccanismi molecolari che consentono ai cloroplasti di adattarsi alle condizioni ambientali.
6. Strategie informative mirate a migliorare l'efficienza fotosintetica, rilevanti nel contesto della seconda "green revolution".
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre

Programma
Cenni introduttivi sulla luce e sulla sua natura elettromagnetica.
Cenni sui meccanismi fisici alla base dell'assorbimento della luce.
Trasduzione del segnale luminoso.
Fotorecettori vegetali: fitocromi, criptocromi e fototropine.
Biologia degli stomi e meccanismi molecolari coinvolti nella regolazione della loro apertura da parte della luce.
Fototropismi.
Shade avoidance.
Fotomorfogenesi delle piante: aspetti dell'interazione fra la luce naturale e lo sviluppo delle piante regolati dai fotorecettori.
Ritmi circadiani, fotoperiodismo.
Sviluppo e origine del cloroplasto.
Meccanismi molecolari alla base dello sviluppo del cloroplasto.
Comunicazione cloroplasto-nucleo.
Fotosintesi, fotorespirazione e variazioni nei meccanismi di fissazione della CO2.
Tecniche di miglioramento genetico tramite manipolazione dei caratteri fotosintetici.
Prerequisiti
Si raccomanda vivamente una buona conoscenza di chimica organica, biochimica, fisiologia, biologia molecolare e cellulare delle piante.
Metodi didattici
Le lezioni avranno un formato "classico", impartite dai docenti usando diapositive powerpoint.

Durante le lezioni, gli studenti saranno incoraggiati a partecipare attivamente con domande e commenti relativi gli argomenti considerati.
Materiale di riferimento
Il libro usato come riferimento è il Taiz, Zeiger, Moller, Murphy. Fisiologia e sviluppo delle piante.

Tutto il materiale powerpoint utilizzato per le lezioni sarà reso disponibile agli studenti sul sito web Ariel dedicato.

La lettura di articoli e review di ricerca selezionati sarà suggerita agli studenti ad ogni lezione e saranno resi disponibili attraverso il sito web Ariel.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame sarà orale e in lingua Inglese.

Per ogni parte dell'insegnamento, gli studenti dovranno analizzare criticamente, sotto forma di una presentazione orale, una pubblicazione scientifica scelta tra quelle messe a disposizione dai docenti. La presentazione, che consiste in una breve introduzione del problema biologico e nell'analisi critica degli esperimenti riportati nel/i lavoro/i, sarà seguita da una discussione con il docente/i sulle tematiche analizzate nell'articolo di ricerca e durante l'insegnamento.

Gli studenti saranno inoltre valutati in base alle conoscenze teoriche dei diversi argomenti presentati durante l'insegnamento.

I docenti porranno domande specifiche riguardanti l'argomento del lavoro scientifico oggetto della presentazione e valuteranno anche la conoscenza degli argomenti trattati durante le lezioni.

Il voto finale sarà definito come la media dei voti delle due parti (uno per ciascun docente) e comunque concordato da entrambi i docenti.
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE - CFU: 6
Lezioni: 48 ore