L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

Il corso di biochimica vegetale si propone di dare una visione integrata di alcuni aspetti fondamentali del metabolismo primario e secondario delle piante e della loro integrazione e influenza reciproca. Il corso si propone di definire alcune vie metaboliche principali e di fornire le basi per le metodologie di analisi metaboliche con metodi biochimici, genetici e biofisici. Lo studio delle basi teoriche verrà integrato dall’illustrazione di applicazioni biotecnologiche dell’ingegnerizzazione delle vie metaboliche in questione. Di particolare importanza sarà la discussione dell’inibizione da ossigeno della fotosintesi e le sue conseguenze per la produttività delle alghe e delle piante coltivate. Infine verranno discussi nei dettagli i cicli biogeochimici del carbonio e dell'ossigeno.

Prerequisiti e nozioni di base

sono richieste conoscenze di Biochimica generale, Biologia vegetale, Biologia cellulare, fisica e chimica

Programma

Parte 1 : Luce come sorgente di energia e di informazione nelle piante: meccanismi di controllo del metabolismo primario e secondario.
Parte 2 : Trasporto di elettroni e sintesi di ATP nei batteri, alghe verdi e piante superiori. Trasporto ciclico e lineare. Controllo del trasporto elettronico.
Parte 3 : Fissazione del Carbonio: Ciclo di Calvin, Ciclo di Hatch et Slack, metabolismo CAM. Perspettive di modificazione del métabolismo nelle piante coltivate.
Parte 4 : Biosintesi e mobilizzazione dell’amido nel cloroplasto e nei leucoplasti.Relazioni metaboliche tra cloroplasto e citoplasma. Trasporto degli zuccheri nella pianta.
Parte 5 : metabolismo dell’idrogeno come sorgente di energia. Le idrogenasi nelle alghe verdi, nei cianobatteri e nei batteri termofili. Bioenergetica della produzione di idrogeno.
Parte 6 : Metabolismo dell’azoto. Fissazione simbiotica e batterica dell’azoto atmosferico. Organicazione dell’azoto. Biosintesi degli aminoacidi essenziali.
Parte 7 : Métabolismo dello zolfo. Biosintesi di metionina et cisteina. Il glutatione, le fitochelatine et la detossificazione delle sostanze xenobiotiche. Erbicidi ed inquinanti.
Parte 8 : Métabolismo secondario. La pianta come macchina biosintetica. A): i terpenoidi. Biotecnologia dei carotenoidi per la produzione di coloranti, vitamine et antiossidanti.
Parte 9 : Metabolismo secondario II. Gli alcalioidi: biosintesi et produzione dei prodotti farmaceutici nelle piante.
Partie 10 : Metabolismo secondario III. fenilpropanoidi: organizzazione et modificazione genetica di una via metabolica per la produzione di fibre, pigmenti e altri additivi alimentari.
Partie 11 : Biosintesi e degradazione dei lipidi. Ruolo nell’adattamento delle piante alla temperatura. I lipidi come substrato per la traduzione del segnale e biosintesi dell’acido jasmonico.
Partie 12 : Produzione e immagazzinamento delle proteine di riserva dei semi. Mobilitazione delle riserve proteiche.
Bibliography :
Buchanan, Gruissem & Jones : Biochemistry and Molecular Biology of Plants.
Taiz & Zeiger : Plant Physiology.

Bibliografia

Modalità didattiche

Il corso sarà composto di 20 lezioni teoriche da 2 ore e tre lezioni pratiche in laboratorio da 4 ore ciascuna. Per ogni esercitazione lo studente dovrà prendere appunti e fornire una relazione con i dati ottenuti e le conclusioni che riuscirà a trarne per la funzione fotosintetica di piante e alghe.

Modalità di verifica dell'apprendimento

esame scritto con domande derivanti da (a) esercitazioni pratiche, b) lezioni teoriche, c) una domanda aperta che richiedera' la descrizione di una via metabolica con specificazione delle formule chimiche dei composti metabolici ed in nome degli enzimi. Inoltre verrà valuata la relazione di laboratorio.

Criteri di valutazione

capacità di comprensione dei concetti di base della bio-energetica e della fotobiologia. Capacità di conoscere e ragionare sulle vie metaboliche dell'organicazione di Carbonio, Azoto e Zolfo

Criteri di composizione del voto finale

Il voto finale sarà composto dalla somma dei risultati dele risposte a soluzione multipla, della domanda sulle vie metaboliche e sulla relazione delle attività di laboratorio

Lingua dell'esame

italiano