BIOCHIMICA VEGETALE
Anno accademico 2024/2025 - Docente: LUCA VANELLARisultati di apprendimento attesi
Fornire conoscenze riguardo il metabolismo primario e secondario nelle piante. Fornire conoscenze specifiche di biochimica applicata allo studio della risposta delle piante agli ormoni e agli stress biotici ed abiotici.
In particolare, e con riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino,
il corso si propone di fornire le seguenti conoscenze e capacità.
Conoscenza e comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà, da una prospettiva biochimica, i principali metaboliti primari e secondari delle piante e dei microrganismi, il loro impatto sulla produttività delle piante e l’eventuale uso farmacologico e nutrizionale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Esercizi individuali e di gruppo, tesi a verificare la comprensione dei concetti previsti dal corso.
Autonomia di giudizio
Somministrazione di verifiche formative in itinere finalizzate all’autovalutazione della comprensione e dell’apprendimento di unità didattiche già completate; valutazione consapevole della didattica.
Abilità comunicative
Lo studente rafforzerà il linguaggio tecnico della biochimica e le capacità comunicative attraverso le interazioni con il docente e con i colleghi durante il corso.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di aggiornarsi e di ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi, articoli scientifici e piattaforme online
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere
un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in
base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.
E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata -
Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza della Biologia Farmaceutica
Frequenza lezioni
Altamente consigliata
Contenuti del corso
Introduzione generale al corso.
Strutture, proprietà e funzioni delle macromolecole biologiche: aminoacidi, proteine, glucidi, lipidi.
Enzimi: definizione,
distribuzione, nomenclatura, meccanismo d’azione, specificità,affinità, isoenzimi,
sistemi multienzimatici.
Acidi nucleici: DNA e RNA:
strutture e funzioni; duplicazione, riparazione, trascrizione, maturazione
dell’RNA.
La fotosintesi: reazioni al buio. Struttura, funzione e regolazione dei principali enzimi del ciclo di Calvin. Struttura, funzione e regolazione degli enzimi del ciclo C4 e del metabolismo acido delle crassulacee.
Produzione di metabolici primari
I carboidrati: pool degli esosi fosfati, sintesi dell’amido e del saccarosio, regolazione del metabolismo tra la produzione di saccarosio e quella di amido, pool metabolico trioso/pentoso fosfato, interazioni tra i pool dell’esoso fosfato e del pentoso fosfato/trioso fosfato, modulazione dell’espressione genica da parte dei carboidrati, glicolisi, gluconeogenesi, sintesi e catabolismo della cellulosa. Respirazione e fotorespirazione: ciclo di Krebs, trasporto elettronico mitocondriale nelle piante, sintesi mitocondriale di ATP nelle piante, ossidasi alternativa.
I lipidi: biosintesi de novo degli acidi grassi, desaturazione ed allungamento degli acidi grassi, sintesi degli acidi grassi insoliti, sintesi e catabolismo dei lipidi di deposito: β-ossidazione perossisomiale e gliossisomiale.
Produzione di metabolici secondari
Via dell’acido scichimico e degli amminoacidi aromatici. Biosintesi dei flavonoidi e dei tannini. Via dell’acido mevalonico e biosintesi dell’isoprene. Alcaloidi. Aminoacidi non proteici.
La fissazione biologica dell’azoto:
Ciclo dell’azoto, riduzione dell’azoto molecolare, nitrogenasi, leghemoglobina, prodotti di fissazione biologica dell’azoto.
Nutrizione delle piante
Assunzione ed assimilazione
dell’azoto inorganico di trasporto dell’azoto, via del corismato, assorbimento
e trasporto dell’ammoniaca, riduzione del nitrato e del nitrito.
Amminotransferasi. Utilizzo dell’azoto nel metabolismo della pianta. Biosintesi
degli amminoacidi essenziali. Biosintesi delle basi purinuche e pirimidiniche. Assimilazione
del solfato, assorbimento del solfato, via di assimilazione riduttiva del
solfato.
Biochimica vegetale e risposta agli stress: risposta agli stress ambientali, risposta agli stress biotici. Risposta agli stress abiotici, risposta agli stress da erbicidi. stress ossidativo, stress da congelamento, stress da calore, stress dovuti a carenza idrica. Sintesi e funzioni del glutatione e dei suoi derivati.
Ormoni: Natura, azione, tipi di recettori per gli ormoni, meccanismo d’azione molecolare degli ormoni, molecole di trasduzione del segnale, secondi messaggeri, vie di traduzione del segnale associate ai regolatori della crescita.
Composti fenolici: via dell’acido scichimico e degli aminoacidi aromatici. Biosintesi dei fenoli semplici. Biosintesi della lignina. Cumarine. Stilbeni, dibenzili, benzochinoni, naftochinoni e antrachinoni. Biosintesi dei fenoli complessi: flavonoidi e tannini.
Testi di riferimento
1- Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli.
2- Pinton, Cocucci, Nannipieri, Trevisan- Fondamenti di biochimica agraria- Patron Editore
3- Maffei – Biochimica vegetale – Piccin
4- Raven, Evert, Eichhorn – Biologia delle piante - Zanichelli
5 -Taiz, Zeiger – Fisiologia vegetale – Piccin
6 - Paul M.Dewick – Chimica, Biosintesi e Bioattività delle Sostanze Naturali- PICCIN
ALTRO MATERIALE DIDATTICO
http://studium.unict.it
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Introduzione su carboidrati, lipidi, proteine, nucleotidi | Pinton et al., Fondamenti di biochimica agraria |
2 | Metabolismo dei carboidrati | Pinton et al., Fondamenti di biochimica agraria. Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
3 | Fotosintesi | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
4 | Ciclo di Calvin | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
5 | Fotorespirazione | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
6 | Piante CAM e C4 | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
7 | Respirazione Cellulare | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
8 | Fosforilazione ossidativa | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
9 | Peculiarità della respirazione cellulare delle piante | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
10 | Biosintesi e degradazione degli acidi grassi nelle piante | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
11 | metabolismo secondario | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
12 | Compsti Fenolici | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
13 | Terpeni | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
14 | Alcaloidi | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
15 | Ormoni Vegetali | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
16 | Stress Abiotici e Biotici | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
17 | Glucosidi | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame sarà scritto a risposta multipla. La prova verterà esclusivamente sugli
argomenti trattati a lezione. La tipologia di esercizi della prova
d'esame sarà affrontata durante il corso. Le date di esami saranno pubblicate nel sito del Dipartimento.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
A. Nel citosol.
B. Nei gliossisomi.
C. Nei perossisomi.
D. Nei plastidi.