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CHIMICA FORESTALE

Corso SCIENZE FORESTALI E AMBIENTALI
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2014/2015

Modulo: BIOCHIMICA E FISIOLOGIA VEGETALE

Corso SCIENZE FORESTALI E AMBIENTALI
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2014/2015
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare AGR/13
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale Unico

Docente MAURIZIO BADIANI
Obiettivi DESCRIZIONE SINTETICA
La cellula vegetale. Carboidrati. Lipidi. Amminoacidi, peptidi e proteine. Enzimi. Metabolismo. La pianta e l’acqua. Trasporto dei soluti. Fisiologia della fotosintesi. Respirazione. Crescita e sviluppo delle piante. Ormoni vegetali. Esercitazioni di laboratorio sugli argomenti del Modulo.

DESCRITTORE DI DUBLINO DI PRIMO CICLO "CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE"
Acquisire le conoscenze essenziali sulle strutture ed i meccanismi molecolari, biochimici e fisiologici coinvolti nell’esecuzione del programma endogeno di sviluppo e nelle interazioni tra piante forestali e loro ambiente biotico ed abiotico

DESCRITTORE DI DUBLINO DI PRIMO CICLO "CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE"
Sviluppare la capacità di applicare le conoscenze e la comprensione dei temi del corso in maniera da dimostrare un approccio professionale al lavoro ed una competenza adeguata sia per ideare e sostenere argomentazioni che per risolvere problemi.

DESCRITTORE DI DUBLINO DI PRIMO CICLO "AUTONOMIA DI GIUDIZIO"
Sviluppare la capacità di raccogliere e interpretare dati di tipo biochimico e fisiologico ritenuti utili a determinare giudizi autonomi, inclusa la riflessione su temi scientifici ad essi connessi

DESCRITTORE DI DUBLINO DI PRIMO CICLO "ABILITÀ COMUNICATIVE"
Sviluppare la capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti

DESCRITTORE DI DUBLINO DI PRIMO CICLO "CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO"
Sviluppare quelle capacità di apprendimento che sono necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.
Programma RICHIAMI SU STRUTTURA ED ORGANIZZAZIONE DELLA CELLULA VEGETALE. Sistemi di membrane (plasmalemma, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi), vacuolo, nucleo, perossisomi, plastidi, mitocondrio. La parete cellulare vegetale: composizione, architettura, biosintesi, assemblaggio, crescita e differenziazione. Il citoscheletro.

RICHIAMI SU STRUTTURA E FUNZIONI DEGLI ACIDI NUCLEICI. Composizione e sintesi dei nucleotidi. Replicazione del DNA nucleare. Ricombinazione del DNA. Il DNA degli organuli. Trascrizione del DNA. Caratteristiche, funzioni e maturazione dell’RNA.

RICHIAMI SU ORGANIZZAZIONE ED ESPRESSIONE DEL GENOMA.

CARBOIDRATI: classificazione, proprietà e reazioni. Monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi

LIPIDI: Classificazione. Acidi Grassi. Triacilgliceroli. Lipidi saponificabili delle membrane. Lipidi non saponificabili. Liposomi e membrane.

AMMINOACIDI, PEPTIDI E PROTEINE: Funzioni delle proteine. -aminoacidi. Legami peptidici. Struttura delle proteine. Classificazione e proprietà delle proteine. Sintesi, assemblaggio e degradazione delle proteine. Separazione e purificazione delle proteine.

ENZIMI. Ruolo degli enzimi nel metabolismo. Attività e specificità enzimatiche. Velocità delle reazioni enzimatiche. Caratteristiche generali della catalisi enzimatica. Cinetica enzimatica. L'equazione di Michaelis-Menten. Significato dei parametri cinetici KM e Vmax. Inibizione competitiva e non competitiva. Effetto del pH e della temperatura. I meccanismi catalitici. Regolazione dell'attività enzimatica.

PRODOTTI NATURALI (METABOLITI SECONDARI). Terpenoidi, alcaloidi, composti fenolici, flavonoidi, composti di difesa chimica (cumarine, stilbeni, stirilpironi ed arilpironi).

LA PIANTA E L'ACQUA. Proprietà dell'acqua. Diffusione, flusso di massa, osmosi. Potenziale idrico. Trasporto dell'acqua a lunga distanza. Assorbimento radicale dell'acqua. Xilema: struttura e funzione. Trasporto xilematico: teoria della coesione¬tensione, pressione radicale e guttazione. Traspirazione e movimenti stomatici.

NUTRIENTI MINERALI E TRASPORTO DEI SOLUTI. I nutrienti minerali e l’assorbimento a livello radicale. Trasporto di soluti attraverso una membrana. Potenziale chimico di un soluto. Trasporto passivo e trasporto attivo. Trasporto attivo secondario. Canali, carriers, pompe. Le H+-ATPasi nelle piante.

FISIOLOGIA DELLA FOTOSINTESI. Proprietà della luce, pigmenti fotosintetici, struttura dell'apparato fotosintetico. Trasporto degli elettroni e fotofosforilazione. Fase legata al carbonio (“ fase oscura” della fotosintesi) . Sintesi di ATP: differenze tra cloroplasti e mitocondri. Attivazione e regolazione del metabolismo del carbonio in piante C3, C4 e CAM. Significato fisiologico della fotorespirazione. Fisiologia del trasporto floematico. Sintesi dell'amido e del saccarosio.

RESPIRAZIONE. Glicolisi e fermentazione. Pool dei pentosi fosfati. Sistemi di trasporto specifici dei mitocondri vegetali e loro importanza nel metabolismo del carbonio. La respirazione nella pianta intera e negli organi. Gluconeogenesi

ASSIMILAZIONE DEI NUTRIENTI MINERALI. Azoto, zolfo, fosforo, cationi, ossigeno.

CRESCITA E SVILUPPO VEGETATIVO NELLE PIANTE. Embriogenesi. Meristema apicale del germoglio. Meristema apicale della radice. Organi vegetativi. Senescenza e morte cellulare programmata

RISPOSTE DELLE PIANTE ALLA LUCE. Fitocromo. Risposte alla luce blu

ORMONI VEGETALI E MOLECOLE DI SEGNALAZIONE. Acido indol-3-acetico, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, brassinosteroidi, poliammine, acido salicilico, acido giasmonico: struttura, trasporto, azioni fisiologiche.

PERCEZIONE E TRASDUZIONE DEL SEGNALE NELLE PIANTE (Cenni)

SVILUPPO RIPRODUTTIVO NELLE PIANTE. Controllo della transizione a fiore. Sviluppo del fiore. Formazione dei gameti. Germinazione del polline. Fertilizzazione. Formazione del seme e deposito delle riserve. Maturazione dell’embrione ed essiccamento. Germinazione del seme.

FISIOLOGIA DELLO STRESS DI ORIGINE ABIOTICA. Stress ossidativo. Deficit idrico. Stress salino. Stress e shock da calore. Raffreddamento e congelamento. Sommersione e deficit di ossigeno.

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO. Dosaggi enzimatici per via spettrofotometrica. Dosaggio di metaboliti per via cromatografica. Estrazione, purificazione e separazione elettroforetica di proteine ed acidi nucleici da specie forestali. Misura degli scambi gassosi. Misura della fluorescenza della clorofilla a in vivo

Testi docente ALBERTS, B., JOHNSON, A., LEWIS, J., RAFF, M., ROBERTS, K., WALTER, P. Biologia Molecolare della Cellula, 5a Ed., Zanichelli, Bologna, 2009. ISBN: 978-8808-20185-0

BUCHANAN, B.B , GRUISSEM, W. , JONES R. L. Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante. Zanichelli, Bologna, 2003. ISBN 978-8808-07771-4

ROST, T.L., BARBOUR, M.G. STOCKING, C.R., MURPHY, T.M. Biologia delle Piante. Zanichelli, Bologna., 2008. ISBN: 978-8808-06655-8

SMITH, A.M., COUPLAND, G., DOLAN, L., HARBERD, N., JONES, J., MARTIN, C., SABLOWSKI, R., AMEY, A. Plant Biology. Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, New York and Abingdon, 2010. ISBN: 978-0-8153-4025-6.

TAIZ, L., ZEIGER, E. Fisiologia Vegetale. Piccin Nuova Libraria, Padova, 2008. ISBN: 978-88- 299-1974-1
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale Si
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere Si
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento

Elenco dei ricevimenti:

Descrizione Avviso
Ricevimenti del docente: Maurizio Badiani
Mercoledi ore 09:00 - 10:00
Giovedi ore 17:00 - 18:00
presso la sede del Dipartimento di Agraria a Feo di Vito.
Necessario previo appuntamento col docente (telefono o posta elettronica)
Nessun avviso pubblicato

Modulo: CHIMICA DEI SUOLI FORESTALI

Corso SCIENZE FORESTALI E AMBIENTALI
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2014/2015
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare AGR/13
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale Unico

Docente ADELE MARIA MUSCOLO
Obiettivi N.D.
Programma
INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA CHIMICA DEL TERRENO.
Definizione di terreno. Orizzonti e profilo. La matrice litologica. Silicati e non silicati.
I COSTITUENTI INORGANICI: Minerali primari e secondari. Minerali argillosi. Regole di Pauling. Coordinazione tetraedrica e ottaedrica. Foglietti tetraedrici ed ottaedrici. Foglietti diottaedrici e triottatedrici. I fillosilicati del suolo. Sostituzione isomorfa. Carica di strato. Carica variabile. Classificazione dei fillosilicati. Fillosilicati 1:1: caolinitie e halloysite. Fillosilicati 2:1: illite, momtmorillonite, vermiculite. Minerali di transizione. Fillosilicati 2:1:1: cloriti.Ossidi. Grado di dispersione in funzione del pH per ossidi e fillosilicati.
I COSTITUENTI ORGANICI DEL SUOLO: Natura e origine della sostanza organica. Frazione attiva e frazione stabilizzata. Caratteristiche chimica della frazione non umica. Processi di degradazione. Proprietà della sostanza organica ed effetti nel terreno. Processi di mineralizzazione. Processi di umificazione. Teorie di formazione delle sostanze umiche. Turnover della sostanza organica. Acidi umici, acidi fulvici, umine. Estrazione e frazionamento delle sostanze umiche.
PEDOGENESI.
Equazione di Jenny. Principale processi di formazione del suolo: laterizzazione, calcificazione, podzolizzazione, salinizzazione, gleyzzazione rubefazione, Disgregazione e decomposizione delle rocce. I processi di alterazione. Alterazione fisica. Alterazione chimica: idrolisi (esempio dell’ortoclasio, precipitazione di alluminosilicati), idratazione e disidratazione, solubilizzazione, ossidazione, chelazione.. Mobilità degli ioni. Fattori che controllano la resistenza dei minerali alla decomposizione.
PROPRIETÀ TERMICHE DEL SUOLO 1. Temperatura 2. Calore specifico
CONTENUTO D'ACQUA DEL SUOLO 2. Potenziale dell'acqua nel suolo 3. Ritenzione idrica 4. Conducibilità idraulica del suolo saturo 5. Conducibilità idraulica del suolo non saturo 6. Velocità di infiltrazione 7. Capacità idrica di campo 8. Acqua disponibile e acqua facilmente utilizzabile
POROSITÀ E DISTRIBUZIONE DIMENSIONALE DEI PORI I . Porosità
2. Distribuzione dimensionale dei pori e loro caratteristiche geometriche 3. Stabilità e distribuzione dimensionale degli aggregati
LO SCAMBIO CATIONICO.
Il fenomeno e le caratteristiche. Capacità di scambio. Basi di scambio. Equazione di
Vanselow. Effetto di concentrazione. Reversibilità dello scambio. Coefficiente di selettività.
Deviazioni dall’idealità. Modelli di doppio strato: Spessore del doppio strato. Effetto della carica e della concentrazione ionica. Potenziale del doppio strato. Affinità dei cationi per lo scambiatore. Carica ed energia di idratazione degli ioni. Serie liotropiche. Affinità dello scambiatore per lo ione.. Relazione tra ESP e SAR.
CHEMIOADSORBIMENTO E PRECIPITAZIONE DI IONI INORGANICI. Fattori che
controllano il "sorption" di cationi metallici.
ADSORBIMENTO ANIONICO. Adsorbimento di tipo fisico e chimico. Adsorbimento
anionico specifico o chemio-adsorbimento. Scambio di ligando. Fissazione dei fosfati.
IL pH E LA REAZIONE DEL SUOLO. Forme di acidità. Il potere tampone del suolo.
SUOLI ACIDI. Cause e fattori di acidificazione del suolo. Disponibilità dei nutrienti in
funzione del pH. Natura dell'acidità del suolo. H-argille ed Al-argille. Forme idrolitiche dello
ione alluminio e curve di distribuzione in funzione del pH. Monomeri ed idrossipolimeri di
Al. Effetti negativi dello ione Al e dell'acidità sulle proprietà del suolo e tossicità per le
piante. Correzione dei suoli acidi. Fabbisogno in calce.
FENOMENI ELETTROCHIMICI. Il pE. Diagrammi pE-pH. Relazione tra pE e potenziale
redox.I suoli sommersi. Tipologie, processi chimici e condizioni.
I SUOLI ALOMORFI. Origine dei sali. Effetti della CO2 disciolta. Parametri per la
Classificazione dei suoli WRB. Proprietà e caratteristiche.
GLI ELEMENTI NUTRITIVI - Azoto, fosforo, potassio, zolfo, calcio, magnesio, microelementi. Quantità e forme nel suolo. Solubilizzazione ed immobilizzazione.
ESERCITAZIONI in Campo:
Caratterizzazione di un profilo di suolo forestale e prelievo dei campioni
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Preparazione del campione
Determinazione della tessitura
Determinazione del pH
Determinazione della conducibilità elettrica
Determinazione dell’azoto totale
Determinazione del Carbonio Organico


Testi docente Violante P. Chimica del suolo e della nutrizione delle piante. 2 edizione. Ed agricole, 2002 Sequi P. Chimica del Suolo. Patron, 1993
Per approfondimenti: McBride M.B, Environmental Chemistry of Soils, Oxford University Press,1994.
Sposito G., The chemistry of soils, Oxford Press.1989
Sumner M. E. Handbook of Soil Science, CRC Press,2000
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta Si
Valutazione prova orale Si
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
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