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Ecofisiologia (dalla coorte 2011/2012)

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Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MFN1211
Docenti
Prof. Renzo Levi
Dott. Andrea Occhipinti
Corso di studi
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
1° anno
Periodo didattico
II semestre
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
BIO/09 - fisiologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Orale
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Programma


Introduzione. Risposte delle piante alla temperature (meccanismi di risposta al freddo e al calore)
Relazioni idriche nelle piante: meccanismo di risposta alla siccità
Competizione: competizione fra piante .
Risposte delle piante alla radiazione solare UV-B: conseguenze della diminuzione dell’ozono stratosferico
Ricerca di base e applicata per la valutazione dell’interazione di fattori ambientali e di sistemi di colture sull’efficienza fisiologica delle piante
Fotosintesi e fattori biotici
Respirazione e fattori ambientali
Stress nutritivo e tossicità
Effetti ambientali sui cicli vitali
Biochimica ecologica
Fitochimica ecologica
Ecosistemi ed ecofisiologia vegetale
Effetto dei parametri ambientali sulla via di trasduzione del segnale
Ecofisiologia forestale. Applicazione di isotopi stabili naturali (13C e 18O)
Per comprendere le risposte di alberi della macchia mediterranea al clima, com particolare riguardo alla resistenza alla siccità
Ecofisiologia delle piante cultivate. Studio delle basi e dei potenziali fisiologici per la scelta di tecniche differenti:
-    isotopi stabili nei cereali (granella e foglie)
-    indici vegetativi NDVI
Riflessione visibile e NIR nei cereali
Analisi molecolare dell’adattamento delle piante all’ambiente
Cambiamento globale del clima
Effetto dell’aumento della radiazione UV-B (buco nell’ozonosfera) su fotosintesi, mobilità, orientamento, produttività e altri parametri vegetali
Effetto dell’aumento globale della CO2 e della temperatura.
Fisiologia delle piante alpine
Sperimentazione in campo con l’utilizzo di strumenti per la misura delle risposte delle piante all’ambiente

Introduzione alla fisiologia ambientale (ecofisiologia) degli animali: Hochachka e Somero, la unità biochimica e la diversità organismica. Limiti fisici, chimici,  evolutivi e ambientali.
Processi sulla scala dell’individuo: acclimatamenti e variazioni all’interno della life-history. Processi sulla scala di popolazione: separazione di popolazioni differenti con variazioni geniche e adattamenti evolutivi
 Come si riconosce un adattamento ambientale: il problema del “trascinamento” di adattamenti non sotto pressione selettiva da parte di quelli evolutivi diretti I grandi problemi generali: limiti assoluti e relativi della biologia animale
I concetti di relazioni dimensionali e le allometrie.
Regolazione  e conformità: costi, limiti e vantaggi.
Metabolismo aerobico e  non,  ossigeno e problemi di scala. Disponibilità di ossigeno in aria, acqua e in ambienti ipogei
La risposta ipossica come esempio generale di insieme di meccanismi conservati: adattamenti all’altitudine e alla vita ipogea
temperatura: limiti termici, conseguenze dell’endotermia
aria-acqua-terra costi del movimento e risorse ottenibil
adattamenti sensoriali Luce, ritmi, visione e fare luce


Introduction
Plant response to temperature: Mechanisms of plant response to cold and heat stress
Plant water relations: Mechanisms of plant response to drought stress
Competition: Plant response to competition from neighboring plants .
Plant response to solar ultraviolet-B radiation: Consequences of stratospheric ozone depletion
Basic and applied research that evaluates the interaction of environmental factors and cropping systems on the physiological efficiency of crop plants
Photosynthesis and biotic factors
Respiration and environmental factors
Nutrient stress and toxicity
Environmental influences on life cycles
Ecological biochemistry
Ecological phytochemistry
Ecosystems and plant ecophysiology
Influence of environmental parameters on signal transduction pathways
Forest ecophysiology. Application of stable isotopes (13C and 18O)
to understand the response of Mediterranean trees to climate,
with special emphasis on their mechanisms to cope with drought.
Crop ecophysiology. Study of the physiological
basis and potential for selection purposes of different techniques:
- stable isotopes in cereal grains and leaves
- NDVI vegetative index
- Visible and Near Infrared reflectance of cereal canopies
Molecular Analysis of Plant Adaptation to the Environment
Global climate change
Effects of increased UV-B (ozone depletion), on photosynthesis, motility, orientation, productivity and other physiological parameters in plants.
Global change in atmospheric CO2 and temperature.
Alpine plant physiology
Plant ecological responses with the use of field instrumentation

IIntroduction to Animal envitronmental physioloigy. Hochachka and Somero and the principles of biochemical unity within organism.
Limits from physics, chemistry. Evolution and environments.
Process on the individual scale: acclimatation and variations within life-histories.
Population scale processes: separations of populations with genic variations, adaptations and exaptations.
 Hot to recognize environment driven adaptations.The great general problems  principal physiological issues and the internal and external limits.
The scale problem and  the concept of allometry.
Regulation or conformity, limits and advantages of regulation.
Aerobic metabolism, oxygen, performance and size. Availability and extraction of oxygen in air and water, and special cases.
Oxygen cascade and the hypoxic response as a major example of conserved mechanisms from development to cancer. Adapatations to high altitude and hypogeic life.
Environmental and body temperature. Limits and special adaptations: endotermy.
Water, air and ground life, cost of movement and availability of resources.
Sensory systems and the environment. Light, rhythms, vision and luminescence.


Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: il Laboratorio di Fisiologia Vegetale e Metaboliti Secondari delle Piante- Dipartimento di Biologia Vegetale

I testi base consigliati per il corso sono:
Dispense e CD con i files delle lezioni
Fisiologia Ambientale degli Animali, P. Willmer, G.Stone, I. Johnston, Zanichelli
Per consultazione Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution byPeter W. Hochachka and George N. Somero


L’allievo dovrà essere in grado di:
- Comprendere quali sono I principali fattori ambientali che hanno effetto sugli organismi viventi
- Discutere in maniera approfondita su come la variabilità ambientale influisca su fotosintesi, conduttanza stomatica, traspirazione e bilancio idrico
- Descrivere come gli isotopi stabili  naturali possano contribuire a comprendere I processi ecofisiologici delle piante
- Discutere sull’impatto dei cambiamenti globali presenti e future e comprendere come possano influire sulla fisiologia degli organismi viventi e sull’ambiente che li circonda
- Discutere sulla capacità di modulazione dei geni e sulle espressioni fenotipiche di natura plastica. - - Comprendere i vincoli dovuti alla comune origine evolutiva degli animali e alle comuni esigenze metaboliche e in generale alla chimica e fisica dei viventi e degli ambienti
- Discutere le differenti problematiche per gli animali un ambienti aerei, acquatici e altri
- Comprendere i motivi che limitano gli ambienti per i diversi animali
- Legame fra adattamenti sensoriali e motori in ambienti e per animali diversi


Esame orale.


Non è richiesta nessuna propedeuticità.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria; per i corsi di laboratorio e le attività di esercitazione relative ai corsi la frequenza è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.  

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 28/06/2013 13:33
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