- Oggetto:
- Oggetto:
Ecofisiologia (dalla coorte 2011/2012)
- Oggetto:
Ecophysiology
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- MFN1211
- Docenti
- Prof. Gianpiero Vigani (Titolare, Responsabile dell'insegnamento)
Prof. Renzo Levi (Titolare, Responsabile dell'insegnamento) - Corso di studi
- [f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
- Anno
- 1° anno
- 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
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Non è richiesto nessun prerequisito
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Lo studente dovrà essere in grado di:- Comprendere quali sono i principali fattori ambientali che hanno effetto sugli organismi viventi
- Discutere sulle diverse tipologie di risposte delle piante a stress biotici e abiotici;
- Discutere in maniera approfondita su come la variabilità ambientale influisca su fotosintesi, conduttanza stomatica, traspirazione e bilancio idrico
- Acquisire le conoscenze sulle risposte fisiologiche vegetali alla base delle interazioni fra piante e altri organismi;
- Acquisire le conoscenze pratiche per lo studio delle risposte metaboliche degli organismi viventi.
- 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
The student will be able to:
- Understand the main environmental factors that impact on living organisms
- Discuss the plant responses to biotic and abiotic stresses;
- Discuss how environmental variability influences photosynthesis, stomatal conductance, transpiration and water balance
- Acquire knowledge on physiological plant responses upon interactions between plants and other organisms;
- Acquire practical knowledge for the study of metabolic responses of living organisms.
- Discuss the impact of global environmental changes and understand how they can affect the physiology of living organisms and their environment
- Discuss the gene expression modulation and phenotypic expression of plastic and flexible traits
- Understand connections between the common evolutionary origin of animals and common metabolic needs and, in general, the chemistry and the physics of the environment and of living organisms
- Discuss different problems of animals in aerial and aquatic environments
- Understanding the reasons of limiting environments for different animals
- Link between sensory and motor adaptations in different environments- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente acquisirà conoscenze adeguate relative ai metodi sperimentali e analitici impiegati nella ricerca della fisiologia degli stress delle piante. In particolare lo studente sarà in grado di:
-descrivere i principali meccanismi di risposta delle piante ai cambiamenti ambientali
-conoscere gli effetti/danni causati sulle piante da una condizione di stress
- descrivere le risposte delle piante a stress multipli (biotici e abiotici)
Il grado di formazione acquisito verrà valutato mediante prove pratiche, test scritti ed esami orali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite nell’ambito dell’ecofisiologia vegetale in contesti multidisciplinari. Perciò, lo studente sarà in grado capaci di sfruttare le conoscenze acquisite di ecofisologia, contestualizzandole in ambiti più ampi della biologia dell’ambiente.
Autonomia di giudizio
- gli studenti saranno in grado di rielaborare le conoscenze acquisite utilizzando sia le nozioni teoriche che quelle pratiche derivanti dall’insegnamento attraverso attività mirate (esercitazioni pratiche, discussioni in aula e attività seminariali) a sviluppare capacità di analisi critica e di discussioni sugli argomenti dell’insegnamento di ecofisiologia;
- contestualizzare le tematiche dell’insegnato all’interno delle problematiche ambientali attuali
Abilità comunicative
- lo studente svilupperà la capacità di comunicare i diversi aspetti caratterizzanti le tematiche scientifiche dell’ecofisiologia vegetale mediante i) l’interazione continua con il docente e ii) attività seminariali. Durante la fase finale dell’insegnamento lo studente sarà chiamato a preparare una presentazione sintetica sotto forma seminariale riguardanti argomenti dell’insegnamento. In queste attività lo studente dovrà essere in grado di adottare un linguaggio appropriato ed approcci comunicative efficaci.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di esercitare capacità autonome di apprendimento sia nell'utilizzo della letteratura scientifica che nello sviluppo del lavoro collegato alla prova finale. Lo studente acquisirà capacità autonome di apprendimento riguardanti le tematiche strettamente correlate e/o interconnesse con l’insegnamento di ecofisiologia tali da permettere l'inserimento in diversi percorsi professionali.
Knowledge and understanding
Students will acquire adequate knowledge related to experimental and analytical methods used in the research of plant stress physiology and the physiology of animal behavior.
In particular, the student will be able to:
- describe the main mechanisms of plant response to environmental changes
- know the effects / damages caused on the plants by a stress condition
- describe the responses of plants to multiple stresses (biotic and abiotic).
The degree of training acquired will be assessed through practical classrooms, written tests and oral examinations.
Applying knowledge and understanding
Students will be able to use the knowledge acquired in the context of plant and animal ecophysiology in a multidisciplinary context. Therefore, graduates will be able to exploit the acquired knowledge of ecophysology, contextualizing them in broader areas of environmental biology.
Autonomy of judgment
Students will be able to re-elaborate the acquired knowledge using both theoretical and practical knowledge deriving from teaching through targeted activities (practical exercises, classroom discussions and seminar activities) to develop skills of critical analysis and discussions on the topics of teaching of ecophysiology;
Student will be able to contextualize the issues of teaching within current environmental issues
Communication skills
Student will develop the ability to communicate the different aspects characterizing the scientific themes of plant ecophysiology through i) continuous interaction with the teacher and ii) seminar activities. During the final phase of the course the student will be asked to prepare a synthetic presentation in seminar format concerning the subjects of teaching. In these activities the student must be able to adopt an appropriate language and effective communication approaches.
Learning skills
The student will be able to exercise autonomous learning skills both in the use of scientific literature and in the development of the work related to the final exam. The student will acquire autonomous learning abilities concerning the closely related and / or interconnected themes with the teaching of ecophysiology such as to allow the insertion in different professional contests
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
A causa dell'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19 le modalità di insegnamento del corso sono state riorganizzate per l'anno accademico 2020-21. L’attività didattica sarà garantita in modalità integrata, offrendo parte del corso in modalità telematica e parte del corso in presenza (comprese le attività pratiche di esercitazioni in laboratorio). Pertanto, questo insegnamento affiancherà alla didattica telematica il maggior numero possibile di ore in presenza per ogni studente, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con il tipo di attività, la numerosità degli studenti e le disposizioni di carattere sanitario.
Lezioni frontali per un totale di 56 ore di lezione frontale e 16 ore di esercitazione in laboratorio (8 CFU)
Due to the COVID 19 pandemic, teaching in the academic year 2020-21 has been reorganized throughout the Degree Course. All lessons will be recorded and available online, including practical and laboratory activities. However, practical lessons in the laboratory and in the field provide key experience for students in terms of scientific training. Therefore, a number of traditional classes (i.e. in person) will also be provided, within the regulations imposed for public safety by the government due to the health emergency caused by COVID 19. This course will thus include as many hours of traditional lessons as is possible for each student. Detailed information will be provided by each teacher based on the type of activity, the number of students and public health recommendations.
A total of 56 hours of lectures and 16 hours laboratory experience (8 CFU).
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'apprendimento è verificato attraverso un esame orale e scritto (per il modulo vegetale) ed un esame scritto per il modulo animale. A seconda delle disposizioni di carattere sanitario l’esame potrebbe essere svolto in modalità orale (telematica). Le specifiche modalità e tempi verranno prontamente comunicati del docente. Entrambi gli esami saranno valutati in trentesimi. Il voto finale sarà ottenuto attraverso una media ponderata dei due voti
ESAME ORALE e SCRITTO - Modulo vegetale: L'esame orale consiste di una breve presentazione di un articolo scientifico inerente in generale alle tematiche presentate nel corso ed in particolare a problematiche ambientali attuali che caratterizzano l'ecofisiologia vegetale. L'esame scritto è costituito da 3 domande aperte. Lo scopo della parte orale è di valutare le capacità critiche, rielaborative e comunicative degli studenti sulle tematiche inerenti al corso. Mentre lo scopo principale dell'esame scritto è di valutare sia l'apprendimento dei concetti presentati durante il corso che la capacità di spiegare in modo esteso i meccanismi di interazione delle piante con l'ambiente.
Nel caso l’emergenza sanitaria imponga ancora esami a distanza, l’esame si svolgerà via Webex e sarà formato dalla presentazione di articoli scientifici e di 3 domande aperte inerenti al programma.
ESAME SCRITTO - Modulo animale: L'esame scritto è costituito da 14 domande chiuse (scelta multipla o fill-in), due domande aperte (a scelta all'interno di due liste) e una domanda aperta opzionale. Lo scopo delle domande chiuse è di valutare l'apprendimento dei concetti generali presentati dall'insegnamento e le domande aperte di valutare la capacità di spiegare in modo esteso e con esempi su adeguati argomenti specifici. Nel caso l’emergenza sanitaria imponga ancora esami a distanza, l’esame si svolgerà via Webex e sarà formato da quattro domande a risposta breve (circa cinque minuti) e una estesa (circa 10 minuti).
The final assessment consists of two examinations: one for the plant module (oral and written examination) and one for the animal module (written exam). Depending on the health provisions, the examination could be carried out in oral (telematic) mode. The specific methods and times will be promptly communicated by the teacher. Assessments are marked out of thirty. The final mark will be obtained through a weighted average of the two votes.
ORAL and WRITTEN EXAMINATION (Plant module). The oral examination consists of a presentation of scientific papers on the topics presented during the course. This exam part will be planned at the end of the course during journal club classrooms. The written exam consists of 3 open questions. The aim of the oral examination is to evaluate the critical thinking as well as the communicating abilities of the students in the field of plant ecophysiology. The aim of the written examination is to evaluate both the learning of the concepts presented during the course and the ability to fully explain the mechanisms of interaction between plants and the environment.
If the public safety measurement will not permit a written examination in class, it will be substituted by an oral test via Webex formed by the presentation of a scientific article with 3 open questions on the course program.
WRITTEN (or Oral) EXAMINATION (Animal module) - The written exam consists of 14 fill-in or multiple choice
questions and 2 open answers selected by the student from 2 question lists, an extra optional question
can be chosen. The purpose of the closed questions is to evaluate the learning of the general concepts
presented during the course and the open questions to evaluate the ability to explain in an extended way
and with adequate examples specific topics. If the public safety measurement will not permit a written examination in class, it will be substituted by an oral test via Webex formed by 4 brief questions and answers (5 minutes each) and a more extended one (10 minutes).
- Oggetto:
Attività di supporto
nessuna indicazione
- Oggetto:
Programma
Introduzione alla fisiologia ambientale vegetale.La teoria dello stress nella fisiologia vegetale
Risposte della pianta a una diversa intensità luminosa.Effetto dell'aumento globale della CO2 e della temperatura.
Risposte delle piante ai cambiamenti di temperature (meccanismi di risposta al freddo e al calore).
Risposte della pianta alla carenza di ossigeno: meccanismi di adattamento ai fenomeni di sommersione
Relazioni idriche nelle piante: meccanismo di risposta alla siccità.
Risposte della pianta allo stress salinoSuoli acidi: risposte della pianta alla tossicità da Alluminio
Suolo calcareo: risposte della pianta ad una carenza di fosforo e di ferro
Omeostasi di macro e micronutrienti
Risposte della pianta alla tossicità di sostante inorganiche ed organiche
Relazioni tritrofiche piante-erbivoro-predatore/parassita.
Interazioni delle piante con l'ecosistema esterno.
Ricerca di base e applicata per la valutazione dell'interazione di fattori ambientali e di sistemi di colture sull'efficienza fisiologica delle piante.
Effetto dei parametri ambientali sulla via di trasduzione del segnale.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 ottenibili.
Adattamenti sensoriali Luce, ritmi, visione e fare luce.Introduction to plant envitronmental physioloigyThe stress theory in plant physiology
Plant responses to a different light intensity.
Effect of the global increase in CO2.
Plant responses to temperature changes (cold and heat response mechanisms).
Plant responses to oxygen deficiency: mechanisms of adaptation to submersion/ waterlogging
Water relationships in plants: drought response mechanism.
Plant responses to salt stress
Acidic soils: plant responses to aluminum toxicity
Calcareous soil: plant responses to phosphorus and iron deficiency
Plant homeostasis of macro and micronutrients
Plant responses to the inorganic and organic toxins
Plant-herbivorous-predator / parasitic tritrophic relationships.
Plant interactions with the external ecosystem.
Basic and applied research for the evaluation of the interaction of environmental factors and crop systems on the physiological efficiency of plants.
Effect of environmental parameters on the signal transduction pathway.
Introduction to Animal environmental physiology. 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.Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Modulo ecofisiologia vegetale: files con il materiale didattico delle lezioni è disponibile sul portale d'ateneo. I riferimenti bibliografici sono riportati nel materiale didattico fornito.
Neil Willey. Environmental Plant Physiology. Garlans Science_Taylor &Francis Group
Schulza ED, Beck E, Muller-Hohenstein K. Plant Ecology. Springer
Sanità di Toppi L. Interazioni Piante-Ambiente. Piccin.
Modulo ecofisiologia animale: files con il materiale didattico delle lezioni è disponibile sul portale d'ateneo. I riferimenti bibliografici sono riportati nel materiale didattico fornito.
Fisiologia Ambientale degli Animali, P. Willmer, G.Stone, I. Johnston, Zanichelli
Per consultazione Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution by Peter W. Hochachka and George N. SomeroPlant ecophysiology: files with the course material of the lectures is available on line. The literature references are provided.Book: Neil Willey. Environmental Plant Physiology. Garlans Science_Taylor &Francis Group
Book: Schulza ED, Beck E, Muller-Hohenstein K. Plant Ecology. Springer
Sanità di Toppi L. Interazioni Piante-Ambiente. Piccin
Ecophysiology animal form: files with the course material of the lectures is available on line. The literature references are provided.
Books: Environmental Physiology of Animals, P. Willmer, G.Stone, I. Johnston, Zanichelli
For consultation Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution by Peter W. Hochachka and George N. Somero
- Oggetto:
Orario lezioni
Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.
- Oggetto:
Note
Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.
Se necessario l'esame può essere sostenuto in lingua inglese
- Oggetto:
