ECTS - University of Pisa
Lo studente che completa con successo il corso avrà acquisito una solida conoscenza delle peculiarità della cellula vegetale come esempio specifico di cellula eucariotica, funzionalizzata allo stile di vita sessile della pianta. Inoltre sarà in grado di dimostrare conoscenze avanzate su aspetti citologici, anatomici, fisiologici e molecolari relativi alla forma aperta di crescita delle piante e alle loro peculiarità di sviluppo, anche in risposta all'ambiente. Lo studente avrà la possibilità di approcciarsi ai più importanti gruppi tassonomici di piante terrestri, alle loro caratteristiche vegetative e riproduttive in relazione alla loro emancipazione dall'ambiente acquatico.
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge on the peculiarities of the plant cell as specific example of eukaryotic cell, functionalised to the plant sessile lifestyle. She or he will be able to demonstrate advanced knowledge on cytological, anatomical, physiological and molecular aspects related to the open form of plant growth and to the peculiarity of plant development, also in response to the environment. The student will have the ability to be acquainted with the most important taxonomic groups of land plants, their vegetative and reproductive characteristics in relation to their emancipation from water.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità nei confronti delle discipline Botaniche, dei sistemi viventi vegetali, della loro biodiversità, delle loro relazioni con l'ambiente e delle differenti soluzioni adattative legate al loro stile di vita.
The student will be able to acquire and / or develop interest towards the Botanical disciplines, to plant living systems and their biodiversity, their relationships with the environment and the different adaptive solutions related to their lifestyle.
Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte dagli studenti singolarmente e in piccoli gruppi. Durante le lezioni frontali gli studenti verranno incoraggiati a partecipare attraverso domande puntuali su argomenti già trattati o stimolandoli a porre quesiti su dubbi o curiosità.
During the lab sessions it will be assessed the degree of accuracy and precision of the activities performed by the students individually and in small groups. During the lectures, students will be encouraged to participate through specific questions on previously treated issues or encouraging them to ask questions about any concerns or curiosity.
Programma di Biologia Generale previsto per le scuole superiori e per il test di ingresso.
Lo studente è invitato a verificare l'esistenza di eventuali propedeuticità consultando il Regolamento del Corso di studi relativo al proprio anno di immatricolazione. Un esame sostenuto in violazione delle regole di propedeuticità è nullo (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3)".
Knowledge in General Biology as foreseen for secondary school and for the entry test.
The student is invited to check the existence of any propaedeuticity by consulting the Course Regulations relating to her/his year of matriculation. An examination taken in breach of the rules of propedeuticity is null and void (University Teaching Regulations, Art. 24, para. 3)'.
L’obbiettivo del corso di Botanica è di comprendere la ” pianta”, intesa come sistema biologico immobile con ampie interfacce con l’ambiente, insieme ai suoi peculiari meccanismi di sviluppo, connessi alla modalità di nutrizione autotrofa e alla sua posizione filogenetica. Una parte importante del corso è dedicata all’evoluzione dei processi riproduttivi delle piante terrestri in relazione alla loro emancipazione dall’acqua. Il programma del corso è incentrato sugli aspetti di citologia, morfologia e sviluppo che evidenziano, anche a livello molecolare, le peculiarità organizzative delle piante, in relazione alla loro biodiversità, sistematica e filogenesi.
La molteplicità dei modelli funzionali nelle cellule eucariotiche: la cellula vegetale.
Origine della vita sulla terra e delle prime cellule procariotiche ed eucariotiche. Differenze generali tra cellula animale e vegetale. Meccanismi funzionali peculiari di strutture presenti sia nelle cellule animali che vegetali: apparato di Golgi e Citoscheletro.
La pianta come sistema biologico immobile. La parete: ontogenesi e ruolo biologico negli eucarioti. Architettura della parete: funzioni delle principali molecole presenti nella lamella mediana, nella parete primaria e secondaria. La parete come graticcio macromolecolare. Genesi, struttura e funzionalità dei plasmodesmi. Le modificazioni secondarie della parete: ruolo delle principali molecole (lignina, suberina e cutina) che hanno avuto ruolo determinante nella genesi e nel perfezionamento del cormo.
La pianta come sistema biologico che presenta ampie interfacce con l’ambiente. Il vacuolo: ontogenesi e differenziamento. Ruolo delle diverse sostanze presenti nel compartimento vacuolare. Il tonoplasto: struttura e proprietà chimico-fisiche. Vacuolo e parete cellulare: significato della loro interazione nella differenziazione e nell’accrescimento nella cellula vegetale e in generale nello sviluppo della pianta.
La pianta come sistema biologico autotrofo. Organizzazione strutturale del cloroplasto. Il DNA del cloroplasto: caratterizzazione chimico-fisica, localizzazione e struttura. Struttura di alcune molecole proteiche presenti nel sistema tilacoidale e di molecole a funzione enzimatica. Molecole proteiche d’importo nel cloroplasto, loro trasporto attraverso l’involucro ed il loro assemblaggio con le proteine codificate dal DNA del cloroplasto. Specializzazioni dei diversi comparti plastidiali.
Stadi di organizzazione degli eucarioti vegetali. Il tallo ed il cormo. La riproduzione sessuale e vegetativa. Il ciclo metagenetico: sua evoluzione in relazione alla filogenesi delle piante.
I principali tessuti caratterizzanti il cormo e loro classificazione.
Le piante terrestri: peculiarità organizzative in relazione alla loro biodiversità, emancipazione dall’ambiente acquatico e posizione filogenetica .
Generalità, sistematica e filogenesi delle Briofite e Pteridofite, con particolare riferimento alle caratteristiche dei cicli vitali ed al processo riproduttivo.
Il differenziamento istologico nella ontogenesi delle Spermatofite.
La modalità “aperta” di accrescimento e le cellule staminali vegetali. Apice radicale e la sua organizzazione. Il centro quiescente e le problematiche ad esso correlate. Apice caulinare. Teoria sulla sua organizzazione. I tessuti di origine primaria. Meristemi secondari: caratteristiche e modalità di accrescimento per la formazione dei tessuti di origine secondaria. La radice ed il fusto: organizzazione, struttura e funzione. La foglia: morfologia, istologia ed anatomia. Metamorfosi e modificazioni morfofunzionali degli organi del cormo in relazione all’ambiente.
Le spermatofite. Evoluzione del ciclo metagenetico nelle spermatofite con abbandono della sporogonia. Dall’ovulo al seme. Importanza della riduzione dei gametofiti, dinamica dell’ impollinazione e fecondazione: aspetti citologici, fisiologici e molecolari legati al meccanismo riproduttivo. I più importanti gruppi tassonomici delle Gimnosperme. Generalità sulle Angiosperme. Il fiore angiospermico e sua differenziazione all’interno delle principali famiglie di monocotiledoni ed eudicotiledoni. Incongruità ed incompatibilità. L'induzione fiorale: fattori ambientali, citologici, fisiologici e genetici. Controllo dell'identità del meristema fiorale e dell'identità degli organi fiorali. L’embrione: suo significato nell’ontogenesi delle spermatofite. Generalità sulla embriogenesi con particolare riferimento al sistema modello di Arabidopsis. Le colture in vitro e l’embriogenesi somatica. Il seme: struttura e significato biologico. Il frutto: significato biologico, struttura e generalità sulla sua classificazione.
The goal of the course of Botany is to understand the "plant organisms", considered as biological systems with immobile life style, with large interfaces with their environment, and with their peculiar development mechanisms, related to the autotrophic form of nutrition and their phylogenetic position. Particular attention will also be devoted to understanding the evolution of the reproductive processes of land plants in relation to their emancipation from water. This course focuses on the aspects of cytology, morphology and development showing the organizational peculiarities of plants, also in relation to their biodiversity, systematic and phylogeny.
Testi consigliati:
Pasqua, Abbate, Forni “Botanica Generale e diversità vegetale”. Piccin Ed.
Mauseth "Botanica: fondamenti di biologia delle piante". Idelson-Gnocchi Ed.
Evert, Eichhorn "Biologia delle piante di Raven". Zanichelli Ed.
Pancaldi, Baldisserotto, Ferroni, Pantaleoni "Fondamenti di Botanica generale - teoria e pratica in laboratorio". McGraw-Hill Ed. Milano
Speranza, Calzoni "Struttura delle piante in immagini". Zanichelli Ed.
Gerlach/Lieder "Atlante di anatomia vegetale". Franco Muzio Ed.
PDF delle lezioni scaricabili dal sito della piattaforma e-learning (http://polo3.elearning.unipi.it/).
Suggested books:
Pasqua, Abbate, Forni “Botanica Generale e diversità vegetale”. Piccin Ed.
Mauseth "Botanica: fondamenti di biologia delle piante". Idelson-Gnocchi Ed.
Evert, Eichhorn "Biologia delle piante di Raven". Zanichelli Ed.
Pancaldi, Baldisserotto, Ferroni, Pantaleoni "Fondamenti di Botanica generale - teoria e pratica in laboratorio". McGraw-Hill Ed. Milano
Speranza, Calzoni "Struttura delle piante in immagini". Zanichelli Ed.
Gerlach/Lieder "Atlante di anatomia vegetale". Franco Muzio Ed.
Lecture slides are available for students at the WEB page of e-learning platform (http://polo3.elearning.unipi.it/).
Esame finale orale, durante il quale lo studente deve essere in grado di dimostrare le proprie conoscenze relative alle attività di laboratorio e alle lezioni frontali previste discutendone i diversi argomenti, anche con una corretta terminologia. Il colloquio non avrà esito positivo se il candidato mostrerà ripetutamente di avere una preparazione insufficiente e l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni che deve usare in modo congiunto per rispondere in modo corretto ad una domanda.
During the oral exam the student must be able to demonstrate her/his knowledge of the course material and be able to discuss the different topics thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
Commissione d'Esame:
Presidente: Prof.ssa Monica Ruffini Castiglione
Membri: Prof. Luca Paoli; Prof. Andrea Andreucci
Presidente Supplente: Prof. Luca Paoli
Membri Supplenti: Prof. Luigi Sanità di Toppi; Dr.ssa Stefania Bottega
Examination Commission:
President: Prof. Monica Ruffini Castiglione
Members: Prof. Luca Paoli; Prof. Andrea Andreucci
Alternate President: Prof. Luca Paoli
Substitute Members: Prof. Luigi Sanità di Toppi; Dr. Stefania Bottega
