ECTS - University of Pisa
Scheda programma d'esame
GENERAL AND SYSTEMATIC BOTANY
IDUNA ARDUINI
Academic year2023/24
CourseVITICULTURE AND ENOLOGY
Code261EE
Credits9
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
BOTANICA GENERALE E SISTEMATICABIO/03LEZIONI78
IDUNA ARDUINI unimap
TIZIANA LOMBARDI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Gli studenti che completeranno il corso con successo avranno acquisito una solida conoscenza del ruolo delle piante nell'ecosistema e delle principali differenze tra piante ed animali. Saranno in grado di dimostrare conoscenze della struttura, anatomia e sistematica delle piante terrestri. Saranno, inoltre, in grado di riconoscere le caratteristiche distintive delle famiglie di Angiosperme più comuni negli agroecosistemi in Italia.  
Knowledge

Students who successfully complete the course will acquire a solid knowledge on the role of plants in ecosystems and on the main differences between the plant and animal world. They will be able to demonstrate knowledge of the plant structure and anatomy, of the systematic organization of terrestrrial plants and will be able to recognize the detailed characteristics of the families of Angiosperms that are most common in Italian agroecosystems.
Modalità di verifica delle conoscenze

Allo studente sarà chiesto di dimostrare abilità nel presentare e discutere i principali contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata.

Lo studente dovrà dimostrare abilità nel descrivere le piante più comuni negli agroecosistemi dell'Italia centrale.

Momenti di verifica:

  • Colloquio finale
  • Verifica continua attraverso la discussione di quesiti durante le lezioni frontali e le esercitazioni pratiche 

 
Assessment criteria of knowledge

The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.

The student must demonstrate the ability to describe the most common cultivated and wild plants occurring in agro-ecosystems of Central Italy.

Methods of assessment:

  • Final oral examination
  • Continuous assessment through problem solving during lessons and practical work
Capacità

Al termine del corso lo studente potrà acquisire e/o sviluppare:

  • una maggiore abilità nel descrivere e analizzare la struttura delle piante terrestri e nel riconoscere la relazione tra forma e funzione 
  • una maggiore percezione della diversità degli organismi vegetali in relazione al raggruppamento sistematico ed all’ambiente
  • la tecnica per riconoscere le specie vegetali mediante l’uso delle chiavi analitiche
Skills

At the end of the course the student will have risen her/his skill in:

  • descrribing and analysing the structure of terrestrial plants and recognising the relationships between form and function
  • recognising and describing the diversity of plants in relation to systematic groups and environmental conditions
  • the use of analytical keys for the identification of plant taxa 

 
Modalità di verifica delle capacità

Le capacità acquisite saranno verificate:

  • nell'ambito del colloquio finale
  • nel corso delle attività pratiche
Assessment criteria of skills

Skills will be verified:

  • at the final oral examination
  • during laboratory and practical work
Comportamenti

Al termine del corso lo studente potrà acquisire e/o sviluppare:

  • la capacità di analizzare il contesto vegetale in cui si troverà ad operare

  • l’abilità a riconoscere le caratteristiche morfologiche ed ecologiche favorevoli e/o sfavorevoli nel contesto della viticoltura

  • una maggiore sensibilità a gestire il territorio e le coltivazioni nel rispetto dei principi ecologici

 
Behaviors

At the end of the course the student will have developed:

  • ability in analysing the plant community where she/he will operate
  • ability to recognising the morphological and ecological plant traits that are favourable or not to viticulture
  • a higher awareness in adopting a sustainable approach for landscape and crop management
Modalità di verifica dei comportamenti

Il comportamento dello studente sarà verificato attraverso: 

  • il coinvolgimento nella discussione sulle problematiche poste dal docente
  • l'interesse ad osservare e porsi domande durante le attività pratiche

 
Assessment criteria of behaviors

Students behaviour will be checked through her/his:

  • partecipation in problem solving during lessons
  • interest in observing and rising questions during practical work

 
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Per comprendere gli argomenti trattati nel corso lo studente deve possedere conoscenze di base nelle sguenti discipline:

  • biologia cellulare (struttura della cellula eucariote e procariote, proprietà delle membrane, processi fondamentali, generalità di mitosi e meiosi, concetti di autotrofia ed eterotrofia)
  • biochimica (composizione, struttura e proprietà di lipidi, carboidrati e proteine)
  • fisica e chimica (concetti di gradiente e di osmosi)

 

 
Prerequisites

To better understand the contents of the course students should possess knowledge on the fundamentals of:

  • cell biology (structure of eucaryotic and procariotic cells, properties of biological membranes, basic cell processes, general features of mitosis and meiosis, meaning of autotrophy and eterotrophy) 
  • biochemistry (composition, structure and properties of lipids, carbohydrates and proteins)
  • physics and chemistry (notion of gradient and osmosis)
Indicazioni metodologiche

Metodi di insegnamento:

  • lezioni frontali
  • esercitazioni pratiche

I contenuti teorici del corso sono presentati mediante lezioni frontali con l'ausilio di immagini proiettate.

Le lezioni frontali sono integrate da:

  • attività di gruppo sulla soluzione di quesiti che si svolgeranno in aula
  • attività pratiche di osservazione al microscopio ottico di sezioni isto-anatomiche e di esemplari freschi e essiccati di piante e porzioni di pianta in diversi stadi di siluppo che si svolgeranno in aula e nel laboratorio di microscopia
  • osservazione ed esercitazione al riconoscimento di piante dal vivo che si svolgeranno in aula, nel laboratorio di microscopia e, all'aperto, negli spazi verdi del Dipartimento.

Frequenza: non obbligatoria ma consigliata
Teaching methods

 

Teaching methods:

  • Lectures
  • practical training

Theoric lessons will be delivered face to face with the help of screened images.

Lessons will be supplemented with:

  • Work in groups for the solution of quizes on the course content. Will be held in the class room.
  • Practical work: use of the microscope for the observation of thin sections of plant parts and description of fresh and exiccated plants and plant parts at different growth stages. Will be held in the class room and in the laboratory.
  • Laboratory/Field work: training in recognising and describing plant species. Will be held in the class room, in the laboratory and in the green areas of the Department. 


Attendance: Advised
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Programma del Corso “Botanica generale e sistematica” per Viticoltura ed Enologia

IL MONDO VEGETALE

  • Definizione dell’oggetto di studio.
  • Principali differenze piante-animali. Ruolo delle piante nell’ambiente.
  • Inquadramento sistematico dei vegetali terrestri e cenni all’evoluzione.
  • Caratteristiche generali di Briofite, Pteridofite, Gimnosperme ed Angiosperme

IL FIORE

  • Caratteristiche e funzioni delle diverse parti
  • Importanza nell’evoluzione e diversificazione delle Angiosperme

CITOLOGIA

  • Peculiarità della cellula vegetale.
  • La parete cellulare: struttura, formazione, proprietà chimico-fisiche e funzioni.
  • Il vacuolo: struttura e funzione.
  • Ruolo della parete e del vacuolo nell'accrescimento cellulare e nel mantenimento del turgore.
  • I plastidi: cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti ed ezioplasti. Formazione e interconversione. Generalità della fotosintesi.

ISTOLOGIA ED ANATOMIA DELLE CORMOFITE

  • Tipi di aggregazione cellulare nel mondo vegetale: pseudotessuti e tessuti; tallo e cormo.
  • Organi del cormo. Funzioni di radice, fusto e foglie.
  • Classificazione dei tessuti.
  • I tessuti meristematici I e II.
  • Caratteristiche, posizione e funzionamento dei meristemi apicali, del cambio cribro-vascolare e del cambio subero-fellodermico. Altri tipi di meristemi.
  • Origine dei tessuti definitivi.
  • I tessuti tegumentali: classificazione. Caratteristiche e funzione
  • dell'epidermide, del rizoderma, dell'esoderma, dell'endoderma e
  • del sughero.
  • I tessuti parenchimatici: generalità e funzione. Tipi di parenchima.
  • Classificazione dei tessuti meccanici. Caratteristiche e funzione del collenchima e dello sclerenchima.
  • I tessuti secretori, caratteristiche, localizzazione e funzione.
  • I tessuti conduttori: importanza evolutiva e generalità di xilema e floema. Caratteristiche e funzione degli elementi di conduzione e delle altre cellule dello xilema e del floema. I fasci conduttori.

LA RADICE

  • Morfologia degli apparati radicali.
  • Origine e organizzazione della radice in sezione longitudinale: struttura e funzione di ogni zona.
  • Struttura I della radice in sezione trasversale: differenza tra Monocotiledoni e Dicotiledoni.
  • Struttura II della radice: similitudini e differenze con il fusto.

IL FUSTO

  • Accrescimento apicale, zona di struttura I e passaggio alla struttura II.
  • Caratteristiche della eustele e della atactostele.
  • Accrescimento secondario del fusto: destino dello xilema e del floema. Legno secondario e cerchie annuali.
  • Metamorfosi del fusto: morfologia e funzione di bulbi, tuberi, rizomi e stoloni.

LA FOGLIA

  • Funzione dei nomofilli e delle foglie modificate.
  • Parti della foglia: funzione e classificazione.
  • Modalità di inserzione e disposizione sul fusto.
  • Anatomia della foglia: la foglia dorsoventrale, isofacciale e unifacciale.
  • Adattamenti della foglia alla carenza idrica: foglie sclerofille e aghiformi.

IL CICLO VITALE DELLE PIANTE

  • Definizione e differenze con il ciclo biologico.
  • Classificazione in base alla durata e suddivisione in fasi.
  • Significato di stagione vegetativa e strategie adottate dalle piante per sfuggire le stagioni avverse.
  • Le forme biologiche di Raunkiaer.

IL SEME

  • Origine, struttura e funzione.
  • Importanza dei semi per le piante e per l’alimentazione umana.
  • La germinazione: regolazione ambientale e endogena.
  • Principali fasi della germinazione e tipi.

IL FRUTTO

  • Origine struttura e funzione.
  • Classificazione dei frutti.
  • La dispersione. Importanza ecologica.

RIPRODUZIONE NELLE PIANTE

  • Riproduzione delle cellule e degli organismi.
  • La riproduzione vegetativa nelle piante erbacee ed arboree.
  • La riproduzione sessuale: gametogenesi, fecondazione e meiosi.
  • Differenze tra riproduzione sessuale e vegetativa e significato per la specie.
  • I cicli biologici.
  • La riproduzione nelle Angiosperme.

LA DIVERSITÀ NEL MONDO VEGETALE

  • Metodi di studio. Gli ordinamenti sistematici.
  • I ranghi della sistematica e il binomio di Linneo.
  • Cenni alla sistematica e alla diffusione delle Pteridofite.
  • Cenni alla sistematica e alla diffusione delle Gimnosperme.

LA SISTEMATICA DELLE ANGIOSPERME

  • Suddivisione in classi: caratteristiche delle Dicotiledoni e delle Monocotiledoni.
  • Importanza del fiore per la classificazione delle famiglie delle Angiosperme.
  • Caratteri fiorali utilizzati in sistematica e terminologia.
  • Classificazione delle infiorescenze.
  • Caratteristiche distintive delle famiglie di Monocotiledoni più rappresentative: Liliaceae, Araceae e Gramineae.
  • Caratteristiche distintive delle famiglie di Dicotiledoni più rappresentative: Fagaceae, Ranuncolaceae,Papaveraceae, Brassicaceae, Rosaceae, Fabaceae, Apiaceae, Caryophyllaceae, Lamiaceae, Solanaceae e Asteraceae.

ARGOMENTI TRATTATI NELLE ESERCITAZIONI

  • Riconoscimento macroscopico degli organi delle piante superiori e terminologia utilizzata per la descrizione delle diverse forme.
  • Uso del microscopio ottico per l'osservazione e la descrizione di preparati permanenti di sezioni trasversali e longitudinali di fusti, radici e foglie di Gimnosperme e di Angiosperme Monocotiledoni e Dicotiledoni.
  • Uso dello stereomicroscopio e delle chiavi di riconoscimento analitiche ai fini della determinazione di specie spontanee e coltivate appartenenti alle famiglie di Angiosperme più comuni negli agroecosistemi.

 
Syllabus

Course content

THE PLANT WORLD

  • Definition of the study object.
  • Main plant-animal differences and role of plants in the environment.
  • Overview on the systematic of terrestrial plants and on their evolution.
  • General characteristics of Bryophytes, Pteridophytes, Gymnosperms and Angiosperms

THE FLOWER

  • Structure and function of the different parts
  • Importance in the evolution and diversification of Angiosperms

 CYTOLOGY

  • Peculiarities of the plant cell.
  • The cell wall: structure, formation, chemical-physical properties and functions.
  • The vacuole: structure and function.
  • Role of the wall and of the vacuole in the cell growth and in the maintenance of cell turgidity.
  • Plastids: chloroplasts, chromoplasts, leukoplasts and ezioplasts, formation and interconversion. Fundamentals of the photosynthesis process.

 HISTOLOGY AND ANATOMY OF VASCULAR PLANTS

  • Types of cell aggregation in plants: pseudo-tissues and tissues, thallus and corm.
  • Organs of the corm: functions of root, stem and leaves.
  • Classification of plant tissues.
  • Primary and secondary meristematic tissues.
  • Characteristics, position and functioning of the apical meristems, of the cribro-vascular cambium and of the subero-fellodermal cambium. Other types of meristems.
  • Origin of adult plant tissues.
  • Tegumental tissues: classification, characteristics and function of the epidermis, the rhizoderma, the exoderm, the endoderm and the cork.
  • The parenchymal tissues: generality and functions. Types of parenchyma.
  • Classification of mechanical tissues: characteristics and function of the collenchyma and sclerenchyma.
  • Secretory tissues, characteristics, localization and function.
  • The conductive tissues: evolutionary importance and generality of xylem and phloem, characteristics and function of the conduction elements and of the other xylem and phloem cells.

 THE STEM

  • Apical growth, zones of the primary structure and transistion to the secondary structure.
  • Characteristics of eustele and atactostele.
  • Secondary growth of stems: destiny of xylem and phloem: secondary wood and growth rings.
  • Metamorphosis of the stem: morphology and function of bulbs, tubers, rhizomes and stolons.

 THE LEAF

  • Function of the nomophyllus and modified leaves.
  • Parts of the leaf: function and classification.
  • Types of insertion and arrangement on the stem.
  • Anatomy of the leaf: dorsoventral, isobilateral and unilateral types.
  • Leaf adaptations to water scarcity: sclerophyll and needle-like leaves.

 THE ROOT

  • Morphology of the root systems.
  • Origin and organization of the root in longitudinal section: structure and function of each zone.
  • Primary structure of the root in cross section: differences between Monocotyledons and Dicotyledons.
  • Secondary structure of the root: similarities and differences with the stem.

 THE LIFE CYCLE OF PLANTS

  • Definition and differences with the biological cycle.
  • Plant classification based on the duration of the vital cycle and split of the cycle into phases.
  • Meaning of vegetative or growth season and strategies adopted by plants to escape the adverse seasons.
  • The life forms of Raunkiaer.

 THE SEED

  • Origin, structure and function.
  • Importance of seeds for plants and for human nutrition.
  • Germination: environmental and endogenous regulation.
  • Main steps of germination and types.

 THE FRUIT

  • Origin, structure and function.
  • Classification of fruits.
  • Fruit and seed dispersal: ecological importance.

 PLANT REPRODUCTION

  • Reproduction of cells and organisms.
  • Vegetative reproduction in herbaceous and arboreal plants.
  • Sexual reproduction: gametogenesis, fertilization and meiosis.
  • Differences between sexual and vegetative reproduction and importance for species.
  • Biological cycles.
  • The reproduction of Angiosperms.

 DIVERSITY OF THE PLANT WORLD

  • Methods of study. Systems of classification.
  • Taxonomic ranks and the binomial of Linnaeus.
  • Notes on the systematics and diffusion of Pteridophytes.
  • Notes on the systematics and diffusion of Gymnosperms.

 THE CLASSIFICATION OF ANGIOSPERMS

  • Subdivision into classes: characteristics of Dicotyledons and Monocotyledons.
  • Importance of the flower for the classification of Angiosperm families.
  • Floral characters used in systematics and their terminology.
  • Classification of inflorescences.
  • Distinctive characteristics of the most representative Monocotyledonous families: Liliaceae, Araceae and Gramineae.
  • Distinctive characteristics of the most representative Dicotyledonous families: Fagaceae, Ranuncolaceae, Papaveraceae, Brassicaceae, Rosaceae, Fabaceae, Apiaceae, Caryophyllaceae, Lamiaceae, Solanaceae and Asteraceae.

 

PRACTICAL WORK

  • Observation and description of the organs of higher plants and terminology used for the description of the different forms.
  • Use of the microscope for the observation and description of permanent cross and longitudinal sections of stems, roots and leaves of Gymnosperms and of Monocotyledonous and Dicotyledonous Angiosperms.
  • Use of the stereomicroscope and of the analytical keys for the determination of wild and cultivated species belonging to the most common Angiosperm families diffused in agroecosystems.

 
Bibliografia e materiale didattico

Testi consigliati:

  • PANCALDI, C. BALDISSEROTTO, L. FERRONI, L.PANTALEONI, 2023. Fondamenti di Botanica generale. Teoria e pratica in laboratorio, 3e. McGraw-Hill. (oppure 2a edizione)


oppure

  • PASQUA G., ABBATE G. e FORNI C. 2011. Botanica Generale e Diversità Vegetale. 2a edizione. Piccin, Padova,
  • VENTURELLI F. e VIRLI L. 1995. Invito alla Botanica. Zanichelli, Bologna.

     

Testi ausiliari:

  • SMITH A.M. et al. 2011. Biologia delle Piante. Zanichelli, Bologna (parte generale)
  • EVERT R.F. e EICHHORN S.E. 2013. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli, Bologna (per dettagli sulla parte generale).
  • LONGO C. Biologia vegetale. Forme e funzioni. UTET. (per dettagli sulla parte generale, per le differenze piante-animali e le relazioni pianta-ambiente).
  • ARRIGONI O. Elementi di Biologia Vegetale: Botanica generale". Ed. Ambrosiana, Milano. (immagini di preparati istologici ed anatomici con relative didascalie).
  • SPERANZA A. e CALZONI G.L., 1997. Struttura delle piante in immagini. Zanichelli Editore. (Atlante di preparati microscopici).

Materiale ausiliare:

  • Materiale didattico sulla piattaforma e-leraning per gli studenti iscritti al corso
  • Per il riconoscimento delle piante sono disponibili campioni di erbario di specie coltivate e spontanee appartenenti alle famiglie di maggiore interesse agrario
  • Per l'ossrvazione delle piante dal vivo sono stati allestiti un prato didattico spontaneo e un campo catalogo delle principali specie foraggere presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agroambientali
Bibliography

Recommendended reading includes the following:

  • PANCALDI, C. BALDISSEROTTO, L. FERRONI, L.PANTALEONI, 2023. Fondamenti di Botanica generale. Teoria e pratica in laboratorio, 3e. McGraw-Hill. (or 2e)

or

  • PASQUA G., ABBATE G., FORNI C. 2011. Botanica generale e Diversità vegetale. Ed. Piccin
  • VENTURELLI F. e VIRLI L. 1995. Invito alla Botanica. Zanichelli, Bologna

Further lectures:

  • SMITH A.M. et al. 2011. Biologia delle Piante. Zanichelli, Bologna
  • EVERT R.F. e EICHHORN S.E. 2013. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli, Bologna.
  • LONGO C. Biologia vegetale. Forme e funzioni. UTET.
  • ARRIGONI O. Elementi di Biologia Vegetale: Botanica generale". Ed. Ambrosiana, Milano. (for images of plant anatomy).
  • SPERANZA A. e CALZONI G.L., 1997. Struttura delle piante in immagini. Zanichelli Editore. (Atlas of plant anatomy).

Additional learning material:

  • Material projected during lectures is visible to enrolled students on the e-learning web page of the course 
  • Exsiccata of the main cultivated and wild species diffused in agroecosystems are available for training
  • A training meadow and a living collection of the principal crop and forage species are also availabale for observation and training 
Indicazioni per non frequentanti

Iscriversi al corso sulla piattaforma e-learning e seguire tutte le indicazioni per i frequentanti.
Non-attending students info

Enrol in the course on the e-learning web page and follow the same instructions for attending students.
Modalità d'esame

L’esame finale consiste in un colloquio orale della durata media di 30 minuti sugli argomenti riassunti nel programma e trattati nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni.

Il colloquio prevede 2-3 domande di botanica generale e altrettante di botanica sistematica. Tra le domande è generalmente richiesta la descrizione di:

  • sezioni anatomiche su immagini,
  • piante intere o porzioni di esemplari freschi e campioni d’erbario

Durante il colloquio lo studente potrà usare foglio e penna per eseguire schemi e aiutarsi nella descrizione.

Il voto è espresso in trentesimi con soglia di superamento 18/30.

La prova orale è superata quando il candidato è in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, di mettere in relazione le parti del programma svolte ed utilizzare le nozioni acquisite in modo congiunto per rispondere correttamente alle domande poste.
Assessment methods

Oral examination of the duration of about 30 minutes dealing with the topics listed in the program and discussed during lectures and practical work.

More in detail, the student will be asked to answer to:

  • 2-3 questions on plant biology and 
  • 2-3 questions on plant systematics

Part of these questions consists in the description of fresh and exixccata plant material and images of plant sections.

During the interview the student may use a sheet and pen to draw up diagrams and help himself in the description

The marks are out of 30. Minimum threshold 18/30.

The examination is positive when the student demonstrates to be able to express clearly the requested topics, using the correct scientific terms and being able to make connections between different parts of the program.
Altri riferimenti web

Registro delle lezioni sulla pagina personale del docente (sito Università di Pisa - unimap)
Additional web pages

List of topics dealt in lessons on the theacher web page of unimap (University of Pisa web site). 
Updated: 26/07/2023 17:47