Botanica

A.A. 2019/2020
12
Crediti massimi
104
Ore totali
SSD
BIO/01 BIO/02
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso deve fornire le informazioni di base sull'organizzazione delle piante superiori facendo riferimento alle peculiarità delle cellule vegetali e a come queste si organizzano a formare i tessuti vegetali. Il corso si propone anche di dare nozioni necessarie sulle modalità di riproduzione sulle piante che sono poste più in alto nella scala evolutiva.
Il programma del corso ha inoltre lo scopo di fornire gli strumenti culturali e conoscitivi di base sufficienti per l'inquadramento dei grandi gruppi vegetali, la loro successione cronologica ed i rapporti evolutivi fra gli stessi.
Sarà dato spazio anche all'apprendimento delle metodiche di riconoscimento delle famiglie e dei generi più significativi e a maggior diffusione nella flora dell'Italia.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti dovranno acquisire una buona conoscenza dell'organizzazione delle cellule vegetali che caratterizzano i diversi tessuti e di come questi si organizzano a formare gli organi. di una pianta superiore. Questi dovranno inoltre dimostrare di saper condurre analisi tassonomiche sugli organismi vegetali, al fine di inquadrarli all'interno di taxa di riferimento.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
annuale
Prerequisiti
Concetti di base riguardanti le macromolecole biologiche e la struttura della cellula animale e vegetale. Conoscenza elementare degli organi e della riproduzione delle angiosperme.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame può essere sostenuto con due diverse modalità:
1- in un'unica soluzione; ovvero l'esame consiste in una discussione orale obbligatoria che verte su tutti gli argomenti trattati nelle due unità didattiche del corso: riconoscimento della sezione di un organo della pianta e descrizione dei tessuti che ne fanno parte, con riferimento ai caratteri citologici. Descrizione dei caratteri tassonomici e delle relazioni evolutive tra i maggiori taxa di piante, dalle alghe alle angiosperme e delle loro strategie riproduttive. Inoltre l'esame comprende la valutazione e la discussione di un erbario preparato dallo studente.

2- Lo studente può scegliere di sostenere l'esame in due parti:
a- una prova in itinere (scritta, alla fine del 1° semestre) che verte sugli argomenti trattati nell'unità didattica "Forme e funzioni delle piante terrestri" (vedi al punto 1). L'esame comprende 6 domande a risposta aperta e l'immagine della sezione di un organo di una spermatofita che lo studente dovrà riconoscere e descrivere, indicando i tessuti che ne fanno parte. Gli studenti avranno 2 ore di tempo per completare la prova. La prova in itinere sarà valutata in 18-30/30.
b- La seconda parte consiste in una discussione orale che verte su argomenti trattati nell'unità didattica di "Botanica Sistematica" (vedi al punto 1), comprendente la valutazione e la discussione di un erbario preparato dallo studente.
Per il superamento dell'esame lo studente dovrà avere acquisito una buona conoscenza dei caratteri citologici, istologia, anatomia e strategie riproduttive delle piante, dalle alghe alle Angiosperme. Inoltre dovrà dimostrare di conoscere i caratteri tassonomici che permettono di distinguere i principali stipiti di Alghe e di piante terrestri, con particolare riferimento alla determinazione della specie delle angiosperme.
Gli studenti sono particolarmente incoraggiati a sviluppare le loro capacità di ragionamento per mettere in relazione i cambiamenti strutturali e le strategie riproduttive delle piante in chiave evolutiva.
Il voto finale terrà conto delle valutazioni ottenute nella eventuale prova in itinere e nella seconda parte dell'esame.
Modulo: botanica sistematica
Programma
Cenni sull'evoluzione dei metodi di classificazione: metodi naturali e artificiali. Il concetto di specie, la nomenclatura binomia e le categorie sistematiche.
Biologia della riproduzione: riproduzione agamica, sessuata, sporogenesi e sporogonia. Ruolo fondamentale della meiosi nella colonizzazione delle terre emerse, alternanza di generazioni e di fasi nucleari, cicli metagenetici. Speciazione ed evoluzione.
La sessualità nelle piante: meccanismi che regolano la gamia nel processo evolutivo che ha fatto seguito alla colonizzazione dell'ambiente subaereo; modificazione delle strutture riproduttive, dalle gametocisti ai gametangi, dalle sporocisti agli sporangi. Evoluzione del ciclo aplo-diplonte dalle Briofite alla Spermatofite e cambiamenti morfologici e funzionali dei gametofiti a seguito della comparsa di taxa eterosporei e dell'abbandono della sporogonia.

La diversità nei vegetali: differenza tra tallofite e cormofite.
Le Alghe: caratteri generali e caratteri tassonomici specifici, riguardanti citologia, morfologia del tallo, riproduzione ed ecologia di Rhodophyta, Phaeophyta, Bacillariophyta, Chlorophyta e Charophyta.
Il processo di emersione e colonizzazione delle terre emerse; problemi e strategie per difendersi dall'eccessiva traspirazione hanno progressivamente determinato cambiamenti morfologici delle strutture riproduttive e l'evoluzione di tessuti e organi tipici delle cormofite.
Sistematica delle Bryophyta: caratteri tassonomici di gametofiti e sporofiti che permettono di distinguere le tre classi: Musci, Hepaticae ed Anthocerotae.
Sistematica delle pteridofite; caratteri tassonomici degli stipiti di Lycophyta, Sphenophyta e Pterophyta. Piante isosporee e l'uso dell'ormone anteridiogeno; piante eterosporee e vantaggi/conseguenze dell'eterosporia.
Sistematica delle gimnosperme: caratteri tassonomici degli stipiti di Ginkgophyta, Cycadophyta, Gnetophyta e Coniferophyta; loro strategie riproduttive in chiave evolutiva.
Sistematica delle Anthophyta; caratteri tassonomici delle due classi monocotiledoni e dicotiledoni e loro strategie riproduttive. Caratteri tassonomici delle famiglie più importanti (Rosaceae, Ranunculaceae, Labiateae, Fabaceae, Cruciferae, Asteraceae, Graminaceae, Juncaceae).
Metodi didattici
L'insegnamento comprende lezioni frontali (metodo tradizionale) in cui vengono spiegati dettagliatamente gli argomenti previsti dal programma. Gli studenti sono incoraggiati dal docente a porre domande durante le lezioni. Inoltre il docente stesso cerca di stimolare gli studenti a ragionare e a stabilire connessioni tra i diversi argomenti, ponendo loro domande specifiche durante la lezione.
Alle lezioni frontali si aggiungono delle esercitazioni di approfondimento; queste prevedono la proiezione di filmati che mostrano come osservare e riconoscere campioni di alghe al microscopio ottico, inoltre l'osservazione di vetrini con sezioni di sporofilli/sporangi di Pteridofite e di micro/macrosporofilli e micro-macrosporangi di Gimnosperme ed Angiosperme. Sarà poi mostrato agli studenti come allestire un erbario e come determinare la specie di una pianta tramite l'uso di una guida.
A tali approfondimenti fanno seguito attività individuali di determinazione di angiosperme che saranno distribuite agli studenti dal docente e/o dagli esercitatori. Queste attività si tengono presso l'Orto Botanico Città Studi. A tali attività è presente il docente e/o altre figure (esercitatori) di riferimento a cui gli studenti possono chiedere chiarimenti oppure di essere guidati durante il processo di determinazione.
Le attività all'Orto Botanico si concludono con una visita guidata che permette agli studenti di osservare dal vivo soprattutto esemplari di piante inferiori (Musci, Hepaticae, Felci) e di Gnetophyta (Ephedra, Welvitschia) che non è così comune identificare.
Materiale di riferimento
GEROLA F.M., Biologia Vegetale sistematica filogenetica. III Ed. UTET Torino
Verranno consigliate di volta in volta letture specifiche di pubblicazioni scientifiche che saranno distribuite tramite il sito Ariel, in aggiunta a file integrativi.
Modulo: forme e funzioni delle piante terrestri
Programma
Struttura e della cellula procariotica; parete cellulare dei batteri Gram+ e Gram-; i cianobatteri come esempio di batteri Gram- e loro importanza nel processo evolutivo delle cellule vegetali che ha determinato la capacità di compiere fotosintesi ossigenica. Cianobatteri azotofissatori e struttura delle colonie con eventuale presenza di differenziamento cellulare (eterocisti).
Peculiarità della cellula vegetale, rispetto alla cellula procariotica e rispetto alle cellule animali.
Struttura delle membrane cellulari: la membrana plasmatica, dal modello a mosaico fluido alla presenza di lipid raft microdomains. Descrizione del reticolo endoplasmatico rugoso e liscio e loro rispettive funzioni. Struttura e funzione dell'apparato di Golgi (dittiosomi), nella elaborazione delle glicoproteine e dei componenti di parete. Processo di secrezione ed endocitosi nel mantenimento dell'economia di membrana. Traffico di endomembrane e secrezione post-Golgi verso la membrana plasmatica e verso il vacuolo. Struttura e funzioni del vacuolo come compartimento di accumulo di prodotti di scarto del metabolismo cellulare, di metaboliti secondari, come generatore della pressione di turgore necessaria durante il differenziamento cellulare.
Descrizione dettagliata delle diverse componenti della parete cellulare (lamella mediana, parete primaria e secondaria). Meccanismi di sintesi e deposizione della matrice e della componente fibrillare della parete: struttura e ruolo dei dittiosomi nella deposizione della matrice (pectine ed emicellulose). Descrizione delle molecole presenti nelle pectine ed emicellulose. Ruolo della cellulosa sintetasi nell'organizzazione delle microfibrille di cellulosa. Differenze tra lamella mediana, parete primaria e secondaria. Eventuali modificazione della parete: impregnazioni di cutina, lignina, e suberina e sporopollenina, in relazione al differenziamento cellulare.
Origine endosimbionte dei mitocondri e dei plastidi. Ultrastruttura e funzione delle diverse classi di plastidi: proplastidi, cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti (amiloplasti, ezioplasti). Fotosintesi ossigenica; Ruolo dei diversi pigmenti durante la fase luminosa. Fase oscura in piante a C3, C4 e CAM.
Trasporto del glucosio nella pianta e suo immagazzinamento sotto forma di amido primario e secondario, differenza tra amilosio ed amilopectina e deposizione all'interno degli amiloplasti nei parenchimi di riserva.
Organizzazione di una pianta a cormo. Tessuti meristematici primari e secondari, tegumentali, parenchimatici, differenti tipi di collenchima, tessuti sclerenchimatici. Tessuti conduttori (xilema e floema); loro organizzazione nei diversi tipi di fasci: concentrici, collaterali (aperti o chiusi) e bicollaterali. Disposizione dei fasci a determinare diversi tipi di stele: protostele, actinostele sifonostele, sifono-eustele, eustele, atactostele e loro distribuzione negli organi di angiosperme mono- e dicotiledoni.
Anatomia di fusti (struttura primaria e secondaria), radici (struttura primaria e secondaria) e foglie in angiosperme mono- e dicotiledoni; in particolare diversi modelli di foglia (bifacciale, unifacciale, foglie a C4) e meccanismo di assorbimento e trasporto dell'acqua nella radice.
Metodi didattici
L'insegnamento comprende lezioni frontali in cui vengono spiegati dettagliatamente gli argomenti previsti dal programma. Gli studenti sono incoraggiati dal docente a porre domande durante le lezioni. Inoltre il docente stesso cerca di stimolare gli studenti a ragionare e a stabilire connessioni tra i diversi argomenti, ponendo loro delle domande durante la lezione.
Alle lezioni frontali si aggiungono delle esercitazioni in aula, con proiezioni di filmati che illustrano l'allestimento di preparati vegetali da osservare al microscopio ottico e di seguito le immagini derivanti dalle osservazioni. A tali approfondimenti fanno seguito attività di osservazione individuale che gli studenti effettuano in laboratorio, avendo a disposizione i preparati che sono stati mostrati loro in aula ed i microscopi. A tali attività è presente il docente e/o altre figure (esercitatori) di riferimento a cui gli studenti possono chiedere chiarimenti.
La frequenza delle lezioni e delle esercitazioni è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Biologia delle piante
P.H. Raven, R.F. Evert, S.E. Eichhorn
ZANICHELLI
Moduli o unità didattiche
Modulo: botanica sistematica
BIO/02 - BOTANICA SISTEMATICA - CFU: 6
Esercitazioni pratiche con elementi di teoria: 12 ore
Lezioni: 40 ore
Turni:
turno 1
Docente: Onelli Elisabetta
turno 2
Docente: Onelli Elisabetta
turno 3
Docente: Moscatelli Alessandra
turno 4
Docente: Moscatelli Alessandra

Modulo: forme e funzioni delle piante terrestri
BIO/01 - BOTANICA GENERALE - CFU: 6
Esercitazioni pratiche con elementi di teoria: 12 ore
Lezioni: 40 ore
Turni:
turno 3
Docente: Moscatelli Alessandra
turno 4
Docente: Moscatelli Alessandra

Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento / aula virtuale
Dipartimento Bioscienze terzo piano torre A
Ricevimento:
dal martedì al giovedì dalle 9.00 alle 18.00
Dipartimento di Bioscienze
Ricevimento:
qualsiasi giorno previo appuntamento
Dipartimento di Bioscienze, II piano torre C