BIOCHIMICA VEGETALE
Anno accademico 2025/2026 - Docente: LUCA VANELLARisultati di apprendimento attesi
Fornire conoscenze riguardo il metabolismo primario e secondario nelle piante. Fornire conoscenze specifiche di biochimica applicata allo studio della risposta delle piante agli ormoni e agli stress biotici ed abiotici.
In particolare, e con riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino,
il corso si propone di fornire le seguenti conoscenze e capacità.
Conoscenza e comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà, da una prospettiva biochimica, i principali metaboliti primari e secondari delle piante e dei microrganismi, il loro impatto sulla produttività delle piante e l’eventuale uso farmacologico e nutrizionale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Esercizi individuali e di gruppo, tesi a verificare la comprensione dei concetti previsti dal corso.
Autonomia di giudizio
Somministrazione di verifiche formative in itinere finalizzate all’autovalutazione della comprensione e dell’apprendimento di unità didattiche già completate; valutazione consapevole della didattica.
Abilità comunicative
Lo studente rafforzerà il linguaggio tecnico della biochimica e le capacità comunicative attraverso le interazioni con il docente e con i colleghi durante il corso.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di aggiornarsi e di ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi, articoli scientifici e piattaforme online
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere
un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in
base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.
E' possibile rivolgersi anche alla prof.ssa Santina Chiechio referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata -
Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza della Biologia Farmaceutica
Frequenza lezioni
Obbligatoria, come previsto dal regolamento.
Contenuti del corso
Introduzione generale al corso.
Strutture, proprietà e funzioni delle macromolecole biologiche: aminoacidi, proteine, glucidi, lipidi.
Enzimi: definizione,
distribuzione, nomenclatura, meccanismo d’azione, specificità,affinità, isoenzimi,
sistemi multienzimatici.
Acidi nucleici: DNA e RNA:
strutture e funzioni; duplicazione, riparazione, trascrizione, maturazione
dell’RNA.
La fotosintesi: reazioni al buio. Struttura, funzione e regolazione dei principali enzimi del ciclo di Calvin. Struttura, funzione e regolazione degli enzimi del ciclo C4 e del metabolismo acido delle crassulacee.
Produzione di metabolici primari
I carboidrati: pool degli esosi fosfati, sintesi dell’amido e del saccarosio, regolazione del metabolismo tra la produzione di saccarosio e quella di amido, pool metabolico trioso/pentoso fosfato, interazioni tra i pool dell’esoso fosfato e del pentoso fosfato/trioso fosfato, modulazione dell’espressione genica da parte dei carboidrati, glicolisi, gluconeogenesi, sintesi e catabolismo della cellulosa. Respirazione e fotorespirazione: ciclo di Krebs, trasporto elettronico mitocondriale nelle piante, sintesi mitocondriale di ATP nelle piante, ossidasi alternativa.
I lipidi: biosintesi de novo degli acidi grassi, desaturazione ed allungamento degli acidi grassi, sintesi degli acidi grassi insoliti, sintesi e catabolismo dei lipidi di deposito: β-ossidazione perossisomiale e gliossisomiale.
Produzione di metabolici secondari
Via dell’acido scichimico e degli amminoacidi aromatici. Biosintesi dei flavonoidi e dei tannini. Via dell’acido mevalonico e biosintesi dell’isoprene. Alcaloidi. Aminoacidi non proteici.
La fissazione biologica dell’azoto:
Ciclo dell’azoto, riduzione dell’azoto molecolare, nitrogenasi, leghemoglobina, prodotti di fissazione biologica dell’azoto.
Nutrizione delle piante
Assunzione ed assimilazione
dell’azoto inorganico di trasporto dell’azoto, via del corismato, assorbimento
e trasporto dell’ammoniaca, riduzione del nitrato e del nitrito.
Amminotransferasi. Utilizzo dell’azoto nel metabolismo della pianta. Biosintesi
degli amminoacidi essenziali. Biosintesi delle basi purinuche e pirimidiniche. Assimilazione
del solfato, assorbimento del solfato, via di assimilazione riduttiva del
solfato.
Risposta agli stress: risposta agli stress ambientali, risposta agli stress biotici. Risposta agli stress abiotici, risposta agli stress da erbicidi. stress ossidativo, stress da congelamento, stress da calore, stress dovuti a carenza idrica. Sintesi e funzioni del glutatione e dei suoi derivati.
Ormoni: Natura, azione, tipi di recettori per gli ormoni, meccanismo d’azione molecolare degli ormoni, molecole di trasduzione del segnale, secondi messaggeri, vie di traduzione del segnale associate ai regolatori della crescita.
Testi di riferimento
1- Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli.
2- Pinton, Cocucci, Nannipieri, Trevisan- Fondamenti di biochimica agraria- Patron Editore
3- Maffei – Biochimica vegetale – Piccin
4- Raven, Evert, Eichhorn – Biologia delle piante - Zanichelli
5 -Taiz, Zeiger – Fisiologia vegetale – Piccin
6 - Paul M.Dewick – Chimica, Biosintesi e Bioattività delle Sostanze Naturali- PICCIN
ALTRO MATERIALE DIDATTICO
http://studium.unict.it
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione su carboidrati, lipidi, proteine, nucleotidi | Pinton et al., Fondamenti di biochimica agraria |
| 2 | Metabolismo dei carboidrati | Pinton et al., Fondamenti di biochimica agraria. Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
| 3 | Fotosintesi | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 4 | Ciclo di Calvin | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 5 | Fotorespirazione | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 6 | Piante CAM e C4 | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 7 | Respirazione Cellulare | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 8 | Fosforilazione ossidativa | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 9 | Peculiarità della respirazione cellulare delle piante | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 10 | Biosintesi e degradazione degli acidi grassi nelle piante | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 11 | metabolismo secondario | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli. |
| 12 | Compsti Fenolici | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
| 13 | Terpeni | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
| 14 | Alcaloidi | Maffei – Biochimica vegetali – Piccin |
| 15 | Ormoni Vegetali | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
| 16 | Stress Abiotici e Biotici | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
| 17 | Glucosidi | Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L -Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante- Zanichelli |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame sarà scritto a risposta multipla. La prova verterà esclusivamente sugli
argomenti trattati a lezione. La tipologia di esercizi della prova
d'esame sarà affrontata durante il corso. Le date di esami saranno pubblicate nel sito del Dipartimento.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
A. Nel citosol.
B. Nei gliossisomi.
C. Nei perossisomi.
D. Nei plastidi.