- Oggetto:
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PHYSIOLOGY AND SYNTHETIC BIOLOGY OF PLANTS
- Oggetto:
PHYSIOLOGY AND SYNTHETIC BIOLOGY OF PLANTS
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- BIO0196
- Docente
- Ivan Visentin (Titolare del corso)
- Corso di studio
- Laurea Triennale in Biotecnologie
- Anno
- 3° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- BIO/04 - fisiologia vegetale
- Erogazione
- Mista
- Lingua
- Inglese
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Orale
- Tipologia unità didattica
- corso
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'obbiettivo del corso è fornire conoscenza e comprensione sul funzionamento delle piante e sulle possibilità di modificarlo e migliorarlo per rispondere alle attuali sfide economiche e sociali. Verranno presentati i principali meccanismi fisiologici che permettono la crescita e la produttività delle piante, e le loro implicazioni biotecnologiche. Discuteremo casi studio di biologia sintetica di organismi fotosintetici (alghe, piante), e le loro ricadute sulla produzione e sulla qualità. Gli studenti saranno incoraggiati a sviluppare autonomia di giudizio attraverso discussione di casi studio. Le abilità comunicative saranno sviluppate attraverso presentazioni da pare degli studenti su argomenti di pertinenza del corso.
Aim of the course is to provide knowledge and understanding on how plants function, and how we can modify and improve them to meet future economic and society needs. The main physiological mechanisms at the base of plant growth and productivity, and their biotechnological implications, will be presented. We will discuss case studies of synthetic biology in photosynthetic organisms (plants and algae) and their outcomes on quality and yield. Students will be encouraged to develop own judgement ability through discussion of case studies. Communication skills will be developed through presentation by the students on subjects related to the course.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine dell’insegnamento gli studenti e studentesse avranno acquisito nozioni e strumenti utili alla comprensione dei meccanismi molecolari e fisiologici di funzionamento delle piante e di altri organismi fotosintetici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Al termine dell’insegnamento lo studente/studentessa dovrà conoscere:
- I diversi Processi di Fotosintesi delle piante e alghe, con particolare rilevanza al ruolo dell’enzima RUBISCO.
- I diversi processi fisiologici e molecolari che regolano la crescita, sviluppo e produzione nelle piante con particolare rilevanza al ruolo giocato dagli ormoni vegetali (auxina, gibberelline, citokinine, brassinosteroidi, strigolattoni).
- I meccanismi di trasporto dell’acqua nella pianta
- I meccanismi di tolleranza allo stress nella pianta (siccità, calore, freddo) con particolare rilevanza al ruolo degli ormoni vegetali in questo contesto (acido abscissico e etilene).
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
Al termine dell’insegnamento gli studenti e studentesse dovranno essere in grado di elaborare strategie su come adattare e migliorare processi fisiologici con metodi biotecnologici.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Al termine dell’insegnamento lo studente/studentessa dovrà sapere ragionare criticamente sui principali processi fisiologici di piante e alghe e interpretare autonomamente dati sperimentali relativi a strategie e protocolli biotecnologici finalizzati alla loro ottimizzazione.
ABILITÀ COMUNICATIVE
Al termine dell’insegnamento lo studente/studentessa dovrà sapere padroneggiare il vocabolario di base specifico delle materie biologiche;
esprimere in maniera efficace e concisa concetti biologici, fisiologici e molecolari.
At the end of the course, students will have acquired notions and tools useful for understanding the molecular and physiological mechanisms working in plants and other photosynthetic organisms.
KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
At the end of the course, the student should know:
- The different photosynthesis processes of plants and algae, with particular relevance to the role of the RUBISCO enzyme.
- The different physiological and molecular processes that regulate growth, development and production in plants with particular relevance to the role played by plant hormones (auxin, gibberellins, cytokinins, brassinosteroids, strigolactones).
- The water transport mechanisms in the plant.
- The mechanisms of tolerance to stress in plants (drought, heat, cold) with particular relevance to the role of plant hormones in this context (abscisic acid and ethylene).
APPLIED KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
At the end of the course, the students will be able to develop strategies to adapt and improve physiological processes with biotechnological methods.
MAKING JUDGEMENTS
At the end of the course, the student should think critically about the main physiological processes of plants and algae and autonomously interpret experimental data relating to biotechnological strategies and protocols aimed at their optimization.
COMMUNICATION SKILLS
At the end of the course, the students should know the basic vocabulary specific to biological subjects;
effectively and concisely express biological, physiological and molecular concepts.
- Oggetto:
Programma
Argomenti del corso
ore lezione
ore esercitazione e laboratorio
Le piante e la società nel 2050. Fisiologia, biologia sintetica delle piante, bioeconomia, sostenibilità: un'introduzione. Nuove prospettive per le biotecnologie vegetali.
4
Fotosintesi delle piante e alghe, Fotosintesi C4. Ottimizzazione della RUBISCO. Inserimento di caratteri C4 nelle piante coltivate. Modifiche delle antenne per la produzione di H2.
6
Crescita, sviluppo e produzione. Ormoni della crescita (auxina, gibberelline, citokinine, brassinosteroidi, strigolattoni). Ramificazione dei fusti. Trasporto di fotosintati, rapporti sink/ source. I geni della rivoluzione verde.
8
Fiori, semi e frutti. Controllo della giovanilità e della fioritura. Regolazione della dimensione dei frutti. Accumulo di sostanze antiossidanti nei frutti. Biofortificazione di metaboliti secondari in semi e frutti. Biosintesi dei trigliceridi. Acidi grassi polinsaturi per l'alimentazione umana e animale.
8
La tolleranza allo stress. Siccità, calore, freddo. Gli ormoni dello stress: ABA. etilene. La segnalazione dello stress e delle malattie: acido ascorbico e acido giasmonico. Proteine antigelo. Il silenziamento sistemico dei virus. Piante resistenti ai diserbanti.
10
Laboratorio. Misure di fotosintesi netta e livello di stress idrico. Quantificazione di trascritti attraverso q-RT-PCR.
6
Progetto: analisi di materiale bibliografico e web e discussione di un caso studio
6
Totale
36
12
Subjects taught
Hours theory
Hours practice and lab
What society expects from plants by 2050. Plant physiology, synthetic biology, bioeconomy and sustainability: an overview. New outlooks for plant biotechnologies.
4
Photosynthesis in plants and algae. C4 photosynthesis. Optimization of RUBISCO. Inserting C4 traits in crop plants. Antenna modifications for H2 production.
6
Growth, development, and yield. Growth hormones (auxin, gibberellin, citokinin, brassinosteroids, strigolactones). Shoot branching. Photosynthate transport and partitioning. Sink/source ratios. The green revolution genes.
8
Flowers, seeds, and fruits. Anticipated and delayed flowering. The control of fruit size. Accumulation of fruit antioxidants. Biofortification of secondary metabolites in seeds and fruits. Biosynthesis of triglycerides. Polyunsaturated fatty acids for human and fish.
8
Stress tolerance. Drought, heat, cold, pests and diseases. Stress hormones: ABA and ethylene. Systemic signaling of stress: salicylic acid, and jasmonic acid. Anti-freeze proteins. Virus silencing. Herbicide-resistant crops..
10
Lab practice. Measurements of net photosynthesis and water stress. Transcript quantification by q-RT-PCR..
6
Project: literature and website survey and discussion of a case study
6
Total
34
12
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L’insegnamento consiste di circa 42 ore di lezione frontale e di circa 6 ore dedicate a esercitazioni e attività di laboratorio, in cui lo studente osserva e si esercita autonomamente in attività di biologia molecolare e fisiologia vegetale. Per le lezioni frontali il docente si avvale di presentazioni, che saranno a disposizione degli studenti sulla pagina Moodle dell'insegnamento.
Le lezioni saranno erogate in presenza salvo eventuali recuperi delle lezioni, che saranno resi disponibili come presentazioni commentate asincrone su Moodle, o accessibili in modalità remota sincrona via Webex.
The course consists of about 42 hours of lectures and 6 hours devoted to laboratory work. During the latter, the student will examine and learn to interpret autonomously general laboratory activities of molecular biology and plant physiology. The teacher makes use of presentations, which are made available to the students on Moodle.
All lessons will be in person with the possible exception of remedial lessons; these will be made available as commented slideshow or recorded lesson on Moodle, or made accessible remotely via Webex during delivery.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’interazione continua con gli studenti in classe, nel corso delle lezioni frontali e specialmente delle esercitazioni pratiche, viene utilizzata per verificare lo sviluppo dell’autonomia di giudizio e della capacità di apprendimento.
La verifica finale (esame) consiste in un colloquio orale basato su due domande relative all'intero programma
Continuous student-teacher interaction during classes, and especially practical work in the lab is used to assess the development of critical thinking and learning abilities.
The final evaluation (exam) consists of an oral based on two questions on subjects included in the course program.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Fisiologia Vegetale
- Anno pubblicazione:
- 2012
- Editore:
- Piccin
- Autore:
- Taiz L., Zeiger E.
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 14:00 - 16:00 Mercoledì 16:00 - 18:00 Lezioni: dal 01/10/2018 al 17/01/2019
- Registrazione
- Aperta
- N° massimo di studenti
- 30 (Raggiunto questo numero di studenti registrati non sarà più possibile registrarsi a questo insegnamento!)
- Oggetto:
