Llicenciatura en Biologia (3361)
Botànica(12299)
IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA
L’assignatura Botànica és una matèria troncal del currículum de Biologia que s'imparteix al primer curs; consta de 6 crèdits, 4 de teòrics i 2 de pràctics.
OBJECTIUS GENERALS
El projecte docent de l’assignatura té els objectius següents:
—Que els estudiants adquireixin una visió fonamental de l’organització i el funcionament dels
sistemes vegetals, així com de la seva diversitat.
—Donar a conèixer als estudiants els sistemes anatòmico-funcionals desenvolupats pels vegetals
per a la producció de compostos d’interès per a les indústries cosmètica, alimentària i
farmacèutica.
—Introduir els estudiants en el món de la biotecnologia vegetal, especialment en el vessant aplicat
a la bioproducció de compostos d’interès mitjançant les tècniques de cultiu in vitro.
AVALUACIÓ DELS APRENENTATGES
Per a l’avaluació del rendiment acadèmic dels estudiants, que es farà segons els criteris generals de la Facultat, el pes dels continguts teòrics serà del 60% i el dels pràctics, del 40%.
L’avaluació de la teoria (sobre 10 punts) serà únicament mitjançant 40 preguntes de la prova d’elecció múltiple que es realitzarà de forma conjunta al final del trimestre.
L’avaluació de les pràctiques (sobre 10 punts) consistirà en la valoració del desenvolupament de les quatre classes pràctiques (4 punts: un punt per cada pràctica resolta correctament) i en la valoració dels resultats dels seminaris o dels problemes plantejats a classe (6 punts).
TEMARI TEÒRIC
PART 1. CARACTERÍSTIQUES DE LES CÈL·LULES VEGETALS. CREIXEMENT I DESENVOLUPAMENT
Tema 1. Conceptes de botànica i de fisiologia vegetal
Particularitats genètiques, estructurals i bioquímiques de les cèl·lules vegetals.
Durada: 2 hores.
Tema 2. Creixement i desenvolupament
Control del creixement i del desenvolupament. Estats essencials del creixement. Regulació
delcreixement. Fitohormones: concepte i classificació.
Durada: 2 hores.
Tema 3. Auxines
Naturalesa química. Accions fisiològiques i mecanisme d’acció. Auxines de síntesi.
Herbicides.Aspectes fitosanitaris del seu ús.
Durada: 1hora.
Tema 4. Giberel·lines
Naturalesa química. Accions fisiològiques i mecanisme d’acció.
Durada: 1hora.
Tema 5. Citoquinines
Naturalesa química. Accions fisiològiques i mecanisme d’acció.
Durada: 1hora.
Tema 6. Àcid abscíssic
Naturalesa química. Accions fisiològiques i mecanisme d’acció.
Durada: 1hora.
Tema 7. Etilè
Naturalesa química. Accions fisiològiques i mecanisme d’acció.
Durada: 1hora.
Tema 8. Fotomorfogènesi
Fitocrom. Propietats físiques i naturalesa química. Mecanismes d’acció. Accions
fisiològiques.
Durada: 1hora.
Tema 9. Morfoanatomia i fisiologia de la floració
Fotoperiodisme. Inducció fotoperiòdica i òrgans receptors. Regulació hormonal. Significació
delfitocrom. Vernalització.Tipus de lliçó: projecció d’un vídeo didàctic (25 minuts) i
exposició teòrica.
Durada: 3hores.
Tema 10. Fisiologia de la maduració del fruit. Formació de les llavors
Durada: 1hora.
PART 2. INTRODUCCIÓ AL METABOLISME VEGETAL
Tema 11. Rutes metabòliques primàries i secundàries
Metabolisme secundari. Expressió i control. Compartimentació cel·lular i transport.
Durada: 1 hora.
Tema 12. Classificació dels metabòlits secundaris
Significació biològica, filogenètica i quimiotaxonòmica.
Durada: 2 hores.
Tema 13. Terpens
Naturalesa química de mono-, sesqui- i diterpens. Essències. Significació biològica.Triterpenoides.
Esteroides: cardenòlids i saponòsids. Carotenoides. Significació biològica.Poliisoprenoides. Usos
industrials dels terpens.Tipus de lliçó: teòrica.
Durada: 1hora.
Tema 14. Compostos fenòlics
Derivats dels àcids cinàmics. Cumarines. Lignines i tanins hidrolitzables. Flavonoides.
Significacióbiològica i interès terapèutic dels fenols.
Durada: 1hora.
Tema 15. Alcaloides
Protoalcaloides i pseudoalcaloides. Classificació i distribució en el regne vegetal.
Significacióbiològica per a les plantes. Importància dels alcaloides en terapèutica.
Durada: 1hora.
PART 3. SISTEMÀTICA VEGETAL. CATEGORIES TAXONÒMIQUES. INTERÈS DE LES PLANTES MEDICINALS
Tema 16. Botànica sistemàtica
Categories taxonòmiques. Nomenclatura. Classificació de la diversitat vegetal.
Durada: 2 hores.
Tema 17. Divisió Cyanophyta. Divisió Rhodophyta. Divisió Dinophyta. Divisió Chlorophyta
Característiques de les algues. Espècies d’interès i aplicacions.Tipus de lliçó: projecció
d’un vídeo didàctic (20 minuts) i exposició teòrica.
Durada: 1hora.
Tema 18. Divisió Zygomycota. Divisió Ascomycota. Divisió Basidiomycota
Característiques dels fongs. Espècies d’interès toxicològic, terapèutic o alimentari.Tipus de
lliçó: projecció d’un vídeo didàctic (20 minuts) i exposició teòrica.
Durada: 1hora.
Tema 19. Divisió Spermatophyta
Generalitats. Fonaments d’histologia vegetal.
Durada: 1hora.
Tema 20. Subdivisions Coniferophytina i Cycadophytina (gimnospermes)
Característiques i grups d'interès per a la indústria químico-farmacèutica.Tipus de lliçó:
projecció d’un vídeo didàctic (25 minuts) i exposició teòrica.
Durada: 1hora.
Tema 21. Subdivisions Magnoliophytina (angiospermes). Característiques generals. Classe Magnoliopsida (dicotiledònies). Classe Liliopsida (monocotiledònies)
Característiques diferencials. Ordenació sistemàtica.
Tipus de lliçó: projecció d’un vídeo didàctic (30 minuts) i exposició teòrica.
Durada: 2 hores.
Tema 22. Classe Magnoliopsida. Subclasse Magnoliidae. Subclasse Hamamelidae.Subclasse Caryophyllidae
Tipus de lliçó: teòrica* (50% el professor i 50% els estudiants).
Durada: 1hora.
Tema 23. Subclasse Dilleniidae. Subclasse Rosidae. Subclasse Asteridae
Tipus de lliçó: teòrica* (50% el professor i 50% els estudiants).
Durada: 1hora.
Tema 24. Classe Liliopsida. Subclasse Arecidae. Subclasse Commelinidae. Subclasse Liliidae
Tipus de lliçó: teòrica* (50% el professor i 50% els estudiants).
Durada: 1hora.
PART 4. BIOPRODUCCIÓ. CULTIU IN VITRO
Tema 25. Producció vegetal
Cultius de plantes. Nutrició mineral. Macro i micronutrients. Cultius hidropònics. Estat nutritiu
de laplanta. Símptomes de deficiència.
Durada: 1hora.
Tema 26. Metabòlits secundaris i producció in vitro
Totipotència i variabilitat. Cultiu de teixits i cèl·lules vegetals. Inducció i cultiu del teixit
de call. Morfogènesi i embriogènesi. Cultiu de cèl·lules aïllades.
Durada: 1hora.
Tema 27. Multiplicació vegetativa de les plantes superiors
Cultiu d’àpex de tija. Cultiu de meristemes. Significació per als cultius de plantes
medicinals oaromàtiques.
Durada: 1hora.
Tema 28. Cultiu de cèl·lules en suspensió i immobilitzades
Establiment del cultiu en bioreactor. Exemples de producció de compostos d'interès terapèutic.
Durada: 1hora.
Tema 29. Cultiu d’arrels transformades
Sistema Agrobacterium rhizogenes. Potencial del cultiu d’arrels transformades per a la
produccióde metabòlits secundaris. Optimització de la producció de fenols, terpens i alcaloides,
enbioreactors.
Durada: 1hora.
Tema 30. Aplicacions del cultiu in vitro per a la producció de compostos d’interèsindustrial. Desenvolupament de dissenys propis
Tipus de lliçó: teòrica** (20% el professor i 80% els estudiants)
Durada: 4 hores.
DESENVOLUPAMENT DE LES CLASSES TEÒRIQUES
Del temps dedicat a la docència teòrica, entre un 80 i un 90% s’impartirà com a lliçó
magistral; elprofessor, durant les seves explicacions, s'ajudarà d’una sèrie de
transparències i diapositives deles quals els estudiants disposaran de còpies informatitzades (en
format PowerPoint) abans del’inici de la classe.
Durant el desenvolupament dels temes 9, 17, 18, 20 i 21, es projectaran vídeos didàctics com
aintroducció, que després seran comentats pel professor.
* Temes 22, 23, 24. Per al desenvolupament d’aquests temes, el professor dedicarà 30
minuts aexplicar, de forma resumida, les característiques dels taxons inclosos en el tema. La resta
de laclasse es dedicarà a comentar les fitxes d’herbari, corresponents a aquests taxons, que
haginelaborat els estudiants prèviament, amb ajuda de les Lecciones hipertextuales de Botánica de
laUNEX i la base de dades PFAF.
** Tema 30. En aquest tema, els estudiants proposaran models teòrics per al desenvolupament
desistemes de bioproducció d’alguns compostos d’interès per a la indústria
químico-farmacèutica.Els projectes seran comentats conjuntament pel professor i els estudiants.
SEMINARIS
1. Tipus d’herbicides. Problemàtica sanitària del seu ús
Durada: 1hora.
2. Importància dels productes naturals en la terapèutica actual
Durada: 1hora.
3. Les plantes transgèniques a debat
Durada: 1hora.
DESENVOLUPAMENT DELS SEMINARIS
En els seminaris es tractaran tres temes d’impacte social per la seva projecció sanitària i mediambiental. El desenvolupament d’aquests correrà a càrrec dels mateixos estudiants, que, per grups, i amb material aportat pel professor o per especialistes en el tema, prepararan el debat. Abans de l’inici del seminari, els estudiants més directament implicats es reuniran amb el professor per ultimar detalls; la resta dels estudiants podrà tenir accés, mitjançant el correu electrònic o fotocòpies, a tot el material documental necessari per poder participar en el seminari.
TEMARI PRÀCTIC
Pràctica 1. Microscòpia. Citologia i histologia vegetal
L’objectiu d’aquesta pràctica és que els estudiants es familiaritzin amb l’ús del
microscopi iobservin una col·lecció de preparacions d’histologia vegetal. També en aquesta
pràctica elsestudiants realitzaran unes preparacions d’epidermis de fulla per estudiar els
processos deplasmòlisi i de desplasmòlisi i per observar-ne els estomes.
Durada: 2hores.
Pràctica 2. Classificació de plantes medicinals. Identificació de drogues d’origen vegetal
L’objectiu d’aquesta pràctica és aprofundir en el coneixement d’algunes de les
plantes medicinalsde la nostra flora i que els estudiants hi reconeguin les característiques
morfològiques que els sónpròpies. Per a això, els estudiants disposaran d’un herbari,
elaborat de manera conjunta, ques’haurà estudiat prèviament a les classes de teoria. A més,
durant aquesta pràctica els estudiantspodran estudiar amb detall una col·lecció de drogues vegetals
comercialitzades.
Durada: 2hores.
Pràctica 3. Identificació dels compostos anticolinèrgics atropina i escopolamina, enextractes vegetals
L’objectiu d’aquesta pràctica és introduir l’estudiant en les tècniques de
manipulació de droguesvegetals i fitoquímiques. Per això, a partir de material vegetal pertanyent a
alguna espècieproductora d’alcaloides tropànics (Datura stramonium, Datura metel o Duboisia
spp) l’estudiantprocedirà al seu assecament i a la posterior valoració dels continguts
d’escopolamina id’hiosciamina, per cromatografia en capa fina.
Durada: 2hores.
Pràctica 4. Cultiu in vitro. Micropropagació de Lavandula
Aquesta pràctica consta de dues parts, a la primera (durada aproximada 2 hores) l’estudiant,
desdel seu PC, connectarà a través d'Internet amb un manual de cultiu in vitro interactiu i
visualitzaràdiferents tècniques de micropropagació (meristems, àpex i segments internodals);
posteriorment,a la segona part de la pràctica, que es realitzarà al laboratori, els estudiants
desenvoluparan una de les tècniques consultades (durada aproximada: 2 hores). L’objectiu
d’aquesta pràctica ésintroduir l’estudiant en la metodologia pròpia de la biotecnologia
vegetal i, a la vegada, fer ques’acostumi a treballar en condicions asèptiques.
Durada: 4 hores.
Pràctica 5. Pràctica de camp
En aquesta pràctica els estudiants podran observar, en el seu hàbitat natural, algunes de
lesespècies vegetals més comunes de la flora catalana. L’objectiu d’aquesta pràctica
és, a mésd'aprofundir en les característiques anatòmiques de molts tàxons freqüents en la flora
catalana,conèixer els hàbitats naturals on es desenvolupen.
Durada: 4 hores.
Bibliografia
Títols de text
AZCON-BIETO, J.; TALON, M. Fisiología y bioquímica vegetal. Madrid: McGraw-Hill-Interamericana de España, 1993.
IZCO, J. i d'altres. Botánica. Madrid: McGraw-Hill-Interamericana de España, 1997.
TORMO, R. Lecciones hipertexuales de botánica, 1997.
http://www.unex.es/botanica/presenta.htm
SANFELIU i d'altres. El libro electrónico de cultivo in vitro.
http://www.etsea.udl.es/invitro/index.htm
Títols de consulta
FONT QUER, P. Diccionario de botánica. Barcelona: Labor, 1989.
SERRANO, M.; PIÑOL, M. T. Biotecnología vegetal. Madrid: Síntesis, 1991.
SALISBURY, F. B.; ROSS, C. W. Fisiología vegetal. Mèxic: Grupo Editorial Iberoamérica, 1992.
TREASE, G. E.; EVANS, W. C. Tratado de farmacognosia. 13a. edició. Madrid: Interamericana, 1991.
BOLÒS, O. DE i altres. Flora manual dels Països Catalans. Barcelona: Pòrtic, 1993.