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 primercurs; consta de 60 hores, 40 de teòriques i 20 de pràctiques.

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 delssistemes vegetals, així com de la seva diversitat. —Donar a conèixer als estudiants els sistemes anatòmico-funcionals desenvolupats pels vegetalsper a la producció de compostos d’interès per a les indústries cosmètica, alimentària ifarmacèutica.—Introduir els estudiants en el món de la biotecnologia vegetal, especialment en el vessant aplicata 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 generalsde 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 provad’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 deles quatre classes pràctiques (4 punts: un punt per cada pràctica resolta correctament) i en lavaloració 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 imediambiental. El desenvolupament d’aquests correrà a càrrec dels mateixos estudiants, que, pergrups, 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 elprofessor per ultimar detalls; la resta dels estudiants podrà tenir accés, mitjançant el correuelectrònic o fotocòpies, a tot el material documental necessari per poder participar en el seminari.

TEMARI PRÀCTIC

Pràctica 1. Microscòpia. Citologia i histologia vegetal

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.