Llicenciatura en Biologia (3361)

Fisiologia Vegetal(12305) 

IDENTIFICACIÓ DE L’ASSIGNATURA

L’assignatura Fisiologia Vegetal és una matèria troncal del currículum de Biologia impartit en el tercer curs; consta de 9 crèdits, 6 teòrics i 3 pràctics.

COORDINACIÓ I PROFESSORAT

El coordinador i professor responsable del temari teòric de l’assignatura és el Dr. Lluís Cardona, i la professora responsable del temari pràctic de l’assignatura és la Dra. Elisabeth Moyano.

Els alumnes podran fer totes les consultes que considerin oportunes per correu electrònic o presencialment dins de l’horari previst de consultes.

 

OBJECTIUS GENERALS

El projecte docent de l’assignatura pretén: que els alumnes adquireixin una visió fonamental de l’organització i el funcionament dels sistemes vegetals. Considerant la cèl·lula vegetal com una factoria viva, els alumnes han de conèixer com se sintetitza i com està regulada la producció dels principals productes del procés de fotosíntesi i com es diversifica el metabolisme vegetal per a la producció de metabòlits secundaris d'aplicació en les indústries de cosmètica, farmacèutica i agroalimentària. També es pretén donar a conèixer als alumnes els estats fonamentals del cicle vital dels vegetals, els aspectes bàsics del desenvolupament de les plantes, així com els factors externs i interns que regulen i afecten el desenvolupament de les plantes. Finalment es vol introduir els alumnes en el món de la biotecnologia vegetal, especialment en la seva vessant aplicada a la bioproducció de compostos d’interès mitjançant les tècniques del cultiu in vitro i per modificar genotípicament les plantes, amb la finalitat d’incrementar i/o millorar-ne la producció.  

AVALUACIÓ DELS APRENENTATGES

Per a l'avaluació del rendiment acadèmic dels alumnes, que es farà segons els criteris generals de la Facultat, el pes dels continguts teòrics serà del 75%, i el dels pràctics, del 25%.L'avaluació de la teoria serà mitjançant una PEM (90% de la puntuació teòrica) i un treball de curs que cal exposar i debatre juntament amb la resta del grup, sobre un tema escollit pels alumnes (10%).
L'avaluació de les pràctiques es farà mitjançant un examen pràctic.
Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d’avaluació implica la no-superació de l’assignatura.

TEMARI TEÒRIC

Tema 1

Introducció a l'assignatura. Descripció dels seus objectius docents. Biologia vegetal i salut. Durada: 1 hora

PART 1. Com s'alimenten les plantes? Com es distribueixen els nutrients?

Tema 2

Elements essencials en nutrició vegetal i elements tòxics. Desenvolupament dels cultius hidropònics.
Durada: 2 hores

Tema 3

Símptomes de deficiència mineral. Claus per a la seva identificació.
Tipus de lliçó: El desenvolupament d'aquesta lliçó es farà mitjançant l'exposició dels treballs relacionats amb el tema que presentaran els alumnes.
Durada: 1hora

Tema 4

Estructura del plasmalema. Absorció i transport d'aigua i d'ions. Significació de la transpiració.
Durada: 1 hora

Tema 5

Transport a llarga distància. Concepte. Substàncies transportades. Mecanismes de transport.
Durada: 2 hores

PART 2. Les cèl·lules vegetals són factories vivents. Com s'estructuren? Com produeixen?

Tema 6

El cloroplast. Estructura i funcions. Concepte i significació de la fotosíntesi. Absorció i emissió de la llum en àtoms i molècules. Pigments fotosintètics.
Durada: 2 hores

Tema 7

Fotosistemes. Cooperació entre fotosistemes. Fototransport electrònic. Fotofosforilació.
Durada: 1 hora

Tema 8

Assimilació del diòxid de carboni i biosíntesi de fotoassimilats. Fotorespiració.
Durada 2 hores

Tema 9

Mecanisme fotosintètic C4. Anatomia foliar. Metabolisme àcid de les crassulàcies. Avantatges ecològics.
Durada: 1 hora

Tema 10

Assimilació del nitrogen. Reducció del nitrat. Assimilació de l'amoni. Assimilació del sofre.
Durada: 1 hora

Tema 11

Fixació biològica del nitrogen. Organismes fixadors. Simbiosi rhizobium-lleguminosa.
Durada: 1 hora

Tema 12

Metabolisme primari envers metabolisme secundari. Potencialitat biosintètica dels vegetals.
Durada 1 hora

Tema 13

Quins compostos deriven d'acetat? Via de l'acetat-malonat i formació de policètids. Plantes riques en antraquinones. Via de l'acetat-mevalonat.
Durada 2 hores

Tema 14

Essències i iridoides. En quins òrgans es formen? En quins tipus de plantes? Diterpens.
Durada 1 hora

Tema 15

Quins compostos deriven d'acetat? Via de l’acetat-malonat i formació de policètids. Plantes riques en antraquinones. Via de l'acetat-mevalonat. Durada: 2 hores.

Tema 16

Esteroides vegetals i  colesterol. Plantes que acumulen esteroides. Concepte de biotransformació i producció d' hormones esteroïdals en plantes. Antioxidants naturals: els carotenoides.Durada 2 hores

Tema 15

Esteroides vegetals i colesterol. Plantes que acumulen esteroides. Concepte de biotransformació i producció d’hormones esteroídiques en plantes. Antioxidants naturals: carotenoides. Durada: 2 hores.

Tema 16

Els fenols deriven de l'àcid siquímic. Essències, pigments i antioxidants. Tanins. Cumarines. Plantes productores de fenols. Interès dels fenols en terapèutica.
Durada 1 h.

Tema 17

Els flavonoides. Importància d'aquests compostos en la nutrició. Isoflavoides i altres fitoalexines.
Durada: 1 hora

Tema 18

Compostos secundaris amb nitrogen. Alcaloides. Protoalcaloides. Pseudoalcaloides. Descriptiva de les plantes alcaloídiques. Els alcaloides en la terapèutica actual. Bioproducció in vitro d'alcaloides.
Durada: 2 hores

Tema 19

La planta, una factoria viva.
Tipus de lliçó: El desenvolupament d'aquesta lliçó es farà mitjançant l'exposició dels treballs d'alguns alumnes sobre bioproducció de compostos vegetals d'interès i descripció de les característiques botàniques de les plantes productores.
Durada: 2 hores

PART 3. Són les plantes les fàbriques del futur? Com millorem la seva producció? Què són els nutracèutics en la nova medicina?

Tema 20

Els protoplasts, una eina per a l'enginyeria genètica i metabòlica. Manipulació del genoma vegetal i millora de la producció.
Durada: 2 hores

Tema 21

Creació de noves varietats per enginyeria genètica. Principis generals. Organització bàsica dels gens vegetals. Aïllament i clonació d'un gen funcional. Mètodes per a la transferència de gens a la cèl·lula vegetal.
Durada: 1 hora

Tema 22

Vectors de gens. Sistema Agrobacterium tumefaciens. Plasmidi Ti. Oncogens. Transferència i integració del T-DNA. Gens de virulència.
Durada 2 hores

Tema 23

El plasmidi Ti com a vector de gens. Sistema integratiu i sistema binari. Construcció de gens quimèrics. Gens marcadors i reporters.
Durada: 1 hora

Tema 24

Sistema Agrobacterium rhizogenes. Estrucura del pRi. Gens rol i aux. Regeneració de plantes i manipulació genètica.
Durada: 1 hora

Tema 25

Virus DNA com a vectors de gens. Caulimovirus. Geminivirus. Mètodes de transferència directa. Microinjecció de DNA. Liposomes.
Durada 1 hora

Tema 26

Aplicacions de la biotecnologia vegetal. Resistència a herbicides i a la sequera. Resistència a plagues. Millores de la producció.
Tipus de lliçó: El desenvolupament d'aquesta lliçó es farà mitjançant l'exposició dels treballs d'alguns alumnes sobre aplicacions de la biotecnologia vegetal a la millora de la producció.
Durada: 3 hores

Tema 27

Nutracèutics. Concepte i obtenció. Aspectes ètics i legals de la manipulació genètica de plantes. Riscs sanitaris i medioambientals.
Tipus de lliçó: El desenvolupament d'aquesta lliçó es farà mitjançant l'exposició dels treballs d'alguns alumnes sobre la possible aplicació de la biotecnologia vegetal a la producció de nutracèutics i dels aspectes legals de la manipulació genètica en vegetals.
Durada: 2 hores

TEMARI PRÀCTIC

Pràctica 1. Reconeixement de plantes medicinals
Observació de les característiques organolèptiques. Observació a la lupa i al microscopi d'una col·lecció de plantes medicinals seques i trossejades. Determinació histoquímica d'alguns dels principis actius d'aquestes plantes.
Durada: 4 h.

Pràctica 2. Identificació de plantes de la flora catalana
Observació i recolecció d'algunes plantes pròpies de la flora catalana.
Durada: 4 h.

Pràctica 3: Identificació de plantes de la flora catalana
Classificació al laboratori de les plantes recol·lectades durant la sortida de camp.
Durada: 4 h.

Pràctica 4: Determinació d'antocianidines en sucs vegetals
Separació i valoració espectrofotomètrica d'alguns compostos de tipus antocianidines presents en sucs vegetals de valor nutritiu.
Durada: 4 h.

Pràctica 5: Millora de la producció d'anticolinèrgics
Establiment i cultius d'arrels transgèniques que sobreexpressen el gen de la PMT de tabac, mitjançant la infecció amb Agrobacterium rhizogenes.
Durada: 4 h.

Bibliografia

Títols de text
AZCON-BIETO; TALON, M. Fundamentos de Fisiología Vegetal. Madrid: McGraw-Hill-Interamericana, 2000.
SERRANO, M.; PIÑOL , M. T. Biotecnología Vegetal. Sintesis, 1991.
TREASE, G.E.; EVANS, W.C. Tratado de Farmacognosia. 13 Ed. Interamericana. Madrid. 1991.
IZCO J. I col. Botánica. Ed. McGraw-Hill-Interamericana. Madrid.1997.
Títols de consulta
DE BOLÒS, O; MASALLES, R.M.; NINOT, J.M. Flora Manual dels Països Catalans. Ed. Pòrtic S.A. Barcelona.
SEIGLER, D.S. Plant Secondary Metabolism. Ed. Kluwer Academic Publishers. Massachusetts. 1998.