OBIETTIVI FORMATIVI

I vegetali nell'economia della natura. La cellula vegetale. I tessuti e le strutture anatomiche nei vari gruppi. La riproduzione nelle Angiosperme. Organizzazione dei vegetali. Inquadramento tassonomico dei principali gruppi.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Competenze e abilità

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

• spiegare e descrivere la struttura e la funzione delle piante, con particolare riferimento alle piante terrestri;
• applicare metodi di indagine istologica e anatomica su tessuti e su organi vegetali;
• confrontare i cicli riproduttivi dei principali gruppi tassonomici delle piante;
• descrivere la struttura e le funzioni degli organi riproduttivi delle Spermatofite;
• distinguere i principali gruppi tassonomici del regno vegetale;
• identificare le principali famiglie di Angiosperme e sapere il loro uso nelle attività umane quotidiane;
• utilizzare le chiavi di riconoscimento dicotomiche per l'identificazione di spermatofite;
• descrivere le caratteristiche floreali con diagramma floreale e formule.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali e/o on-line e test on-line o se possibile in aula (60 ore)

Esercitazioni in laboratorio oppure on-line (16 ore)

Esperienze in campo (16 ore)

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

L’insegnamento tratterà i seguenti argomenti:

Biologia, morfologia e riproduzione dei vegetali

- Importanza delle piante per l’uomo e gli altri esseri viventi. Affinità e differenze tra piante superiori e animali superiori.

- La cellula vegetale eucariotica. Dimensioni, forma e organizzazione cellulari. Cenni sui diversi composti chimici e su alcuni organuli citoplasmatici.

- Parete cellulare: citodieresi e origine della parete. Crescita, funzioni e composizione della parete. Lamella mediana, parete primaria e parete secondaria. Tessitura dispersa e tessitura parallela. Apoplasto e simplasto (cenni). Modificazioni della parete (cutinizzazione, lignificazione, suberificazione, mineralizzazione, gelificazione, deposizione di cere e di gomme) e loro significato funzionale.

- Plastidi: proplastidi, cloroplasti e amido primario, ezioplasti, leucoplasti e amido secondario (amilosio e amilopectina), cromoplasti.

- Vacuolo: origine, sviluppo, funzioni. Il vacuolo come sede di accumulo di composti tossici e metaboliti secondari; importanza degli inclusi vacuolari nelle relazioni piante-animali.

- Organizzazione dei vegetali: unicellulari, pluricellulari con pseudotessuti, pluricellulari con tessuti. Tallo e cormo: conquista dell'ambiente terrestre e adattamenti.

- Accrescimento cellulare per divisione e per distensione. Il differenziamento della cellula vegetale. Cenni sulle caratteristiche di Arabidopsis thaliana come modello sperimentale per la biologia vegetale.

- I tessuti dei vegetali superiori: caratteristiche, funzioni e localizzazione. Meristemi primari e secondari; embriogenia continuata e totipotenza. Tessuti parenchimatici: clorofilliano, di riserva, aerifero, acquifero e conduttore. Tessuti tegumentali: epidermide (apparati stomatici e tricomi); rizoderma; endoderma; esoderma, periderma (formazione delle lenticelle). Tessuti segregatori esterni e interni. Tessuti meccanici: collenchima, sclerenchima. Tessuti conduttori: xilema e floema. Fasci cribro-vascolari. La stele e la sua evoluzione.

- Gli apparati vegetativi del cormo. La radice e le sue funzioni; strutture primaria e secondaria; ramificazioni. Il fusto e le sue funzioni; anatomia del fusto in Gimnosperme e Dicotiledoni (strutture primaria e secondaria; cerchie annuali; alburno e duramen; legno omoxilo ed eteroxilo); anatomia del fusto nelle Monocotiledoni. Cenni sul passaggio radice-fusto. La foglia e le sue funzioni; anatomia di alcune foglie di Gimnosperme; anatomia nelle Angiosperme: foglia dorsoventrale e isolaterale. Adattamenti morfo-funzionali delle foglie, con esempi.

- Generalità sulla riproduzione dei vegetali eucarioti. Riproduzione vegetativa. Riproduzione per sporogonia e cenni al passaggio dall’ isosporia all’ eterosporia. La riproduzione sessuale nei cicli metagenetici. Il fiore delle Angiosperme: morfologia, funzioni; evoluzione delle parti fiorali. Micro- e macro- sporogenesi e gametogenesi, impollinazione, pregamia e doppia fecondazione. Il seme e le sue riserve. Le prime fasi della germinazione e la plantula.

Tassonomia

- Introduzione alla Botanica sistematica: Taxa e nomenclatura; sistemi tassonomici. I cicli metagenetici.

- Alghe eucariote: generalità, morfologia, organizzazione, riproduzione e cicli. Sistematica: Rhodophyta, Phaeophyta, Chrysophyta, Euglenophyta, Clorophyta, Charophyta.

- Affrancamento dei vegetali dall'ambiente acquatico Piante terrestri: schema tassonomico generale.

- Embriofite: differenze tra Briofite e Tracheofite.

- Bryophyta: generalità, morfologia, organizzazione, sistematica, riproduzione e ciclo.

- Pteridophyta (crittogame vascolari): generalità, morfologia e organizzazione, riproduzione e cicli di pteridofita isosporea ed eterosporea.

- Spermatophyta: caratteri generali; ovulo e seme, polline.

- Gimnosperme: generalità, morfologia e organizzazione; organi riproduttivi, riproduzione e ciclo; Cicadofite, Gingkofite, Coniferofite e Gnetofite.

- Angiosperme: generalità, morfologia e organizzazione; organi riproduttivi; fiore, infiorescenze; frutto; riproduzione e ciclo; Dicotiledoni e Monocotiledoni.

Laboratorio ed esperienze pratiche

- Tecniche di osservazione ed analisi di materiale vegetale. Taglio e tecniche di colorazione.

- Osservazioni di alcuni elementi di citologia vegetale: parete, vacuoli, amiloplasti, cloroplasti.

- Osservazioni morfologiche e anatomiche degli apparati costituenti il cormo. La radice e le sue tipologie; strutture primaria e secondaria. Il fusto e le sue tipologie; anatomia del fusto in Gimnosperme, Dicotiledoni (struttura primaria e secondaria) e Monocotiledoni. La foglia e le sue tipologie; anatomia di foglie di Gimnosperme e Angiosperme (foglia dorsoventrale e isolaterale).

- Metamorfosi di radice, fusto e foglia.

- Fiore ed infiorescenze delle Angiosperme: morfologia e funzioni. Caratteristiche morfologiche ed anatomiche del frutto con relativi esempi.

- Elementi di fitognosia ed uso di chiavi dicotomiche per il riconoscimento delle principali famiglie di Dicotiledoni e Monocotiledoni. Presentazione in campo dei principali gruppi di vegetali: muschi, felci, Gimnosperme e Angiosperme con esperienze dirette.

- Visita ai Giardini Botanici Hanbury per l'osservazione diretta di tutti gli argomenti trattati nell’insegnamento.

- Escursione in campo per osservazioni dal vivo e raccolto del materiale per la preparazione di essiccata d’erbario.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Diapositive delle lezioni

Disponibili in formato pdf su AulaWEB al sito https://2020.aulaweb.unige.it

Le lezioni erogate on-line saranno anche registrate.

Testi principali:

Speranza A. e Calzoni G. L. Struttura delle piante per immagini. Ed. Zanichelli, Bologna, 1996.

Pasqua G., Abbate G., Forni C. Botanica generale e diversità vegetale. Ed. Piccin, Padova, 2019.

Testi di consultazione:

Pancaldi S. et al., Fondamenti di Botanica generale- Teoria e pratica. McGraw-Hill, 2011

Tripodi G. Introduzione alla Botanica sistematica EdiSES, 2006

Rost et al. Biologia delle piante, Zanichelli, 2008.

Tavole di anatomia dei vegetali vascolari:

http://www.dipbot.unict.it/frame/botgenit.htm

http://www.atlantebotanica.unito.it/page.asp?xsl=tavoleAll

Altre lezioni e approfondimenti su diversi argomenti dell’insegnamento, terminologia, ecc:

http://waynesword.palomar.edu/bot115.htm