Programa de la asignatura: FISIOLOGÍA VEGETAL DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA, ANATOMÍA Y BIOLOGÍA CELULAR. Licenciatura: BIOTECNOLOGÍA.

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1 Programa de la asignatura: FISIOLOGÍA VEGETAL Licenciatura: BIOTECNOLOGÍA Curso: 2º Tipo de asignatura: TRONCAL ANUAL Créditos: 9 (6 T + 3 P) Curso académico: Área: FISIOLOGÍA VEGETAL Profesor responsable: DRA. MARÍA TERESA NAVARRO GOCHICOA DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA, ANATOMÍA Y BIOLOGÍA CELULAR 1

2 UNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDE (SEVILLA) Curso 20011/2012 LICENCIATURA DE BIOTECNOLOGÍA, 2º CURSO FISIOLOGÍA VEGETAL (6 T + 3 P CRÉDITOS) PROFESOR RESPONSABLE DE LA ASIGNATURA: Dra. María Teresa Navarro Gochicoa PROFESORES DE LA ASIGNATURA: Dra. María Teresa Navarro Gochicoa Dr. Agustín González Fontes de Albornoz Dr. Jesús Rexach Benavides Dr. Juan José Camacho Cristóbal Dra. María Begoña Herrera Rodríguez INTRODUCCIÓN PROGRAMA DE CLASES TEÓRICAS Tema 1.- Fisiología Vegetal. Concepto y ámbito de estudio. Relaciones de la Fisiología Vegetal con otras ciencias. Características de las plantas vasculares. La célula vegetal. La pared celular: composición, estructura y función. RELACIONES HÍDRICAS Tema 2.- Tema 3.- Tema 4.- El agua en las células y en los tejidos vegetales. El potencial hídrico: concepto y componentes. Potencial hídrico del vapor de agua. Respuestas de las células al potencial hídrico ambiental. Flujo de agua a través de las membranas celulares. Determinación del potencial hídrico y de sus componentes. Absorción y transporte del agua por las plantas. Estructura y zonas absorbentes de la raíz. Movimiento del agua por la raíz. Estructura y características del xilema. Mecanismos de absorción y transporte del agua. Transpiración. Concepto de transpiración. Estructura de los estomas. Mecanismo del movimiento estomático. Tasa de transpiración. Resistencias a la transpiración. Factores ambientales que afectan a la tasa de transpiración. Métodos de medida de la transpiración. Funciones de la transpiración. NUTRICIÓN MINERAL Tema 5.- Requerimientos nutricionales de las plantas. Composición mineral de las plantas. El suelo como fuente de nutrientes. Elementos esenciales: macronutrientes y micronutrientes. Funciones de los elementos esenciales en las plantas. Técnicas experimentales para el estudio de la nutrición mineral. 2

3 Tema 6.- Movimiento de solutos a través de las membranas. Aspectos termodinámicos: potencial electroquímico y potencial de membrana. Mecanismos de transporte: difusión libre y transporte mediado. Canales iónicos. Transportadores. Transporte activo: primario y secundario. Absorción de los iones del suelo y su transporte al interior de la raíz: vía apoplástica y vía simplástica. TRANSPORTE POR EL FLOEMA Tema 7.- La vía floemática. Estructura y características del floema. Naturaleza de las sustancias transportadas. Transporte a corta distancia: carga y descarga del floema. Transporte a larga distancia. REACCIONES LUMÍNICAS DE LA FOTOSÍNTESIS Tema 8.- Tema 9.- El aparato fotosintético. Fotosíntesis: concepto y tipos. Estructura del cloroplasto. Características estructurales y espectros de absorción de las clorofilas, carotenoides y ficobilinas. Estructura de un fotosistema: complejos colectores de luz y centro de reacción. Transporte de electrones en la fotosíntesis. Existencia de dos fotosistemas en la fotosíntesis oxigénica. Transporte no cíclico de electrones. Estructura y reacciones del fotosistema II. Transporte de electrones entre los dos fotosistemas. Estructura y reacciones del fotosistema I. Transporte cíclico de electrones. Mecanismo de la fotofosforilación: el complejo ATP-sintasa. METABOLISMO Tema 10.- Tema 11.- Tema 12.- Tema 13.- Asimilación del CO 2 en las plantas C 3. Ciclo C 3 de reducción fotosintética del carbono (ciclo de Calvin-Benson). Fases de carboxilación, de reducción y de regeneración. Síntesis de almidón. Transporte de metabolitos entre el cloroplasto y el citosol. Síntesis de sacarosa. Regulación de la asimilación fotosintética del carbono. Fotorrespiración. Fotosíntesis bruta y neta. Actividad oxigenasa de la rubisco. Metabolismo de la fotorrespiración. Funciones de la fotorrespiración. Asimilación del CO 2 en las plantas C 4 y CAM. Anatomía interna de las hojas de las plantas C 4. Ciclo C 4 de reducción fotosintética del carbono (ciclo de Hatch-Slack). Regulación. Características anatómicas y fisiológicas de las plantas CAM. El metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM). Regulación. Asimilación del nitrógeno. Absorción y transporte del nitrato. Reducción del nitrato y del nitrito. Asimilación del amonio. Regulación de la asimilación de iones nitrogenados. El complejo nitrogenasa. Fijación del nitrógeno molecular en plantas vasculares: nodulación y síntesis de compuestos nitrogenados para el transporte. 3

4 Tema 14.- Tema 15.- Tema 16.- Asimilación del sulfato. Absorción y transporte del sulfato. Reducción del sulfato. Síntesis de cisteína y metionina. Glutatión: síntesis y funciones en la planta. Regulación de la asimilación del sulfato. Metabolismo secundario. Relaciones con el metabolismo primario. Terpenos. Compuestos fenólicos: polímeros fenólicos y flavonoides. Alcaloides. Lípidos vegetales. Clasificación y estructuras. Lípidos polares: glicerolípidos y esfingolípidos. Cubiertas protectoras: ceras y cutina. Suberina. DESARROLLO Tema 17.- Tema 18.- Tema 19.- Tema 20.- Tema 21.- Tema 22.- Crecimiento y diferenciación. Concepto de desarrollo. Características del crecimiento de las plantas. Diferenciación. Sustancias reguladoras del desarrollo. Auxinas, giberelinas, citoquininas, ácido abscísico y etileno: estructuras químicas, efectos fisiológicos y mecanismos de acción. Fotomorfogénesis. Concepto de fotomorfogénesis. Fitocromo: estructuras, espectros de absorción y reacciones. Funciones del fitocromo. Embriogénesis y germinación de las semillas. Embriogénesis. Estructura y composición de las semillas. Germinación: tipos y fases. Metabolismo de la germinación. Control ambiental y hormonal de la germinación. Desarrollo vegetativo de las plantas. Meristemos. Desarrollo de la raíz. Desarrollo del vástago. Floración y desarrollo del fruto. Desarrollo de la flor. Fotoperiodicidad en la inducción floral. Control hormonal y genético de la floración. Formación y crecimiento del fruto. Características de la maduración: cambios externos e internos. Control hormonal y ambiental de la maduración. Las prácticas que se evaluarán serán las siguientes: - Determinación del potencial hídrico de un tejido. PROGRAMA DE CLASES PRÁCTICAS - Aislamiento de cloroplastos de plantas vasculares. - Determinación de la fotosíntesis mediante electrodo de oxígeno en suspensiones de cloroplastos. - Problemas de relaciones hídricas. - Problemas de nutrición mineral. - Determinación de la tasa de respiración aeróbica en semillas. - Elaboración de la recta de calibrado para el análisis cuantitativo de nitrito y medida de la actividad metilviológeno-nitrito reductasa. 4

5 - Efecto de la kinetina sobre el retraso de la senescencia en las hojas de cebada. Bibliografía básica FUNDAMENTOS DE FISIOLOGÍA VEGETAL J. Azcón-Bieto, M. Talón (editores) McGraw-Hill/Interamericana (segunda edición) Madrid, 2008 BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA FISIOLOGÍA VEGETAL (Volúmenes 1 y 2 + CD Rom) L. Taiz, E. Zeiger Editorial Universidad Jaume I, Servicio de Comunicación y Publicaciones, 2007 FISIOLOGÍA VEGETAL J. Barceló Coll, G. Nicolás Rodrigo, B. Sabater García, R. Sánchez Tamés Ediciones Pirámide, S.A. (octava edición) Madrid, 2001 Bibliografía complementaria PLANT PHYSIOLOGY L. Taiz, E. Zeiger Sinauer Associates, INC., Publishers. (cuarta edición) Sunderland, Massachussets, 2006 INTRODUCTION TO PLANT PHYSIOLOGY W.G. Hopkins, N.P.A. Huner John Wiley and Sons, 2008 (cuarta edición) OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Se persigue que los estudiantes comprendan los mecanismos que regulan los procesos implicados en el crecimiento y diferenciación de las plantas vasculares (relaciones hídricas y nutricionales, metabolismo y desarrollo). COMPETENCIAS Tras superar esta asignatura, el estudiante estará capacitado para: - Conocer los principios básicos que rigen el funcionamiento de las plantas vasculares. - Identificar y manejar el material y equipamiento propios de un laboratorio de Fisiología Vegetal. - Tener destreza en las técnicas básicas empleadas en un laboratorio de Fisiología Vegetal. 5

6 METODOLOGÍA PEDAGÓGICA La asignatura de Fisiología Vegetal se ha impartido en el 2º curso de la Licenciatura de Biotecnología mediante dos tipos de clases: - Clases teóricas (6 créditos) - Clases prácticas (3 créditos) Clases teóricas La asignatura se impartió a razón de dos clases teóricas a la semana orientadas a transmitir de forma ordenada los conocimientos básicos de la asignatura. Clases prácticas Este programa consta de una serie de prácticas que reúnen un alto grado de complementariedad con el programa de clases teóricas. Las prácticas se eligieron con el doble objetivo de familiarizar al estudiante con el trabajo de laboratorio y, a su vez, para clarificar y afianzar algunos de los principales conceptos explicados durante las clases teóricas. El examen escrito sobre los aspectos tratados durante las clases prácticas será obligatorio para aprobar la parte práctica de la asignatura. Tutorías Las tutorías servirán para resolver las dudas de cada estudiante, así como para recomendarle lecturas o trabajos que el profesor considere necesarios para alcanzar los objetivos de la asignatura. Las tutorías tendrán lugar en los despachos de los profesores en el edificio 22 en el horario publicado. MÉTODOS DE VALORACIÓN DEL RENDIMIENTO ACADÉMICO Para aprobar la asignatura de Fisiología Vegetal hay que aprobar por separado la parte correspondiente a los programas teórico y práctico. La evaluación de la parte teórica se realizará mediante un Examen Final. Los exámenes se evaluarán de 0 a 10 puntos, siendo el 5 la nota mínima necesaria para aprobar cualquier examen. Una vez aprobada la parte teórica de toda la asignatura, la nota media correspondiente se multiplicará por 0,9. La parte práctica de la asignatura tiene una máxima calificación de 2 puntos. La parte práctica de la asignatura se aprueba con una nota igual o superior a un punto. Para aquellos estudiantes que hayan aprobado la parte teórica y la práctica, la calificación final será la suma de ambas notas, que podría alcanzar hasta 11 puntos. 6