PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Fisiología Vegetal II"

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Fisiología Vegetal II" Grupo: Grp de Clases Teóricas de Fisiología Vegetal II(982634) Titulacion: Grado en Biología Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Grado en Biología 2009 Facultad de Biología Fisiología Vegetal II Obligatoria 3º Segundo Cuatrimestre 0º Grp de Clases Teóricas de Fisiología Vegetal II (2) Fisiología Vegetal (Área principal) Biología Vegetal y Ecología (Departamento responsable) C/ PROFESOR GARCÍA GONZÁLEZ, S/N, 41012, SEVILLA Dirección electrónica: COORDINADOR DE LA ASIGNATURA ALVAREZ MORALES, MARIA ROSARIO PROFESORADO 1 ALVAREZ MORALES, MARIA ROSARIO Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos El objetivo general de la Fisiología Vegetal II es que el alumno adquiera conocimientos básicos sobre el crecimiento y desarrollo vegetal. Este objetivo se concreta en los siguientes aspectos: Objetivos conceptuales: Conocimiento de la regulación del desarrollo y su importancia en el funcionamiento de las plantas. Conocimiento de la regulación de los procesos e interacción con el medio. Objetivos procedimentales: Manejo de medios técnicos y equipos básicos de laboratorio en Fisiología Vegetal, análisis de datos y resolución de problemas planteados en la experimentación con plantas. Redacción y exposición de resultados, en relación con la información bibliográfica actualizada. Objetivos actitudinales: Desarrollo de la capacidad de autoaprendizaje, disposición al trabajo en equipo, capacidad de análisis y crítica de contenidos científicosy de resultados experimentales. Competencias Competencias transversales/genéricas G05 Tener capacidad de reunir e interpretar datos relevantes para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole científica, social o ética. G04 Poder transmitir información, ideas, problemas, y soluciones del ámbito de la Fisiología Vegetal a un público tanto especializado como no especializado. G07 Adquirir capacidad de organización, planificación y trabajo en grupo.. Competencias específicas E006 Aplicar los principios básicos del pensamiento y del método científico E028 Realizar pruebas funcionales y determinar parámetros vitales. E029 Analizar la influencia de los factores ambientales sobre la fotosíntesis y la producción de los vegetales. E031 Controlar in vivo e in vitro los procesos biológicos de las plantas. E032 Diagnosticar el estado hídrico y nutricional de las plantas. E033 Saber hacer las aplicaciones prácticas fundamentales de las hormonas vegetales para controlar la fisiología de la planta. E047 Realizar servicios de asesoramiento relacionados con la Biología Vegetal. E053 Conocer el uso farmacológico e industrial de las plantas o de sus componentes. E071 Conocer los mecanismos de señalización de la célula vegetal. E072 Conocer la Biología del Desarrollo. E076 Comprender a nivel molecular la respuesta de las plantas frente a diferentes tipos de estrés. E075: Comprender la estructura y función de los genomas vegetales. Comprender la base molecular de los procesos de desarrollo vegetal. Comprender la biología molecular de la reproducción vegetal. E077 Comprender las técnicas básicas para la transformación genética de plantas y la generación de organismos transgénicos. E078 Conocer el uso de la biotecnología en la mejora de las plantas. E091 Adquirir una base teórica sólida acerca de los procesos funcionales y moleculares que rigen el funcionamiento de las plantas. E107: Conocer las características funcionales de los seres vivos que habilitan para la investigación, docencia y explotación de los mismos. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) PROGRAMA DE TEORÍA NUTRICION Y METABOLISMO 1. Nutrición mineral 2. Asimilación del nitrógeno 3. Asimilación del sulfato 4. Respiración de las plantas 5. Metabolismo secundario CRECIMIENTO Y DESARROLLO 6. Características de la hormonas vegetales 7. Auxinas: las hormonas del crecimiento 8. Citoquininas: reguladoras de la división celular Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

3 9. Giberelinas: reguladoras de la altura de las plantas 10. Ácido abscísico: una señal de maduración de la semilla y de anti-estrés. 11. Etileno: la hormona gaseosa 12. Otras hormonas y reguladores del crecimiento 13, Los movimientos de las plantas: tropismos y nastias 14. Fotorreceptores de luz azul y ultravioleta 15. Fotorreceptores de luz roja: los fitocromos 16. Fisiología de la floración 17. Fisiología del estrés abiótico 18. Fisiología de estrés biótico PROGRAMA DE PRÁCTICAS Práctica 1. Nutrición: Determinación de carencias minerales en partir de sus sintomas externos Práctica 2. Efecto de la nutrición nitrogenada sobre actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo del nitrógeno Práctica 3. Control hormonal de la germinación en semillas de cereales Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos PROGRAMA DETALLADO DE TEORÍA NUTRICIÓN Y METABOLISMO Terma 1. Nutrición mineral. Elementos minerales y técnicas de estudio. Elementos esenciales y criterios de esencialidad. Macronutrientes y micronutrientes. Análisis del estado nutricional. Síntomas de deficiencias. (3) Tema 2. Asimilación del nitrógeno. El nitrógeno en la naturaleza: el ciclo del nitrógeno. Absorción de nitrato. Reducción de nitrato a nitrito: nitrato reductasa. Reducción de nitrito a amonio: nitrito reductasa. Regulación de la asimilación de nitrato. Asimilación de nitrato en raíces y en hojas. Procesos fisiológicos que generan amonio en la célula. Ciclo GS/GOGAT (glutamina sintetasa/glutamato sintasa). Otras enzimas del metabolismo del amonio: Glutamato deshidrogenasa, Aminotransferasas y Asparragina sintetasa. Coordinación entre el metabolismo del carbono y del nitrógeno. Microorganismos fijadores de dinitrógeno. Simbiosis rizobio-leguminosa: estructura del nódulo, establecimiento de la simbiosis, control de la concentración de O2 en el nódulo. Leghemoglobina, Nitrogenasa: estructura y reacciones que cataliza. Intercambios nódulo-planta. La importancia agrícola de la fijación de nitrógeno. (3h) Tema 3. Asimilación del sulfato. Funciones del azufre en las plantas. El azufre en la naturaleza: el ciclo del azufre. Metabolismo del azufre: absorción de sulfato, asimilación reductiva del sulfato e incorporación a aminoácidos. Reacciones de sulfatación. Regulación de la asimilación de sulfato y coordinación con el metabolismo del nitrógeno. Biosíntesis de cisteína y metionina. Glutatión y fitoquelatinas.( 2h) Tema 4. Respiración de las plantas.concepto de respiración aerobia. Características del metabolismo respiratorio de las plantas. Sustratos de la respiración. Respiración de carbohidratos. Movilización de reservas. Glucólisis. Ruta de las pentosas fosfato. Fermentaciones láctica y alcohólica. Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos. Transporte de electrones mitocondrial y fosforilación oxidativa. Transportadores específicos de mitocondrias vegetales. Vía de la oxidasa alternativa. Termogénesis. Respiración de lípidos. Respiración de la planta completa. (4h) Tema 5. Metabolismo secundario. Conceptos de metabolismo primario y secundario. Principales familias de metabolitos secundarios. Funciones y aplicaciones prácticas. (2h) CRECIMIENTO Y DESARROLLO Tema 6. Características de las hormonas vegetales. Introducción. Concepto de hormonal vegetal o fitohormona. La percepción y transducción de señales como base de la regulación. Métodos de detección y cuantificación de hormonas. (2h) Tema 7. Auxinas: las hormonas del crecimiento. Descubrimiento e historia. Estructura química. Auxinas naturales y sintéticas. Metabolismo de las auxinas. Transporte polar: características, transportadores y regulación. Efectos fisiológicos de las auxinas. Regulación del crecimiento. Tropismos: fototropismo y gravitropismo. Dominancia apical. Estímulo del desarrollo de raíces. Aplicaciones comerciales. Mecanismo de acción: receptores y vías de señalización. (4h) Tema 8. Citoquininas: reguladoras de la división celular. Historia. Estructura química. Organismos productores o inductores de la síntesis de citoquininas. Metabolismo de las citoquininas: síntesis, degradación y conjugación. Funciones fisiológicas. Aplicaciones comerciales. Mecanismo de acción: receptores y señalización. ( 2h) Tema 9. Giberelinas: reguladoras de la altura de las plantas. Descubrimiento e historia. Estructura química. Biosíntesis. Regulación de la síntesis de giberelinas. Efectos sobre el crecimiento. Control de la floración. Promoción de la germinación de semillas. Aplicaciones comerciales. Mecanismo de acción: control de la altura en hipocótilo de Arabidopsis y señalización en la aleurona de la semilla Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

4 de cereales. (3,5h) Tema 10. Ácido abscísico: una señal de maduración de la semilla y de anti-estrés. Descubrimiento. Naturaleza química. Metabolismo del ABA: síntesis, conjugación y catabolismo. Funciones fisiológicas del ABA: funciones en semillas y en las respuestas a estrés hídrico. Mecanismo de acción molecular. (2h) Tema 11. Etileno: la hormona gaseosa. Descubrimiento de la acción hormonal del etileno. Síntesis de etileno y su regulación. Antagonistas, inhibidores y sustancias que liberan etileno. Respuesta triple al etileno. Funciones fisiológicas: maduración de frutos climatéricos, respuestas a estrés, senescencia y abscisión. Aplicaciones comerciales. Mecanismo de acción molecular: receptores y señalización. (2h) Tema 12. Otras hormonas y reguladores del crecimiento. Brasinoesteroides: efectos fisiológicos, aplicaciones comerciales, receptores. Poliaminas: síntesis, efectos fisiológicos. Ácido Jasmónico. Ácido Salicílico. Oligosacarinas. Óxido nítrico. (1,5h) Tema 13. Los movimientos de las plantas. Tropismos: características, fototropismo, gravitropismo, tigmotropismo y heliotropismo. Nastias: características, seismonastia, nictinastia y epinastia. (1h) Tema 14 Fotorreceptores de luz azul y ultravioleta. Introducción. Fotorreceptores de plantas. Algunas respuestas de las plantas a la luz azul: desetiolación, apertura estomática, fototropismo y movimiento de los cloroplastos. Fotorreceptores de luz azul y ultravioleta: fotorreceptores de UV-B, criptocromos, zeaxantina y fototropinas. (2h) Tema 15. Fotorreceptores de luz roja: los fitocromos. Descubrimiento del fitocromo. Características generales: espectro de absorción, estructura, tipos y dominios funcionales. Síntesis del fitocromo. Respuestas mediadas por el fitocromo según el requerimiento de flujo fotónico o irradiancia. Información suministrada por la relación R/FR. Funciones ecológicas y fisiológicas de los fitocromos: germinación, desetiolación, percepción de plantas vecinas y fotoperiodismo. Mecanismo de acción molecular. El reloj circadiano de las plantas. ( 2h) Tema 16. Fisiología de la floración Control genético del desarrollo floral. Control de la floración por factores endógenos. Control de la floración por factores exógenos: fotoperiodismo y vernalización. Modelo del control de la floración en Arabidopsis y en el arroz. (2h) Tema 17. Estrés abiótico. Concepto de estrés y respuestas de las plantas al estrés. Estrés hídrico. Estrés salino. Estrés por hipoxia/anoxia. Estrés térmico y estrés oxidativo. (1,5h) Tema 18. Estrés biótico. Organismos dañinos para las plantas. Síntomas de las enfermedades. Sustancias defensivas de las plantas. Respuestas inducidas frente a patógenos: respuesta hipersensible, resistencia sistémica adquirida, mecanismos bioquímicos de defensa.(1,5h) PROGRAMA DETALLADO DE LAS PRÁCTICAS Los conocimientos y habilidades prácticas se organizan a través de la realización de tres prácticas relacionadas con el programa de la asignatura en las que el alumno se familiarizá con problemas reales, dinámica de funcionamiento, equipos y protocolos de un laboratorio general de Fisiología Vegetal. Práctica 1. Nutrición: Determinación de carencias minerales a partir de sus síntomas externos. El objetivo de esta práctica es familiarizarse con los síntomas de deficiencia más generales, ya que hay amplias variaciones entre distintas especies vegetales, que provocan la carencia de los siete macronutrientes esenciales: N, P, S, K, Ca, Mg y Fe. (6h) Práctica 2. Efecto de la nutrición nitrogenada sobre actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo del nitrógeno. El objetivo de esta práctica es determinar la actividad nitrato y nitrito reductasa en hojas de pepino tratadas con soluciones nutritivas que difieren en su aporte de nitrógeno para demostrar la relación entre la fuente de nitrógeno y los niveles de actividades enzimáticas relacionadas con su asimilación. (4h) Práctica 3. Control hormonal de la germinación en semillas de cereales. El objetivo de esta práctica es demostrar el efecto de dos hormonas ( giberelina y ácido abscísico ) sobre la movilización de reservas en el endospermo de las semillas de trigo. (5h) ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del cuatrimestre Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

5 Clases teóricas Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las clases teóricas se impartirán por medio de clases magistrales en las que cada profesor, dependiendo de su proyecto docente, destinará un tiempo a fomentar la participación del alumno mediante sesiones de seminarios, cuestiones, debates y resolución de problemas. En cada clase, el profesor apoyará la explicación diaria con proyecciones de diapositivas o videos que se encontrarán a disposición de todos los alumnos en la plataforma de enseñanza virtual Blackboard Learn de la Universidad de Sevilla (https: //ev3.us.es). En cualquier caso se recomienda a los alumnos la utilización periódica de las referencias bibliográficas recomendadas, así como la consulta al profesorado en sus horas de tutorías correspondientes. G05 Tener capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del campo de la biología para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole científica, social o ética. E006 Aplicar los principios básicos del pensamiento y del método científico E018 Valorar los aspectos ambientales de los distintos grupos de organismos vivos (vegetales). E019 Valorar los aspectos sociales de la investigación Biológica. E025 Conocer el funcionamiento de cada uno de los sistemas orgánicos y la integración de los mismos. E031 Controlar in vivo e in vitro los procesos biológicos de las plantas. E033 Saber hacer las aplicaciones prácticas fundamentales de las hormonas vegetales para controlar la fisiología de la planta. E047 Realizar servicios de asesoramiento relacionados con la Biología Vegetal. E071 Conocer los mecanismos de señalización de la célula vegetal. E072 Conocer la Biología del Desarrollo. E075 Comprender la estructura y función de los genomas vegetales. Comprender las bases moleculares de los procesos de desarrollo vegetal. Comprender la biología molecular de la reproducción vegetal. E076 Comprender a nivel molecular la respuesta de las plantas frente a diferentes tipos de estrés. E077 Comprender las técnicas básicas para la transformación genética de plantas y la generación de organismos transgénicos. E078 Conocer el uso de la biotecnología en la mejora de las plantas. E091 Adquirir una base teórica sólida acerca de los procesos funcionales y moleculares que rigen el funcionamiento de las plantas. E107 Conocer las características funcionales de los seres vivos que habilitan para la investigación, docencia y explotación de los resultados. Prácticas de Laboratorio Metodología de enseñanza-aprendizaje: Los conocimientos y habilidades prácticas se organizan a través de la realización de tres prácticas relacionadas con el contenido general de la asignatura en las que el alumno se familiariza con problemas reales, dinámica de funcionamiento, equipos y protocolos de un laboratorio general de Fisiología Vegetal. Las prácticas se realizarán en los laboratorios generales de Biología en sesiones de 4h, 5h o 6h dependiendo de la práctica. Las prácticas que se desarrollarán son las siguientes: Práctica 1. Nutrición: Determinación de carencias minerales en partir de sus sintomas externos. Duración 6 horas. Práctica 2. Efecto de la nutrición nitrogenada sobre actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo del nitrógeno. Duración 4 horas. Práctica 3. Control hormonal de la germinación en semillas de cereales. Duración 5 h. En las sesiones de prácticas el alumno entregará un informe con los resultados obtenidos que supondrá un complemento a la nota final de prácticas. G05 Tener capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del campo de la biología para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole científica, social o ética. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

6 G07 Adquirir capacidad de organización, planificación y trabajo en grupo. E006 Aplicar los principios básicos del pensamiento y del método científico E028 Realizar pruebas funcionales y determinar parámetros vitales. E032 Diagnosticar el estado hídrico y nutricional de las plantas. E076 Comprender a nivel molecular la respuesta de las plantas frente a diferentes tipos de estrés. E107 Conocer las características funcionales de los seres vivos que habilitan para la investigación, docencia y explotación de los resultados. AAD sin presencia del profesor Metodología de enseñanza-aprendizaje: La actividades complementarias como resolver cuestiones, problemas, sesiones de discusión etc. se realizarán en horario de clase y se especificarán en los proyectos docentes de cada profesor. Exposiciones y seminarios Metodología de enseñanza-aprendizaje: A propuesta del profesor, los alumnos que lo deseen podrán hacer un seminario dentro de los horarios reservados para las clases teóricas. Esta actividad se considera una actividad complementaria y tanto la calificación, temas propuestos y la exposición se describirá en los proyectos docentes de cada profesor. G05 Tener capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del campo de la biología para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole científica, social o ética. G04 Poder transmitir información, ideas, problemas, y soluciones del ámbito de la biología a un público tanto especializado como no especializado. G07 Adquirir capacidad de organización, planificación y trabajo en grupo. E091 Adquirir una base teórica sólida acerca de los procesos funcionales y moleculares que rigen el funcionamiento de las plantas. E107 Conocer las características funcionales de los seres vivos que habilitan para la investigación, docencia y explotación de los resultados. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

7 Exámenes Clases teóricas G03 Tener capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del campo de la biología para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole científica, social o ética. G04 Poder transmitir información, ideas, problemas, y soluciones del ámbito de la biología a un público tanto especializado como no especializado. G07 Adquirir capacidad de organización, planificación y trabajo en grupo. E006 Aplicar los principios básicos del pensamiento y del método científico E018 Valorar los aspectos ambientales de los distintos grupos de organismos vivos (vegetales). E019 Valorar los aspectos sociales de la investigación Biológica. E025 Conocer el funcionamiento de cada uno de los sistemas orgánicos y la integración de los mismos. E028 Realizar pruebas funcionales y determinar parámetros vitales. E029 Analizar la influencia de los factores ambientales sobre la fotosíntesis y la producción de los vegetales. E031 Controlar in vivo e in vitro los procesos biológicos de las plantas. E032 Diagnosticar el estado hídrico y nutricional de las plantas. E047 Realizar servicios de asesoramiento relacionados con la Biología Vegetal. E091 Adquirir una base teórica sólida acerca de los procesos funcionales y moleculares que rigen el funcionamiento de las plantas. E107 Conocer las características funcionales de los seres vivos que habilitan para la investigación, docencia y explotación de los resultados. BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Bibliografía general Fundamentos de Fisiología Vegetal. -Azcón-Bieto J, Talón, M Edición: 2 ed Publicación: Ed Interamericana, Mc Graw-Hill Fisiología Vegetal. Publicación: -Barceló J, Nicolás G, Sabater B, Edición: Sánchez R Ediciones Pirámide Biochemistry and Molecular Biology of Plants, -Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL Edición: 1 ed ( 2000) Publicación: American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

8 Introduction to Plant Physiology -Hopkins WG, Hüner NPA Edición: 3ª ed Publicación: John Wiley Sons Plant Physiology Taiz L, Zeiger Z Edición: 5 ed, 2010 Publicación: Sinauer Associates Inc. Fisiología de las Plantas. III. Desarrollo de las plantas y fisiología ambiental. Salisbury FB, Ross CW - Edición: 2000 Publicación: Paraninfo. Fisiologia Vegetal ( Volumen 1 y 2) Taiz L and Zeiger E. Edición: 2002 Publicación: Universitat Jaume I Fisiología Vegetal Barceló J, Nicolas R, Sabater B, Sánchez Edición: R 2000 Publicación: Pirámide Sistema de evaluación Examen de tipo test de respuesta verdadero, falso o no contestada, y preguntas cortas de desarrollo. Evaluación de la asignatura Se realizará mediante un examen de teoría y uno de prácticas. La nota de teoría representará el 75 % y la de prácticas el 25 % de la nota final. La asignatura se aprobará con la calificación de 5 sobre un máximo de 10, y ambos exámenes serán compensatorios a partir de 4. La nota de la teoría o de las prácticas aprobadas, así como las calificaciones de las actividades complementarias se guardarán hasta la siguiente convocatoria de septiembre o diciembre. Evaluación por curso Evaluación de la teoría. En todos los grupos se realizarán un ejercicio escrito que se superará con una calificación igual o superior a 5. El exámen de teoría será de 70 preguntas tipo test y 2 preguntas cortas que representarán el 70% y el 30% respectivamente de la nota de teoría. Evaluación de las prácticas La asistencia a las prácticas será obligatoria. La evaluación de las prácticas se hará mediante la realización de un examen con preguntas tipo test y con una parte de desarrollo que consistirá en la resolución de problemas y supuestos prácticos. Cada parte del examen representará el 50 % de la nota. El examen se aprobará con un 5 y solo se podrá compensar con la nota de teoría a partir del 4. Los alumnos que no superen la asignatura deberán repetir el examen de prácticas en el curso siguiente, si bien la repetición de las sesiones de prácticas será voluntaria. El examen de prácticas se realizará conjuntamente con el de teoría en las convocatorias oficiales de Junio o Septiembre. Evaluación de cuestiones, seminarios y otras actividades complementarias. La evaluación de estas actividades complementarias realizadas en cada grupo se hará en las horas de clase, según la exigencia de cada profesor y supondrán un complemento a la nota de teoría o práctica. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9

9 CALENDARIO DE EXÁMENES La información que aparece a continuación es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando se aproxime la fecha de los exámenes. CENTRO: Facultad de Biología 1 ª Convocatoria Fecha: Aula: 22/6/2015 Hora: Por definir Por definir CENTRO: Facultad de Biología 2 ª Convocatoria Fecha: Aula: 11/9/2015 Hora: Por definir Por definir TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: ALFONSO DE CIRES SEGURA SOFIA GARCIA-MAURIÑO RUIZ-BERDEJO JOSE A MONREAL HERMOSO MARIA ROSARIO ALVAREZ MORALES CRISTINA ECHEVARRIA RUIZ DE VARGAS ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grp de Clases Teóricas de Fisiología Vegetal II (982634) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: ALVAREZ MORALES, MARIA ROSARIO HORARIO SIN ESPECIFICAR Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 9