Botanica - Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali

Botanica
Docente
Prof. Mario De Stefano
Anno
1° anno
Corso di studi
Biotecnologie
Tipologia
Di base
Crediti
6
SSD
BIO 01
Anno Accademico
2013/2014
Periodo didattico
Secondo semestre
Propedeuticità
Chimica Generale, Fisica, Citologia e Istologia, Chimica Organica
Frequenza
Facoltativa
Modalità di esame
Superamento di una prova orale
Sede
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta
Orario lezioni
Lezioni: dal
Martedì, Giovedì 14:00-16:00 Aula B2
Appelli di esame
Orario di ricevimento
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
14/1/09; 4/2/09; 25/3/09; 13/5/09; 10/6/09; 8/7/09; 16/9/09; 14/10/09; 10/12/09
Lunedì 10-12.; Giovedì 10-11
Lezioni frontali e Laboratorio
Il corso di Botanica è strutturato in una prima parte incentrata sullo studio della citologia e istologia vegetale seguito
dall’apprendimento del differenziamento e della morfogenesi del corpo primario e secondario del organismi vegetali. Una
terza sezione incentrata sulla filogenesi e sistematica delle principali divisioni del mondo vegetale completa i contenuti del
corso.
Biologia dello sviluppo vegetale (2CFU)
Introduzione alla cellula vegetale
Cellule procariotica vs cellula eucariotica
La cellula vegetale: caratteri distintivi rispetto alla cellula animale
Ultrastruttura e funzione dei principali organelli cellulari: Plasmalemma; Trasportatori di membrana; Mitocondri; Nucleo; RE,
Golgi; Ribosomi;Citoscheletro
Organelli tipici della cellula vegetale: Vacuolo, Parete cellulare, Plastidi
Plastidi e Fotosintesi
Plastidi fotosintetici (cloroplasti):Ultrastruttura e funzione dei tilacoidi e della matrice plastidiale
Pigmenti fotosintetici e loro spettri di assorbimento: Clorofilla; Carotenoidi; Xantofille; Ficobiline
Fotosintesi clorofilliana:Fase luminosa, funzione e bilancio energetico; Fase oscura
Plastidi non fotosintetici e loro localizzazione istologica: Amiloplasti; Cromoplasti; Proplastidi; Ipotesi endosimbiontica dei
plastidi
Vacuolo e osmosi
Ultrastruttura e funzioni del vacuolo
Movimenti dell’acqua e dei soluti nella cellula vegetale: Potenziale idrico; Flusso di massa; Diffusione; Osmosi
Bilancio idrico della cellula vegetale: Emolisi; Pressione di turgore; Plasmolisi
Parete cellulare
Parete procariotica
Parete eucariotica: Parete propriamente detta e involucri (in alghe e protisti); Funzioni della parete cellulare
Piano strutturale della parete delle piante superiori: Componente microfibrillare, ultrastruttura; arrangiamento e ruolo delle
microfibrille di cellulosa e di emicellulosa; Componente amorfa,
arrangiamento e ruolo delle pectine
Biogenesi della parete cellulare: Parete primaria; Parete secondaria; Modificazioni della parete durante la distensione
cellulare; Ultrastruttura e funzione dei plasmodesmi
Botanica generale (3 CFU)
Struttura e sviluppo dello sporofito
Embriogenesi: Organizzazione anatomica dell’embrione delle dico e monocotiledoni; Germinazione nelle dico e
monocotiledoni
Tessuti meristematici e differenziamento cellulare; Meristemi primari e loro localizzazione
Sviluppo di una pianta: Crescita; Differenziamento; Morfogenesi; Organizzazione del corpo primario;
Organizzazione e funzione dei tessuti definitivi: Tessuti tegumentali; parenchimatici; vascolari e secretori
Struttura primaria e secondaria della radice
Funzioni della radice; Tipi di apparati radicali; Organizzazione del meristema radicale
Anatomia del corpo primario della radice (epidermide; corteccia; cilindro centrale); Crescita secondaria nella radice;
Anatomia del corpo secondario della radice
Struttura primaria e secondaria del germoglio (fusto e foglie)
Funzioni del fusto e delle foglie; Organizzazione del meristema apicale del germoglio; Anatomia del corpo primario del
germoglio; Crescita secondaria nel fusto; Anatomia del corpo secondario del fusto; Morfologia e istologia della foglia;
Fillotassi e specializzazioni delle foglie
Le strutture riproduttive
Cariotipo e concetto di ploidia. Riproduzione vegetativa e sessuata. Significato biologico del sesso.
Moltiplicazione vegetativa: tipi e modalità; Meiosi e cicli vitali degli organismi aplonti; diplonti e aplodiplonti; Gametofito e
sporofito e loro relazioni nei cicli vitali (autonomia e matrotrofia)
Le strutture riproduttive nelle piante:
Spore e gameti; iso e eterosporia; iso e eterogamia; microsporogenesi; microgametogenesi; macrosporogenesi;
macrogametogenesi; microgametofiti; macrogametofiti; microsporofiti; macrosporofiti; microsporofilli; macrosporofilli
Il fiore, morfologia, evoluzione e funzione: Ciclo vitale delle Angiosperme: Impollinazione; fecondazione. Autogamia e
allogamia.
Il frutto: tipi differenti di frutti
Il seme: struttura, strategie di disseminazione e germinazione
Sistematica
Protisti e tallofite: caratteri generali, cicli vitali ed ecologia dei principali gruppi di alghe (Rhodophyta; Dinophyta;
Heterokontophyta; Haptophyta; Cryptophyta; Euglenophyta; Chlorophyta).
Funghi. Caratteristiche generali e cicli vitali di Oomycetes; Zygomicetes; Ascomycetes e Basidiomycetes. I Licheni.
Briofite. Caratteristiche generali di Epatiche, Muschi e Antocerote. Ciclo vitale.
Crittogame vascolari: Morfologia generale, cicli vitali, e aspetti filogenetici di Lycophyta; Psilotophyta; Sphenophyta e
Pteridophyta.
Gimnosperme: Morfologia generale, cicli vitali e aspetti filogenetici di Coniferophyta; Cycadophyta; Ginkgophyta e
Gnetophyta
Angiosperme: Morfologia generale, cicli vitali, e aspetti filogenetici di Dicotiledoni e Monocotiledoni.
La biodiversità vegetale
Concetto di specie e nomenclatura binomia; Metodi di classificazione; La variabilità genetica ed il processo dell’evoluzione
nelle piante; Le leggi di Mendel in relazione al meccanismo riproduttivo;
Gli elementi della biodiversità vegetale e la sua misura.
Fitogeografia e Comunità vegetali: Foreste pluviali, Foreste decidue, Savane e Praterie, Deserti. Adattamenti delle piante alle
diverse comunità
LABORATORIO- 3 Esercitazioni
Testi consigliati e
bibliografia
Raven P.H. et al. (2002). Biologia delle piante. Zanichelli, Bologna
Speranza e Calzoni (2001).Struttura delle piante in immagini. Zanichelli, Bologna
APPUNTI DALLE LEZIONI
Curriculum docente
Mario De Stefano (1972) si è laureato con lode in Scienze Biologiche presso l'Università 'Federico II'di Napoli nel 1996. Da Ottobre 1996 a Gennaio
1999 ha frequentato i laboratori di Ecologia del Benthos e di Botanica Marina della Stazione Zoologica di Napoli “A.Dohrn” (SZN) partecipando a programmi di
ricerca in collaborazione con la dott.ssa Lucia Mazzella e il dott. Donato Marino. Nel Gennaio1999 ha vinto il Dottorato di ricerca in Biologia delle Alghe presso
l’Università di Messina nell’ambito del quale ha lavorato, prevalentemente presso la SZN, sulla sistematica, ecologia e fitogeografia delle diatomee associate a
fanerogame del Mediterraneo. Su tali linee di ricerca ha tenuto seminari in ambito nazionale e internazionale e seguito vari tesisti. Durante il Dottorato ha
frequentato il Master internazionale annuale “Electron Microscopy: a tool for industrial quality and environment monitoring” presso l’Istituto Superiore
Universitario di Formazione Interdisciplinare dell’Università degli Studi di Lecce e 7 PhD courses presso la SZN. Nel 2001 ha conseguito il titolo di “Esperto in
Microscopia Elettronica a Scansione” e nel 2002 quello di Dottore di Ricerca in Biologia delle Alghe con una tesi sulle comunità a diatomee delle fanerogame
Mediterranee risultata vincitrice del premio della Società Botanica Italiana per le migliori tesi di Dottorato in Botanica nel 2004. Dal 2002 al 2004 lavora come
ricercatore a contratto presso il lab. di Botanica Marina della SZN. Nel 2003 inizia a collaborare con l’I.M.M. CNR di Napoli, alla realizzazione di un progetto
pilota per l’utilizzo di diatomee in nano fotonica e biosensoristica. Dal Gennaio 2005 è Ricercatore (BIO/01) presso la Facoltà di Scienze Ambientali della
Seconda Università degli Studi di Napoli dove è titolare degli insegnamenti di Botanica Generale per il corso di laurea in Biotecnologie e di Biologia e Botanica
Marina per il corso di Laurea in Scienze Ambientali. Le principali linee di ricerca, condotte in collaborazione con soggetti nazionali ed internazionali, si
incentrano: i) nell’analisi tassonomica, ecologica e filogenetica delle comunità bentoniche a diatomee in differenti ambiti biogeografici; ii) nell’utilizzo delle
diatomee in applicazioni micro e nanotecnologiche e iii) nello studio delle interazioni ultrastrutturali ed ecologiche fra fanerogame, microrganismi e ambiente.
Nel 2008 vince la “Science and Engineering Visualization Challenge”, la prestigiosa competizione internazionale di fotografia scientifica organizzata
dalla “National Science Fundation“ e da“Science” (primo italiano vincitore nella storia della competizione). Il suo contributo “The glass forest: best world image
of 2008” è pubblicato nel numero di “Science” del 26/9/2008 dedicato alla competizione e riportato dai principali quotidiani nazionali e dalla stampa
internazionale fra cui National Geographic Magazine, Washington Post, New York Times, New Scientist etc. Nel 2009 vince nuovamente la “Science and
Engineering Visualization Challenge”, nella categoria “Scientific Illustration” con un contributo intitolato “Back to the Future, best world image of
2009”diventando anche il primo vincitore plurimo nella storia della competizione. Back to the Future” è pubblicato nel numero di “Science” del 12/2/2010
dedicato alla competizione. Mario De Stefano è responsabile scientifico di numerosi progetti di ricerca i svolti in collaborazione con prestigiosi enti di ricerca
nazionali e internazionali. Ha inoltre partecipato al US Antartctic Program e è attualmente coinvolto ne Programma Nazionale Ricerca Antartide. Mario De
Stefano, ad oggi, è autore di 56 lavori su autorevoli riviste internazionali indicizzate, 1 libro, 7 rewiew ad ampia diffusione internazionale e 75 Proceedings di
conferenze nazionali ed internazionali. Nell’ambito delle ricerche effettuate, ha descritto e formalmente istituito 2 nuovi generi, 8 nuove specie e 7 nuove
varietà di diatomee.