MORFOLOGIA E FISIOLOGIA VEGETALE 1

Modulo MORFOLOGIA VEGETALE

Conoscenza e comprensione. Al termine del corso e con il superamento dell'esame, lo studente sarà in grado di:

• descrivere l'organizzazione della cellula vegetale, con particolare riferimento a struttura e funzioni di parete cellulare, plastidi e vacuolo;
• riconoscere e descrivere i tessuti vegetali meristematici (primari e secondari) e adulti (tegumentali, parenchimatici, meccanici, conduttori e secretori);
• illustrare la struttura morfologica e anatomica, primaria e secondaria, di fusto, radice e foglia in Gimnosperme, Dicotiledoni e Monocotiledoni;
• descrivere la struttura del seme (tegumenti, embrione, endosperma e perisperma), le sostanze di riserva e la loro localizzazione, e gli aspetti morfologici della germinazione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine del corso e con il superamento dell'esame, lo studente sarà in grado di:

• osservare al microscopio ottico preparati vegetali e riconoscere tessuti e sezioni anatomiche di organi vegetativi, semi e frutti;
• correlare le caratteristiche morfologiche e anatomiche osservate con la funzione, con lo stadio di sviluppo della pianta e con i principali adattamenti ambientali (ad es. anatomia fogliare di piante xerofite e idrofite, struttura del tegumento seminale e imbibizione).

Autonomia di giudizio. Lo studente acquisisce la capacità di:

• valutare in modo autonomo le caratteristiche istologiche e anatomiche di un preparato;
• individuare i criteri diagnostici per il suo riconoscimento;
• collegare la struttura osservata alla funzione.

Queste capacità si sviluppano con le esercitazioni di laboratorio e con la discussione guidata in aula di immagini e preparati microscopici.

Abilità comunicative. Lo studente sviluppa la capacità di descrivere le strutture osservate con proprietà di linguaggio e con una terminologia botanica e anatomico-vegetale rigorosa e appropriata. Le occasioni sono le interazioni orali durante lezioni e laboratori e la descrizione dei preparati e degli argomenti del programma in sede d'esame.

Capacità di apprendimento. Lo studente acquisisce la capacità di consultare e comprendere in autonomia testi scientifici, atlanti di anatomia vegetale e materiale bibliografico integrativo, per approfondire la botanica strutturale. Questa capacità è la base per lo studio della fisiologia vegetale nel modulo successivo.

Il modulo (3 CFU, 26 ore) si articola in:

• Lezioni frontali (2 CFU = 14 ore): lezioni con presentazioni multimediali (slide in PowerPoint), integrate da schemi alla lavagna. L'approccio è interattivo e punta a stimolare il ragionamento sulle relazioni tra forma, struttura anatomica, funzione e ambiente.
• Esercitazioni di laboratorio (1 CFU = 12 ore): uso del microscopio ottico; osservazione e riconoscimento di tessuti, sezioni anatomiche di organi vegetativi, semi e frutti.

I materiali didattici (presentazioni) saranno resi disponibili agli studenti sulla piattaforma informatica adottata dall'Ateneo.

Per affrontare proficuamente i contenuti del modulo di Morfologia Vegetale è opportuno che lo studente possieda le seguenti conoscenze pregresse:

• Utili: nozioni elementari di Botanica (differenza tra organismi procarioti ed eucarioti, principali gruppi vegetali, ciclo vitale delle piante a seme).
• Importanti: conoscenze di base di Citologia (organizzazione della cellula eucariotica, struttura e funzione degli organelli, divisione cellulare: mitosi e meiosi).
• Indispensabili: concetti fondamentali di Chimica generale e organica (legami chimici, struttura delle principali macromolecole biologiche: polisaccaridi, lipidi, proteine).

La frequenza del corso è obbligatoria e si intende acquisita se lo studente ha frequentato almeno il 65% delle ore curriculari previste dalla disciplina.

Il corso affronta la biologia strutturale delle piante a cormo ai tre livelli di indagine: cellula, tessuto e organo. Le strutture sono messe costantemente in relazione con le funzioni e con l'ambiente. È previsto un approfondimento dedicato al seme, quale base morfo-anatomica per lo studio della fisiologia del seme nel modulo di Fisiologia Vegetale. I contenuti si articolano nei seguenti nuclei tematici:

– Citologia: la cellula vegetale; struttura e funzioni della parete cellulare (parete primaria e secondaria, modificazioni secondarie), dei plastidi (tipi, origine e interconversioni) e del vacuolo.

– Istologia:

• tessuti meristematici primari e secondari (meristemi apicali, cambio cribro-vascolare, fellogeno);
• tessuti adulti tegumentali (epidermide, stomi, tricomi, sughero), parenchimatici, meccanici (collenchima e sclerenchima), conduttori (xilema e floema) e secretori (cenni).

– Organografia del fusto: accrescimento; struttura morfologica e anatomica, primaria e secondaria, in Gimnosperme, Dicotiledoni e Monocotiledoni; il legno.

– Organografia della radice: apparato radicale; struttura primaria e secondaria; origine delle radici laterali.

– Organografia della foglia: origine, differenziazione e anatomia dei diversi tipi di foglia; adattamenti morfo-anatomici all'ambiente (foglie xeromorfe, idromorfe, anatomia di Kranz).

– Il seme (approfondimento morfo-anatomico):

• struttura del seme: tegumenti/episperma, embrione, endosperma e perisperma;
• semi albuminati ed esalbuminati;
• sostanze di riserva e loro localizzazione;
• morfologia e anatomia del pericarpo e del frutto in relazione all'imbibizione e alla dispersione;
• aspetti morfologici della germinazione, dall'imbibizione all'emergenza della plantula.

1. Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli.
2. A. M. Smith et al. Biologia delle piante, vol. 1. Zanichelli.
3. A. Speranza, G. L. Calzoni. Struttura delle piante in immagini. Guida all'anatomia microscopica delle piante vascolari. Zanichelli (consigliato per il laboratorio).

La verifica mira ad accertare due aspetti:

• il livello di conoscenza e comprensione delle strutture citologiche, istologiche e anatomiche delle piante, compresa la morfologia del seme;
• la capacità di applicare tali conoscenze nell'analisi microscopica e di correlare le strutture con le funzioni e con l'ambiente.

Il modulo fa parte dell'esame unico di Morfologia e Fisiologia Vegetale. La valutazione del modulo si articola in due momenti distinti: una prova pratica e un colloquio orale.

Prova pratica:

• Struttura: riconoscimento al microscopio ottico di un preparato istologico o anatomico (tessuto o sezione di organo vegetativo, seme o frutto), con descrizione delle strutture osservate.
• Finalità: valutare la capacità di individuare i criteri diagnostici e di riconoscere correttamente il preparato. Il superamento della prova pratica è propedeutico al colloquio orale.

Colloquio orale: verte sugli argomenti del programma. Verifica:

• la conoscenza dei contenuti;
• la capacità di correlare struttura e funzione;
• la proprietà di linguaggio scientifico, il rigore del lessico botanico, la chiarezza espositiva e la capacità di argomentare e collegare i concetti.

La valutazione del modulo concorre al voto finale dell'esame integrato con il modulo di Fisiologia Vegetale. Ove necessario, la verifica potrà svolgersi anche per via telematica.

La votazione è espressa in trentesimi secondo il seguente schema:

Non idoneo

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: significative carenze e imprecisioni.
• Capacità di analisi e sintesi: irrilevanti, frequenti generalizzazioni.
• Utilizzo di riferimenti: completamente inappropriato.

18–20

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: molto modesta, imperfezioni evidenti.
• Capacità di analisi e sintesi: appena sufficienti.
• Utilizzo di riferimenti: appena appropriato.

21–23

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: conoscenza poco più che sufficiente.
• Capacità di analisi e sintesi: discreta capacità di analisi e sintesi; argomenta in modo logico e coerente.
• Utilizzo di riferimenti: utilizza le referenze standard.

24–26

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: conoscenza buona.
• Capacità di analisi e sintesi: buone capacità di analisi e di sintesi; gli argomenti sono esposti coerentemente.
• Utilizzo di riferimenti: utilizza le referenze standard.

27–29

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: conoscenza più che buona.
• Capacità di analisi e sintesi: notevoli capacità di analisi e di sintesi.
• Utilizzo di riferimenti: ha approfondito gli argomenti.

30–30 e lode

• Conoscenza e comprensione dell'argomento: conoscenza ottima.
• Capacità di analisi e sintesi: notevoli capacità di analisi e di sintesi.
• Utilizzo di riferimenti: significativi approfondimenti.

Esempi di quesiti per la prova pratica:

– Riconoscere al microscopio il preparato e indicare se si tratta di fusto, radice o foglia, di Dicotiledone o Monocotiledone, in struttura primaria o secondaria, motivando la risposta con i caratteri diagnostici osservati.

– Riconoscere il tessuto osservato (ad es. collenchima, sclerenchima, xilema, floema, sughero) e descriverne le caratteristiche distintive.

Esempi di domande per l'esame orale:

– Descrivere le diverse tipologie di plastidi e le loro modalità di interconversione.

– Confrontare la struttura primaria del fusto nelle Dicotiledoni e nelle Monocotiledoni.

– Descrivere l'attività del cambio cribro-vascolare e del fellogeno, e spiegare come si forma la struttura secondaria del fusto.

– Descrivere la struttura del seme e spiegare in che modo il tegumento seminale e il pericarpo influenzano l'imbibizione e la disseminazione.