PROGRAMA TEÓRICO ANALÍTICO
TEMA 1: INTRODUCCION
  Qué se entiende por Fisiología Vegetal. Relaciones con las otras ciencias. Bibliografía: libros y revistas especializadas.
 
TEMA 2: LA CELULA VEGETAL
  Repaso de la morfología y función de los constituyentes celulares: pared celular, citoplasma, núcleo, cloroplastos, mitocondrias, ribosomas, peroxisomas, vacuolas.
 
TEMA 3: LA OBTENCION DE ENERGIA
 

Fotosíntesis y respiración

Fotosíntesis. Naturaleza del fenómeno fotosintético y su significado biológico: la transformación de la energía radiante en energía química. Ubicación subcelular del proceso.

Pigmentos de los cloroplastos. Clorofilas, caratenoides:tipos y función. La absorción de la luz por los pigmentos fotosintéticos: estado basal y estados excitados.

La estructura membranosa del cloroplasto y su relación con la reacción clara de la fotosíntesis. Reacción clara. Generalidades. Los fotosistemas y las reacciones asociadas a ellos: reacciones fotofísicas y bioquímicas. El papel de la luz. Los productos de la reacción clara: evolución del oxígeno y fotólisis del agua, la formación del NADH y del ATP. Mecanismos de exportación de poder reductor desde el cloroplasto hacia otras partes de la célula. Rendimiento cuántico: concepto.

La reacción "oscura": el ciclo de Calvin. Su existencia en plantas C3 y C4. Ubicación en el cloroplasto. Productos iniciales, intermedios y finales. La utilización de los productos de la reacción clara en la fijación y reducción del CO2.

La fotorrespiración como proceso fotosintético. Concepto. Localización subcelular del proceso y mecanismo.

Mecanismos de concentración del CO2 en el cloroplasto. Fotosíntesis en plantas C4. Cloroplastos dimórficos. Tipos de plantas C4. La fijación y reducción del CO2 en plantas C4: localización tisular y subcelular. Mecanismo.

Otros mecanismos de concentración del CO2 en las células fotosintéticas. El caso de cianobacterias, algas verdes y angiospermas acuáticas. El mecanismo en crasuláceas: la fijación y reducción del CO2 en crasuláceas. Semejanzas y diferencias con las plantas C3 y C4.

Respiración: Concepto. Significado biológico. Sustratos respirables.Ubicación subcelular. La mitocondria como sitio de la respiración aeróbica: relación estructura-función.

Fermentación: mecanismo, productos finales. Su importancia relativa durante las etapas de la ontogenia de la planta.
La respiración aeróbica. Concepto.Mecanismo: Glicólisis y ciclo de Krebs. La cadena respiratoria: descripción y ubicación en la mitocondria. Semejanzas y diferencias con la reacción clara de la fotosíntesis. Productos de la respiración aeróbica: ATP, coenzimas reducidas, ácidos orgánicos. Relaciones con otras vías metabólicas.

Cociente respiratorio: concepto. Factores que afectan la respiración. Fotosíntesis y respiración: punto de compensación y concentración de compensación del CO2. Comparación entre plantas C3 y C4.

El ciclo oxidativo de las pentosas. Breve descripción. Su significado fisiológico.

Fotorrespiración. Concepto. Localización subcelular del proceso y mecanismo. Respiración y fotorrespiración: diferencias fundamentales.

 
TEMA 4: LA UTILIZACION DE LA ENERGIA
 

I. Metabolismo del Nitrógeno

Las posibles fuentes de nitrógeno para el vegetal. El nitrato como fuente de N. La reducción de nitratos y nitritos en la célula: mecanismo general y localización subcelular. Enzimas intervinientes.

Nitrato reductasa en procariotas y en eucariotas: semejanzas y diferencias. La nitrato reductasa asimilatoria de plantas superiores: actividad catalítica. Estructura de la proteína: subunidades; dominios estructurales y funcionales. Dadores de electrones. Sitios activos. Regulación de la actividad.

Nitrito reductasas asimilatorias y disimilatorias: concepto. Tipos de nitrito reductasas. La nitrito reductasa de plantas superiores. Dadores de electrones. Los transportadores de elctrones hacia el nitrito: el grupo Fe-S y el grupo sirohemo. La reducción de nitritos como proceso fotosintético.

Relación entre fotosíntesis y reducción total de nitratos en plantas C3 y C4

La reducción de nitratos y nitritos en la planta: localización de los procesos.

Fijación de nitrogeno atmosférico: el complejo nitrogenasa. Posibles dadores de electrones. Receptores naturales y artificiales de electrones. Regulación de su actividad. Fijación del N atmosférico en leguminosas. Estructura del nódulo. Interrelación nódulo/planta en la fijación biológica del nitrógeno (FBN). Factores que regulan la FBN. La FBN en cianobacerias.

Nitrogeno orgánico. La incorporación del N a los compuestos orgánicos: formación de aminoácidos. Las enzimas que intervienen en el proceso. Localización subcelular. La formación de aminoácidos como proceso fotosintético. La formación de aminoácidos en las mitocondrias.

II. Nutrición Mineral

Los elementos minerales en la célula. Elementos esenciales y no esenciales. Criterios de esencialidad. Métodos para determinarla. Macro y microconstituyentes: concepto. Papeles general y específicos de los elementos esenciales en la célula.

Cultivo en soluciones nutritivas minerales: composición de las mismas. Algunos medios de cultivo utilizados. El análisis foliar como método para detectar deficiencias minerales: concepto.

La absorción de sales por la célula. Mecanismos de transporte de solutos a través de membranas. Transporte activo y pasivo: mecanismos, semejanzas y diferencias. Transporte activo de solutos con y sin intervención del ATP. Mecanismos pasivos: difusión simple y facilitada; equilibrio de Donnan.

Absorción de nutrientes por la planta. El mecanismo de absorción por las raíces. Trayectoria de las sales minerales en la raíz: apoplasto y simplasto.

Movimiento de solutos en las plantas. Aspectos generales. Movimiento hacia abajo y hacia arriba de solutos orgánicos. Transporte por el floema:Carga y descarga del floema.Movimiento de solutos. Mecanismos.


III. Agua y Balance Hídrico

Contenido de agua y distribución en la célula. Magnitudes osmóticas. Potencial químico del agua. Potencial hídrico y osmótico; potencial de pared: conceptos. Relaciones entre ellos.

El movimiento del agua inter/intracelular: fuerzas que lo regulan. El estado hídrico de las células: parámetros y métodos de determinación.

El agua en la planta: absorción pasiva y absorción activa; concepto e importancia relativa. Mecanismos. Absorción pasiva y transpiración. Absorción activa y acumulación de solutos en el xilema. Trayectoria del agua en la raíz.

El movimiento del agua en las plantas : el traslado desde las raíces hasta la parte aérea. Teorías. Presión de raíz: concepto e importancia.

Pérdida del agua por el vegetal. Transpiración y gutación. La transpiración como un caso especial de evaporación. La evaporación del agua a través de poros pequeños. Factores que afectan la transpiración. Métodos para medirla. Apertura y cierre estomático: mecanismo y regulación.

Relaciones entre el agua y los distintos tipos de suelo y la planta. Marchitamiento temporario y permanente: concepto. Capacidad de campo y punto de marchitez permanente: concepto, importancia y valores habituales. Periodos críticos de humedad: concepto


IV. Germinación y crecimiento vegetativo

IV.1 Germinación
Fisiología de la germinación. Procesos tempranos (imbibición de la semilla, reorganización de las membranas, reorganización del DNA, reaunudación de la respiración) y tardíos (movilización de reservas, crecimiento). La germinación en cebada: descripción del proceso. Regulación de la germinación por condiciones ambientales: agua, oxígeno, temperatura. Regulación por luz: tipos de semillas según su reacción a la luz blanca. Efecto de la calidad de la luz. El fitocromo: definición. Ubicación subcelular. Reacción de inducción-reversión y de alta energía. Regulación de la germinación por factores endógenos.

Latencia. Definición. Métodos para romper la latencia en semillas.

La longevidad de las semillas. Pérdida de viabilidad: algunas teorías que la expliquen.


IV.2 Crecimiento Vegetativo

Crecimiento vegetativo. Concepto. Curva de crecimiento. Fases del crecimiento vegetativo: división celular, alargamiento y diferenciación. Parámetros de crecimiento. Factores ambientales que afectan al crecimiento. Temperatura y termoperiodicidad. Luz: intensidad y calidad.

Reguladores endógenos del crecimiento. Las hormonas del crecimiento. Concepto y definición. Pruebas biológicas y bioquímicas para su determinación: concepto y ejemplos. Clasificación de las fitohormonas. Las auxinas. Constitución química. Biosíntesis. Auxinas libre y ligada. Traslado. Regulación por auxinas del alargamiento celular. Otras hormonas involucradas. Otros efectos de las auxinas. Giberelinas, citocininas.

Las hormonas del estrés: acido abscísico y etileno. Biosíntesis. Efectos biológicos. Otras hormonas vegetales

Movimientos de crecimiento: tipos. Tropismos. Fototropismo. Participación de las auxinas en su regulación. Geotropismo negativo en tallos: hormonas involucradas. Geotropismo positivo de raíces: participación de hormonas e inhibidores del crecimiento.

Algunas aplicaciones de los reguladores del crecimiento en la agricultura.


V. Envejecimiento

Envejecimiento del organismo. Ontogenia: concepto. Las etapas etapas juvenil, madura y senil. Características.

El crecimiento reproductivo como parte de la fase de madurez: la floración y su regulación por la luz. Clasificación de las plantas segun su reacción fotoperiódica. Intervención del fitocromo en la regulación de la floración. El estímulo de la floración. Captación, transmisión y movimiento. Inhibición transmisible. La inducción fotoperiódica. Persistencia de la inducción. Hormonas y floración. Regulación por temperatura: vernalización. Concepto. Captación del estímulo. Vernalización en planta. Devernalización.

El envejecimiento foliar: algunos procesos fisiológicos que lo caracterizan. Factores que regulan el envejecimiento foliar.


VI. Fisiología de la planta bajo estrés

Estrés: concepto. Resistencia, aclimatación y adaptación: conceptos. Agentes estresantes: tipos. Respuestas de la planta a los distintos tipos de estrés: daños y respuestas adaptativas. Respuestas metabólicas al estrés. La degradación de proteínas durante el estrés producido por distintos factores: el papel de la ubiquitina. Estrés por temperatura: efecto de las bajas temperaturas; agentes crioprotectores; efecto de la temperatura elevada; las proteínas del "golpe de calor" (heat-shock proteins). Estrés hídrico: las dehidrinas y otras proteínas de la embriogénesis tardía (LEA- proteins). La luz como agente estresante. Estrés salino y estrés iónico. Estrés mecánico. Contaminantes atmosféricos. El sistema de defensa antioxidante y los distintos tipos de estrés.




FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES - UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA