PD:Fisiologia Vegetal

Pla docent de l'assignatura

Català

Castellano

Tanca

Dades generals

Nom de l'assignatura: Fisiologia Vegetal

Codi de l'assignatura: 362250

Curs acadèmic: 2022-2023

Coordinació: Rubén Alcázar Hernández

Departament: Departament de Biologia, Sanitat i Medi Ambient

Crèdits: 6

Programa únic: S

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

Activitats presencials i/o no presencials

- Teoria	Presencial i no presencial	35
- Pràctiques de laboratori	Presencial i no presencial	15
- Seminari	Presencial i no presencial	10

Treball tutelat/dirigit

Aprenentatge autònom

Recomanacions

Assignatures prèvies recomanades: Biologia Cel·lular, Química General i Inorgànica, Física Aplicada a Farmàcia, Fisicoquímica I i II, Química Orgànica I i II, Botànica Farmacèutica, Bioquímica, Biologia Molecular i Genòmica.

Altres recomanacions

Coneixements bàsics d’anglès i de les eines habituals en informàtica.

Competències que es desenvolupen

-	Capacitat d'aprenentatge i responsabilitat (capacitat d'anàlisi, de síntesi, de visions globals i d'aplicació dels coneixements a la pràctica / capacitat de prendre decisions i d'adaptació a noves situacions).
-	Capacitat creativa i emprenedora (capacitat de formular, dissenyar i gestionar projectes / capacitat de cercar i integrar nous coneixements i actituds).
-	Capacitat comunicativa (capacitat de comprendre i d'expressar-se oralment i per escrit en català, castellà i una tercera llengua, amb domini del llenguatge especialitzat / capacitat de cercar, usar i integrar la informació).

-	CB5. Habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
-	Reconèixer les pròpies limitacions i la necessitat de mantenir i d'actualitzar la competència professional, prestant especial importància a l'autoaprenentatge de coneixements nous sobre la base de l'evidència científica disponible.
-	CB2. Capacitat per aplicar els coneixements a la feina o ocupació d'una manera professional i per desenvolupar determinades competències que permetin l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins de l'àrea d'estudi.

-	Analitzar i controlar fàrmacs i medicaments, com també altres productes i matèries primeres d'interès sanitari, d'ús humà o veterinari.
-	Obtenir i produir fàrmacs i medicaments, com també altres productes i matèries primeres d'interès sanitari, d'ús humà o veterinari.
-	Saber aplicar el mètode científic i adquirir habilitats en el maneig de la legislació, les fonts d'informació, la bibliografia i els protocols.

-	En la mesura que sigui possible s’incorpora la perspectiva de gènere en el temari de l’assignatura. La docència, desenvolupament i/o activitats de l’assignatura tenen en compte els objectius de desenvolupament sostenible (ODS), incloent-hi la perspectiva de gènere.

Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements

— Distingir les estructures bàsiques d’una cèl·lula vegetal i les seves particularitats estructurals i funcionals.

— Ser capaç d’explicar com les plantes obtenen els recursos i l’energia.

— Comprendre la diversitat estructural, metabòlica i funcional dels productes secundaris.

— Comprendre els mecanismes de control (hormonal i ambiental) del creixement i desenvolupament de les plantes.

— Introduir les tècniques d’enginyeria genètica i del cultiu in vitro. La utilització d’aquestes tècniques obre noves vies per a la manipulació genètica dels vegetals.

— Iniciar el futur professional en el coneixement de les vies metabòliques que condueixen a la bioproducció de compostos d’interès terapèutic i la seva regulació.

Referits a habilitats, destreses

— Conèixer el funcionament organitzatiu d’un laboratori biològic i els procediments de treball normalitzats dels instruments científics emprats.

— Adquirir la capacitat de treball en equip, a través dels grups de pràctiques de laboratori.

— Aprendre els conceptes bàsics per desenvolupar i manipular cultius in vitro de plantes, així com a treballar en condicions estèrils, i a emprar tot l’utillatge i equipament que requereix aquest tipus de tècniques.

— Conèixer el funcionament de les principals bases de dades de gens i proteïnes vegetals.

— Ser capaç de valorar els riscos associats al manejament de materials biològics.

— Adquirir la motivació de l’aprenentatge autònom i la capacitació per a la consulta de fonts d’informació.

Referits a actituds, valors i normes

— Implicar-se i esforçar-se en el treball, tant individual com col·lectiu.

— Plantejar-se uns objectius i planificar la manera d’assolir-los.

— Plantejar-se com s’ha d’actuar per generar el coneixement científic.

Blocs temàtics

1. Introducció i conceptes generals

1.1. Concepte de fisiologia vegetal

La planta com a factoria viva productora de medicaments i aliments. Concepte funcional de planta medicinal i droga vegetal. Fisiologia vegetal i salut. Descripció dels objectius i les activitats

2. Particularitats estructurals i funcionals de la cèl·lula vegetal

2.1. Particularitats de la cèl·lula vegetal. Membranes

Estructura i funció de la cèl·lula vegetal. Membranes cel·lulars i transport. Particularitats funcionals de les membranes de les cèl·lules vegetals. Importància dels vacúols

2.2. La paret cel·lular vegetal

Composició, organització estructural, biogènesi i expansió de la paret cel·lular. Paret primària i paret secundària. Funcions fisiològiques de la paret

2.3. Cloroplast

Sistemes membranosos i compartiments. El genoma del cloroplast. Origen dels cloroplasts i de tots els seus components

3. Obtenció de recursos i energia. Metabolisme primari

3.1. Elements essencials

Macronutrients i micronutrients. Estat nutritiu de la planta. Deficiències i toxicitat. Solucions nutritives. Cultius hidropònics i cultius in vitro

3.2. Absorció i transport d’aigua i sals minerals

Potencial hídric. Apoplast i simplast. Absorció per les arrels i transport pel xilema. Transpiració i control de l’obertura estomàtica

3.3. El transport pel floema

El floema com a sistema conductor. Estructura del floema. Substàncies transportades pel floema. Mecanismes de transport

3.4. Fotosíntesi. Conceptes. Captació de l’energia lumínica

Concepte i significació de la fotosíntesi. Absorció i emissió de la llum pels pigments fotosintètics. Fotosistemes. Fototransport d’electrons. Fotofosforilació

3.5. Fotosíntesi. Utilització de l’energia i el poder reductor

Cicle fotosintètic de reducció del carboni. Interaccions entre els cloroplasts i la resta de la cèl·lula

3.6. Fotorespiració, plantes C4 i CAM

Cicle fotosintètic d’oxidació del carboni (fotorespiració). Mecanismes d’acumulació de CO₂: plantes C4, plantes CAM. Significació fisiològica de les plantes C4 i CAM

3.7. Assimilació de nitrogen i sofre

Reducció i assimilació de nitrogen i sofre. Fixació biològica del nitrogen

4. Metabolisme secundari

4.1. Concepte de metabolisme secundari

Relació amb el metabolisme primari. Classificació dels productes secundaris. Compartimentació cel·lular. Distribució i emmagatzematge dels productes secundaris

4.2. Per a què serveixen els productes secundaris?

Funcions fisiològiques. Interaccions de les plantes amb el seu entorn. Importància dels productes secundaris en l’alimentació i com a principis actius en farmàcia

4.3. Fenols. Via del siquimat

Formació de fenols. Productes secundaris derivats de la via del siquimat. Fenilpropanoides. Polifenols. Importància biològica i aplicacions d’aquest tipus de compostos

4.4. Fenols. Ruta de l’acetat-malonat

Productes secundaris derivats de la via de l’acetat-malonat. Policètids. Metabolisme dels flavonoides i estilbenoides. Importància biològica i farmacèutica

4.5. Terpens

Rutes de l’acetat-mevalonat i del MEP. Biosíntesi de les diferents famílies de productes terpènics. Compartimentació i regulació del procés. Importància biològica i farmacèutica dels productes terpènics

4.6. Metabolisme nitrogenat. Alcaloides

Productes secundaris derivats del metabolisme nitrogenat. Conceptes de protoalcaloide i pseudoalcaloide. Principals grups d’alcaloides. Principis bàsics en la biosíntesi d’alcaloides. Importància dels alcaloides en farmàcia

5. Creixement i desenvolupament

5.1. Conceptes bàsics de creixement i desenvolupament

El cicle vital de les plantes. Expressió diferencial de gens. Cèl·lula meristemàtica i cèl·lula especialitzada. Concepte de totipotència. Factors que regulen el desenvolupament vegetal. Percepció i transducció de senyals

5.2. Factors interns. Hormones vegetals

Concepte d’hormona vegetal. Tipus d’hormones i altres reguladors del creixement. Característiques generals. Resposta de la cèl·lula vegetal als senyals hormonals

5.3. Auxines

Mecanisme d’acció de les auxines. Efectes fisiològics. Interaccions amb altres hormones. Aplicacions comercials

5.4. Cinines

Mecanisme d’acció de les cinines. Efectes fisiològics. Interaccions amb altres hormones. Aplicacions comercials

5.5. Gibberel·lines

Mecanisme d’acció de les gibberel·lines. Efectes fisiològics. Interaccions amb altres hormones. Aplicacions comercials

5.6. Àcid abscísic

Mecanisme d’acció de l’àcid abscísic. Efectes fisiològics. Interaccions amb altres hormones. Aplicacions comercials

5.7. Etilè i altres reguladors del creixement

Mecanisme d’acció de l’etilè. Efectes fisiològics. Interaccions amb altres hormones. Aplicacions comercials. Altres reguladors del creixement

5.8. Els factors externs com a reguladors del creixement

Factors externs. La llum com a factor regulador del creixement. Fotoreceptors. Efecte de la temperatura (vernalització)

6. Introducció a la biotecnologia vegetal

6.1. Fonaments del cultiu in vitro

Tipus de cultiu in vitro. Requeriments dels cultius in vitro. Micropropagació. Morfogènesi i embriogènesi

6.2. Cultius de cèl·lules i òrgans

Obtenció de productes secundaris en sistemes in vitro, mitjançant el cultiu de cèl·lules i òrgans

6.3. Protoplasts, hibridació somàtica i transformació genètica de les plantes

Cultius de protoplasts i hibridació somàtica. Transformació genètica de les plantes

6.4. Significació de les plantes transgèniques

Importància de les plantes transgèniques en l’àmbit farmacèutic i alimentari. Riscos sanitaris i ambientals

7. Seminaris

* Els temes del programa bàsic que es tracten en els seminaris o bé tenen un marcat caràcter pràctic o bé són temes que actualment desperten l’interès en el món científic, per la seva novetat i/o les perspectives de futur que ofereixen. Alguns seminaris poden servir per aportar coneixements imprescindibles per desenvolupar alguns capítols del programa teòric.

8. Pràctiques de laboratori

* Les pràctiques de laboratori estan relacionades amb alguns aspectes concrets del programa teòric de l’assignatura

8.1. Extracció d’ADN genòmic i anàlisi PCR

Extracció d’ADN genòmic i anàlisi PCR per comprovar la presència del gen rolC en el material vegetal transformat amb Agrobacterium rhizogenes

8.2. Cultiu in vitro

Obtenció i cultiu d’arrels transformades de Datura metel

8.3. Alcaloides

Identificació i quantificació d’alcaloides tropànics per HPLC

8.4. Reguladors del creixement

Efectes antisenescents de cinines i poliamines

9. Pràctiques de bioinformàtica

9.1. Bases de dades

Funcionament de les principals bases de dades de gens i proteïnes vegetals

Metodologia i activitats formatives

Sobre la base de catorze setmanes lectives, i a raó de tres hores de classe per setmana repartides entre classes teòriques i seminaris (trenta-cinc de teoria i deu de seminaris), l’alumnat rep un total de quaranta-cinc hores. A més, rep dotze hores de classes pràctiques de laboratori i tres de pràctiques d’ordinador. El nombre total d’hores presencials és, doncs, de seixanta.

— Classes teòriques. Les classes teòriques s’imparteixen en forma de classes magistrals, encara que es possibilita al màxim la interacció i participació de l’alumnat, que té el suport de mitjans audiovisuals i del Campus Virtual.

— Seminaris. L’objectiu dels seminaris és desenvolupar i aprofundir aspectes concrets que tenen un marcat caràcter pràctic i/o aplicat. Els seminaris s’imparteixen de manera semblant a les classes teòriques, però en aquest tipus de classes el professor planteja qüestions o casos pràctics, amb la finalitat d’incrementar la participació dels alumnes.

— Pràctiques de laboratori. Les pràctiques de laboratori estan relacionades amb alguns aspectes concrets del programa teòric de l’assignatura i plantegen a l’estudiant algun problema en el qual ha de demostrar un mínim d’iniciativa. S’utilitzen tècniques habituals en el camp de la fisiologia vegetal, amb l’objectiu que els alumnes coneguin la metodologia experimental utilitzada en l’estudi dels productes naturals.

— Pràctiques d’ordinador. Les pràctiques d’ordinador es duen a terme de forma virtual en una sessió de tres hores. Es pretén donar a l’alumnat una visió global de les eines informàtiques bàsiques disponibles actualment en el camp de la biologia molecular de les plantes.

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

Avaluació continuada

Les activitats lectives corresponents a les classes teòriques i als seminaris es qualifiquen mitjançant dues evidències d’avaluació. Cadascuna d’aquestes proves inclou preguntes de tipus test i preguntes curtes (conceptuals o de raonament). Les dues proves són eliminatòries.

La primera avaluació es porta a terme la segona quinzena de novembre. Té una valoració del 40 % de la nota global de l’assignatura.

La segona avaluació es duu a terme en el període d’avaluació establert pel Consell d’Estudis, al final del semestre, amb una valoració del 50 % de la nota global de l’assignatura.

Un 10 % de la nota correspon a l’avaluació global de les activitats relacionades amb les pràctiques de laboratori i d’ordinador, que són obligatòries. L’avaluació és individual un cop feta cadascuna de les pràctiques.

Reavaluació

A la reavaluació s’hi poden presentar els alumnes que hagin fet les pràctiques i hagin suspès l’assignatura (havent-se presentat a les dues proves de l’avaluació continuada). La prova inclou tots els coneixements impartits en les classes teòriques i els seminaris de tot el curs. Té un format similar a les dues avaluacions anteriors i una valoració equivalent al 90 % de la nota global.

Alumnes repetidors

Han de sotmetre’s als mateixos criteris d’avaluació. En el cas de les pràctiques, poden sol·licitar l’exempció de fer-les sempre que les hagin superat en cursos anteriors.

Avaluació única

Per als alumnes que s’acullen a aquesta opció, es duu a terme un examen final únic per avaluar de manera conjunta els coneixements adquirits a les classes de teoria i seminaris. Té un format similar a les proves d’avaluació continuada i una valoració equivalent al 90 % de la nota global. El 10 % restant correspon a la nota de pràctiques (laboratori + ordinador), que també són obligatòries.

Reavaluació

A la reavaluació poden presentar-s’hi els alumnes que hagin fet les pràctiques i hagin suspès l’assignatura (havent-se presentat a l’examen d’avaluació única). La prova inclou tots els coneixements impartits en les classes teòriques i els seminaris de tot el curs. Té un format similar a l’examen final i una valoració equivalent al 90 % de la nota.

Alumnes repetidors

Han de sotmetre’s als mateixos criteris d’avaluació. En el cas de les pràctiques, poden sol·licitar l’exempció de fer-les sempre que les hagin superat en cursos anteriors de l’assignatura impartida en el grau.

La sol·licitud per acollir-se a l’avaluació única es duu a terme en la forma i en el període que estableix el Consell d’Estudis de Farmàcia.