Παρουσίαση/Προβολή

(13Β029) -  Ανδρέας Ρούσσης (Αναπλ. Καθηγητής - Συντονιστής), Εργαστηριακές ασκήσεις: Δρ. Μαρία Δούση (ΕΔΙΠ) & Δρ. Πηνελόπη Σωτηρίου (ΕΔΙΠ)

Περιγραφή Μαθήματος

1) Περιγραφή του μαθήματος:

Το μάθημα του Μεταβολισμού Φυτών, αποτελεί μάθημα επιλογής με πέντε (5) διδακτικές μονάδες. Διδάσκεται στο εαρινό εξάμηνο, τέσσερεις (4) ώρες εβδομαδιαίως και συνοδεύεται από  εργαστηριακές ασκήσεις με διάρκεια τρεις (3) ώρες εβδομαδιαίως. Οι παραδόσεις του μαθήματος ολοκληρώνονται σε 26 δίωρες διαλέξεις και οι εργαστηριακές ασκήσεις σε 8 εβδομάδες. Στα πλαίσια του μαθήματος εξετάζονται κυρίως τα θέματα εκείνα του μεταβολισμού που είναι μοναδικά για τους φυτικούς οργανισμούς (διατηρώντας τη σύνδεση των κοινών με το μεταβολισμό των ζωϊκών οργανισμών και μικροοργανισμών στοιχείων όπου είναι δυνατόν). Οι γνώσεις που έχουν ήδη αποκτηθεί από τους φοιτητές σε προηγούμενα εξάμηνα από τα υποχρεωτικά μαθήματα Εισαγωγή στη Βοτανική και Φυσιολογία Φυτών θεωρούνται απαραίτητες για την  κατανόηση των μεταβολικών διεργασιών που συνδέονται άμεσα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των φυτικών οργανισμών (όπως η ικανότητα τους να φωτοσυνθέτουν, να διαθέτουν πλαστίδια και κυτταρικά τοιχώματα, να αναπτύσσονται ακίνητα, κλπ.), καθώς και για την καλύτερη επιτυχία στις εξετάσεις του μαθήματος. Μεταξύ των στόχων του μαθήματος  είναι η κατανόηση των μεταβολικών οδών στους φυτικούς οργανισμούς,  και οι δυνατότητες τροποποίησής τους,  ώστε να αποτελέσουν σημεία αναφοράς για την παγκόσμια οικονομία και τις διατροφικές ανάγκες του ανθρώπου.

Ο τρόπος διδασκαλίας του μαθήματος επιτρέπει την εξέταση με προόδους και με ομαδικές γραπτές εργασίες και σεμινάρια πάνω σε σχετικά θέματα από τη σύγχρονη βιβλιογραφία. Οι εργαστηριακές ασκήσεις συμμετέχουν κατά 50% στον τελικό βαθμό του μαθήματος. Ο βαθμός του εργαστηρίου προκύπτει από ξεχωριστές πρακτικές εξετάσεις. Απαιτείται προβιβάσιμος βαθμός και στις πρακτικές εξετάσεις. Εφ’ όσον δίνονται σεμινάρια, ο βαθμός τους θα συμμετέχει σε ποσοστό 15%. 

Το μάθημα του Μεταβολισμού Φυτών αποτελείται από τις παρακάτω έξι (5) διδακτικές ενότητες:

1) Φυτικές ορμόνες και μεταγωγή σήματος

2) Αντίληψη σακχάρων στα φυτά και μοριακοί μηχανισμοί σηματοδότησης

3) Μεταβολισμός αζώτου

4) Μεταβολισμός λιπιδίων

5) Δευτερογενής μεταβολισμός

 

 

2) Σκοπός του Μαθήματος:

Οι διαλέξεις του μαθήματος στοχεύουν στην εξοικείωση των φοιτητών με:

α) Tα βασικά στοιχεία των μοριακών μηχανισμών σηματοδότησης και μεταγωγής σήματος στα φυτά που συνδέονται με τις φυτικές ορμόνες και τα σάκχαρα.

β) Τον κεντρικό ρόλο του μεταβολισμού του αζώτου και των λιπιδίων στην ανάπτυξη και λειτουργία των φυτών και τον ρόλο που μπορεί να διαδραμματίσει η μελέτη τους στην παγκόσμια οικονομία και στις τροφικές απαιτήσεις του ανθρώπου (τα ¾ της παγκόσμιας παραγωγής εδώδιμων και βιομηχανικών ελαίων προέρχονται από φυτά και οι αποταμιευτικές πρωτεΐνες των σπερμάτων είναι σημαντικές για τη διατροφή του ανθρώπου και την παρασκευή ζωοτροφών).

γ) Τον δευτερογενή μεταβολισμό των φυτών  με παραδείγματα βιοτεχνολογικών εφαρμογών των προϊόντων του.

δ) Την απόκριση των φυτών  στην αβιοτική καταπόνηση (πχ. λόγω της κλιματικής αλλαγής) μέσω της βιοσύνθεσης δευτερογενών μεταβολιτών.

 

3) Παιδαγωγικοί στόχοι:

Μετά την παρακολούθηση και επιτυχή ολοκλήρωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας οι φοιτητές θα έχουν κατανοήσει:

α) Τις μεταβολικές οδούς που οδηγούν στη βιοσύνθεση των πρωτογενών και δευτερογενών μεταβολιτών στους φυτικούς οργανισμούς.

β) Τη μοναδικότητα των φυτών σε επίπεδο μεταβολισμού, όπως αυτή προσδιορίζεται από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους.

γ) Το ρόλο των σακχάρων ως μορίων σηματοδότησης στα φυτά.

δ) Τις βασικές αρχές ολιστικών προσεγγίσεων για την ανάλυση του μεταβολισμού, όπως η πρωτεομική, η μεταβολομική και η βιολογία συστημάτων.

ε) Τις δυνατότητες βιοτεχνολογικών εφαρμογών με τη χρήση φυτικών προϊόντων πρωτογενούς και δευτερογενούς μεταβολισμού. 

 

4) Πρόγραμμα Διδασκαλίας (syllabus): 

Θέματα Διαλέξεων

1) Φυτικές ορμόνες και μεταγωγή σήματος (12 ώρες): 

Αποκοπτικό οξύ, Αυξίνες, γιβερελλίνες, κυτοκινίνες, αιθυλένιο, ιασμονικό οξύ, σαλικυλικό οξύ. Βιοσύνθεση, μεταβολισμός και μηχανισμοί μεταγωγής σήματος. 

2)Αντίληψη σακχάρων στα φυτά και μοριακοί μηχανισμοί σηματοδότησης (8 ώρες): 

Ο ρόλος των σακχάρων στον ενεργειακό μεταβολισμό των φυτών και στον μεταβολισμό του άνθρακα. Τα σάκχαρα ώς μόρια σηματοδότησης στα φυτά, ρόλος στην ανάπτυξη και φύτρωση. Σάκχαρα, ορμόνες και μεταγωγή σήματος στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης, γενετικές αλληλεπιδράσεις (ΗΧΚ1, αυξίνη, κυτοκινίνη, αιθυλένιο, γλυκόζη). Αισθητήρες σακχάρων στα φυτά (αισθητήρας της εξοκινάσης της γλυκόζης, κυτταροεπιφανειακοί υποδοχείς). Μοριακοί μηχανισμοί της ρύθμισης των σακχάρων. Μεταβολισμός της τρεχαλόζης και οι συνδεόμενοι μηχανισμοί σηματοδότησης. Ο ρόλος της βιοσύνθεσης και το μονοπάτι της τρεχαλόζης στα φυτά. Η σύνδεσή του με τον μεταβολισμό και την ανάπτυξη των φυτών.

3) Μεταβολισμός αζώτου (12 ώρες): 

Μεταβολισμός αμινοξέων, μη πρωτεϊνικά αμινοξέα, ουρεΐδια. Αλληλεπιδράσεις του μεταβολισμού του αζώτου με τη φωτοσύνθεση και την αναπνοή. Αποταμιευτικές πρωτεΐνες, σύνθεση αποταμιευτικών πρωτεϊνών στα σπέρματα, πρωτεϊνοσώματα. Μεταβολισμός αποταμιευτικών πρωτεϊνών κατά τη φύτρωση των σπερμάτων. Αποταμιευτικές πρωτεΐνες και διατροφή. 

4) Μεταβολισμός λιπιδίων (12 ώρες): 

Δομή και ρόλος των φυτικών λιπιδίων. Λιπαρά οξέα, βιοσύνθεση λιπαρών οξέων. Λιπίδια μεμβρανών, βιοσύνθεση των λιπιδίων των μεμβρανών στα πλαστίδια και στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων στη σύσταση των μεμβρανών σε λιπίδια και λιπαρά οξέα. Συμμετοχή των λιπιδίων των μεμβρανών στη μεταγωγή σήματος και στη φυτική άμυνα. Κηροί, υμενίνη, φελλίνη. Μεταβολισμός λιπιδίων κατά την ανάπτυξη των σπερμάτων, βιοσύνθεση τριγλυκεριδίων, σφαιροσώματα. Μεταβολισμός λιπιδίων κατά τη φύτρωση των σπερμάτων, μετατροπή λιπών σε υδατάνθρακες, γλυκονεογένεση. Φυτικά λιπίδια και βιομηχανικές εφαρμογές, βελτίωση της ποιότητας των φυτικών λιπιδίων. 

5) Δευτερογενής μεταβολισμός (8 ώρες): 

Εισαγωγή, Τερπένια, Φαινολικές ενώσεις, Αζωτούχες ενώσεις. Οδοί βιοσύνθεσης, βιοτεχνολογικές εφαρμογές. Βιοσύνθεση δευτερογενών μεταβολιτών ως απόκριση στην αβιοτική καταπόνηση. 

Θέματα Εργαστηριακών Ασκήσεων

1) Δράση του γιββερελλικού οξέος (GA₃) στη σύνθεση της α-αμυλάσης στα κύτταρα της αλευρόνης σπερμάτων σιταριού (Triticum aestivum var. capeiti). Ο ρόλος του αποκοπτικού οξέος (ΑΒΑ). 

2) Ενεργότητα της α-γαλακτοζιδάσης και περιεκτικότητα της γαλακτομαννάνης του ενδοσπερμίου της Trigonella foenum-graecum L. (τριγωνίσκος) στα διάφορα στάδια της ανάπτυξης του αρτιβλάστου. 

3) Ποσοτικός προσδιορισμός της σακχαρόζης και των αναγωγικών σακχάρων του εμβρύου τριγωνίσκου στα διάφορα στάδια της ανάπτυξης του αρτιβλάστου. 

4) Προσδιορισμός αζώτου κατά την ανάπτυξη των φύλλων του φυτού Laurus nobilis L. (κν. Δάφνη). 

5) Μεταβολισμός αποταμιευτικών λιπών κατά τη φύτρωση των σπερμάτων και την ανάπτυξη των αρτιβλάστων του φυτού Citrullus lanatus (κν. καρπούζι). 

6) Ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός των λιπαρών οξέων στις κοτυληδόνες των αρτιβλάστων του φυτού Citrullus lanatus με τη μέθοδο της αέριας χρωματογραφίας. 7. Ανάλυση αιθερίων ελαίων από τα φύλλα του φυτού Laurus nobilis L. (κν. Δάφνη). 

5) Διδάσκοντες: 

Ανδρέας Ρούσσης, Αναπληρωτής Καθηγητής

Μαρία Δούση, ΕΔΙΠ (ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ)

Πένυ Σωτηρίου, ΕΔΙΠ (ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ)

Ημερομηνία δημιουργίας

Τρίτη 2 Δεκεμβρίου 2