Centro
Ciencias Biológicas y de la Salud
Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos.
Maestría
Especializante
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OBJETIVO GENERAL
  • Adquirir los conocimientos básicos del funcionamiento de las plantas, frutos y semillas, su relación con el medio ambiente, así como la constitución y la función química de los metabolitos primarios y secundarios de los vegetales.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
  • Comprender la función, composición y los procesos bioquímicos que sufren las biomoléculas durante el metabolismo celular vegetal.
  • Conocer la interacción de las plantas con los factores externos y los diferentes compuestos fitoquímicos que median la comunicación entre los distintos órganos de la planta, su participación en el funcionamiento y el desarrollo de la misma.
  • Entender los procesos bioquímicos en las semillas y en los frutos.

CONTENIDO SINTÉTICO
  • La célula vegetal.
  • Sistema de transporte en la planta.
  • Flujo del carbono en plantas.
  • Respiración en las células vegetales.
  • Fijación y asimilación del nitrógeno y del azufre en plantas.
  • Metabolismo secundario en plantas.
  • Desarrollo y composición del fruto.
  • Desarrollo de las semillas.
  • Fisiología y bioquímica del estrés abiótico.
  • Senescencia y muerte celular programada.

CONTENIDO DETALLADO
  • La célula vegetal. Generalidades, pared celular, composición química, estructura primaria y secundaria, biosíntesis de sus componentes, funciones.
  • Sistema de transporte en la planta.
  • - Transporte del agua en la planta: Sistema suelo-planta-atmósfera. El agua en el suelo y su disponibilidad para las plantas. Transporte del agua desde el suelo a través de la raíz. Concepto de apoplasto y simplasto. Paso del agua a través de la raíz, endodermis y exodermis. Fuerza impulsora del agua a través de la raíz. Acuaporinas. Transporte del agua desde la raíz a las hojas. Mecanismos de ascenso de la solución del xilema.
  • - Transporte por el floema: El floema como sistema conductor de solutos. Estructura del floema. Sustancias transportadas por el floema. Características del transporte por el floema. Carga y descarga en los tubos cribosos. Mecanismos de transporte por el floema. Efecto de los factores ambientales sobre el transporte por el floema.
  • - Fotosíntesis: Las reacciones luminosas de la fotosíntesis. Estructura del aparato fotosintético, mecanismo de transporte de electrones, regulación y reparación del aparato fotosintéticos. Luz y fotosíntesis. Respuestas al exceso de luz. Mecanismos para la disipación del exceso de energía. Fluorescencia de la clorofila y actividad fotosintética.
  • - Asimilación del carbono: Ciclo de Calvin-Benson. Enzimas específicas y regulación. Fotorrespiración. Mecanismos de concentración del CO2. El ciclo C4 y el metabolismo ácido de las crasuláceas: diferentes variantes.
  • - Síntesis de sacarosa y almidón: a partir de triosas fosfato. Regulación
  • - Metabolismo de hidratos de carbono en células fotosintéticas y heterotrófica: partición del carbono y del poder reductor fotogenerados; regulación de enzimas del metabolismo de triosas-fosfato; regulación del metabolismo de polisacáridos.
  • Respiración en las células vegetales. La cadena respiratoria mitocondrial de plantas. Importancia de la respiración vegetal en células autótrofas y heterótrofas. Regulación.
  • Fijación y asimilación del nitrógeno y del azufre en plantas. Ingreso de nitrógeno: transportadores de nitrato y de amonio. Reducción del nitrato: nitrato y nitrito reductasa. Asimilación de nitrógeno: glutamino sintetasa, glutamato sintasa, glutamato dehidrogenasa, aminotransferasas. Asimilación del azufre.
  • Metabolismo secundario en plantas. Biosíntesis, transporte y almacén de los metabolitos secundarios en los tejidos vegetales. Diversidad química del metabolismo secundario. Los principales grupos compuestos secundarios: terpenoides, compuestos fenólicos, alcaloides y glucósidos cianogénicos. La ruta de los fenilpropanoides: desde la fenilalanina hacia la síntesis de flavonoides, cumarinas, estibenos, ligninas y lignanos y compuestos del tejido suberizado, antocianinas. Los metabolitos secundarios en las interacciones de las plantas con otros organismos. Funciones de los metabolitos secundarios y su aplicación en la biotecnología. Importancia de los productos secundarios en la vida del hombre.
  • Desarrollo y composición del fruto. Desarrollo del fruto. Dinámica y regulación del desarrollo del fruto. Composición del fruto. Azúcares y ácidos orgánicos. Compuestos nitrogenados, fenólicos y pigmentos. Maduración del fruto. Base bioquímica y control de la maduración del fruto. Respiración. Cambios de color. Síntesis de carotenoides y antocianinas. Cambios de textura y sabor. Bioquímica de los aromas. Calidad y criterios de calidad del fruto.
  • Desarrollo de las semillas. Base bioquímica y control del desarrollo de las semillas. Síntesis de almidón, proteínas y aceites. Biodiversidad en la estructura de semillas maduras de angiospermas. Composición de las semillas. Carbohidratos, lípidos y proteínas en semillas de cereales y leguminosas. Maduración del embrión y disecación. Germinación de semillas. Base bioquímica y control de la germinación. Sistema de clasificación de la dormición en semillas. Factores que afectan la salida de dormición. El rol de las fitohormonas. Movilización de reservas en las semillas. Movilización de reservas en cereales. Degradación del almidón. Movilización de proteínas. Cuerpos proteicos. Vacuolación de las células de la aleurona. Movilización.
  • Fisiología y bioquímica del estrés abiótico. Definición de estrés. Generalidades. Tipos de estrés, estrés biótico y abiótico. Estrés de temperatura. Estrés por alta temperatura, estrés por congelamiento y estrés por frío. Respuesta de las plantas. Mecanismos de defensa y de adaptación. Estrés por luz: calidad y cantidad de luz. Estrés por luz UV-B. Respuesta de las plantas. Mecanismos de defensa y de adaptación. Deficiencia de oxígeno. Respuesta de las plantas. Mecanismos de defensa y de adaptación. Estrés hídrico y estrés salino. Respuesta de las plantas. Mecanismos de defensa y de adaptación. Estrés oxidativo. Estrés por fosfatos. Respuesta de las plantas. Mecanismos de defensa y de adaptación.
  • Senescencia y muerte celular programada. Tipos de muerte celular. Muerte celular programada durante el desarrollo y en respuesta al estrés. La senescencia; el objetivo de este proceso. Regulación de la actividad metabólica durante la senescencia. Metabolismo de proteínas, pigmentos, ac. nucleicos durante la senescencia. Absición. La absición y las hormonas.

ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS PARA LA DOCENCIA
  • Discusión en grupo de los temas del curso.
  • Se estudiarán casos específicos publicados en revistas recomendadas.

CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN
  • Exámenes parciales (60%).
  • Presentación oral y/o escrita de trabajos de investigación (20%).
  • Revisiones críticas de artículos (20%).

MATERIAL DE CONSULTA RECOMENDADO
Revistas científicas recomendadas:
  • Plant Physiology.
  • Plant Physiology and Biochemistry.
  • Biochemical Journal.
  • Plant Science.
  • Journal of Plant Physiology.
  • Plant Journal.
  • The Journal of Biological Chemistry.
  • The International Journal of Biochemistry & Cell Biology.
  • The Journal of Biochemistry: Oxford Journals.


Libros sugeridos:
  • Wink, M. (2010) Biochemistry of Plant Secondary Metabolism. Second edition. Wiley- Blackwell. Alemania.
  • Wink, M. (2010) Functions and Biotechnology of Plant Secondary Metabolites. Second edition. Wiley-Blackwell. Reino Unido.
  • Azcon-Bieto, J. (2008). Fundamentos de Fisiología Vegetal. Segunda edición. McGraw- Hill. España.
  • Taiz, L. y Zeiger, E.(2006) Fisiología Vegetal. Universitat JaumeI. Castellónde la Plana. España..
  • Heldt, H.-W. (2005) Plant Biochemistry. Elsevier, Academic Press. California Estados Unidos.
  • Salisbury, F.B. y Ross, C.W. (2000) Fisiología de plantas 2: Bioquímica Vegetal. S.A. Ediciones Paraninfo.
  • Buchanan, B.R., W. Gruissem y R.L. Jones(2000). Biochemistry & Molecular Biology of plants. American Society of Plant Physiologists. Rockville, Maryland, Estados Unidos.


PERFIL ACADEMICO DEL RESPONSABLE DE LA ASIGNATURA:
  • Deberá cumplir con lo establecido en los artículos 17, 18 y 19 del Reglamento de Estudios de Posgrado vigente. Con el fin de cubrir los requerimientos externos de evaluación, es deseable que el profesor del posgrado, tenga el grado de doctor en área afín dentro del campo de las Ciencias de los Alimentos, posea experiencia docente en los temas de la asignatura y además que demuestre capacidad en el manejo de información con un enfoque interdisciplinario