Appunti secondo parziale Biologia vegetale

ENDOSPREMA

ZIGOTE: EMBRIONE TEGUMENTI: INVOLUCRO DEL SEME

PARETE OVARIO e strutture connesse: FRUTTO

Secondo parziale biologia vegetale

- EMBRIOGENESI nelle dicotiledoni:

Dopo la fecondazione, la prima divisione dello zigote è

o generalmente asimmetrica, formando due cellule:

Cellula apicale, più piccola e rivolta verso il polo calzale

 Cellula basale, più grande, vacuolizzata, rivolta verso il

 micropilo

Queste due cellule avranno due destini diversi:

o Cellula apicale: forma l'embrione

 Cellula basale: forma il sospensore, che ha la doppia

 funzione di ancorare l'embrione al micropilo del sacco

embrionale e trasferire le sostanze nutritive dall'endosperma

all'embrione.

Durante il successivo sviluppo la cellula apicale può dividersi

o trasversalmente o longitudinalmente dando luogo allo stadio a

quattro cellule

La cellula basale si divide in genere trasversalmente e formerà il

o sospensore, una struttura allungata. Esaurite le sue funzioni il

sospensore andrà incontro a morte cellulare programmata.

Successivamente le cellule derivate dalla cellula apicale si dividono

o trasversalmente raggiungendo lo stadio a 8 cellule detto ottante.

Per ulteriori divisioni si raggiungerà lo stadio globulare di 16

o cellule. In questa fase nell'embrione si distinguono diversi strati

che daranno origine al sistema dei tessuti della pianta:

Protoderma: formato dalle cellule più esterne, formerà

 l'epidermide

Procambio

 Tessuto fondamentale.



Con il procedere delle divisioni cellulari l'embrione delle dicotiledoni

o passerà dallo stato globulare a quello di cuore, in cui sono

distinguibili gli abbozzi dei cotiledoni.

Con l'ulteriore sviluppo dei cotiledoni, l'embrione passa allo stadio

o di torpedo.

Nelle ultime fasi dell'embriogenesi, prevalgono fenomeni di

o differenziazione e distensione cellulare, tranne nelle zone

meristematiche dove le cellule continuano a dividersi. L'embrione è

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completamente formato quando i cotiledoni si incurvano

assumendo la forma di U rovesciata.

Embriogenesi nella dicotiledone A. thaliana. A) Prima divisione dello zigote con

la cellula basale più grossa che formerà il sospensore e la cellula apicale più

piccola che formerà l'embrione. B) Embrione formato da due cellule a seguito

della prima divisione della cellula apicale. C) Embrione allo stato di ottante. D)

Stadio di embrione globulare in cui le cellule più esterne formano il protoderma.

E) Embrione allo stadio di cuore in cui si cominciano a distinguere i cotiledoni.

F) Embrione allo stadio torpedo in cui i cotiledoni sono chiaramente visibili. G)

Embrione allo stadio di torpedo avanzato in cui si formano i meristemi apicali e

radicali. H)Embrione maturo.

I semi delle angiosperme

differiscono da quelli delle

gimnospereme nell’origine delle

sostanze di riserva. Nelle

gimnosperme le sostanze di riserva

sono fornite dal gametofito

femminile mentre nelle angiosperme

sono fornite almeno all’inizio

dall’endosperma che non è né

gametofitico né sporofitico.

In verde i tessuti del

 germoglio, in bege

dell’endosperma

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- Nelle piante gli organi si formano dopo l'embriogenesi grazie alla

presenza di meristemi. Ciò nonostante il piano strutturale della pianta si

stabilisce già nell'embrione lungo l'asse longitudinale con

l'organizzazione apice-base:

ad una estremità si trova il meristema apicale del germoglio darà

o origine alla parte area della pianta

all'estremità opposta il meristema apicale della radice, che formerà

o l'apparato radicale.

Questo modello rimane anche nella pianta adulta, con la radice ed il

germoglio alle estremità opposte dell'asse longitudinale

- Oltre all'organizzazione apice-base esiste anche un'organizzazione

radiale:

essa è chiaramen te visibile tagliando trasversalmente l'organismo.

o In particolare nell'embrione, andando dall'esterno verso l'interno,

o troviamo strati concentrici di tessuto:

l'epidermide,

 il tessuto fondamentale

 il tessuto conduttore, al centro



L'organizzazione radiale precede quella apice-base infatti si

o stabilisce precocemente, allo stadio di sedici cellule

Sostanze di riserva

- Durante le prime fasi della germinazione, l'embrione racchiuso all'interno

dei tegumenti non può fotosintetizzare, deve quindi nutrirsi di sostanze di

riserva accumulate nel seme fino a quando la piantina diverrà autotrofa

grazie all'attività fotosintetica delle prime foglie.

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- Durante la maturazione del seme le riserve possono accumularsi nei

cotiledoni o nell'endosperma.

- A seconda di dove sono situate le sostanze di riserva si parla di semi:

Albuminosi (nella maggior parte delle monocotiledoni) se le

o sostanze di riserva si trovano nell'endosperma

Esalbuminosi (nella maggior parte delle dicotiledoni) se le

o sostanze di riserva si trovano nei cotiledoni.

Il fagiolo: seme modello delle dicotiledoni leguminose

Il seme maturo del fagiolo è costituito da un asse embrionale che ha già

sviluppato un abbozzo di parte area (plumula) ed è dotato di due grossi

cotiledoni carnosi. Il tutto è racchiuso da un tegumento piuttosto coriaceo.

L'ilo è la cicatrice del punto di attacco dell'ovulo al funicolo.

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Poiché l'endosperma viene consumato man mano che la formazione

dell'embrione procede, le riserve (40% amido, 20% proteine) si accumulano nei

cotiledoni, formati principalmente da tessuto parenchimatico.

Tessuti fondamentali nel seme

Parenchimi

- I PARENCHIMI di RISERVA appartengono al gruppo dei tessuti

fondamentali. Esistono parecchi tipi di parenchimi, uno di questi è quello

di riserva.

- Le cellule parenchimatiche:

sono generalmente vive a differenziamento completato, ad

o eccezione di quelle dell'endosperma amilaceo delle cariossidi;

hanno forma isodiametrica;

o hanno parete sottile, generalmente di natura primaria;

o sono presenti spazi intercellulari alla confluenza di cellule per

o permettere scambi gassosi necessari per il metabolismo

(respirazione, fotosintesi nei parenchimi clorofilliani.

Sclerenchimi

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- Sono tessuti meccanici le cui cellule hanno parete secondaria inspessita

e lignificata, e sono quindi morte a maturità.

- Tipi di cellule sclerenchimatiche:

sclereidi: forma più o meno isodiametrica: tegumenti coriacei dei

o semi, granellini duri della polpa di pera o costituenti di tessuti

molto duri e legnosi (es. il guscio della noce di cocco o del nocciolo

di albicocche, pesche ecc.).

fibre: hanno forma allungata e sono di solito riunite in fascetti.

o Presenti quindi in tessuti che decorrono longitudinalmente nel

corpo della pianta.

Cariosside

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- Definito come il seme-frutto delle graminacee (monocotiledoni)

- Nella cariosside i tegumenti del seme e le strutture del frutto sono fusi

insieme.

- È presente una voluminosa porzione di endosperma

- Lateralmente è posizionato l'embrione, dotato di un unico grosso

cotiledone (scutello) e i cui apici meristematici sono ricoperti da strutture

di protezione (coleoptile e coleorriza)

- ENDOSPERMA: nella cariosside presenta due componenti:

Strato aleuronico, le cui cellule sono vive a maturazione, ricche

o di proteine e fitina e hanno un ruolo attivo nella germinazione del

seme;

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Endosperma amilaceo, le cui cellule sono morte a maturità e

o ripiene di materiali di riserva (amido e in misura minore proteine)

- SCUTELLO (cotiledone):

Accumula lipidi (infatti utilizzato per la produzione di olii di semi)

o Trasferisce nutrienti solubili fra endosperma ed embrione in crescita

o al momento della germinazione.

Lavorazione delle cariossidi

- Nella cariosside la CRUSCA è rappresentata da:

Tegumenti +

o Strato aleuronico +

o Strati esterni dell'endosperma amilaceo

o

- Solitamente viene eliminata nel processo di molitura, quell'operazione

che permette di ottenere le farine a partire dalle cariossidi dei cereali

(grano, mais, orzo, avena, riso etc...).

Anticamente la molitura dei cereali avveniva con le macine di pietra

mosse dalle braccia dell'uomo o da animali, con lo sviluppo tecnologico

questa operazione è stata fatta propria dall'industria molitoria, cioè dai

mulini.

In principio essi erano mossi dall'acqua o dal vento, ora la moderna

industria molitoria utilizza l'energia elettrica.

- La crusca è ricca di fibre, vitamine del gruppo B e proteine.

- La rimozione della crusca determina dunque la perdita di gran parte delle

vitamine del gruppo B.

- Nel riso parboiled, il riso integrale viene imbibito in acqua, e trattato con

vapore prima della rimozione della crusca. Questo trattamento permette

di cuocere più rapidamente il riso e inoltre induce la migrazione della

vitamina B verso le parti interne della cariosside, rendendola disponibile

nel prodotto alimentare.

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- L'ENDOSPERMA AMILACEO fornisce farina bianca (semola dai grani duri).

Contiene:

Amido (80%)

o Proteine (14%), tra cui il glutine, importante per la lievitazione.

o

- L'EMBRIONE viene rimosso perché i grassi contenuti in esso (nello

scutello) potrebbero far irrancidire la farina.

Glutine

- È una sostanza lipoproteica che si origina dall'unione, in presenza di

acqua, di due tipi di proteine: la gliadina e la glutenina presenti

principalmente nell'endosperma delle cariosside dei cereali quali

frumento, farro, segale, kamut e orzo.

- In presenza di acqua e con l'impastamento queste frazioni proteiche

interagiscono e formano una pasta viscosa e resistente, atta a trattenere

l'aria nell'impasto favorendo la lievitazione.

- Il glutine può essere considerato, pertanto, un materiale sia elastico sia

plastico e questo si traduce nella sua capacità di mutare la propria forma

originaria per poi tendere a riassumerla non appena le forze applicate

vengano meno. Questo ha importantissime implicazioni pratiche, tra cui:

l'aumento di volume dei prodotti da forno lievitati,

o la capacita di trattenere l'amido durante la cottura della pasta

o (oltre che di ritardarne l'assimilazione durante la digestione), etc.

- Condizioni necessarie per la formazione del glutine:

energia meccanica,