Biologia, Prof Bruni

LE PIANTE

Gli organismi viventi sono ALTAMENTE ORGANIZZATI, e si basano su un'interazione di sostanze chimiche fondate sulla chimica del carbonio.

CASO APPLICATO: IL GUARANÀ

• Perché le piante producono sostanze colorate, saporite, caloriche e dotate di effetti?
• Tutte le parti di una pianta sono uguali in cucina?
• Cosa c'entra la biologia?

Le sostanze ORGANOLATTICAMENTE RILEVANTI sono distribuite in modo NON uniforme; con CRITERIO preciso e LCULVLAO.

• Nel guaranà: la sostanza "dannosa" (la caffeina) sta solo nel cucile.
• Si è trovato un equilibrio che porta vantaggio alla pianta ed al cons., mature (tucano).
• Il cucile sputato si potrà disperdere e quindi facilitare la riproduzione della pianta anche lontano dalla pianta madre.
• Il tucano ha imparato a selezionare la parte della pianta che non è nociva, che gli fornisce un adeguato supporto calorico.

ATTENZIONE! La parola NATURALE non implica che un cibo sia atossico.

CASO APPLICATO: ALOE VERA

• Piante xerofita, adatte a climi secchi.
• Foglie CARNOSE corte e coperte di cera con margini SPINOSI.
• Piante pistoia CULEA e CAULPURIA.
• Origine - aree desertiche subtropicali.

Formato principalmente da 2 parti:

• Parte CENTRALE da cui si ricava il GEL di aloe (EMOLLIENTE).
• Foglia ESTERNA da cui si ricava il succo (PURGANTE e AMARO). L{}.DA ALLA AMARISSIMO.

È una pianta che sta alla base di tanti prodotti (alimentari, cosmesi, ticci, additivi, econatimi.).

ESIGENZE:

• Accumulare H₂O
• Trattenere H₂O
• Non farla usare agli altri

SOLUZIONE: equilibrio tra STRUTTURA MORFOLOGICA dei tessuti e DISTRIBUZIONE dei METABOLITI SECONDARI (composti usati per la difesa)

• Meccanica: SPINE
• Fisica: CERE IMPERMEABILI
• Biologica: STOMI (strutture che trattengono l’acqua)
• Chimica: PRINCIPI ATTIVI (effetto lassativo)
• Morfologica: DISTRIBUZIONE

Le molecole del H₂O vengono INTRAPPOLATE, a formare un PARENCHIMA ACQUIFERO, dalle policcelandri.

Una zona di accumulo di antrachinoni (aucarci e purganti) protegge le parenchima acquifero

Le parenchima ha pareti:

• SOTTILI (per non sprecare spazio)
• ELASTICHE (per allungarsi quando di riempiono)

QUINDI: ... le tipo di metaboliti secondari determina l'azione (lassativo)

L'azione dei metaboliti crea DANNO e RICORDO

quantità diverse creano effetti diversi (una piccola quantità crea nodo, le piccole che interessano l’azione alla pianta)

chimica e biologia sono COMPLEMENTARI

L'aloe trova USI ALIMENTARI anche a sostanze native

CASO APPLICATO: SEGALE CORNUTA

coltivata sulle Occolulti perché RESISTENTE al clima FREDDO

A primavera un fungo ETEROTROFO portato dal vento si posa sugli stigmi della segale invadendo così l’ovario

Il fungo, CLAVICEPS PURPUREA, è un parassita che ha un DOPPIO CICLO RIPRODUTTIVO, Sessuale e Asessuale

Asessuale: il MICELIO del fungo induce l’ovario a produrre la MELATA, una sostanza zuccherina contenente SPORE (cellule riproduttrici del fungo)

La melata ATTIRA gli INSETTI che nutrendosene, contribuiscono a DIFFONDERE il fungo alle altre piante

Sessuale: Esegndo l'obbiettivo del fungo di riuscire a passare l’inverno, il micelio viene trasformato in SCLERZIO, una struttura ricca di SOSTANZE di RISERVA (LIPIDI)

L’alcaloide contenere sostanze tossine ALLUCINOGENE paragonabili al LSD, per tenere lontani gli animali

CASO APPLICATO: IL PEPERONCINO

• Il peperoncino contiene una molecola che dà il gusto piccante: la capsicina
• È distribuito secondo un criterio non uniforme: nella placenta nel frutto, ma non nei semi.
• La pianta serve di questa molecola per preservarsi e non farsi mangiare e quindi propagarsi facilmente.
• Coevoluzione: con gli animali alcuni uccelli che vivono dove le piante di peperoncino hanno i canini non sensibili al piccante e non avendo i denti ingeriscono il frutto intero, e, grazie al loro continuo popolamento, lo distribuiscono in altri posti.
• L’uomo ha trovato gradevole il piccante e ne ha creato una biodiversità artificiale modificando la genetica secondo le proprie necessità. (vedi scala di Scoville)

CASO APPLICATO: IL MAIS

• Il mais è la pianta su cui l’uomo ha agito maggiormente
• L’addomesticazione: è diventata una pianta dipendente dall’uomo senza il quale non sopravviverebbe.
  • Vantaggi per la pianta: l’uomo si “preoccupa” dei suoi problemi (insetti, uccellate)
• L’antenato del mais era teosinte: messi a confronto teosinte e mais individuano diverse piante stesse ed i relativi frutti
• Esperimento: si effettua la capacità della pianta di fare incroci (si interviene sulla genetica)

↓

• Si nota una differenza di 4/5 geni tra le 2 piante: l’uomo potrebbe aver selezionato le caratteristiche che gli interessavano
• Il teosinte è stato trovato prevalentemente nel sud del Messico, allora molti avrebbe stato addomesticato a partire dal teosinte circa un millennio fa
• I geni interessati in queste modifiche sono i regolatori

QUINDI: In natura gli organismi cambiano e sono oggetto di comuni alterazioni genetiche (mutazioni)

• La pianta conserva solo cambiamenti che portano vantaggio
• Le mutazioni apportate dall’uomo persistono perché è lui che le conserva pur non avendo vantaggi in natura
• Bastano piccole modifiche genetiche per avere grandi differenze

Pectine: hanno funzione STRUTTURALE usate come GELIFICANTI

Emicellulose

Alginati, agar: ADDENSANTI

RUOLO dei CARBOIDRATI

Piante

• riserva energetica (amido e fruttosio) - NUTRIZIONE
• elementi strutturali (cellulosa, pectine, emicellulose)
• riserva d'acqua

Tutti i viventi

• produzione e riserva di energia
• regolatori osmotici (mucillagine)
• comunicazione (recettori-membrane)
• componenti di acidi nucleici e glicoproteine

In cucina: Fonte di calorie

• gusto dolce
• fibre digeribili e non digeribili
• ruoli tecnologici (addensanti, conservanti...)

LIPIDI

• RISERVA ENERGETICA
• COMPONENTI STRUTTURALI
• ORMONI

Categoria eterogenea costituita da composti apolari nel solvente apolare e insolubili in acqua.

Sono IDROFOBICI perché sono costituiti prevalentemente da Carbonio e Idrogeno, e POVERI di Ossigeno.

Sono presenti in tutti gli organismi VIVENTI.

Tra i più importanti: TRIGLICERIDI, CERE, FOSFOLIPIDI, STEROIDI, (CAROTENOIDI) - pigmenti vegetali arancioni.

TRIGLICERIDI

• lipidi più abbondanti nei viventi
• hanno ruolo di RISERVA ENERGETICA
• forniscono più del doppio dell'energia per grammo rispetto ai carboidrati

Sono esteri tra GLICEROLO e 3 ACIDI GRASSI

Durante la digestione sono idrolizzati e danno Glicerolo + Acidi Grassi

ACIDI GRASSI

SATURI: hanno la maggior quoto possibile di atomi di Idrogeno.

Sono solidi a temp. ambiente per le interazioni deboli che limitano il movimento delle molecole (es. grassi animali, grassi vegetali solidi = MENO SALUTARI).

Ogni proteina può avere varie regioni strutturali, ognuna con una propria funzione.

Cambiamenti nella sequenza portano a cambiamenti nella conformazione, malattie...

• Denaturazione: cambiamenti della struttura tridimensionale che alterano la sua attività biologica:
  • Riscaldamento
  • Cambiamento pH
  • Trattamento con prodotti chimici

La struttura terziaria diventa allungata, sviluppo alcuni legami e la proteina perde la sua attività biologica.

(Es.: frittura di un uovo, la consistenza dell’albume cambia consistenza.)

È irreversibile!

Gli Enzimi

Sono dei catalizzatori biologici che influenzano la velocità delle reazioni senza essere consumati.

Ogni enzima controlla la reazione formando un complesso intermedio instabile con il substrato, la sostanza a cui agisce.

Quando il complesso enzima-substrato si rompe viene rilasciato il prodotto.

La molecola enzimatica può formare altri complessi.

Caratteristiche

• Specifici: ogni sito attivo è strettamente legato con la forma del substrato
• Ubiquitari: presenti in tutti gli organismi viventi
• Possono essere inibiti (ossidazione: si evita alterando il pH con il limone nella frutta)
• Necessitano di H₂O libera
• Ogni enzima ha le proprie condizioni ottimali (temperatura, pH)

Ruoli

• Scindere polimeri (lipidi, proteine, acido...)
• "Assemblare" molecole
• Unire monomeri a formare polimeri
• Biosintesi (costruzione di molecole)
• Trasformare molecole creando legami, o modificando la struttura