Biologia vegetale

CITOLOGIA

Cellula: le dimensioni variano da 1 a 50 micron; è l’unità fondamentale di tutti i viventi.

Cellula eucariota:

- numerosi organuli

- nucleo distinto avvolto da membrana

- sistema di membrane con compartimentazione

- vegetale o animale Cellula animale Cellula vegetale Cellula procariota

- - -

ciglia e flagelli plastidi pochi organuli

- - -

molti vacuoli parete cellulare nucleoide non avvolto

- -

Presenta: lisosomi grandi vacuoli da membrana

- - -

centrosomi perossisomi e citoplasma

- -

centrioli gliossisomi ribosomi 70S

- membrana cellulare

limitante

- parete cellulare

- capsula interna

- ciglia e fimbrie

- assenza di vera

compartimentazione

- -

Non presenta: plastidi ciglia e flagelli (tranne i

- parete cellulare gameti)

- grandi vacuoli

- perossisomi e

gliossisomi

- plasmalemma

- citoscheletro

-

Presentano entrambe nucleo

-

(c. vegetale e c. citoplasma

-

animale): REL

- RER

- ribosomi 80S

- mitocondri

- apparato del Golgi

Strutture citologiche specifiche dei vegetali

I plastidi

cloroplasto amiloplasti,

Il è il plastidio più importante. Ai plastidi appartengono anche gli plastidi

incolori che immagazzinano amido (amilosio) principalmente a livello di radici e tuberi, i

cromoplasti, che contengono pigmenti in grado di conferire a fiori e frutti la tipica colorazione

clorofilla

arancione o gialla. I cloroplasti contengono il pigmento verde nonchè gli enzimi e le altre

molecole coinvolte nella realizzazione della fotosintesi, processo attraverso cui si realizza la

produzione degli zuccheri. Sono presenti nelle foglie e in altri organi verdi delle piante. Il

contenuto dei cloroplasti risulta separato dal resto del citoplasma da due membrane divise da un

sottile spazio intermembrana. All’interno del cloroplasto si sviluppa un altro sistema di membrane

tilacoidi.

formato da strutture a sacco appiattito interconnesse tra loro definite I tilacoidi appaiono

granum

sovente impilati e ogni pila viene denominata (plurale grana). La matrice fluida presente al

di fuori dei tilacoidi viene definita stroma e contiene il DNA del cloroplasto (circolare), i ribosomi e

vari enzimi.

I perossisomi

perossisoma

Il è un compartimento metabolico specializzato circondato da una singola

membrana. I perossisomi sono quasi sferici e presentano spesso un core granuloso o cristallino 1

che viene considerato come un complesso di molecole enzimatiche. Il loro nome deriva dalla

capacità degli enzimi contenuti al loro interno di trasferire l’idrogeno presente in vari substrati

legandolo all’ossigeno con la formazione di molecole di perossido di idrogeno. Alcuni perossisomi

utilizzano l’ossigeno per scindere gli acidi grassi in molecole di dimensioni inferiori che, in seguito,

possono essere trasportate ai mitocondri e utilizzate come combustibile per la respirazione

cellulare. L’azione tossica di cui è dotato l’H2O2 che si forma nei perossisomi viene impedita dalla

trasformazione di tale molecola in acqua, reazione chimica che si compie nei cloroplasti grazie

all’intervento di specifici enzimi in essi contenuti.

gliossisomi

I sono perossisomi specializzati che si trovano nei semi delle piante a livello dei tessuti

di riserva, che costituiscono una sede di stoccaggio di sostanze lipidiche; contengono enzimi che

determinano la trasformazione degli acidi grassi in zuccheri.

La parete cellulare

parete

La protegge la cellula vegetale, mantenendo la sua tipica forma e impedendo un’eccessiva

cellulosa

perdita di acqua dall’ambiente intracellulare. Le microfibrille costituite da vengono

sintetizzate da un enzima e secrete nello spazio extracellulare, dove vengono intrappolate in una

matrice costituita da altri polisaccaridi e proteine. Questa combinazione di materiali, robuste fibre

immerse in una matrice, presenta un’architettura analoga a quella del cemento armato. La

costruzione della parete cellulare è complessa e avviene centripetamente a partire dalla lamella

mediana (straterello pectico comune tra due cellule adiacenti), dapprima con uno strato pecto-

primaria),

cellulosidico (parete poi con deposizione di cellulosa a strati intrecciati (parete

secondaria). Raggiunto un certo spessore di parete, la cellulosa può dare inizio a una

lignina

impregnazione di (sostanza di grande resistenza meccanica) che rende la struttura

parete cellulare secondaria modificata lignificata,

parietale rigida e che viene denominata o meglio

che va a costituire il legno.

Il vacuolo

I vacuoli vegetali contribuiscono al mantenimento dell’omeostasi cellulare. Sono vescicole

tonoplasto)

circondate da membrana (il le cui funzioni variano nelle diverse tipologie cellulari. Le

cellule vegetali e fungine, che di regola non sono dotate di lisosomi, presentano vacuoli in cui si

realizzano i processi idrolitici. Il vacuolo centrale rappresenta di solito il compartimento di

maggiori dimensioni all’interno di una cellula vegetale. Il vacuolo può contenere riserve di

importanti composti organici e costituisce la sede principale di accumulo di ioni inorganici, come

potassio e cloruro. Molte cellule vegetali utilizzano i propri vacuoli per immagazzinare composti

metabolici che, qualora venissero dispersi nel citoplasma, potrebbero danneggiare la cellula. I

vacuoli possono proteggere la pianta dall’aggressione dei predatori. 2

ISTOLOGIA

L’istologia studia la morfologia dei tessuti. Le singole cellule di un tessuto stabiliscono tra loro

plasmodesmi,

comunicazioni plasmatiche mediante particolari strutture, i che si formano al

momento della costruzione del setto di separazione tra due cellule in divisione. Nei vegetali

superiori i plasmodesmi, attraverso opportune aperture della parete cellulare denominate

punteggiature, permettono alla cellule di trasferire informazioni, nutrienti, acqua e quant’altro

necessiti alla vita del tessuto.

I veri tessuti presentano caratteri morfologici distintivi e specifici:

- la presenza di una lamella mediana che unisce le cellule contigue

- una parete cellulare stratificata e sovente modificata

- la presenza di punteggiature che permettono l’unione dei plasmodesmi e lo scambio tra cellule

vive

- la presenza di spazi intercellulari, al fine di permettere lo scambio gassoso anche in tessuti

profondi cormo,

Alla base della struttura dei vegetali c’è il distinto in tre organi: foglie, fusto e radice, che a

loro volta sono composti da un certo numero di tessuti, sia embrionali che adulti.

tessuti meristematici embrionali tessuti adulti differenziati.

I o e i o I tessuti embrionali o

meristematici si trovano già dai primi stadi di sviluppo embrionale e continuano la loro attività per

tutta la vita della pianta, determinando la formazione del corpo primario, a seguito del

differenziamento dei successivi tessuti. Le cellule meristematiche si dividono continuamente,

rinnovando il meristema.

meristemi primari

I sono responsabili dei processi che portano all’allungamento del corpo della

pianta e si trovano soprattutto a livello degli apici del germoglio e della radice.

meristemi secondari

I si formano in un secondo tempo per ripresa della capacità di divisione da

parte di determinati gruppi di cellule e vanno a costituire principalmente il corpo secondario della

pianta.

I tessuti adulti costituiscono la maggior parte del corpo di una pianta. I tessuti adulti derivano dal

differenziamento, sia morfologico che funzionale, delle cellule meristematiche, che passano da

una forma isodiametrica di pochi micron a differenti forme e dimensioni a seconda del tipo di

tessuto.

Tessuti embrionali o meristematici

I meristemi sono responsabili dello sviluppo embrionale della pianta e dei suoi organi. Le funzioni

di questi tessuti consistono nel dare origine a nuovi tessuti adulti, attraverso un’attività di divisioni

cellulari, e nel mantenere cellule sempre in fase di divisione. Già a livello dell’embrione sono

presenti due meristemi: uno all’apice della radice e uno all’apice del germoglio. Crescendo,

l’embrione darà origine alla plantula e poi alla pianta adulta, che manterrà sempre attivi i due

meristemi, che determinano l’allungamento in altezza della pianta.

Una cellula meristematica presenta una forma isodiametrica, ha piccole dimensioni e non

presenta spazi intercellulari. La parete cellulare è sottile e talvolta è formata dalla sola lamella

mediana. Con la distensione, ottenuta aumentando il volume vacuolare, la cellula aumenta di

dimensioni senza diminuire lo spessore della parete celluloso-pectica e, differenziandosi, si

specializza a seconda del tessuto che andrà a formare.

A livello della radice, il meristema apicale presenta un gruppo di cellule meristematiche iniziali,

cuffia.

che sono protette da uno strato di cellule chiamato Questo, per divisioni ineguali forma

altre cellule, che, differenziandosi, produrranno tutti i tessuti adulti della radice.

Meristemi secondari sono il cambio cribro-vascolare e il cambio subero-fellodermico. Questi

meristemi hanno la funzione di contribuire alla crescita in spessore della pianta, in quanto

producono il corpo secondario, di solito lignificato all’interno e rivestito di abbondanti tessuti di

protezione all’esterno.

cambio cribro-vascolare xilema

Nel caso del le cellule del cambio producono cellule dello verso

floema cambio

l’interno del fusto o della radice e cellule del verso l’esterno. Nel caso del

subero-fellodermico, il tessuto meristematico secondario produce un tessuto tegumentale, il

sughero, felloderma,

verso l’esterno e un tessuto parenchimatico, il verso l’interno. 3

Tessuti adulti o differenziati o definitivi

Le cellule adulte hanno dimensioni superiori a quelle embrionali, hanno forme molto variabili,

contengono una quantità minore di citoplasma e presentano una marcata vacuolizzazione. I

tessuti definiti si distinguono in primari e secondari in base alla loro origine (i primari dai meristemi

primari e i secondari da quelli secondari).

Sistema tegumentale

E’ costituito da tessuti di protezione che rivestono tutta la superficie della pianta. La loro funzione

principale è quella di limitarne le perdite d’acqua dai tessuti sottostanti, ma anche quella di

sistema tegumentale

proteggerlo dall’attacco di agenti atmosferici e dall’attacco di parassiti. Del

fanno parte tutti i tessuti esterni della pianta: l’epidermide, che avvolge tutto il corpo primario del

rizoderma,

fusto e della foglia; il che avvolge la struttura primaria della radice; l’esoderma, che

sostituisce il rizoderma quando questo non è più funzionante. Oltre a questi tessuti c’è anche

l’endoderma, che è un tessuto