Biologia vegetale - Appunti

CRESCITA DELLA CELLULA

La cellula vegetale può seguire due modalità per l’accrescimento:

 Accrescimento per divisione: da una cellula madre se ne generano due figlie, destinate

anch’esse a dividersi secondo la stessa modalità, comportando un aumento della

massa cellulare

 Accrescimento per distensione: la cellula aumenta le proprie dimensioni fino a

raggiungere il livello necessario. La distensione comprende anche il processo di

differenziamento.

DISTENSIONE CELLULARE

La cellula assume le caratteristiche e morfologiche e funzionali che determinano le cellula in

cui andrà a dividersi, poi si specializza.

Nei vacuoli si accumulano gli ioni che richiamano per osmosi l’acqua. Il vacuolo aumenta di

volume, esercitando una pressione di turgore verso la parete, trovando anche contrasto da

parte di quest’ultima; ciò garantisce una direzione di distensione controllata.

CICLO CELLULARE

Il ciclo cellulare è così suddiviso:

 Interfase:

• G1

• S

• G2

• (G0)

 Fase M

Fase G1: la cellula raddoppia in dimensioni e aumenta il numero di organelli, enzimi e

molecole. Sintesi di fattori per la duplicazione del DNA.

Fase S: il DNA si è duplicato e sono state sintetizzate le proteine associate. Ci sono copie di

informazione genetica.

Fase G2: il contenuto di DNA è doppio rispetto allo stadio G1. Le strutture necessarie per la

divisione cominciano ad assemblarsi. I cromosomi cominciano a condensarsi.

Fase M: i due gruppi di cromosomi si sono separati per mitosi e la cellula ricomincia a

dividersi.

Fase G0: alcune cellule entrano in uno stadio di riposo una volta che è stato prodotto il

numero necessario di cellule. Si tratta di una fase a volte permanente ed altre momentanea;

in questo caso la cellula rientra nella fase G1 se vengono richieste altre cellule.

La mitosi consiste in 4 fasi:

 PROFASE: la cromatina, contenuta nel nucleo, si condensa in cromosomi ben definiti,

aventi inizialmente come lunghi filamenti che successivamente si accorciano e

ispessiscono, infine si accoppiano due filamenti formando i cromatidi fratelli.

 METAFASE: nella zona occupata precedentemente dal nucleo, compare il fuso mitotico.

Una serie di microtubuli proteici si fissa ai vari cromatidi e li sposta verso il piano

equatoriale del fuso, allineandoli.

 ANAFASE: i cromatidi fratelli vengono separati simultaneamente, dando origine ai

cromosomi figli e si spostano nei poli opposti .

 TELOFASE: intorno ad ogni ammasso di cromosomi inizia ad originarsi un involucro

nucleare e il fuso comincia a disintegrarsi. I cromosomi tornano ad avere le sembianze

di filamenti; contemporaneamente si formano i nucleoli. Terminata la formazione dei

nuclei avviene la citodieresi: si forma un fragmoplasto e una piastra cellulare.

Ci sono alcuni punti precisi nella pianta in cui sono presenti cellule specializzate nella

divisione continua:

GERMOGLIO (struttura aerea):

Zona di accrescimento per divisione. Nella sommità

si trova la gemma apicale

Zona di accrescimento per distensione e

differenziamento. Le cellule si accrescono

distendendosi, successivamente si differenziano.

Zona di struttura primaria. Contiene cellule adulte.

Zona di struttura secondaria non sempre presente.

RADICE (struttura ipogea che aumenta la superficie di contatto nel

terreno) Zona di struttura primaria. Contiene cellule adulte.

Zona di accrescimento per distensione e

differenziamento. Le cellule si accrescono

distendendosi, successivamente si differenziano.

Zona di accrescimento per divisione.

Le zone di accrescimento si distinguono in base ai tessuti (unità strutturali formati da cellule

che devono comunicare tra loro) specifici che le ricoprono:

 Tessuti meristematici: tessuti staminali in cui avviene la divisione e specializzazione

delle cellule

 Tessuti definitivi: formato da cellule mature.

Quando le piante hanno iniziato a vivere sulla terraferma, al di fuori dell’acqua, hanno trovato

le sostanze, necessarie per i vari processi metabolici, in ambienti differenti. Servivano,

dunque, delle strutture che permettessero loro di assorbire l’acqua dal terreno ed evitare il

disseccamento e altre per assorbire i gas dall’aria e ricevere luce per il processo fotosintetico.

Le piante, per risolvere queste problematiche, iniziarono ad accrescersi verso gli strati inferiori

del terreno per l’acqua e verso l’alto per gas e luce.

Affinché ciò avvenisse, era fondamentale la presenza di cellule in grado di crescere per

divisione. Queste cellule si dividono in corrispondenza dei tessuti meristematici presenti

nell’embrione.

Le cellule meristematiche presentano:

 una parete primaria sottile, mentre la secondaria è del tutto assente in quanto sarebbe

stata inutile visto il continuo processo di divisione;

 protoplasti

 nucleo di grandi dimensioni

 grandi vacuoli presenti in un numero piuttosto elevato

 una forma isodiametrica e piccola

La divisione della cellula madre avviene per mitosi e le cellule figlie risultano asimmetriche.

Quella più piccola continua a dividersi, l’altra, di dimensioni maggiori, si differenzia e diventa

adulta.

I tessuti meristematici possono essere di due tipologie:

 PRIMARIO: le cellule derivano direttamente dall’embrione;

 SECONDARIO: si originano da tessuti già adulti e specializzati ancora in grado di

riprendere la divisione, quando necessario, uscendo dalla fase G0 e ritornando cellule

meristematiche con caratteristiche diverse da quelle precedenti.

TESSUTO MERISTEMATICO PRIMARIO

Si trova principalmente all’apice del germoglio e della radice, formando i cosiddetti meristemi

apicali. Da esso può avvenire la crescita del fusto e la ramificazione di questo, oppure

permette la crescita della radice, dando sempre origine a tessuti meristematici primari.

Questi tessuti possono essere:

 Interscalini: disposti lungo il corpo della pianta

 Meristemoidi: cellule sparse in un tessuto adulto per dare origine a cellule specializzate

TESSUTO MERISTEMATICO SECONDARIO

Le cellule di questo tessuto presenta vacuoli che occupano la maggior parte dello spazio

intercellulare, inoltre la parete è molto sottile. Queste cellule mantengono le caratteristiche di

quelle da cui si sono originate.

I due principali tessuti sono:

 CAMBIO CRIBRO-VASCOLARE: nei fusti, partecipa alla formazione di due tessuti distinti,

il legno e il libro, ovvero gli elementi di conduzione.

 CAMBIO SUBERO-FELLODERMICO: ha un attività dipleurica, cioè produce un tessuto

diverso per lato: da un lato produce sughero, dall’altro un tessuto parenchimatico.

I TESSUTI PARENCHIMATICI

Sia la parte assorbente (funzioni di sostegno, assorbimento, riserva) sia quella aerea

(fotosintesi e traspirazione) sono costituite da tessuti specializzati, distesi in quasi tutta la

pianta.

Un tessuto fondamentale di questo tipo viene definito parenchimatico e presenta le seguenti

caratteristiche:

 è formato da cellule vive (a parte qualche eccezione);

 le cellule hanno una forma isodiametrica;

 le pareti sono sottili e raramente è presente quella secondaria;

 presenta vacuoli di grandi dimensioni mentre il nucleo e il citoplasma si trovano nelle

zone periferiche;

 ampi spazi intercellulari per il passaggio di gas;

 le struttura cellulare dipende strettamente dalla funzione della cellula, che può essere:

• clorofilliano

• di riserva

• acquifero

• aerifero

• di trasporto

• felloderma

PARENCHIMA CLOROFILLIANO

È un tessuto adibito alla fotosintesi, dunque le sue cellule sono ricche di cloroplasti; è un

tessuto riscontrabile in particolar modo nelle foglie, negli strati esterni del fusto e delle radici

aeree.

Le forme sono variabili, ma in comune le cellule di questo tessuto presentano una sottile

parete cellulare per favorire il passaggio della luce, un grande vacuolo centrale che spinge i

cloroplasti contro la parete a formare un unico strato per assorbire quanta più possibile luce e

anidride carbonica, ampi spazi intercellulari per permettere il passaggio di gas all’interno di

tutto il tessuto.

PARENCHIMA DI RISERVA

È costituito da cellule diverse tra loro a seconda della sostanza immagazzinata. Si trova

principalmente nelle radici, nelle parti interne dei frutti e in organi specializzati quali bulbi,

rizomi, tuberi e semi.

Le sostanze sono immagazzinate in polimeri, al fine di evitare problemi dovuti a squilibri

osmotici e per occupare il minor spazio possibile. Questo tessuto parenchimatico può essere

di vario tipo:

• amilifero: le cellule contengono molti amiloplasti per immagazzinare amido secondario;

• contenente oleoplasti nel citoplasma per oli e grassi;

• contenente granuli di aleurone, dei vacuoli specializzati per contenere proteine;

• avente pareti come magazzino di polisaccaridi;

• con vacuoli per l’accumulo di saccarosio o inulina

PARENCHIMA ACQUIFERO

Fondamentale per la riserva d’acqua, questo tessuto è presente soprattutto nelle piante che

vivono in ambienti particolarmente aridi e nelle piante succulente (grasse). L’acqua viene

immagazzinata all’interno di vacuoli e, per facilitare il suo trattenimento, essi presentano

sostanze mucillaginose.

PARENCHIMA AERIFERO

Questo tessuto favorisce il ricambio gassoso di organi che hanno difficoltà nell’assorbire

anidride carbonica e ossigeno, problematica riscontrabile in particolar modo nelle piante che

vivono in ambienti palustri.

Le piante presentano tessuti con ampi spazi intercellulari disposti con l’intenzione di formare

grandi canali attraverso i quali è possibile un efficiente passaggio di gas.

Il tessuto parenchimatico aerifero è particolarmente spugnoso, soprattutto se le cellule hanno

una conformazione a stella, fondamentale anche per garantire il sostegno alla struttura.

PARENCHIMA CONDUTTORE

È un tessuto attraverso il quale le sostanze vengono trasportate per brevi distanze; hanno

anche una funzione di riserva.

Cellula tipica di questo parenchima è la cellula transfer, la cui parete si invagina all’interno del

citoplasma per aumentare la superficie di scambio tra le cellule vicine. Si tratta di cellule

fondamentali quando ad essere trasportate sono sostanze di riserva in gran quantità

I TESSUTI TEGUMENTALI

Quando le piante si sono stabilite sulla terraferma, hanno dovuto affrontare diversi problemi

legati alla mancanza di una quantità d’acqua, se possiamo dire, infinita. Per evitare di

incorrere nel disseccamento, le piante hanno sviluppato delle sostanze impermeabili (lignina,

cutina e suberina) che rivestono i tessuti tegumentali, classificabili, secondo la loro posizione,

in intern