Botanica - domande esame

Domande lezione 2-6

Cos'è la cellula?

È l'unità fondamentale nella vita dell'organismo, è la più piccola unità biologica e il mattone fondamentale. La funzione è uguale in animali, vegetali, batteri e funghi.

Che ruolo diverso ha la 'cellula' in un organismo unicellulare e in uno multicellulare?

Se la cellula si riproduce autonomamente e sopravvive (si alimenta, produce rifiuti, risponde a stimoli ambientali) allora è un organismo unicellulare. Quando l'organismo è fatto di molte cellule è multicellulare, non sopporta l'eliminazione massiccia di multicellularità, non è autonomo e devono lavorare assieme.

Che differenze esistono tra cellula procariote e cellula eucariote?

Procarioti → no nucleo, no organelli di membrana, sì parete cellulare con peptoglicano 0.2-10 mm, no glicoproteine, no citoscheletro

Eucarioti → sì nucleo, sì organelli di membrana, no peptoglicano 5-10 mm, sì glicoproteine, sì citoscheletro

Cosa sono i 'progenoti'?

Il progenote è un organello alla base delle evoluzioni. Filogenesi parla di un progenitore unico che poi ha fatto partire le evoluzioni. Tutto è partito da procarioti ancestrali (unicellulari in grado di riprodursi). Processi di modifica in evoluzione hanno generato un adattamento e selezione naturale.

In cosa sono simili le cellule animali e vegetali?

Sono formate quasi dagli stessi organelli; entrambe sono delimitate da una membrana plasmatica che racchiude il citoplasma, hanno i mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi e il nucleo contenente il DNA (A T C G).

Come è fatta una cellula fungina?

Formata da organismi eucarioti – eterotrofi → no fotosintesi, devono ricevere cibo dall'esterno. Possono essere unicellulari o multicellulari. Ci sono i mitocondri, un grande vacuolo occupa gran parte della cellula, la parete cellulare esterna è fatta da chitina. NB i funghi sono più vicini al mondo animale che non vegetale, questo perché prendono cibo dall'esterno. I glicani prodotti all'interno della cellula formano trabecolatura, passa attraverso la membrana e poi va a formare la rete che sostiene elementi.

Quali caratteri sono tipici della cellula vegetale?

Capacità di staticità → perenne rigidità, hanno impalcatura data dalla parete cellulare:

• Parete cellulare
• Vacuolo
• Plastidi

Le cellule vegetali sono tutte uguali tra di loro?

No, hanno la parete più o meno spessa → dipende dal punto in cui si trovano nella pianta.

Cos'è la cellulosa?

La cellulosa è il biopolimero del glucosio, è molto resistente e indigeribile dall'uomo. È prodotta dalle piante, processi di biosintesi avviene in un processo multienzimatico detta rosetta (6 proteine a cerchio dette glucosiltransferasi).

Cosa sono le emicellulose?

È un polisaccaride scarsamente solubile derivata dalla cellulosa (mezza cellulosa).

Quali funzioni e composizione ha la parete cellulare delle piante?

La parete cellulare è da considerarsi un'unità morfofunzionale soggetta ad apposizione di diversi strati. È costituita da 3 diversi elementi, soprattutto fibrille di cellulosa nella parete primaria (glucosio + proteine + polisaccaridi → struttura elastica per accrescimento cellulare), la lamella primaria è costituita da diversi elementi che hanno la funzione di tenere incollate le diverse cellule, poi c'è la parete secondaria (non sempre presente, maggiore supporto strutturale).

Funzioni:

• Mantiene e determina forma e grandezza della cellula
• Responsabile dell'architettura della pianta
• Supporto e resistenza meccanica
• Previene lo scoppio di cellule poste in una soluzione ipotonica e determina la genesi della pressione di turgore
• Controlla velocità e direzione dell'accrescimento
• Ruolo metabolico → sede di attività enzimatica
• Trasporto, assorbimento, secrezione di sostanze
• Difesa fisica contro i patogeni
• Sede di produzione di molecole segnale in relazione ad attacchi patogeni
• Riduce perdita di H₂O da tessuti

Quale biogenesi ha la parete cellulare nelle piante?

Al termine della mitosi numerose vescicole originatesi sul Golgi si raccolgono fra i due nuclei a formare la piastra cellulare. Questo processo di migrazione è regolato dal fragmoplasto, ovvero un complesso di microtubuli successivo alla mitosi. La piastra cellulare inizia a formarsi al centro e poi si espande verso l’esterno fino a fondersi con plasmalemma e preesistenti. La successiva biosintesi dei polimeri di matrice (emicellulose e peptici) avviene nell’apparato di Golgi. Una volta pronti i polimeri di matrice raggiungono la parete mediante trasporto vescicolare. Se la sintesi non è ancora completa, sono indirizzate al reticolo endoplasmatico e poi al Golgi, qui terminano maturazione e poi sono secrete grazie al trasporto vescicolare.

In cosa consiste la stratificazione cellulare? Cos'è la lamella mediana?

È la parte più esterna della parete cellulare e unisce le pareti alle varie cellule. È molto ricca di sostanze proteiche che le conferiscono una notevole adesività. NON c'è cellulosa.

Cosa si intende per accrescimento cellulare?

Si intende l'ingrandimento/crescita di una cellula. Le microfibrille influenzano la direzione dell'espansione. La crescita può avvenire solo in direzione perpendicolare rispetto all'orientamento delle microfibrille di cellulosa. Se le fibrille sono disposte in modo casuale, la crescita è isotropica, ovvero uguale in tutte le direzioni. Se invece le microfibrille sono disposte in modo ordinato, la crescita sarà anisotropica, ovvero la direzione predominante di crescita tenderà ad essere perpendicolare alla direzione prevalente delle microfibrille.

Come è coinvolta la parete nell'accrescimento cellulare?

Quando la crescita cellulare è cessata si forma la parete secondaria, un ulteriore strumento di struttura all'interno dell'unità.

Dove è prodotta la parete primaria e in quali piante è presente?

La parete primaria è completa solo nelle cellule adulte di quegli organismi che devono sopportare grossi pesi per un ampio periodo di tempo (piante erbacee e ad accrescimento primario). La parete cellulare circonda il protoplasto esternamente alla membrana plasmatica.

Come comunicano le cellule vegetali tra loro? Cosa sono i plasmodesmi?

Comunicano attraverso i plasmodesmi, minuscoli canali nella parete cellulare che permettono una veloce comunicazione. Inoltre, il citoplasma di una cellula vegetale si prolunga in quello delle cellule adiacenti, così il citoplasma di una cellula può considerarsi un tutt'uno.

Tutti i plasmodesmi hanno plasmotubuli?

Sì, perché si formano durante la divisione cellulare da tubuli del reticolo endoplasmatico che vengono "intrappolati" nella piastra cellulare in via di formazione.

Nella radice c'è il trasporto aploplastico o sinplastico?

Trasporto simplastico → passaggio delle sostanze contenute nella soluzione circolante attraverso le cellule, e quindi attraverso le loro pareti estremamente selettive, grazie a particolari meccanismi di trasporto. Circa il 90% delle sostanze vengono "selezionate" e diffuse tramite questo sistema.

Trasporto apoplastico → passaggio delle stesse sostanze non più attraverso le pareti cellulari ma tramite velo d'acqua presente a livello degli spazi intercellulari. A causa della mancanza di membrane semipermeabili, questa via non è selettiva. Circa il 10% delle sostanze vengono diffuse tramite questo sistema, tuttavia a livello dell'endoderma (circostante al cilindro centrale) tale via viene interrotta e tutte le sostanze devono essere "filtrate" dalle pareti delle sue cellule.

Nella radice l'acqua si muove indifferentemente con entrambe le modalità fin quando raggiunge l'endodermide dove, per la presenza della banda del Caspary costituita da suberina (e quindi impermeabile all'acqua) viene interrotto il movimento apoplastico e l'acqua deve seguire per forza la via simplastica.

Che tipi di trasporto avvengono a carico della parete nei tessuti vegetali? Quali e quante modificazioni della parete secondaria avvengono?

3 e avvengono in base alla disposizione delle microfibrille della cellulosa:

• Strato esterno S1
• Strato mediano S2
• Strato interno S3

Dove avviene la lignificazione?

Nella matrice cellulare, tra gli spazi interfibrillari delle molecole di cellulosa.

Cos'è la lignina, quali composti include e a cosa serve?

Lignina è un insieme di alcoli con importanza di proteggere la cellula dai parassiti, è idrofoba.

Da dove è estratta l'ematossillina eosina?

La colorazione con ematossillina eosina è la colorazione di base nello studio microscopico dei tessuti, è una sostanza vegetale che viene estratta dal legno di campeggio (Haematoxylon campechianum).

Dove troviamo la pigmentazione?

In accompagnamento alla lignificazione, da colore e avviene per l'impregnazione della parete con sostanze come tannini o polifenoli.

Cos'è il duramen?

Il duramen è la parte legnosa interna non più vitale del tronco degli alberi.

Che tipo di mineralizzazione è presente sulle foglie di ortica?

Si tratta di un tipo di mineralizzazione con peli, inspessiti dalla presenza di silice.

A cosa servono cutina e cere sulle foglie?

Per dare impermeabilità all’acqua e ai gas atmosferici.

In che tessuto e organi possiamo trovare la suberina?

Si tratta di una sostanza idrofoba depositata, sotto forma di lamelle, attorno alle cavità lasciate vuote dalle cellule morte del sughero ed è inoltre presente in molte altre parti del corpo vegetale.

Quale albero è il maggior produttore di sughero?

La quercia da sughero. Si raccoglie solo con un procedimento manuale senza andare a ledere i tessuti conduttori, altrimenti la pianta muore.

In che modo il vacuolo è coinvolto nella distensione cellulare? Cos'è il GERL?

G = Golgi

L = lisosoma

ER = reticolo endoplasmatico

Si tratta di provacuoli che non sono più uguali a quelli originali perché hanno attraversato il Golgi.

Come avviene la biogenesi del vacuolo?

La biogenesi del vacuolo non è ancora chiara. Oggi prevale la cosiddetta ipotesi GERL (Golgi, reticolo endoplasmatico e lisosoma). Secondo tale ipotesi un sistema di membrane tubulari, provenienti dall'ER e associate alla faccia trans del Golgi si fonderebbero per dare origine ai vacuoli. Tale modello, comunque, non esclude modelli alternativi.

Cos'è il tonoplasto?

Il tonoplasto è una sottile membrana, presente generalmente nelle cellule vegetali, posta attorno al vacuolo centrale.

Quali funzioni ha il vacuolo?

Regolazione omeostasi vacuolare, accumulo ioni nel succo vacuolare, accumulo composti di riserva, sede processi detox, all'interno ci sono enzimi litici, trattiene elementi che sarebbero nel citoplasma liberi e nocivi → fa processi di demolizione o segregazione, trasformandoli in composti che possono restare per sempre all'interno dei vacuoli in modo tale che la sostanza tossica resta nella pianta senza essere per essa nociva, ma se un animale la attaccasse questo sarebbe un elemento di difesa.

Come funziona l'apertura-chiusura degli stomi?

Quello che permette agli stomi di aprirsi e chiudersi è una variazione del turgore delle cellule di guardia. Un aumento di turgore apre lo stoma, una diminuzione lo chiude. Questo però grazie al fatto che la parete delle cellule di guardia non è ispessita uniformemente in tutto il suo perimetro, ma lo è maggiormente in corrispondenza della rima stomatica. L'aumento di turgore pertanto provoca una deformazione della cellula non uniforme con conseguente apertura della rima stomatica.

C'è da capire cosa provoca le variazioni di turgore. Fra le cellule epidermiche quelle di guardia sono le uniche a possedere i cloroplasti, per cui possono fare fotosintesi. Durante la fase luminosa si formano ioni H⁺ che tendono ad essere espulsi dalla cellula. Questo però provocherebbe uno squilibrio di cariche nella cellula che diventerebbe negativa. Per compensare la cellula fa entrare ioni K⁺ che sono osmoticamente attivi e quindi richiamano acqua e quindi si ha aumento di turgore e apertura dello stoma.

Cos'è la pressione di turgore?

È la pressione con cui il vacuolo va contro la parete cellulare dopo essersi riempito di acqua.

Quando avviene la plasmolisi?

Se il vacuolo perde H₂O si abbassa la pressione di turgore e un successivo distacco della membrana plasmatica dalla parete cellulare. Se questo distacco avviene è detto plasmolisi.

Che tipi di inclusi solidi si trovano nel vacuolo?

Si possono trovare ioni inorganici liberi oppure a formare dei sali che assumono forme specifiche e caratteristiche per ogni specie. L'aggregazione di ioni di carbonato di calcio va a formare molecole poliedriche.

Cos'è il glutine?

Il glutine è una sostanza lipoproteica che si origina dall'unione, in presenza di acqua ed energia meccanica, di due tipi di proteine: la prolammina (gliadina per il frumento) e la glutenina presenti principalmente nell'endosperma delle cariosside di cereali quali frumento, farro, segale e orzo.

Che metaboliti organici di riserva sono comuni nei vacuoli?

Molti metaboliti organici di riserva vengono accumulati nel vacuolo tra cui aminoacidi e proteine, zuccheri monosaccaridi (es. glucosio nell'uva), disaccaridi (saccarosio nella barbabietola e nella canna da zucchero), pigmenti che conferiscono i colori ai fiori, alla frutta etc. (flavonoidi, antociani, flavoni e a volte tannini). Nelle cellule dei tessuti di riserva dei semi, si trovano vacuoli fortemente modificati per immagazzinare proteine, detti granuli di aleurone, vescicole che racchiudono riserve proteiche.

Flavonoidi, antiossidanti, antocianine, tannini: a cosa servono alle piante?

I flavonoidi, antiossidanti, antocianine e tannini servono alle piante per diverse funzioni di difesa, protezione e attrazione.

Cosa sono gli alcaloidi?

Sono dei metaboliti che liberano sostanze alla bruciatura o cottura, sostanze ricche di azoto, veleni, usati per prodotti medicinali.

Quali famiglie botaniche sono particolarmente ricche di terpeni?

Le famiglie angiosperme labiate e apiace sono particolarmente ricche di terpeni. Sono lipidi volatili con anelli aromatici, hanno profumi molto gradevoli.

Lezioni 7-8

Quanti tipi di plastidi esistono?

• Cloroplasto → verdi
• Cromoplasti → gialli
• Leucoplasti → bianchi

Cosa sono i pro-plastidi e dove si trovano?

I pro-plastidi sono plastidi (organuli tipici della cellula vegetale) ancora indifferenziati, presenti nel tessuto meristematico.