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Botanica generale - Appunti

Appunti relativi agli argomenti fondamentali della botanica generale richiesti dal professor Selvi, a partire dalla descrizione della cellula e dei tessuti fondamentali, seguiti dalle fasi biologiche di respirazione e fotosintesi. descritti inoltre il sistema ormonale, i tipi di riproduzione e i metodi di trasporto per l'apporto nutrizionale ed idrico delle piante.

Esame di Botanica generale docente Prof. F. Selvi

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Il Sistema Ormonale

Detti anche “regolatori della crescita”, permettono la coordinazione tra le diverse attività della

pianta. Le reazioni avvengono molto più lentamente perché le cellule vegetali mancano di sistema

nervoso.

AUXINE: in natura il principale è l’Acido indolacetico (IAA). Stimolano la crescita per distensione

del fusto, delle gemme e della radice a seconda della concentrazione. È presente nei meristemi

apicali di fusto, radice, nelle foglie e nei semi. Si diffondono per trasporto attivo (polare), cioè dai

fusti verso il basso e dalle radici verso l’alto. Il trasporto è lento perché avviene a carico del

parenchima floematico, del midollo e della corteccia, che non sono specializzati in questo. Inoltre,

per quanto riguarda le gemme, promuovono il fenomeno della dominanza apicale, ovvero lo

sviluppo maggiore della gemma apicale rispetto a quelle laterali.

GIBBERELLINE: il più diffuso è l’Acido gibberellico (GA3). Sono tutte molto simili tra loro per cui si

possono convertire l’una nell’altra. La sintesi avviene nei meristemi apicali del fusto e della radice

ma anche nei semi immaturi. Il trasporto è attivo attraverso lo xilema nella radice, e apolare nelle

foglie. Stimolano il processo per divisione e distensione cellulare.

CITOCHININE: in natura la più diffusa è la zeatina, mentre di origine sintetica è la cinetina.

Presentano tutte una struttura simile all’adenina, base azotata da cui derivano. Si trovano

nell’apice della radice ma anche nelle foglie e nei frutti giovani. Il trasporto avviene attraverso lo

xilema dalle radici a tutti gli organi della pianta. Insieme alle auxine stimolano la divisione

cellulare, mentre da sole favoriscono lo sviluppo delle gemme laterali bloccando così la dominanza

apicale.

DORMINE: il più importante è l’Acido Abscissico (ABA). La sintesi avviene nei cloroplasti e si

trovano nelle foglie, nei fusti giovani e nei frutti verdi in fase di riposo. Il trasporto avviene tramite

xilema e floema e attraverso il parenchima. Sono regolatori di bilancio idrico tramite apertura e

chiusura degli stomi; regolano il passaggio da stato di quiescenza a stato vegetativo e infine

promuovono l’abscissione fogliare e del frutto.

ETILENE: è un ormone volatile in quanto gassoso. Viene considerato un ferormone perché

messaggero tra esemplari della stessa o di diverse specie. Si forma dalla metionina che contiene

zolfo e la sintesi avviene nei cloroplasti e in altre zone della pianta. Il trasporto avviene tramite

spazi intercellulari e xilema e floema. Promuove la senescenza, l’abscissione fogliare e la

maturazione dei frutti. Infine blocca la crescita ed elimina la dominanza apicale.

Riproduzione

ASESSUALE: viene svolta da un unico individuo con la creazione di cloni perché il corredo genetico

è uguale a quello della cellula madre. La velocità di riproduzione è maggiore e inoltre non può

avvenire l’estinzione della specie. È tipica degli organismi unicellulari. Ne esistono vari tipi:

- Per frammentazione: distacco dall’organismo di un frammento da cui si origina un

nuovo individuo indipendente. Tipico delle erbacee perenni. (es. Rizomi, stoloni,

bulbi, tuberi)

- Mediante spore: le cellule riproduttive sono capaci da sole di generare un intero

individuo. Se da divisione mitotica si hanno le mitospore, dove il numero di

cromosomi è uguale per cui le spore sono dette equazionali; se da divisione

meiotica si hanno le meiospore, dove il numero di cromosomi è dimezzato per cui

le spore sono dette riduzionali.

- Autofecondazione: il gamete maschile è capace di fecondare quello femminile

prodotto dallo stesso individuo.

- Partenogenesi: si ha la nascita di un nuovo individuo a partire dal gamete femminile

senza che avvenga la fecondazione.

- Artificiale: le tecniche usate sono le biotecnologie agrarie che permettono a piante

di riprodursi in modo organico anche se per natura non ne sarebbero in grado; e le

talee, ovvero porzioni del fusto che in condizioni favorevoli sono capaci di

sviluppare radici avventizie dando origine a nuove piante.

SESSUALE: si ha l’unione di due cellule di sesso opposto (gameti) che danno origine a una cellula

diploide (zigote). Questo deriva dalla plasmogamia (fusione dei due citoplasmi) seguito dalla

cariogamia (fusione dei due nuclei). Se avvengono una dopo l’altra si parla di singamia, se la

cariogamia avviene dopo del tempo si parla di dicarion (cellula con due nuclei). Le cellule figlie

sono diverse sia tra loro che dalla cellula madre: il vantaggio è che sono in grado di adattarsi a

nuove condizioni ambientali, lo svantaggio è che sono necessari due individui di sesso opposto

perché la riproduzione possa avvenire. I gameti possono avere forma e struttura diverse o uguali e

a seconda di dove si trovano vengono protetti: se in acqua vengono protetti dal gametocisto (in

alcune alghe il gamete femminile è detto oogonio), se in terra sono protetti dal gametangio che se

femminile prende il nome di archegonio, se maschile di anteridio. Le piante vascolari infine

possono essere isosporee, se presentano spore tutte uguali, eterosporee se le spore sono diverse

e quelle femminili sono dette megaspore, mentre quelle maschili microspore.

Quando vi è alternanza tra riproduzione sessuale e asessuale si formano i cicli ontogenetici ovvero

quello aplobionte, diplobionte e aplo-diplobionte.

Nutrizione delle piante

TRASPORTO IDRICO: circa il 90% d’acqua viene eliminata sottoforma di vapore acqueo attraverso

le foglie = processo di traspirazione. La principale funzione svolta dalla pianta è l’attività

fotosintetica che necessita di CO2 e che può essere assorbita solo in soluzione. L’apparato radicale

ancora la pianta al suolo e assorbe acqua soprattutto per le foglie (assorbimento dell’acqua)

tramite i peli radicali. L’acqua trapassa la corteccia per trasporto apoplastico fino

all’endodermide; da qui passa al plasmalemma e al protoplasto delle cellule endodermiche, che

rappresentano la banda del Caspary, per trasporto simplastico. Quindi l’endodermide costituisce

una barriera osmotica posta tra la corteccia e cilindro vascolare della radice.

Meccanismo di coesione-adesione-tensione: l’acqua traspirata tramite le foglie viene sostituita da

altra proveniente da altre cellule. Passa attraverso il plasmalemma che intrappola i soluti in essa

disciolti, per cui si ha una concentrazione di soluti maggiore e il potenziale idrico diminuisce. Si

stabilisce così il gradiente di potenziale idrico tra le cellule guidato da processi osmotici. La

traspirazione avviene anche di notte ma è molto più lenta in quanto l’acqua, per osmosi,

attraversa lo xilema passando per le cellule adiacenti mentre i soluti restano all’interno. Si viene

così a creare una pressione positiva detta pressione radicale che spinge l’acqua verso l’alto.

Raggiunta la foglia l’acqua viene rilasciata tramite guttazione, fuoriuscendo dagli idatodi. Durante

il giorno invece la pressione radicale è poco efficiente in quanto l’acqua passa per la pianta più

rapidamente.

TRASPORTO DEI NUTRIENTI: anch’essi assorbiti dalla radice. Gli ioni si muovono per via

simplastica fino all’endodermide, poi per diffusione tramite le cellule parenchimatiche dello

xilema. Il trasporto dal terreno ai vasi xilematici implica due passaggi per trasporto attivo

attraverso la membrana:

1) Assorbe ioni a livello della membrana plasmatica delle cellule epidermiche;

2) Ioni vengono poi espulsi nei vasi della membrana plasmatica delle cellule parenchimatiche

vascolari (xilema).

Il trasporto attivo viene generato dal potenziale transmembrana:

- Gli ioni H+ vengono pompati all’esterno dalla membrana delle cellule epidermiche

generando un loro potenziale negativo.

- Si ha una differenza di potenziale transmembrana tra membrana delle cellule

epidermiche e quella delle cellule parenchimatiche.

- Le cellule cariche negativamente attraggono ioni carichi positivamente.

Nel fusto invece gli ioni si muovono dallo xilema ai tessuti del fusto per via apoplastica. Nella foglia

alcuni ioni si muovono insieme all’acqua per via apoplastica, altri invece per via simplastica tramite

trasporto attivo. Tessuti

Insieme di cellule che svolgono la stessa funzione, associate tra loro tramite i plasmodesmi. Si

dividono in:

- Meristematici: formati da cellule indifferenziate che continuano l’attività mitotica.

- Definitivi: formati da cellule differenziate

MERISTEMI

-meristemi primari, se derivano direttamente dall’embrione e determinano l’allungamento della

pianta in lunghezza. Le cellule sono piccole con una parete sottile, numerosi ribosomi, piccoli

vacuoli e un elevato rapporto nucleo/citoplasma. Vi appartengono i meristemi apicali di fusto,

detto apice vegetativo e dal quale si sviluppano foglie e rami. In fase riproduttiva invece prende il

nome di apice fiorale, dal quale si sviluppano petali, sepali, stami e carpelli. Il meristema apicale

della radice, detto apice radicale, dal quale si sviluppano radice principale e cuffia radicale.

Le cellule embrionali e meristematiche, una volta terminata la divisione cellulare, iniziano un

processo di differenziamento che dipende dalla posizione delle cellule: detto effetto posizione,

legato alla presenza della parete che impedisce la migrazione di gruppi di cellule.

-meristemi secondari, quando le cellule riacquistano in un secondo tempo la loro attività mitotica

e determinano l’accrescimento della pianta in spessore. Le cellule sono più grandi e hanno un

basso rapporto nucleo/citoplasma. Sono: il cambio subero-fellodermico che genera il periderma e

il sistema tegumentale del corpo secondario della pianta, e il cambio vascolare che genera il

sistema conduttore. I meristemi residui, ovvero gruppi di cellule in tessuti già differenziati capaci di

dividersi e i meristemi cicatriziali.

TESSUTI PARENCHIMATICI

Sono formati da cellule vive a maturità che possono riacquistare l’attività mitotica. Presentano una

parete primaria poco ispessita, grandi vacuoli con abbondante succo vacuolare che contribuisce

alla turgidità della cellula. Svolgono un ruolo di sostegno, di trasporto di alcuni ormoni come

l’auxina e intervengono nella riparazione delle ferite.

- Clorofilliano: abbondante nel mesofillo fogliare. Ricco di cloroplasti e promotore

dell’attività fotosintetica perché le pareti sono sottili per permettere il passaggio di

luce e CO2.

- Di riserva: accumula sostanze nutritive (amido, lipidi e proteine). Si trova nel fusto,

nella foglia e nella radice della pianta.

- Aerifero: ampi spazi intercellulari confluenti in un sistema di canali aeriferi

favorendo il galleggiamento. Permettono il ricambio gassoso di piante acquatiche.

- Acquifero: accumulo di grandi quantità d’acqua grazie alle cellule che presentano

pareti sottili e alla presenza nel vacuolo di mucillaggini idrofile.

- Di trasfusione: specializzato nel trasporto a breve distanza dei soluti tramite il

plasmalemma. Le cellule sono associate a xilema e floema delle nervature delle

foglie delle Gimnosperme. La parete e il plasmalemma determinano l’aumento di

superficie di scambio tra ambiente intracellulare ed extra-cellulare.

- Conduttore: le cellule si trovano nei raggi midollari di fusto e radice con funzione di

riserva e di trasporto a media distanza di molecole. Le cellule sono disposte in file a

sviluppo longitudinale caratterizzate da punteggiature soprattutto nelle pareti

trasversali.

TESSUTI TEGUMENTALI

Si dividono in esterni, che svolgono ruolo di protezione ricoprendo gli organi ed interni, che

svolgono ruolo di isolamento poiché formano barriere di separazione tra i tessuti di uno stesso

organo. I tessuti tegumentali primari esterni sono:

- Epidermide: riveste la porzione epigea della pianta. È monostratificata, formata da

cellule epidermiche vive a maturità e di forma appiattita. Nei vacuoli sono presenti

pigmenti che determinano la colorazione del cormo. Presentano cloroplasti nelle

piante presenti nei luoghi poco illuminati. Svolgono funzione di protezione da

patogeni perché priva di spazi intercellulari. È rivestita da cuticola, che limita la

perdita d’acqua incontrollata e protegge dai parassiti, e da cere, che non

permettono l’entrata d’acqua incontrollata.

Tricomi d’emergenze: sono appendici epidermiche formate da cellule singole o in

gruppo con forme, strutture e funzioni diverse. Possono essere vivi o morti. Sono:

1) Peli: hanno origine dal tessuto epidermico, uni o pluricellulari, semplici o

ramificati. Svolgono ruolo protettivo. Quelli morti sono pieni d’aria, mentre

quelli vivi sono aggrappanti e unicanti, tipici delle piante rampicanti; e

ghiandolari, secretori, urticanti e digerenti.

2) Spine: formate da cellule epidermiche e tessuti sottoepidermici. Svolgono

funzione di difesa.

3) Stomi: sono delle aperture che consentono gli scambi gassosi tra l’interno della

pianta e l’atmosfera. Presentano due cellule di guardia frontali che delimitano

un’apertura detta rima stomatica. Presentano inoltre cloroplasti che svolgono

l’attività fotosintetica producendo zuccheri che vengono poi condensati in

amido. Le cellule di guardia quando aumentano il loro turgore per assorbire

acqua, le pareti si distendono meno cambiando forma perché allargano la rima

stomatica permettendo così il passaggio di CO2, ossigeno e vapore. Quando c’è

una diminuzione di turgore le cellule di guardia chiudono la rima stomatica. Gli

stomi acquiferi non presentano cloroplasti e svolgono solo il ruolo di impedire

l’uscita. Gli stomi muoiono precocemente.

- Rizoderma: è lo strato più esterno della radice. Svolge ruolo di assorbimento, quindi

non presenta cutina e le pareti sono sottili. Le cellule si dividono in tricoblasti, da

cui si differenziano i peli radicali, e in atricoblasti, ovvero cellule non pilifere. Sono

entrambi presenti nella zona pilifera. Hanno vita breve e il ricambio è prossimo

all’apice radicale.

- Esoderma: rivestimento della radice alla caduta dei peli radicali ma anche dei fusti

sotterranei. Le cellule vive a maturità una volta morte creano un ispessimento

andando così a svolgere ruolo di sostegno. L’ispessimento non è mai continuo

perché presenti le cellule di passaggio che permettono il passaggio gassoso.

I tessuti tegumentali primari interni:

- Endoderma: è un tessuto tipico di organi che svolgono funzione assorbente come le

radici e i fusti sotterranei. È formato da uno strato di cellule vive e non presenta

spazi intercellulari. È posto tra la corteccia e il cilindro vascolare. Nella porzione più

giovane della radice le pareti cellulari sono sottili, elastiche, di natura cellulosica su

tutta la superficie intorno la cellula, interessando anche le pareti radiali e trasversali

 banda del Caspary (impermeabile). Quindi l’endoderma svolge ruolo di controllo

delle sostanze impedendo a quelle nocive di entrare nei tessuti conduttori.

Tessuto tegumentale secondario esterno:

- Periderma: si origina da uno strato di cellule comprese tra l’epidermide e gli strati

più esterni del libro che formano un meristema secondario detto cambio subero-

fellodermico (fellogeno). Questo inizia a produrre verso l’esterno sughero e verso

l’interno pochi strati di felloderma.

SUGHERO sostituisce l’epidermide con maggiore efficacia quando è avvenuto l’accrescimento

per distensione. Si trova nei fusti, nei tuberi, nei frutti succulenti e nelle squame delle gemme.

Può svolgere una funzione cicatriziale per riparare le ferite. Le cellule sono morte, il tessuto è

pluristratificato e non presenta spazi intercellulari. È ricoperto di suberina che lo rende

impermeabile ad acqua, aria e gas; queste sostanze possono entrare grazie alla presenza di zone

dette lenticelle.

TESSUTI MECCANICI

Presentano cellule con pareti spesse o lignificate per fornire un apporto di sostegno alla pianta.

- Collenchima: formato da cellule vive. Si trova sotto l’epidermide o separato da

pochi strati di cellule parenchimatiche. Alcune volte presentano cloroplasti, simili a

quelli delle cellule parenchimatiche ma più spessi. Non si trova mai nelle radici.

A seconda dello spessore si divide in: collenchima angolare, se sono ispessiti gli

angoli dove confluiscono più cellule; collenchima lamellare, se sono ispessite le

pareti tangenziali; collenchima anulare, se le pareti sono ispessite uniformemente e

il lume cellulare è più o meno circolare. Questi non presentano spazi intercellulari,


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AUTORE

Daghino

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze faunistiche
SSD:
Università: Firenze - Unifi
A.A.: 2014-2015

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Daghino di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Botanica generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Firenze - Unifi o del prof Selvi Federico.

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