Botanica generale - appunti

Appunti: botanica generale

Introduzione

Chiamiamo plastidi gli organuli tipici delle cellule vegetali. I plastidi comprendono:

• Cloroplasti
• Leucoplasti
• Amiloplasti
• Cromoplasti

I cloroplasti si trovano nelle parti verdi della pianta e sulla foglia (fanno la sintesi clorofiliana). I leucoplasti sono plastidi con funzioni di riserva e si trovano nelle radici e nel tronco. I cromoplasti attirano gli insetti e sono presenti nei fiori e nei frutti per favorire la riproduzione.

Distinguiamo piante pluriennali che sono piante la cui crescita è sia verso l'alto (gemme) che verso il basso (radice) e piante annuali in cui si verifica sia la fase vegetativa che riproduttiva. Quindi abbiamo detto che una pianta passa da uno sviluppo vegetativo ad uno sviluppo riproduttivo. Si produce nella pianta un seme che servirà poi per la dispersione.

La cellula

L'unità fondamentale di tutti gli organismi è la cellula. Le cellule si dividono in:

• Cellule procariotiche (batteri ed alcune piante tipo alghe)
• Cellule eucariotiche (presentano il DNA racchiuso nella membrana)

Cellula eucariotica

Cellula eucariotica vegetale

Costituita da:

• Parete cellulare fatta da zuccheri, struttura che conferisce alla cellula protezione, rigidità e quella vegetale, rispetto a quella animale, ha una struttura definita generalmente rettangolare.
• Vacuolo: cisterna ricca di liquido (succo vacuolare) delimitato da una membrana (tonoplasto). A seconda della pianta ha diverse funzioni. È molto importante perché lavora in tandem con la parete cellulare che dopo la divisione deve essere elastica affinché l’acqua venga assorbita dal Vacuolo.
• Plastidi: hanno un DNA proprio di tipo circolare.

Affinché una cellula funzioni bene è necessario un continuo scambio di informazioni. Le cellule vegetali si dividono in:

• Meristematiche, totipotenti: ha la proprietà di dividersi sempre, sono cellule deputate alla crescita della pianta
• Adulte differenziate

Quindi la cellula vegetale si divide in maniera diseguale, una è più piccola (totipotente) e una più grande (si differenzia attraverso estensione cellulare, si distende). Una cellula vegetale si distende per mezzo del vacuolo che assorbe acqua facendo pressione verso l’esterno. Quando si distende la cellula non si divide più (differenziazione cellulare).

La plasticità genomica (variabilità genica) è molto importante per le piante in quanto sono organismi sessili e devono reagire continuamente con l’ambiente esterno...

In sintesi

I plastidi sono organuli esclusivi del mondo vegetale e comprendono cloroplasti, leucoplasti, amiloplasti e cromoplasti. Le cellule vegetali rispetto a quelle animali hanno delle forme più definite per la presenza della parete cellulare costituita da zuccheri. Il vacuolo è una struttura chiusa all’interno di una membrana chiamata tonoplasto e svolge diverse funzioni che sono specie-specifiche. Le piante pluriennali sono definite ad ontogenesi ricorrente cioè hanno crescita illimitata. Il frutto nella pianta protegge il seme e consente la dispersione ovvero il movimento, una sorta di migrazione della pianta. Nella cellula tra cloroplasti e nucleo c’è un continuo scambio di informazioni (informazioni chimiche). Le cellule vegetali si distinguono in cellule meristematiche ed embrionali; quelle embrionali hanno la particolarità di riprodursi in continuazione, come le cellule staminali.

Trasporti

A livello delle radici ci sono due tipi di assorbimento dell’acqua:

• Trasporto simplastico: il trasporto dell’acqua avviene attraverso i plasmodesmi da citoplasma a citoplasma
• Trasporto apoplastico: il trasporto dell’acqua avviene attraverso la parete cellulare da una cellula all’altra. È un trasporto a breve distanza.

Le cellule deputate all’assorbimento dell’acqua sono nei peli radicali. A seconda che la cellula sia giovane o adulta distinguiamo due tipi di pareti:

• Parete primaria in cellule giovani, meristematiche, non differenziate
• Parete secondaria in cellule adulte, differenziate.

Xilema e floema

Le cellule dello xilema trasportano la linfa grezza (acqua e Sali minerali). Disponendosi l’una sull’altra formano i vasi dello xilema. Quest’acqua è molto importante perché a livello delle foglie evapora e garantisce il trasporto di altra acqua. Il floema è il tessuto di conduzione della linfa elaborata. Viaggia in parallelo con lo xilema.

Struttura e funzione della parete cellulare

Nella tarda anafase, la prima struttura a formarsi, la lamella mediana della parete, è una struttura che, due cellule che si devono dividere, presentano poiché tale struttura cementa le due cellule. Tra esse può esistere uno spazio intermembrana e questi spazi che si formano tra le cellule possono formare dei parenchimi in cui ci può essere l’accumulo di sostanze di riserva. In seguito si forma la parete primaria la cui sintesi è regolata dalle due cellule figlie. La parete cellulare è costituita da:

• Componente fibrillare (cellulosa)
• Componente amorfo (emicellulosa, proteine, pectine)

La componente fibrillare è avvolta da quella amorfa. La cellulosa è un polimero del glucosio, catena lineare con legami beta 1,4 glicosidici. È composta dalla condensazione di diverse molecole di glucosio. Le molecole di glucosio interagiscono fra di loro mediante ponti idrogeno. Da queste interazioni si formano microfibrille di cellulosa (spessore 3,5 nm). L’interazione tra microfibrille porta alla formazione di macrofibrille. La disposizione di queste fibrille non è casuale ma deve seguire il polo di distensione delle cellule. Sulla membrana plasmatica sono presenti complessi proteici organizzati in gruppi di sei, nella cosiddetta organizzazione a rosetta. I complessi a rosetta sono costituiti da cellulosa sintetasi nonché enzimi che creano microfibrille.

Proteine

Possono avere funzioni enzimatiche (determinano le caratteristiche della parete e interagiscono con le molecole esterne) e strutturali (estensina). L’estensina è una proteina importante, presenta una composizione amminoacidica particolare. Le molecole di estensina formano quasi un’impalcatura proteica con glicoproteine ma anche con particolari enzimi, le perossidasi, circonda la cellula e all’interno le fibre di cellulosa sono tenute insieme da legami che si instaurano fra le fibre. Le perossidasi sono degli enzimi che lavorano a pH acidi e il suo ruolo è quello di rompere i legami. Il pH è stato abbassato da atp-asi della membrana attivate da un ormone vegetale, l’auxina.

Emicellulosa

Polisaccaride costituito da catene ramificate di zuccheri. Gli zuccheri principali sono: glucosio, galattosio, arabinoso. Le ramificazioni sono costituite da corte catene di zucchero. Le emicellulose sono importanti perché formano legami idrogeno e ricoprono le fibre di cellulosa aggregandoli ancora di più, li cementano. La lamella mediana è composta da emicellulosa.

Pectine

Polimeri di acido galatturonico e si trovano a livello della lamella mediana. Se le pectine sono acide uniscono le cellule, se sono neutre si trovano negli spazi intracellulari.

Modificazioni della parete cellulare

• Lignina: polimero polifenolico. È una molecola importante, idrofobica, ha il compito di irrobustire la parete e conferire alla pianta una struttura eretta in modo tale che piante facciano la fotosintesi captando la luce.
• Cutina: polimero acidi grassi idrossilati. Impermealizza le piante.
• Cere: catene idrocarburitiche. Si trovano a livello delle superfici esterne.