Lezioni, Biologia e sistematica vegetale

Biologia e sistematica vegetale

Testo: J.D. Mauseth, "Botanica", ed. Cnochi

• Esami:
  • 19 giugno
  • 7 luglio
  • 23 luglio
• Panzarini: citologia/anatomia 7 Maggio
• riproduzione/sistematica 19 giugno

Sito Ariel → esame scritto (domande aperte e crocette)

Le piante sono ferme. Hanno sviluppato meccanismi per la sopravvivenza.

• La fotosintesi e il processo di nutrizione, da CO₂ inorganica a C organico
• Sono organismi eterotrofi.

Angiosperme: piante evolute, hanno grande variabilità. Sono la fonte di sopravvivenza per tutti gli organismi viventi.

Cellula vegetale

-Citologia/Istologia-

La cellula vegetale ha dimensioni più grandi di quella animale. Hanno organica pigmentazione. 3 componenti: - La parete cellulare (esterna alla membrana plasmatica)

• - plastidi
• - vacuolo

• → parete cellulare: rigida, dona forma alla cellula.
• → plastidi: organuli esclusivi delle piante, hanno numerose funzioni, quelli a foto, sintesi (cloroplasti).
• → vacuolo: sacca di acqua per la maggioranza del volume della cellula.

La specializzazione di queste cellule è correlata ai tessuti che formano e alla nutrizione della pianta (ex cellule delle radici delle Angiosperme), (ex cellule delle foglie atte alla produzione di profumi repulsivi per gli erbivori).

Parete cellulare: esterna alla membrana plasmatica. Dona forma e struttura alla cellula ma è abbastanza plastica per la crescita della cellula.

• - Prevenire la rottura della membrana quando i protoplasti aumentano di dimensioni per acquisizione di H₂O. È costituita da polisaccaridi e peni (propani).

Senza di esse, il protoplasto (membrana plasmatica e citoplasma) assume forma sferica.

Permette inoltre il trasporto di sostanze, difesa e sostegno.

- La parete si forma durante la fine del processo di mitosi.

Durante divisione mitotica il primo abbozzo di parete è la lamella mediana, origina dalla piastra cellulare ed è in comune tra cellule contigue, è formata da pectine. Successivamente si forma la parete primaria tipica delle cellule in accrescimento, per questo deve essere rigida ed anche plastica (si adatta alle dimensioni). L'aumento di dimensioni (20 nm → 200nm) è dato dalla formazione del vacuolo e la gel di citoplasma mucano quasi uguale ma viene schiacciato verso l'esterno.

Il nucleo è sempre adiacente la membnana plasmatica.

Struttura parete primaria

• costituita da polisaccardi (cellulosa) 90% del peso. Poca presenza di proteine e H2O
• Altri polisaccaridi sono le pectine e le emicellulose.
  • cellulosa è costituita da migliaia di unità di glucosi uniti da legami covalenti b1-4. Ha struttura appiattita a nastro.
    • Singoli nastri interagiscono tra di loro e l'insieme per formare una microfibrilla.
    • la cellulosa è sintetizzata in loco (nella membrana) grazie all’enzima cellulosi sintetasi (tutto il naso amivale dal golgi).
      • e cellulosi sintetasi è costituita da 6 unità, nell'insieme formano il complesso a rosetta.
  • emicellulosa: gruppo eterogeneo di polisaccaridi (glucosi + polisaccaridi vari)
    • Il tipo di micellulosa dipende dal tipo di cellule.
  • pectine: gruppo eterogeneo di polisaccaridi cortichi, per questo sono legati a molecole di H2O. Abbonda nella lamella mediana. Ha forma gelatinosa.

La crescita della parete è di tipo continiquado (cok nuove verso interno)

le proteine della parete sono glicoproteine con funzione strutturale; sono presenti auch proteine di tipo funzionalò, gli enzimi.

• proteina estensina: fissi i componenti della parete quando vengana prodotte (la crescita cellulare è ferma).

L'organizzazione dei 3 componenti è estremamente ordinata (dipende dalla specie)

Tonoplasto e Succo Vacuolare

Il vacuolo è circondato da una membrana detta tonoplasto (fosfolipidi e proteine).

• I lipidi del tonoplasto sono coinvolti nella regolazione dell'attività enzimatica e del traffico vescicolare durante la biogenesi del vacuolo. Permeabilità a ioni e protoni limitata.
• Canali presenti in esso regolano volume e contenuti del vacuolo.

Il succo vacuolare è una sostanza acquosa contenente numerose sostanze (dissolte, condensato o cristalline) PH =5,0/5,5. Principali sostanze:

• Sali di acidi organici/inorganici K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, PO₄³⁻ e acidi organici.
• Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi o polisaccaridi. (Glucosio, fruttosio, maltosio, saccarosio, galattosio) (trii poli c'è l'inulina).
• Amminoacidi/proteine: tra gli amminoacidici c'è l'asparagina, leucina, prolina, ecc.
• Possono essere solubili o in forma colloidale.
• Durante la maturazione dei semi e alcuni disidratamento dei vacuoli le proteine formano depositi detti granulò di aleurone.
• Lipidi: nella maggior parte nelle cellule dei semi o frutti.
• Metaboliti secondari.
• Inclusi solidi: in essi numerosi meta diffusi, spesso di ossalato di calcio.
• Le cellule che li producono (idioblasti cristallo) sono chiamate cellule amifiece.

A seconda dei tessuti gli ossalati di calcio assumono diverse forme:

• Rafidi: più diffusi (cristalli prismatica aghiformi disposti a fascetti).
• Druse: geometri prismatica, globi piramidati, tetagonalati.
• Stiloidi: (cristalli prismatica massiccia).

Gli ossalati di Ca (la poma) aveng funzione di detossificazione o difensiva verso insetti fitofagi o di sostegno per le foglie.

Nel vacuolo ci può essere la presenza di amide solida (ex alghe rosse).

Il succo vacuolare ha potenziale osmotico negativo e guida l’assorbamento di H₂O nel vacuolo.

tessuto p. aerifero: tipico di piante acquatiche, è un tessuto con ampi spazi intercellulari per permettere un grande scambio di aria.

In alcune piante (es. giacinto d'acqua) ha una funzione di galleggiamento.

tessuto p. di trasfusione: ha la funzione di trasporto di liquidi dai tessuti conduttori al mesofillo. Tipico delle foglie di gimnosperme.

Tessuti meccanici

donano sostegno alla pianta, ne sostengono il peso e conferiscono resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Ne esistono due: collenchimatico e sclerenchimatico.

• collenchimatico: cellule vive di forma allungata, pareti ispessite ma non lignificate, buona attività metabolica, localizzate in punti in accrescimento e in posizione periferica (es.: costole del sedano).
• in sezione trasversale una cellula collenchimatica ha parete ispessita irregolarmente.
• esistono diversi tipi di collenchima: angolare, lamellare, canalicolare, diversificati in base all'ispessimento.
• sclerenchimatico: formazione di pareti secondarie lignificate molto spesse e di cellule morte. Presenza di due tipi di cellule: fibre e sclereidi.
• sclereidi: cellule con punte lignificate molto spesse, hanno forma iso-diametrica (stella, nocciolo, ecc.), tipiche dei semi/noccioli.
• fibre: cellule allungate e pareti spesso lignificate. Possono arrivare anche al cm. Sono usate per le fibre tessili.

Tessuto conduttore

• tessuto vascolare o xilema o legno: trasporto di H₂O e ioni (linfa grezza).
• tessuto cribroso o floema o libro: trasporto soluzioni organiche (linfa elaborata).

Foglie

La loro disposizione è detta fillotassi. È carattere tassonomico.

Due tipi:

• alternato/distico: una foglia per nodo
• opposta/verticillata: due o più foglie per nodo

La disposizione per le foglie è la più ottimizzata per l’assorbimento di luce.

• possono essere cincloe più di 2 foglie per nodo; la più comune è la disposizione spiralata, essendo la più efficiente per catturare luce.
• le retorilipi di fillotassi sono più semplici: la disposizione embricata ha foglie incastrate l'una sulle altre come tegole, variante della spiralata.

Fillotassi monocotiledoni

alternata, una è avvolta internamente all'altra.

monisema

• La foglia ha lo scopo di assorbire luce solare e fare la fotosintesi. Tuttavia, è organo che svolge altre funzioni quali: difesa, meccaniche, produzione, ecc., relative alle sue modificazioni.

Anatomia foglia comune

Delle foglie semplici, hanno lamina intera (parte espansa della foglia).

• picciolo: favorisce mobilità alla foglia; le foglie sono dette picciolate se ne hanno uno e sessili se sono prive.

Anatomia foglie composte

• palmate e pennate: hanno lamina suddivisa in foglioline ognuna dotata di un proprio picciolo (pigiolo o picciololetto).
• Si distingue dal ramo perché non ha gemme apicali e gemme ascellari alla base delle foglioline.
• palmate: le foglioline si inseriscono all’apice.
• pennate: foglioline che dipartono segmentazione da un asse centrale detto rachide.
• terminare del picciolo.

La morfologia foglinica ha contenuto tassonomico. Si deve vedere il tipo foglioline e il margine della lamina.

• le foglie possono essere distinte anche in base all'inserzione sul fusto (picciolate, sessile, ecc.)
• la frequenza dell'inserzione sul fusto è data dalla lunghezza del internodo; maggiore è questa lunghezza, più sono rade le inserzioni fogliniacee e viceversa (internodo corto → struttura a rosetta).
• le nervature sono parti del sistema conduttore.
• le dicotiledoni hanno foglie bifacciali (parte davanti e parte dietro), le monocotiledoni hanno foglie equifacciali.
• Nelle monocotiledoni ci sono foglie simipacciali. (1 faccia) in quanto normale per antonomasia (es cipolla).