Riassunti di Botanica

LA CELLULA VEGETALE

(votáni)=erba,

La BOTANICA, dal greco pianta, è la disciplina delle scienze

βοτάνη Ambiens=circondare

biologiche che studia gli organismi vegetali. Ambiente, dal latino

CLASSIFICAZIONE DEGLI ESSERI VIVENTI

Le prime osservazioni si fanno risalire cronologicamente ad Aristotele (IV sec. a.C.) che

2 regni: Animali Piante.

aveva distinto gli organismi viventi in e Ma da una decina d’anni

5 Regni,

la maggior parte dei biologi ha accettato una classificazione ripartita in

sviluppata in dettaglio dall’ecologo Robert Whittaker nel 1969, si presume che ogni

regno è un gruppo monofiletico di specie, ossia che tutte le specie dell’insieme

discendano da una singola specie antenata in comune. I 5 regni sono:

1. Monera, che comprende i batteri, va diviso in 2 gruppi monofiletici, il dominio

Bacteria Archea

(che contempla la maggior parte dei comuni batteri) e il dominio

(che annovera organismi che superficialmente somigliano ai batteri ma che se ne

differenziano per habitat, metabolismo e struttura cellulare)

Muffe, Oidi Funghi

2. Funghi, che include le gli ei

3. Protista che annovera una grande varietà di organismi semplici fotosintetici e per lo

Alghe

più acquatici come le

4. Plantea di cui fanno parte organismi fotosintetici più complessi che in genere vivono

Piante

sulle terre emerse:

5. Animalia che include organismi non fotosintetici, tipicamente mobili e pluricellulari

distribuiti in tutti gli habitat del globo

Ogni regno può essere suddiviso in Divisioni o Phyla i cui membri discendano da un

antenato comune. Alla divisione di susseguono, in ordine di Rango, le Classi (terminanti

–opsida), (-ales, (-aceae),

in gli Ordini le famiglie i Generi e le Specie. Questa gerarchia

Systema naturae.

è stata ideata nel XVIII sec da Carlo Linneo nella pubblicazione di

La chiave della classificazione naturale del mondo vivente è la Specie. Una definizione di

“la specie rappresenta una categoria sistematica

specie universalmente accettata è:

comprendente una o più popolazioni di individui con caratteri simili, in grado di

accoppiarsi originando prole feconda ”.

Il modello ad albero di Whittaker dei 5 Regni, mette in evidenza l’origine comune e la

successiva evoluzione di tutte le forma viventi

FUNG

ANIM

PIAN Organismi eucarioti pluricellulari (differiscono per la

nutrizione)

Organismi eucarioti per lo più unicellulari

PROTIST

A Organismi unicellulari procarioti

MONE

RA la scienza che si occupa di dare un nome agli organismi e

La Tassonomia o Sistematica è

suddividerli in categorie.

Gli essere viventi possono inoltre essere classificati in:

Organismi Autotrofi: in grado di sintetizzare gli zuccheri necessari a partire da CO e

 2

H O, e impiegando luce solare come energia (fotosintesi clorofilliana). Erano

2

rappresentati da organismi fissi sul terreno ed altri organismi unicellulari come batteri,

alghe e funghi.

Organismi Chemiotrofi: in grado di ottenere l’energia dall’ossidazione di sostanze

 chimiche, come alcuni procarioti, protisti, funghi e animali

Organismi Eterotrofi: in grado di nutrirsi soltanto di sostanze già elaborate, e capaci di

 movimento. Negli animali così intesi erano compresi anche i Protozoi.

Un ulteriore distinzione degli esseri viventi si può operare in base alla capacità di vivere

in presenza (aerobi) o in assenza (anaerobi) di ossigeno

LA TEORIA CELLULARE

Un olandese nel 1623 ideò il primo microscopio e osservò una goccia d’acqua e notò che

all’interno vi erano presente dei microrganismi unicellulare. Nel 1635 un fisico inglese,

Ribert Hooke, osservando al microscopio una fettina di sughero (la parte morta, esterna,

della corteccia di un tipo di quercia) notò che era formato da tanti scomparti o cellule,

distinte l’una dall’altra che racchiudevano perfettamente aria. Più tardi, Nehemiah Grew,

un ecclesiastico inglese, riconobbe che le foglie erano formate da insiemi di cellule piene

non d’aria, bensì di un fluido con inclusioni verdi, ma nel 1838 i ricercatori tedeschi

Matthias Scheiden, botanico, e Theodor Schwann, zoologo, proposero che ogni pianta e

animale fosse costituito da cellule. Nel 1858, Rudolf Wirchow suggerì che le osservatori

più antichi ascrivevano sono agli organismi, ossia, che le cellule si riproducono e che

ogni cellula deriva dalla riproduzione di una cellula preesistente. Questa serie di

scienza che si occupa dello studio della

proposizioni è nota come teoria cellulare. La

cellula si chiama citologia. La Cellula è l’unità minima della vita che può effettuare

degli scambi di energia con l’ambiente, riprodursi ed evolversi. Gli organismi viventi

sono costituiti da una o più cellule. La cellula è la più piccola porzione organizzata

di materia che possiede le caratteristiche della vita (unità fondamentale morfo-

funzionale). In base alla loro organizzazione interna, le cellule possono essere distinte in

due categorie:

1. Cellule Procariote, (il termine procariote deriva dal greco e significa “prima del

nucleo”): che sono più piccole e molto più semplici. E’ organizzata per garantire la

sopravvivenza di organismi semplici, con minime richieste energetiche, e non è

specializzata per compiere funzioni particolari. Tutto il volume cellulare è occupato

dal citoplasma.

Il loro DNA (nucleoide o plasmide) è immerso nel citoplama, in una regione priva di

membrana che la delimiti, non c’è vero nucleo ma in un NUCLEOIDE. Le cellule dei

procarioti (tra cui i batteri) mancano di molte delle strutture interne tipiche di quelle

degli organismi eucarioti. Pur essendo dotate di membrana plasmatica ed eventuale

parete cellulare, sono prive di membrana nucleare; la molecola di DNA circolare si

mitocondri, reticolo

trova, libera nel citoplasma. Sono pure assenti i il

endoplasmatico, cloroplasti l’apparato di Golgi. ribosomi

i e Vi sono presenti i e la

parete cellulare, flagelli citoplasma.

i che servono per il movimento e il

2. Cellule Eucariote (il termine eucariote significa “vero nucleo”): è la cellula sia degli

animali che dei vegetali. Le cellule eucarioti costituiscono tutti gli altri organismi

viventi (i protisti, le piante, i funghi e gli animali) sono molto più grandi (solitamente

il loro asse maggiore è compreso fra i 10 e i 50 µm), lo spazio interno è organizzato in

compartimenti cui compete una determinata funzione in modo da assicurarne la

sopravvivenza e la riproduzione. Le diverse regioni all’interno della cellula sono

delimitate da membrane. In particolare, la membrana nucleare delimita il nucleo, in

cui si trova il DNA che presiede al controllo di tutte le attività della cellula. Possiede

numerosi altri organuli, in alcuni dei quali hanno luogo processi metabolici

fondamentali:

È costituita da:

MEMBRANA CELLULARE

La Membrana Cellulare è sottile pellicola che circonda il citoplasma, e divide una cellula

dall’altra. Ha una funzione di protezione. Essa è formata da un doppio strato di

fosfolipidi, proteine colesterolo.

nel cui spessore si trovano immerse molecole di e di Tale

membrana ha un ruolo fondamentale nella mediazione degli scambi nutrizionali,

respiratori ed escretori della cellula. La membrana plasmatica è semipermeabile, ossia

permette il passaggio diretto, mediante osmosi, delle molecole di piccole dimensioni,

come zuccheri e sali, ma non di molecole di maggiore peso molecolare

CITOPLASMA

Il Citoplasma è sostanza presente nelle cellule di tutti gli esseri viventi, contenuta

all’interno della membrana plasmatica che delimita la cellula stessa. È composto da una

frazione amorfa, corpuscolata,

allo stato di gel, denominata citosol, e da una frazione

che comprende elementi chiamati organuli cellulari. Il citosol è formato da una elevata

acqua molecole inorganiche organiche

percentuale di e da e che sono coinvolte nel

metabolismo cellulare, costituisce il 50% del colume di una cellula e contiente proteine

enzimatice che catalizzano varie reazioni, dalla demolizione degli zuccheri alla sintesi dei

grassi, dei nucleotidi, degli zuccheri e delle proteine. Nel citosol si accumulano le

sostanze di deposito come ad esempio il glicogeno, la forma di immagazzinamento dei

carboidrati, o i trigliceridi, la forma di accumulo dei lipidi. La parte del citosol che si trova

al centro della cellula prende il nome di citocentro; perifericamente ad essa, si trova una

regione fluida, detta endoplasma, attraversata da attive correnti citoplasmatiche, che

sono importanti fattori di trasporto di sostanze e organuli da una parte all'altra della

cellula. Alcune cellule presentano poi una regione citoplasmatica ancora più periferica,

gelificata, detta ectoplasma. Nel citosol si trovano anche tubuli estremamente sottili di

natura proteica che costituiscono una trama di sostegno della cellula, il cosiddetto

citoscheletro, formato da tre tipi di filamenti : Actina, filamenti intermedi e microtuboli.

NUCLEO

Il nucleo contiene il DNA che è l’informazione genetica, questo è presente sotto forma di

cromatina che è una massa di sottili filamenti. La cromatina ha un aspetto granuloso e

appare suddivisa in zolle più o meno chiare (dette eucromatina ed eterocromatina).

All’interno della cromatina è visibile anche una regione particolarmente scura, il

nucleolo. La cromatina è formata da un filamento di acido desossiribonucleico (DNA) e di

proteine ad esso associate. Quando il DNA si organizza in strutture, forma i cromosomi. I

Cromosomi sono delle strutture a forma di bastoncello composta di DNA e di specifiche

proteine basiche (dette istoni), contenente i geni, ossia le unità che controllano i diversi

caratteri ereditari. Possono essere visualizzati nelle cellule solo durante i processi di

divisione cellulare (mitosi e meiosi); Nella specie umana, pertanto, i 46 cromosomi

corrispondono a 23 coppie.

RIBOSOMI

I Ribosomi formati da due sub unità di un particolare tipo di RNA (RNA ribosomiale) e

hanno funzione di sintetizzare le proteine

RETICOLO ENDOPLASMATICO

Il Reticolo Endoplasmatico con funzione di produrre i composti proteici e i lipidi e si

divide in liscio e rugoso ( ) Le membrane, di costituzione

superficie esterna ricoperta da ribosomi

analoga a quella della membrana cellulare, formano sacchi appiattiti e cavi (cisterne),

del diametro di 400-700 Å, e sono fra loro connesse da tubuli. Il reticolo endoplasmatico,

associato a ribosomi,

o endoplasmico, può presentarsi organuli coinvolti nella sintesi

privo di

delle proteine, e in tal caso si parla di reticolo endoplasmatico rugoso; oppure,

ribosomi, e in tal caso viene definito reticolo endoplasmatico liscio.

APPARATO DEL GOLGI sacche appiattite, deposito del prodotti del reticolo

L’Apparato del Golgi è formato da è il

endoplasmatico. sacchi appiattiti,

È costituito da una pila di sei o sette delimitati da una

membrana di fosfolipidi, analoga a quella plasmatica. Tali sacchi sono detti cisterne, e

sono costellati di vescicole che si formano continuamente per estroflessione della

membrana. L'apparato di Golgi, inoltre, riceve dal reticolo endoplasmatico liscio i lipidi

da usare per la sintesi delle lipoproteine, molecole organiche formate appunto da una

parte lipidica e da una proteica, sintetizza anche polisaccaridi, molecole organiche

formate da una catena di zuccheri, che la cellula secerne nell'ambiente esterno come tali

o legati a proteine (glicoproteine)

MITOCONDRI

I Mitocondri producono ATP (energia), costituiti da membrane che formano delle piaghe

dette creste mitocondriali. I mitocondri costituiscono la sede del processo di respirazione

cellulare, mediante il quale la cellula ricava energia (sotto forma di molecole di ATP)

bruciando molecole di glucosio, derivanti dalla demolizione delle sostanze nutritive, in

presenza di ossigeno.

LA CELLULA VEGETALE

La CELLULA VEGETALE e costituita da:

LAMELLA MEDIANA

La Lamella Mediana è lo strato più esterno della parete formato durante la mitosi

cellulare e permette l’adesione tra cellule adiacenti. È molto sottile ed è composta

prevalentemente da pectine, ha consistenza gelatinosa, è attraversata da filamenti di

citoplasma e prolungamenti del reticolo endoplasmatico e insieme formano i

strutture di interconnessione tra le cellule

Plasmodesmi. I plasmodesmi sono delle

contigue e consentono gli scambi gassosi tra la cellule e l’ambiente esterno.

PARETE CELLULARE funzione di protezione, sostegno e trasporto.

La Parete Cellulare ha Se la cellula di una

pianta o di altro organismi, circondata solamente da una membrana plasmatica, viene

immersa in acqua pura, essa si rigonfia fino a scoppiare. Questo accade poiché una

cellula contiene una concentrazione relativamente alta di soluti. La membrana

flusso di acqua da

plasmatica impedisce ai soluti di uscire ma lascia entrare l’acqua. Il

una soluzione relativamente diluita verso una soluzione a concentrazione maggiore

attraverso una membrana selettivamente permeabile è chiamato Osmosi. La parete

composta da microfibrille formate da un polisaccaride, cellulosa,

cellulare è la le

microfibrille formano, reticolo poroso, così che l’acqua

assieme agli altri componenti, un

soluti riescono penetrare facilmente attraverso membrana plasmatica.

e i a la L’85-90%

della parete primaria è costituita da una componendo glicoproteica,la rimanente parte è

le microfibrille di cellulosa sono disposte in modo

costituita da componente fibrillare,

disordinato in una matrice gelatinosa cellule,

costituita da pectine e proteine. Alcune

dopo aver terminato la loro crescita depositano un ulteriore strato di parete tra la

,

parete cellulare primaria e membrana plasmatica:

la la parete cellulare secondaria,

questa contiene generalmente microfibrille di cellulosa, e una sostanza resistente e

impermeabile all’acqua detta lignina. La lignina è formata da sub unità. Nella cellula

quando la pressione idrostatica interna è alta, le pareti cellulari mantengono

vegetale

pressione in queste

tale detta di Turgore, diventano rigide e incomprimibili, la cellula

condizioni Quando l’approvvigionamento d’acqua viene interrotto, le

è detta Ipotonica.

foglie avvizziscono, pressione di

questo succede perché la cellula perde acqua e la

turgore diminuisce, perciò oltre che prevenire lo scoppio della cellula in una soluzione

parete cellulare mantiene pressione turgore

diluita, la anche al di che conferisce

all’organo vegetale gran parte della sua resistenza. L’osmosi lavora in entrambi le

direzioni, se la concentrazione di solito fuori dalla cellula è maggiore rispetto all’interno,

lo spazio

l’acqua tenderà a fluire fuori dal citoplasma. Il volume del Protoplasma, che è

all’interno della membrana plasmatica, staccherà parete cellulare

si dalla e questo

effetto cellula che ha subito

è chiamato Plasmolisi dove la cellula sarà Ipertonica, una

plasmolisi non ha pressione di turgore. normale

Si ha una cellula Isotonica con

concentrazione di acqua. La parete cellulare che si forma mentre la cellula sta crescendo

tra la lamella mediana plasmodesma.

è detta parete cellulare primaria, si trova e il

La parete cellulare, durante la vita della cellula, assume spesso nuove caratteristiche

chimico-fisiche, in rapporto con le funzioni che deve svolgere. Le principali modificazioni

della parete avvengono per: infiltrazione di materiali tra gli spazi interfibrillari delle

INCROSTAZIONE, cioè

 molecole di cellulosa. I fenomeni di incrostazione sono:

Lignificazione dove si ha la deposizione di lignina nella matrice a livello delle

 emicellulose e delle sostanze pectiche. La lignificazione delle pareti cellulari

conferisce rigidità, le rende più impermeabili e resistenti agli attacchi di

microrganismi. La deposizione delle lignine avviene a livello della parete

secondaria più vicino alla membrana plasmatica, per poi procedere per

infiltrazione a tutta la parete ivi compresa la parete primaria e la lamella mediana.

Quando l’accrescimento e la lignificazione sono finiti la cellula muore.

Pigmentazione Si verifica per impregnazione della parete ad opera di sostanze più

.

 o meno colorate (bruno-rossastre) come i tannini e altri polifenoli. Queste sostanze

hanno forti proprietà antisettiche

Mineralizzazione . Nella parete cellulare si possono depositare sostanze minerali

 quali carbonato di calcio, ossalato di Ca, silice che la rendono dura e resistente. Il

pelo urticante dell’ortica

sulla parete, di materiali che ne aumentano l’impermeabilizzazione

APPOSIZIONE , i

 fenomeni di apposizione sono:

Cutinizzazione : la parete cellulare della superficie delle foglie o di un giovanissimo

 ramo (epidermide) è protetta nella faccia rivolta verso l’esterno da una pellicola,

detta cuticola che è costituita da cutina un polimero degli acidi grassi. La cuticola

conferisce alla parete impermeabilità all’acqua

Cerificazione

 Suberificazone: modificazione della parete dovuta alla suberina, sostanza costituita

 da acidi grassi formazione di mucillagini dovuta d un aumento delle sostanze

GELIFICAZIONE, è la

 pectiche. La parete, in tal caso, assume un aspetto mucillaginoso e in presenza di

acqua si rigonfia enormemente. Cellule a mucillagine si trovano nei fiori del tiglio,

nelle radici, nelle foglie e nei fiori.

MEMBRANA PLASMATICA PLASMOLEMMA

o controlla i flussi di materia da e verso la cellula

La Membrana Cellulare o Plasmolemma .

Le principali funzioni sono, quelle di:

separare l’ambiente intracellulare da quello extrace