CLASSIFICAZIONE DEI REGNI:
I biologi moderni hanno accettato una classificazione ripartita in 5 regni: Monera, Fungi, Protista, Plantae e
Animalia. Il regno Monera è l'unico che comprende esclusivamente organismi procarioti, e a sua volta è
divisibile in 2 gruppi: Bacteria (che contempla gran parte dei comuni batteri) e Archaea (ovvero organismi
superficialmente simili ai batteri ma che si differenziano per habitat, metabolismo e struttura cellulare.
Il regno Fungi comprende le muffe, gli oidi e i funghi; il regno Protista comprende una varietà di organismi
semplici fra cui le alghe; il regno Plantae comprende gli organismi fotosintetici più complessi, e si trovano
sulle terre emerse; il regno Animalia include organismi non fotosintetici mobili distribuiti in tutti gli habitat
del globo.
Gli organismi vegetali sono AUTOTOFRI - sono capaci di produrre sostanza organica partendo da sostanza
inorganica (carbonio) grazie all'energia fornita dal sole: fotosintesi. Se l'energia è prodotta da reazioni
chimiche si parla di chemiosintesi.
Gli organismi ETEROTROFI (principalmente animali) praticano una nutrizione di tipo OLOZOICA: ingeriscono
cibo e ne assimilano le sostanze.
Le piante sono la base su cui poggiano gli ecosistemi, in quanto PRODUTTORI PRIMARI (perché capaci di
organicare sostanza inorganica) ed hanno vari ruoli: ossigenare l'aria, modificare il microclima, proteggere il
suolo, fondare habitat per gli animali...
Della classificazione dei regni sovra citati se ne occupano sistematica e tassonomia: la prima è una scienza
che si occupa di individuare i caratteri di un organismo, mentre la seconda si occupa di costruire delle
gerarchie in funzione dei caratteri forniti dalla sistematica.
CELLULA VEGETALE:
La cellula vegetale, a differenza di quella animale, contiene 3 elementi caratteristici: parete cellulare,
vacuolo e plastidi. Il contenuto della cellula vegetale è separato dall'ambiente esterno grazie alla
membrana plasmatica, composta da fosfolipidi e da proteine. A sua volta questa è racchiusa all'interno
della parete cellulare. Questa struttura ha il compito di assicurare solidità alla cellula (lavorando in sinergia
col vacuolo), permette il trasporto dell'acqua e garantisce la comunicazione fra le cellule e il riconoscimento
di organismi dannosi.
Batteri, piante, alghe e funghi hanno pareti cellulari differenti.
Per quanto riguarda le piante terrestri la parete cellulare è di composizione celluloso-pectica: ovvero è
composta da cellulosa in forma fibrillare.
La cellulosa è una catena Beta-D-Glucosio legata da legami 1-4. Le microfibrille di cellulosa si avvolgono per
formare una sorta di corda. La cellulosa fibrillare è immersa in una matrice di pectina.
La LAMELLA MEDIANA (strato più esterno) permette alle cellule di rimanere coese tra loro.
La composizione della parete cellulare gli garantisce un'elasticità capace di bilanciare la pressione osmotica
(il passaggio dell'acqua dall'esterno all'interno della cellula) fermando il flusso e impedendo alla cellula di
espandersi oltre il limite.
Durante l'ontogenesi (divisione cellulare) la membrana plasmatica e la cellulosa saranno a carico della
separazione delle due cellule formando ulteriori strati di membrana plasmatica, parete cellulare e lamella
mediana all'interno della parete cellulare della cellula madre.
L'interconnessione fra le cellule è garantita dai PLASMODESMI: durante la costruzione della parete
cellulare i TUBULI si inseriscono durante la sua formazione e daranno forma infine ai plasmodesmi.
VACUOLO:
In ciascuna cellula eucariota vegetale viva la maggior parte dello spazio è occupato dal vacuolo. Si origina
dal GERL, ovvero un insieme di organuli che comprendono apparato di Golgi, reticolo endoplasmatico e
lisosomi. Durante la crescita della cellula il piccolo vacuolo si unirà ad altri fino a formare il grande vacuolo
centrale della cellula adulta. Il vacuolo è delimitato da una membrana: il TONOPLASTO, attraversato da
delle pompe proteiche (carriers) e canali che ne regolano il flusso di ioni e molecole organiche. Al suo
interno è presente il succo vacuolare (derivante dal citoplasma), contiene ioni, sali, zuccheri e sostanze di
scarto...
Gli ioni e i sali regolano il Ph (decisamente acido rispetto al citoplasma). Accumulando ioni è possibile
spingere più acqua ad entrare nella cellula per osmosi, ed aumentando così il turgore cellulare (il passaggio
d'acqua si blocca quando il turgore si equilibra con la pressione di parete). Il turgore è anche responsabile
della rigidità della cellula in parti non lignificate di un organismo.
Il fenomeno opposto al turgore è la PLASMOLISI ( riduzione del volume ) e se prolungata causa la morte
della cellula.
La difesa del vacuolo è gestita da GLUCISIDI: libera sostanze tossiche quando la cellula è triturata da un
predatore vegetale; TANNINI: difesa contro microrganismi; TERPENI: difesa contro insetti; ALCALOIDI:
difesa contro patogeni.
Le sostanze accumulate nel vacuolo possono talvolta raggiungere una concentrazione tale da formare le
DRUSE, RAFIDI, STILOIDI (cristalli).
Nel vacuolo si trovano pigmenti colorati responsabili della colorazione di fiori e frutti ( tutti i colori tranne
giallo, arancione e rosso [colori a carico dei plastidi] )
PLASTIDI:
Sono organuli presenti in ogni cellula viva vegetale, se ne trovano fra i 20 e i 50 per ogni cellula. I plastidi si
specializzano in base alla funzione della cellula a partire dai protoplastidi (plastidi indifferenziati presenti
nel tessuto meristematico). I plastidi derivano sempre da altri plastidi: si dividono per citodieresi, scissione
binaria o si TRASFORMANO.
I plastidi su cui bisogna soffermarsi in modo particolare sono i cloroplasti, i leucoplasti e i cromoplasti.
Posseggono una doppia membrana con uno spazio intermembrana e contengono DNA e ribosomi
(responsabili della sintesi proteica).
I cloroplasti contengono: i TILACOIDI (composti da GRANA e INTERGRANA) immagazzinano anche la
clorofilla (responsabili del colore verde), Il tutto immerso nello STROMA: una soluzione in cui si trovano
enzimi coinvolti nell'organicazione del carbonio in GLUCOSIO.
L'energia richiesta per quest ultimo processo viene prodotta dai tilacoidi attraverso la luce. Il glucosio
accumulato sotto forma di AMIDO PRIMARIO verrà idrolizzato durante la notte sotto forma di saccarosio e
trasportato nei tessuti di riserva.
I leucoplasti contengono sostanze di riserva e non si trovano mai in cellule localizzate in parti esterne
esposte della pianta (si trovano nelle radici e in tessuti non verdi del fusto). Questi plastidi immagazzinano
l'amido. Quando contengono granuli grandi di amido vengono chiamati AMIDOPLASTI.
I cromoplasti sono responsabili della pigmentazione rosso-arancione (derivata dal contenuto di lipidi quali il
carotene e xantofille) di certi tessuti. I colori sono fondamentali nell'attrazione dei PRONUBI (animali
impollinatori) e di DISSEMINATORI (animali coinvolti nella disseminazione dei semi).
Nelle piante meno evolute sono presenti solo i cloroplasti. Nelle cellule ancestrali o meno evolute era
presente l'ARCHEOPLASTIDIO (un plastidio unico per ogni cellula).
TESSUTI:
Possiamo differenziare gli organismi vegetali in tallofite e cormofite. I primi sono organismi evoluti in
ambienti acquosi, ed hanno quindi un corpo poco privo di quelle strutture che hanno invece sviluppato gli
organismi che hanno colonizzato la terra per poter sopravvivere. Le cormofite sono piante che, evolute in
ambienti privi d'acqua, hanno sviluppato un corpo specializzato alla sopravvivenza in tal senso, fondando
tessuti e organi.
Un vegetale è costituito da molti tipi di cellule che si organizzano in tessuti. Le cellule e i tessuti hanno
origine dai MERISTEMI. Possiamo dividere i meristemi in primari, secondari, avventizi e meristemoidi.
I meristemi sono costituiti innanzitutto da cellule il cui compito è proliferare. Il meristema si trova nella
porzione dell'organismo in cui avviene la crescita (una riproduzione cellulare intensa): apice
vegetativo/floreale/radicale.
Le divisioni cellulari nel meristema primario determinano l'accrescimento in lunghezza/altezza. Questo
modello può essere preordinato o indefinito. Le cellule che compongono il meristema primario sono:
-di piccola dimensione; -hanno il citoplasma denso; -un grande nucleo; -alto numero di ribosomi; -sono
presenti solo protoplastidi; -vacuoli molto piccoli; -pareti cellulari sottili; -sostanze di riserva assenti.
I meristemi secondari si trovano nell'individuo adulto solo di alcune piante e sono situati all'interno di fusto
e radici. Le cellule:
-sono di dimensioni maggiori rispetto al primario; -hanno una struttura allungata secondo l'asse del
fusto/radici ; -nucleo poco voluminoso; -pareti ispessite.
I meristemi avventizi sono composti da cellule che ritornano allo stato meristematico nel caso in cui si
debba ricostruire un tessuto danneggiato. I meristemoidi danno origine a stomi e peli.
Dai meristemi deriveranno tutti i tessuti adulti, che dividiamo in tessuti semplici e composti.
Possiamo dividere i tessuti semplici in tessuto PARENCHIMATICO e MECCANICO che hanno a loro volta dei
sottogruppi. (Semplici perché formati da un solo tipo di cellula)
Tessuti semplici:
Le cellule parenchimatiche normalmente hanno una parete cellulare sottile ma possono avere anche una
parete cellulare secondaria spesso lignificata. Il tessuto parenchimatico è il più presente negli organismi
vegetali. Possiamo distinguere 4 tipi di tessuti parenchimatici:
-Il parenchima clorofilliano ha la funzione di svolgere la fotosintesi. Si trova nelle foglie e nei fusti verdi. Le
cellule sono caratterizzate da pareti sottili (per il passaggio di luce e CO2) e cloroplasti abbondanti.
-Il parenchima di riserva accumula sostanze di riserva. Si trova nel fusto, nella radice e nel mesofillo
(l'insieme dei tessuti che compongono la foglia). La cellula è caratterizzata da pareti sottili (per il passaggio
di sostanze) e abbondanti leucoplasti.
-Il parenchima acquifero accumula acqua. Si trova nelle piante che colonizzano ambienti aridi (piante
grasse). Le cellule sono caratterizzate dalle loro grandi dimensioni, pareti sottili (per il passaggio d'acqua) e
dai grandi vacuoli contenenti mucillagini (trattengono meglio l'acqua).
-Il parenchima aerifero favorisce la circolazione dell'aria. Si trova in piante acquatiche sommerse o in piante
emerse che colonizzano ambienti paludosi. Le cellule sono caratterizzate da ampi spazi intercellulari che
favoriscono il passaggio d'aria.
I tessuti meccanici hanno lo scopo di ergere i vegetali dal terreno e si dividono in COLLENCHIMA e
SCLERENCHIMA.
-Il collenchima è specializzato nel sostegno di giovani fusti. Forma dei cordoni sotto l'epidermide del fusto
come sostegno della pianta. Le sue cellule sono: -vive; -allungate trasversalmente; -turgore massimo nel
vacuolo; -parete cellulare irrobustita (ma non lignificata).
-Lo sclerenchima sostiene invece il peso della pianta. Queste cellule dopo il loro differenziamento muoiono
per morte programmata. Sono composte da una parete primaria sottile e da una parete secondaria
lignificata. Possiamo suddividere le cellule sclerenchimatiche in FIBRE e SCLEREIDI che si differenziano per
la loro forma.
Tessuti composti:
Possiamo dividere i tessuti composti in tessuti con la funzione di trasporto ed i tessuti tegumentali.
Dei primi fanno parte Xilema e Floema.
Lo xilema svolge il compito di trasportare la linfa grezza (acqua e sali minerali) dalla radice alle foglie.
Questo è composto da TRACHEIDI, TRACHEE, dal tessuto meccanico (di rinforzo e supporto) e da
parenchima. Le uniche cellule vive dello xilema sono quelle parenchimatiche.
Nelle foglie e nei fusti giovani lo xilema si trova nei FASCI VASCOLARI, mentre nelle radici si presenta come
CILINDRO CENTRALE.
Le tracheidi sono delle cellule che si impilano per formare dei vasi e la parete trasversale tra cellule è
integra (vaso chiuso). Le loro pareti longitudinali sono lignificate. Queste sono presenti in gimnosperme e
angiosperme. Le trachee si sovrappongono e si uniscono lateralmente e sono prive di pareti trasversali
(vaso aperto), e sono presenti nelle angiosperme (organismi più evoluti).
Il floema è al contrario destinato al trasporto di linfa ELABORATA (acqua e zuccheri) dalle foglie alle varie
parti della pianta. Questo trasporto, al contrario del primo, richiede energia in quanto le cellule che
compongono il floema sono vive (mai pareti lignificate). E' composto da elementi cribrosi e da tessuto
meccanico.
-Nelle angiosperme gli elementi conduttori del floema sono i TUBI CRIBROSI. Questi sono composti da
cellule che da mature saranno prive di nucleo, e si connetteranno per plasmodesmi a delle cellule
compagne. Queste regolano il metabolismo delle cellule assistite. Le pareti delle cellule presentano dei
gruppi di pori detti AREE CRIBROSE. Più aree cribrose formano una PLACCA CRIBROSA.
-Nelle gimnosperme gli elementi conduttori del floema sono le CELLULE CRIBROSE. Queste cellule sono
anch'esse prive di nucleo. La loro forma è allungata e accanto a queste si trovano le cellule ALBUMINOSE
che svolgono una funzione analoga a quella delle cellule compagne.
I tessuti tegumentali rivestono e proteggono le superfici. Di questi ne fanno parte l'EPIDERMIDE, il
RIZODERMA, il PERIDERMA e l'ENDODERMA.
-L'epidermide è un tessuto complesso che si trova nelle foglie, nei giovani fusti e in parti floreali. Protegge
la pianta dalla disidratazione. Le sue cellule generalmente formano un solo strato ma nelle piante grasse
alle volte è pluristratificato. Queste sono vive, non contengono plastidi, e la loro parete primaria è ricca di
CUTINA , che forma la CUTICOLA (al fine di renderla impermeabile).
Sull'epidermide si possono trovare gli stomi, ovvero dei pori aperti o chiusi (giorno o notte) da delle
CELLULE DI GUARDIA con lo scopo di scambiare gas con il mondo esterno.
-Il rizoderma è il tessuto che riveste le radici giovani. Questo è permeabile e possiede i PELI RADICALI.
-Il periderma è uno strato protettivo che si forma in radici e fusti adulti che espandendosi spaccano
l'epidermide. E' un tessuto pluristratificato costituito da cellule di FELLEMA (sughero), e quest'ultime da
adulte muoiono.
-L'endoderma si trova all'interno delle radici. E' costituito da cellule vive prive di spazi intercellulari
localizzate fra il cilindro centrale e quello corticale, le loro pareti sono parzialmente impermeabilizzate e
costituiscono la BANDA DEL CASPARY, ovvero uno strato di cellule che filtra le soluzioni provenienti
dall'esterno costringendole ad attraversarle (prima che queste raggiungano xilema).
ORGANI:
Radici:
Le funzioni principali della radice sono: l'ancoraggio della pianta al suolo; l'assorbimento di H2O e sali
nutritivi dal terreno; la conduzione della linfa grezza; immagazzinare sostanze nutritive.
In ogni stadio del ciclo vitale di una pianta sussiste un equilibrio fra il germoglio e l'apparato radicale: le
radici devono soddisfare la domanda di nutrienti da parte del germoglio che a sua volta deve produrre
abbastanza zuccheri da mantenere l'apparato radicale. Le radici hanno la capacità di immagazzinare
temporaneamente (sotto forma di amido) piccole quantità di zuccheri prodotti tramite la fotosintesi se
questo arriva alle radici in quantità maggiori rispetto a quelle consumabili dalle cellule.
La radice si forma a partire dal polo radicale della plantula (che germina dal seme). Il tessuto
meristematico è protetto dalla CUFFIA. Questa è composta da cellule che vanno contro ad una
degenerazione programmata. Sfaldandosi rilasciano una sostanza mucillaginosa che ammorbidisce il
terreno per essere scavato. Queste cellule sono chiamate COLUMELLA, e contengono granuli di amido che
sono coinvolti nella percezione della gravità e orientano la crescita delle radici verso il basso.
La radice è strutturata in rizoderma, cilindro corticale e cilindro centrale (in ordine dal più esterno al più
interno).
Il rizoderma, come tessuto, ha origine dal protoderma. Qualche cellula del protoderma da origine ai PELI
RADICALI. Questi sono estensioni ricchi di mucillagine che amplificano l'assorbimento dell'acqua, e le loro
dimensioni estremamente ridotte gli permette di penetrare negli interstizi più piccoli del suolo (per poter
estrarre H2O e sali minerali). Non tutte le piante posseggono peli radicali nelle radici (questo fenomeno è
riscontrabile soprattutto nelle piante che crescono in ambienti acquatici).
Il cilindro corticale è composto principalmente da tessuto parenchimatiche, che ha origine dal meristema
fondamentale. Il suo ultimo strato è composto dall'endoderma, in cui si trova la banda di Caspary.
Il cilindro centrale è composto da tessuto vascolare che ha origine dal procambio. Questo strato della
radice comprende xilema e floema. Il limite esterno è il PERICICLO, ovvero un tessuto che nelle radici delle
DICOTILEDONI e MONOCOTILEDONI da origine alle radici laterali.
L'apparato radicale può essere inoltre di due tipi: a FITTONE o FASCICOLATA: La radice a fittone è composta
da una radice principale molto grande da cui partono piccole ramificazioni; la radice fascicolata invece ha
tante radici più o meno uguali che si sviluppano in tutte le direzioni
Fusto:
Il fusto deriva dall'apice del germoglio dell'embrione. Il fusto è composto da unità ripetute dette
INTERNODI. Il punto di collegamento fra gli internodi è detto NODO, ovvero il punto da cui nascono le
gemme e le foglie.
Le angiosperme monocotiledoni e dicotiledoni (rispettivamente con una o con due foglie embrionali dei
semi) presentano delle differenze negli accrescimenti primari e secondari del fusto.
Il fusto ha la funziona sostanziale di connettere le radici alle foglie. E' la funzione di sostenere la pianta, e
laddove ne presenta i tessuti parenchimatici adeguati può svolgere una funzione di riserva o di fotosintesi.
Dall'apice del fusto si generano i 3 meristemi primari (protoderma [che si svilupperà come epidermide],
meristema fondamentale [che si svilupperà come midollo e regione corticale] e procambio [che si
svilupperà in floema e xilema] ). Il procambio assumerà l'aspetto di piccoli fasci, ognuno di loro diverrà un
FASCIO VASCOLARE composto da cellule di floema e xilema. Nelle dicotiledoni i fasci sono disposti ad
anello, mentre nelle monocotiledoni sono dispersi nel fusto. In quest ultimo caso non si parlerà più di
midollo e regione corticale, ma si ritornerà a parlare di tessuto fondamentale.
La maggior parte delle monocotiledoni non presenta un reale accrescimento secondario, sono piante non
legnose. Molte piante dicotiledoni e gimnosperme invece presenta un accrescimento secondario che inizia
il loro primo anno di vita e continua per molti anni.
Le piante legnose sviluppano un fusto massiccio a causa della crescita di floema e xilema secondari, a
partire dai loro meristemi secondari. La formazione di questi due tessuti avviene a partire dallo sviluppo del
CAMBIO CRIBRO-LEGNOSO.
Questo avviene a seguito della divisione cellulare delle cellule poste tra i fasci e dal procambio residuo
all'interno dei fasci. Questa divisione continua fino alla formazione di un anello completo. Questo prenderà
il nome di cambio cribro-legnoso, e prolifera verso l'interno e verso l'esterno. Le cellule che si formano
verso l'esterno costituiranno il floema secondario, mentre verso l'interno costituiranno lo xilema
secondario. Il LEGNO è costituito da xilema secondario, la CORTECCIA è costituita da floema secondario,
assieme al periderma.
In fine, a seconda della crescita dei rami si distinguono due sistemi:
MONOPODIALE: dominanza sui rami laterali, di conseguenza rami secondari sempre più corti (forma
conica); SIMPODIALE: fusto principale con dominanza limitata nel tempo, per lasciare poi il dominio allo
sviluppo delle gemme laterali (forma a chioma, espansa).
Foglia:
E' l'organo sede della fotosintesi. Ha un ampia plasticità evolutiva: se la loro funzione è la traspirazione e la
fotosintesi allora si svilupperanno come NORMOFILLI; se invece la funzione è l'accumulo d'acqua le
troveremo come succulente, se di difesa le troveremo come spine; se di sostegno le troveremo come cirri;
se il loro scopo è la produzione di spore le troveremo invece come sporofilli; e nel caso in cui debbano
accumulare nutrienti le ritroveremo come cotiledoni.
Il normofillo ha una struttura adatta a catturare la luce. La LAMINA è la parte di esso che la assorbe, mentre
il PICCIOLO è il raccordo fra la struttura del tronco e della foglia. Un normofillo si dice "semplice" se
composto da una sola lamina mentre è "composto" se diviso in più lamine.
Il normofillo è percorso da nervature, i FASCI VASCOLARI (come nel paragrafo precedente). La nervatura
può essere reticolata (se distinguibile nella pagina inferiore e superiore) o parallela (se non è distinguibile).
Nelle monocotiledoni le nervatura presentano più nervatura principali che si diramano, mentre nelle
dicotiledoni una nervatura principale percorre l'asse mediano della foglia.
I fasci vascolari terminali sono circondati dalla GUAINA DEL FASCIO, che ha il compito di trasferire zuccheri
nel floema e di prendere H2O e sali dallo xilema.
Strutturalmente un normofillo è composto da TEGUMENTO INFERIORE E SUPERIORE (ricoperti da cuticola),
e al suo interno contiene tessuto fotosintetizzante e tessuto parenchimatico di riserva.
L'organizzazione delle foglie sul ramo viene definita FILLOTASSI, e le tipologie sono:
-Alterna: una foglia per nodo, con angolo fra i nodi opposti di 180° gradi
-Opposta: 2 foglie per nodo e angolo di 90 gradi con il nodo successivo
-Verticillata: 3-5 foglie per nodo
-Spiralata: una foglia per nodo, gli angoli con gli altri nodi formeranno una spirale.
Fotosintesi clorofilliana:
E' il processo attraverso il quale si organica il carbonio attraverso l'energia solare, trasformando le
radiazioni in energia chimica.
E' effettuata da vegetali autotrofi procarioti fotosintetizzanti, alghe e piante.
Nei procarioti fotosintetizzanti è determinata da dei pigmenti localizzati all'interno della stessa
membrana plasmatica. Nessun organulo cellulare (come il cloroplasto nelle cellule eucariote).
Il cloroplasto contiene lo STROMA e i TILACOIDI. Quest ultimi a loro volta si distinguono in GRANA e
INTEGRANA. I grana sono i singoli sacchi membranosi, mentre gli intergrana sono i ponti fra grana.
La fotosintesi può essere divisa in 2 fasi: LUMINOSA e OSCURA.
La fase luminosa riguarda reazioni che posso avvenire sui tilacoidi in presenza di luce. La fase oscura
riguarda reazioni che avvengono nello stroma ANCHE in assenza di luce.
Sulle membrane tilacoidali troviamo 2 fotosistemi. In ognuno di loro si trovano diverse molecole proteiche,
che formano complessi con le clorofille a e b. I due fotosistemi sono sensibili a diverse lunghezze d'onda
della luce. Assieme alla clorofilla si trovano altri pigmenti che hanno lo scopo di catturare più luce possibile.
Quando un fotone viene assorbito da una molecola di clorofilla, la sua energia induce uno degli elettroni di
un atomo del pigmento a spostarsi verso uno stato energeticamente superiore, in poche parole la molecola
si eccita. L'elettrone tenderà a tornare nella sua posizione di partenza, il che genera un passaggio di energia
da una molecola di pigmento all'altro fino ad arrivare al CENTRO DI REAZIONE.
Il centro di reazione sottrae H+ da molecole d'acqua per trasferirle all'altro fotosistema sotto forma di ATP
o NADPH, e liberando ossigeno.
La fase oscura (che può avvenire in qualunque momento della giornata), consiste nell'utilizzo delle
molecole energetiche prodotte durante la fase luminosa per formare zuccheri (GLUCOSIO) a partire da
molecole di CO2. Questo processo è chiamato CICLO DI CALVIN (ed avviene nello stroma).
Per ottenere una molecola di glucosio (C6H12O6) sono necessari 6 giri di ciclo di Calvin. Per ognuno di essi
sono necessarie 3 molecole di ATP e 2 di NADPH.
Gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi vengono riversati nel floema.
Traspirazione:
Gli esseri viventi hanno la tendenza naturale di cedere acqua all'ambiente esterno, questo è il fenomeno
della traspirazione. Nei vegetali la CUTICOLA impedisce la traspirazione, dunque se ne occuperanno gli
stomi attraverso la dispersione di vapore acqueo. L'H2O evapora dalle pareti delle cellule e si sposta
tramite gli spazi cellulari.
Per rimpiazzare l'acqua perduta dalle foglie, l'acqua viene tirata dallo xilema per la differenza di pressione
che si genera dal momento in cui il vapore abbandona gli spazi intercellulari.
L'acqua può uscire dagli stomi anche per GUTTAZIONE: eliminazione del'acqua allo stato liquido che si
verifica quando la traspirazione non può avvenire perché l'umidità atmosferica è troppo alta o quando le
radici assorbono più acqua di quanto ne venga traspirata.
IL FIORE:
Il fiore è l'organo riproduttivo delle angiosperme che si sviluppa sui fusti.
La riproduzione che avviene all'interno del fiore stesso si scandisce attraverso il concetto di CICLO
APLODIPLOFASICO, che assume questo nome in quanto costituisce 2 generazioni ciascuna delle quali ha
una fase diversa: generazione SPOROPIDICA ( diploide) e generazione GAMETOPIDICA (aploide).
Un fiore ha come base l'estremità terminale di un fusto modificato, il RICETTACOLO. Al di sopra di esso si
trova il CALICE, costituito dai SEPALI, ed ha lo scopo di proteggere le strutture riproduttive all'interno del
fiore. Sui sepali poggiano i PETALI, che costituiscono la COROLLA, ed hanno la funzione di attirare gli
impollinatori. La corolla può essere dialipetala (petali separati) o gamopetala (petali uniti), actinomorfa
(simmetria raggiata) o zigomorfa ( simmetria bilaterale)
All'interno della corolla si trovano gli STAMI (che costituiscono l'androceo, la parte maschile), composti da
un filamento all'apice del quale si trova l'ANTERA (dove si produce il polline).
Il gineceo invece, la parte femminile è composta dai CARPELLI (o pistillo), che contengono l'OVARIO (che
contiene gli ovuli), lo STILO e lo STIGMA.
L'androceo:
Ogni antera è composta da 4 SACCHE POLLINICHE, ognuna delle quali contiene 4 MICROSPORE aploidi. I
nuclei di ogni microspora si dividono per formare un GRANULO POLLINICO, il quale contiene 1 cellula
VEGETATIVA ed una cellula GENERATIVA.
La funzione di questo gametofito (che produce gameti) aploide e bicellulare è di produrre NUCLEI
SPERMATICI, utili alla fecondazione.
Dopo la maturazione dei granuli pollinici il polline si diffonde, e questi vengono trasportati fino agli stigmi di
fiori distanti. Tale processo si chiama IMPOLLINAZIONE.
Il gineceo:
Nel carpello, o pistillo, si trova l'ovario (in fiori più complessi si parla di molteplici carpelli saldati assieme).
L'ovario contiene l'ovulo ed è la struttura che si trasformerà nel seme. L'ovulo è composto da dei tegumenti
esterni protettivi.
Nell'ovulo si trova la NUCELLA, un tessuto che contiene il MEGASPOROCITO, una cellula che si prepara alla
meiosi. La meiosi risulterà in 4 megaspore, e di queste una sola è funzionante (germinerà). Questa si
svilupperà nel SACCO EMBRIONALE.
Questa megaspora a seguito di divisioni mitotiche genererà 8 nuclei, di cui 1 OVOCELLULA e 2 NUCLEI
POLARI.
Impollinazione:
Dopo essere giunto sullo stigma, la cellula vegetativa del granulo pollinico forma il TUBETTO POLLINICO,
che si allungherà attraverso l'ovario. Mentre questo cresce la cellula generativa forma 2 cellule
spermatiche per mitosi, che verranno poi rilasciate attraverso il tubetto nell'ovario.
Una di queste feconda il gametofito femminile, per formare uno zigote diploide che si svilupperà in un
embrione; il secondo feconda il nucleo risultato dall'unione dei 2 nuclei polari (formerà tessuto di riserva
per il seme).
A seguito della doppia fecondazione, è tutto pronto per lo sviluppo del seme e del frutto.
Frutti:
I frutti si differenzieranno in secchi e carnosi. I primi hanno una componente poco liquida (deriveranno da
un ricettacolo secco), e si dividono in frutti DEISCENTI e INDESCENTI (di cui i primi liberano il seme alla
maturazione del frutto, mentre i primi no).
I frutti carnosi invece si distinguono in DRUPE e BACCHE. La drupa è quel frutto caratterizzato da 1 seme
interno costituito da un tegumento esterno rigido (endocarpo legnoso). Le bacche invece sono costituite da
numerosi semi dispersi nella polpa (mesocarpo) privi di tegumento esterno rigido (endocarpo legnoso).
Le infruttescenze sono frutti costituiti da un insieme di più frutti.
Mitosi e meiosi:
Nei meristemi di una pianta ogni cellula, a partire dalla stessa, si divide per ottenerne 2 identiche fra loro e
la madre. Questo processo è definito MITOSI, ovvero la riproduzione asessuata fra le cellule eucariote.
La mitosi si sviluppa in più fasi:
-INTERFASE: all'interno del nucleo della cellula madre il DNA raddoppia.
-PROFASE: la membrana nucleare si disgrega; la cromatina (contenuta nel nucleo) si condensa sotto forma
di cromosomi; si forma il FUSO MITOTICO (i tubuli dividono i cromosomi in due poli separati).
-METAFASE: i cromosomi si dispongono lungo l'equatore della cellula
-ANAFASE: il centromero di ogni cromosoma si divide, e i cromatidi opposti migrano ai poli opposti.
-TELOFASE: si formano le membrane nucleari attorno ai cromatidi.
-CITODIERESI: separazione delle cellule, con il conseguente ritorno dei cromosomi sotto forma di
cromatina.
La mitosi è seguita dalle fasi:
G1: la cellula produce RNA e proteine per poter crescere.
S: il DNA si duplica.
G2: produzione intensa di RNA e proteine per prepararsi alla mitosi.
La MEIOSI è il processo mediante il quale parte di una cellula diploide da origine a 4 cellule geneticamente
diverse aploidi . La meiosi è fondamentale ai fini della riproduzione sessuale, per poter garantire la
variabilità genetica.
La meiosi come la mitosi si sviluppa in fasi:
-INTERFASE 1: all'interno del nucleo della cellula madre il DNA raddoppia.
-PROFASE 1: la membrana nucleare si dissolve; lo cromatina si condensa in cromosomi; i cromosomi
omologhi si appaiano e avviene il fenomeno del crossing over (scambio del materiale genetico); si forma il
fuso mitotico.
-METAFASE 1: allineamento dei cromosomi.
-ANAFASE 1: migrazione di ogni cromosoma omologo (non vengono separati come nella mitosi).
-TELOFASE 1: disgregazione del fuso mitotico
-CITODIERESI.
La seconda divisione meiotica non è preceduta da alcuna duplicazione del DNA. Questa è identica alla
mitosi.
-PROFASE 2: la cromatina si condensa nuovamente, si forma il fuso mitotico.
-METAFASE 2: i cromosomi si dispongono lungo la linea equatoriale. I centromeri si separano.
-ANAFASE 2: i cromatidi migrano ciascuno verso un polo della cellula.
-TELOFASE 2: si formano le membrane nucleari attorno ai cromatidi che cominciano a decondensarsi.
-CITODIERESI: il citoplasma si divide in due, così da portare alla formazione di due cellule aploidi.
ANGIOSPERME - LE FAMIGLIE:
Papaveraceae:
E' una famiglia costituita da tante tipologie di piante erbacee, raramente hanno tessuti secondari.
-Fiori attinomorfi (simmetria raggiata)
-2 sepali caduchi (che racchiudono il bocciolo)
K 2 C 2+2 A INF G (2- INF)
-2 + 2 petali (su piani diversi)
-numerosi stami
-gineceo da 2 a infiniti carpelli, ovario supero (superiore rispetto al punto d'inserzione dei pezzi fiorali)
Rosaceae:
E' una famiglia estremamente diversificata, fra piante erbacee, lianose, arbustive, arboree.
Frutti: drupa, achenio, follicolo
Falsi frutti: pomo, cinorrodio
-fiori attinomorfi, isolati o riuniti in infiorescenze
-5 sepali liberi o parzialmente fusi
-5 petali liberi
-androceo numeroso
-gineceo da 1 a infinito (può trovarsi da supero a infero)
K 5 C 5 A (5- INF) G (1-5- INF)
Delle drupe fanno parte pesche, albicocche, ciliegie, susine... caratterizzate da esocarpo membranoso,
mesocarpo carnoso ed endocarpo legnoso. All'interno dell'endocarpo si trova il seme.
Alcuni frutti sono insiemi di drupe, come la mora, dove ogni vescicola ha la struttura di una drupa.
L'achenio è uno dei numerosi chicchi gialli attorno alle fragole. La fragola in verità non è altro che il
ricettacolo diventato carnoso, mentre il vero frutto secco è l'achenio.
Il follicolo è un frutto secco che si apre a maturità esponendone i semi.
Dei falsi frutti fanno parte il pomo. Nel momento in cui l'ovario è infero, il ricettacolo lo ingloba, per cui
quest ultimo diventa carnoso mentre il vero frutto all'interno di una mela è il cosiddetto "torsolo".
Lo stesso discorso vale per il cinorrodio: il frutto della rosa.
Dei falsi frutti fanno parte la mela, la pera, la nespola...
Fabaceae:
E' una famiglia estremamente diversificata, e comprende piante erbacee, arbustive ma raramente arboree.
Fiore: papillionaceo
Frutti: legumi
-fiori zigomorfi isolati o riuniti in infiorescenze
-5 sepali fusi
-5 petali liberi distinti in 1 vessillo, 2 ali e carena (2 petali fusi)
-androceo 5+5 o 9(fusi insieme)+ 1(separato)
-1 gineceo supero
K (5) C 5 A (5+5) o (9)+1 G 1
Il legume si apre in due valve lungo la sutura ventrale e la linea mediana dorsale, alla quale sono attaccati i
semi.
Apiaceae:
Delle apiaceae fanno parte le carote, il finocchio, il sedano...
Sono generalmente erbacee annuali, spesso il loro gambo è cavo. Presentano delle infiorescenze ad
ombrella semplice o composta.
Frutti: diachenio
-fiori attinomorfi o zigomorfi, riuniti in ombrelle semplici o composte
-5 sepali liberi
-5 petali liberi
K 5 C5 A 5 G 2
-androceo 5 liberi
-gineceo 2 infero
Il diachenio è un frutto secco composto da due acheni saldati assieme che si separano solo a maturità.
Lamiatae:
A questa famiglia appartengono le erbe aromatiche che conosciamo.
Piante per lo più erbacee, con fusto quadrangolare.
Frutto: tetrachenio
-fiori zigomorfi riuniti in spicastri
-5 sepali fusi alla base
-5 petali fusi
-androceo 2 o 4
-gineceo 2 supero
K (5) [C (5) A 2, 4] G 2
Il tetrachenio comprende 4 acheni che si separeranno alla maturazione.
Solenaceae:
Comprendono piante importanti per l'alimentazione umana (patate, melanzane, pomodori, peperoni)
Frutti: bacche
-fiori attinomorfi
-5 sepali gametosepalo (fusi tra loro)
-5 petali gametopetalo (fusi tra loro)
-androceo 5
-gineceo 2 supero bicarpellare
K5 C5 A5 G2
Le bacche hanno un esocarpo membranoso , un mesocarpo polposo, endocarpo membranoso. I semi sono
sparsi nel mesocarpo.
Asteraceae o composite:
Rappresentano la maggioranza delle piante erbacee.
Frutti: cipsela (un frutto secco formato da un achenio alla base e da un PAPPO (appendice piumosa )
nell'apice.
Le asteracee sono fra le più evolute delle dicotiledoni perché i suoi fiori sono estremamente complessi.
A questa famiglia appartengono le insalate, il carciofo, il cardo, il girasole, la camomilla...
Si distinguono in TUBULIFLORAE: CAPOLINI (infiorescenza) con fiori tutti attinomorfi TUBULOSI e quelli del
raggio LIGULATI.
E in LIGULIFLORAE: capolini con fiori tutti zigomorfi ligulati.
-Fiori attinomorfi o zigomorfi
-0 sepali
-5 petali fusi
-androceo 5 fusi epicorollini (stami inseriti nell'apice della corolla)
-gineceo 2 infero
K 0 [C (5) A (5)] G (2)
Liliaceae: Monocotiledone
Comprende le piante ornamentali (tulipano, giglio...)
frutti: capsula o bacca
-fiori attinomorfi o leggermente zigomorfi
-3+3 TEPALI (unica struttura che comprende petalo e sepalo)
-androceo 3+3 liberi
-gineceo 3 supero
P 3+3 A 3+3 G (3)
Iridaceae: Monocotiledone
-fiori attinomorfi o zigomorfi isolati o riuniti in infiorescenze
-3+3 tepali
-androceo 3 liberi
-gineceo 3 infero
P 3+3 A 3 G (3)
Poaceae o graminaceae: Monocotiledone
Sono piante erbacee perenni (che vivono più di due anni) o annuali.
Il fusto (CULMO) è cavo negli internodi e pieno a livello dei nodi. Le loro foglie posseggono una guaina che
avvolge il culmo e un lembo se ne distacca.
I fiori sono riuniti in spighette a loro volta riunite in spighe o pannocchie.
Una spiga è costituita da spighette SESSILI, cioè si inseriscono sull'asse dell'infiorescenza.
In una pannocchia le spighette si inseriscono per mezzo di un peduncolo ramificato.
Ogni fiore spighetta è composta da 2 GLUME che riuniscono al loro interno uno o più fiori.
-per ogni fiore: 1 GLUMETTA esterna ed 1 interna
-all'interno delle glumette androceo e gineceo