Appunti di Botanica Generale per l'Università

Botanica Generale

Primi fossili eucarioti (microfossili)

• ACRITARCHI 1750-1200 Ga - 300 micron Dal greco "akritos" -> confuso, indeciso
• PSEUDOBANGIA PUBESCENS 1 Ga Stessa struttura di un'alga rossa al giorno d'oggi (-> BANGIA ATROPURPUREA)

Differenze organismi

Procarioti vs Eucarioti

• PROCARIOTI Cellula con NUCLEOIDE-> nucleo non ben definito; il DNA contenuto non è protetto da una membrana, ma è disperso La cellula eucariota manca di compartimentazione di settori specializzati (endomembrane)
• EUCARIOTI Utilizzano Ossigeno perché hanno i mitocondri. Generalmente le cellule eucarioticae sono più grandi delle procariote. Hanno CLOROPLASTI (solo vegetali) per svolgere le attività fotosintetiche. Possiedono un vero e proprio NUCLEO (contenente DNA) delimitato da un sistema membranoso ben determinato. Svolgono il processo di ENDOSIMBIOSI -> la cellula ingloba per fagocitosi elementi che, anziché essere digeriti, vengono inglobati e successivamente utilizzati dalla cellula per fini vitali.

La connessione fra Alghe & Piante

Sono le piante più semplici dal punto di vista anatomico. Sono alla base dell'evoluzione vegetale. Dalle alghe, man mano si vanno a creare piante sempre più complesse.

• PIANTE TERRESTRI -> chiamate erroneamente anche PIANTE SUPERIORI, perché questo implicherebbe un miglioramento evolutivo vero e proprio, ma in realtà non è proprio così. Semplicemente sono più in grado di adattarsi in ambienti differenti. Dalle PIANTE TERRESTRI si può ricavare anche la divisione delle ANGIOSPERME MARINE -> sono piante terrestri adattate a vivere in ambiente marino (es. Posedoina)
• PIANTE VASCOLARI -> dotate di un sistema di vasi per condurre l'acqua, in pratica sono tutte le piante con eccezione di alghe, muschi ed epatiche. Si suddividono in 3 grandi gruppi:
  1. Pteridofite -> piante primitive senza fiori che si riproducono tramite spore, che vengono prodotte in organi detti sporangi. Molte Pteridofite hanno organi simili a foglie, altre hanno fusti verdi fotosintetizzanti. Le Pteridofite si possono a loro volta distinguere in altri 3 gruppi:
     • Equiseti: piante senza foglie, con fusti verdi, solcato-scanalati, divisi in articoli. Alla base di ciascun articolo di è una guaina dentata. Gli sporangi, di forma "peltata" (ad ombrello) sono situati in spighe situate a loro volta all'apice dei fusti. Queste possono avere apice acuto od ottuso.
     • Licopodi & Selaginelle: piante con foglie strette e lunghe o squamiformi, spesso simili a muschi. Sporangi terminali clavati, o disposti all'ascella delle foglie superiori.
     • Felci: piante con foglie ("fronde") generalmente allargate, spesso senza un vero e proprio fusto. Gli sporangi sono organizzati in sori, per lo più disposti sulla pagina inferiore delle foglie. I sori sono rotondi od allungati, e a volte sono compresi da una membrana detta "indusio", che può avere forma peltata, allungata o reniforme.
  2. Gimnosperme -> piante con fiori primitivi, unisessuali in infiorescenze distinte, maschili e femminili. Il nome deriva dal greco gymnos (nudo) e sperma (seme). Il seme è infatti formalmente nudo in quanto non si forma in una struttura chiusa formata dai carpelli, ma è spesso protetto da strutture legnose. Le Gimnosperme della nostra flora - e quelle esotiche coltivate in parchi e giardini - sono tutte di portamento arboreo o arbustivo. La maggior parte delle Gimnosperme nostrane ha i semi racchiusi all'interno di pigne (strobili), formate da squame disposte a spirale. Alcuni generi hanno pigne di forma subsferica, a volte con squame carnose per cui il "frutto" somiglia ad una bacca, altri generi hanno pigne allungate.
  3. Angiosperme-> costituiscono la maggioranza della nostra flora. Sono piante con un ovario formato da foglie modificate (carpelli) che rinchiudono completamente gli ovuli.

GIANCLAUDIO LMT

La Cellula Vegetale

Il termine cellula fu coniato nel 1665 da parte dal matematico, fisico, astronomo e naturalista inglese Robert Hooke, usando un microscopio di sua invenzione. Salve na XI Fig:5 Successivamente, nel 1838-9, M. Schleiden e T. Schwann, definirono la cellula come unità fondamentale dei viventi (teoria cellulare) -> i tessuti delle piante sono fatti di cellule. Nel 1858, fu infine Rudolf Virchow a concludere che ogni cellula nasce da un'altra cellula preesistente (= "Omnis cellula e cellula"). Vi sono però delle differenze fra la c. animale e la c. vegetale. CELLULA ANIMALE -> vive in un liquido in equilibrio osmotico ben definito e, generalmente, non ha strutture parietali. CELLULA VEGETALE -> è delimitata da una parete rigida e formata da diversi organuli in maggioranza esclusivamente vegetali, come ad es. MITOCONDRI (anche animale), VACUOLO, CLOROPLASTI, varie strutture membranose come l'APPARATO di GOLGI (anche animale). endoplasmic reticulum nucleus chloroplast ribosome cell wall mitochondria cytoplasm vacuole golgi complex cell membrane

Divisione cellulare

Una cellula vegetale si può dividere continuamente. Tipicamente, le cellule vegetali neoformate si ingrandiscono e si differenziano, ma una volta assunta la loro funzione, di solito non si dividono più. Comunque, quasi tutti i tipi di cellule vegetali conservano il loro nucleo a maturità e si sono dimostrate in grado di dividersi ancora anche durante l'età adulta. Questa proprietà rientra in gioco nei processi come la cura delle ferite e l'abscissione fogliare (distaccamento).

MITOSI

La mitosi è il fenomeno per cui una cellula si divide in due. Nel caso di organismi unicellulari, questa fase coincide con la formazione di 2 individui. Nel caso di organismi pluricellulari, la mitosi fa aumentare il numero di cellule dell'organismo. La mitosi arriva alla fine di un periodo di preparazione durante il quale la cellula ha raddoppiato il suo contenuto in DNA. Il processo mitotico si può dividere in 6 fasi.

1. Profase ->All'inizio della profase il nucleolo e la membrana nucleare sono presenti e nel nucleo si osserva una intensificazione del colore dei cromosomi, che appaiono come fili sottili dispersi nel nucleo. La membrana cellulare è ancora intatta, ma il nucleolo inizia a scomparire.
2. Prometafase-> Segna la fine della profase ed è caratterizzata dalla scomparsa della membrana nucleare e dei nucleoli. Avvicinandosi alla Metafase, i cromosomi appaiono corti e spessi, formati da 2 microtubuli, che si allungano fino a raggiungere i poli. Il fuso mitotico nelle piante è anastrale (=acentriolare, mancano i centrioli). Inoltre è più flessibile del fuso mitotico degli animali e si può facilmente adattare anche a spazi ristretti e allungati (tipici di molte cellule vegetali).
3. Metafase-> Inizia quando i cromosomi, sdoppiati in 2 cromatidi e con un solo centromero, si dispongono sul piano equatoriale della cellula formando la piastra equatoriale. La fine della metafase è contrassegnata dalla divisione del centromero, che sino ad allora aveva tenuto insieme i 2 cromatidi.
4. Anafase-> I 2 cromatidi fratelli di ogni cromosoma, non più uniti dal centromero, si separano ripartendosi e migrando uno per ciascun polo. Da questo momento i cromatidi diventano cromosomi indipendenti. 2GIANCLAUDIO LMT
5. Telofase-> La Telofase è caratterizzata dalla ricostruzione dei nuclei figli ed è accompagnata da una serie di processi che procedono in senso inverso a quelli della profase: il fuso inizia a disperdersi, i cromosomi si despiralizzano, si riforma la membrana nucleare, ricompaiono i nucleoli. Al centro del piano equatoriale si forma una piastra cellulare che si allarga lentamente verso la parete cellulare.
6. Citodieresi -> Simultaneamente ai fenomeni nucleari si verifica la citodieresi. Nelle cellule animali, la citodieresi si realizza per la comparsa di un solco equatoriale che via via si approfondisce finché la cellula si divide in 2 cellule figlie. Data la presenza della parete cellulare, che conferisce rigidità, nelle cellule vegetali non si forma il solco equatoriale di separazione; la citodieresi avviene per la formazione, sul piano equatoriale, del fragmoplasto. Il fragmoplasto è un insieme di microtubuli e di vescicole che hanno origine dall'Apparato di Golgi. Si forma inizialmente nella zona centrale della cellula, per poi spostarsi man mano verso la zona corticale, in modo che la piastra cellulare in crescita incontri la membrana plasmatica della cellula madre.

IV Si possono inoltre distinguere 2 tipi di mitosi:

1. Mitosi aperta-> La provasse termina con la disgregazione della membrana cellulare con la conseguente posta in libertà dei cromosomi nel citoplasma. Ciò avviene generalmente in piante e animali.
2. Mitosi chiusa -> La disgregazione della membrana cellulare non avviene. Ciò si verifica generalmente in alghe e funghi.

Parete cellulare

La parete cellulare è presente in tutte le piante, ma non esclusivamente. La parete delle piante si trova adiacente alla lamella mediana, una struttura che tiene unite più cellule e che presenta alcune analogie con la parete cellulare. Quest'ultima in contatto con l'esterno ed ha una struttura polimerica complessa e dinamica (-> cambia nel tempo, anche in risposta all'ambiente esterno). Determina forma e dimensione della cellula, dando rigidità o flessibilità alla cellula e influenzando la crescita cellulare. La parete cellulare determina le caratteristiche strutturali di un tessuto, sia come composizione chimica che fisica. Può essere idrofila (permeabile da acqua) o idrofoba (impermeabile). La parete cellulare permette:

• Il mantenimento meccanico
• La regolazione della crescita
• La comunicazione cellulare
• Difesa da raggi UV
• Difesa da agenti patogeni
• Regolazione di scambi gassosi

La presenza di una robusta parete cellulare permette il conferimento di robustezza meccanica che permette alla cellula di sostenere le elevate pressioni interne del turgore. Inoltre, data la natura biochimica, la parete cellulare è una valida linea difensiva nei confronti di patogeni extracellulari. La comunicazione tra cellule morte avviene grazie alle punteggiature presenti fra la componente fibrillare e pectinica e non mediante le strutture desmosomiche o plasmodesmiche. La maggior parte della parete cellulare è costituita da polisaccaridi. Il motivo di questa presenza è la grande capacità degli zuccheri sia di legame, sia per quanto riguarda le possibili conformazioni steriche. Lamella mediana Parete primaria Parete secondaria Membrana plasmatica/plasmalemma 3