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INTRODUZIONE
Le piante sono organismi viventi, così come gli animali. A differenza degli animali presentano però caratteristiche ben precise, che vedremo di seguito.
Le piante sono organismi definiti autotrofi, sono cioè in grado di produrre da se la materia di cui sono fatti, a partire da semplici sostanze.
Le piante sono organismi fotosintetici, sono cioè in grado di svolgere quell'attività chiamata fotosintesi clorofilliana, che permette loro di fissare semplici sostanze come l'acqua e l'anidride carbonica e trasformarle in sostanze più complesse (glucosio), grazie all'energia fornita dal sole. Inoltre, con questa attività producono ossigeno, indispensabile per la respirazione di ogni vivente.
Le piante sono per questo chiamate produttori, in quanto producono le sostanze di cui tutti i viventi sono costituiti.
La pianta: com'è fatta? Di quali parti è costituita?
Esistono milliaia di specie di piante, con una grande varietà di forme e sistemi di vita e per questo adattate a vivere a condizioni ambientali più diverse. Ve ne sono che completano il loro ciclo vitale in un anno, altre possono vivere per milliaia di anni. Queste diversità giustificano la loro grande adattabilità.
Ma nonostante le loro diversità, le piante presentano alcune caratteristiche comuni: generalmente sono verdi e si procurano il nutrimento attraverso la fotosintesi clorofilliana; la maggior parte vive in un substrato (terreno) e non sono capaci di muoversi attivamente.
Molti vegetali, considerati primitivi in quanto presenti sul pianeta da molte decine di milioni di anni, sono di struttura relativamente semplice. Spesso sono costituite da una sola cellula. Altri, considerati più evoluti, sono quelli che siamo più portati a considerare piante, in quanto presentano delle parti ben riconoscibili, come la radice, il fusto, le foglie. Quelli ancor più evoluti presentano un organo specializzato per la riproduzione che è il fiore, il quale fecondato darà il frutto e i semi.
I PROCARIOTI
Gli organismi più antichi e più semplici fra tutti i viventi sono costituiti da una sola cellula. La semplicità con cui è costituita la loro cellula li rende capaci di vivere anche in ambienti ostili o certamente inospitali per altri viventi. Alcuni di questi organismi sono temibili agenti di malattie, molti svolgono ruoli di fondamentale importanza per il mondo vivente e per l'agricoltura.
Al gruppo dei procarioti appartengono i batteri e le cianoficee. Si tratta di organismi unicellulari, cioè costituiti di una sola cellula, relativamente semplice. Le dimensioni di un batterio si possono misurare in micron (µ), la millesima parte di un millimetro.
La maggior parte degli organismi viventi possiede una cellula nella quale è evidente la compartimentazione delle varie funzioni entro particolari strutture, dette organuli, mentre il materiale genetico, definito nucleo cellulare, è racchiuso in un involucro.
La cellula vegetale tipica possiede una forma approssimativamente rettangolare, e in realtà assomiglia ad un parallelepipedo, le cui dimensioni possono essere variabili.
LA CELLULA
Il nostro corpo e quello di tutti gli esseri viventi è formato da innumerevoli unità chiamate cellule. Non si tratta di semplici mattoncini, ma di unità funzionali capaci di innumerevoli funzioni vitali.
Le cellule di tutti gli organismi presentano molte strutture e funzioni simili; tuttavia le cellule di un batterio sono diverse dalle cellule di un grosso animale, ed entrambe sono diverse da quelle delle piante.
La cellula è l'unità fondamentale della vita. Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule: molti microorganismi sono unicellulari, costituiti cioè da un'unica cellula, mentre la maggior parte delle piante e degli animali è pluricellulare, ovverosia composta da molte cellule.
Le cellule presentano diversità di forme e dimensioni in relazione alla funzione che svolgono. Lo studio e l'osservazione delle cellule (citologia), ha portato alla formulazione della teoria cellulare, che si può così articolare:
Le funzioni della cellula
Negli organismi pluricellulari le cellule possono svolgere funzioni specializzate. Tutte le cellule ricavano energia dagli alimenti.
La nutrizione: si definisce nutrizione il processo mediante il quale gli organismi si procurano il cibo e lo utilizzano.
La respirazione cellulare: le cellule ricavano energia dalla trasformazione di molecole contenute negli alimenti, come il glucosio. Nel processo della respirazione cellulare le cellule convertono l'energia delle molecole degli alimenti in una forma di energia da loro utilizzabile.
L'assorbimento: le cellule assorbono acqua, sali minerali ed altri materiali essenziali alla vita dal loro ambiente con un processo detto assorbimento.
L'escrezione. Come risultato di questi processi, che costituiscono il metabolismo, si accumulano nelle cellule sostanze chimiche di rifiuto che devono essere eliminate, o escrete, nell'ambiente. Se si accumulano in eccesso, le sostanze di rifiuto possono divenire tossiche per la cellula perciò l'escrezione è necessaria alla vita.
La biosintesi. Tutte le cellule sintetizzano sostanze chimiche complesse a partire da sostanze più semplici in un processo chiamato biosintesi. Per esempio, tutte le cellule viventi sintetizzano proteine a partire da amminoacidi.
Tutte le cellule sono in grado di reagire all'ambiente che le circonda modificando le loro funzioni in risposta a cambiamenti esterni.
Ogni cellula proviene da un'altra cellula; riproducendosi le cellule originano nuove cellule. Negli organismi pluricellulari nuove cellule vanno a sostituire quelle morte. L'aumento del numero di cellule comporta l'accrescimento dell'organismo: un adulto è più grande di un neonato perché possiede più cellule.
LE PARTI DELLA CELLULA VEGETALE
All'interno di ogni cellula sono presenti numerose strutture minute chiamate organelli o organuli, cioè "piccoli organi". Non tutte le cellule però contengono tutti i diversi tipi di organuli, infatti le funzioni di una cellula dipendono proprio dal tipo e dal numero degli organuli presenti.
Le membrane
Una pellicola sottile, detta membrana plasmatica, circonda tutte le cellule. Essa non costituisce un semplice involucro, ma una membrana selettiva in grado di determinare le sostanze che devono entrare e uscire dalla cellula. Essa è costituita da un doppio strato di fosfolipidi nel quale sono incorporate proteine.
La membrana plasmatica non è l'unica membrana presente nella cellula, infatti membrane analoghe racchiudono molti organuli cellulari.
La parete cellulare
Le cellule delle piante, dei funghi e di alcuni organismi unicellulari sono protette da una rigida struttura detta parete cellulare, che si trova all'esterno della membrana plasmatica. Nei vegetali il costituente principale della parete cellulare è la cellulosa, che conferisce maggiore rigidità alle cellule e consente il mantenimento della forma caratteristica.
Fra loro le cellule sono separate da una lamina sottile, la lamella mediana, composta di una sostanza gelatinosa detta pectina. La parete cellulare rimane spesso intatta anche dopo la morte della cellula. Il legno degli alberi è, per esempio, costituito da pareti ispessite dalle cellule morte.
Il nucleo
Il nucleo dirige la sintesi delle proteine e controlla l'attività della cellula. E' delimitato da una doppia membrana, la membrana nucleare. All'interno del nucleo è presente la cromatina e altre sostanze. La cromatina contiene l'informazione ereditaria della cellula e nel corso della riproduzione cellulare essa diventa visibile sotto forma di lunghi filamenti chiamati cromosomi. Una parte della cromatina è addensata in un'area più scura del nucleo detta nucleolo. Il nucleolo è coinvolto nella produzione di ribosomi, altri organuli che partecipano alla sintesi delle proteine.
Citoplasma e organuli.
Molti organuli si trovano in sospensione in una sostanza gelatinosa detta citoplasma che occupa lo spazio compreso tra la membrana plasmatica ed il nucleo. Il citoplasma contiene inoltre proteine ed altre macromolecole.
Mitocondri
Sono considerati la centrale energetica della cellula. In essi, infatti, avviene gran parte del processo della respirazione cellulare, attraverso il quale si ricava energia dalle sostanze nutritive. Le cellule di parti che richiedono grandi quantità di energia possiedono perciò un gran numero di mitocondri. Essi, di forma vagamente di fagiolo, sono costituiti da una doppia membrana che presenta ripiegamenti interni chiamati cristae.
Ribosomi
Sono minuscoli organuli tondeggianti composti da RNA e proteine. Essi sono la sede dei processi citoplasmatici della sintesi proteica.
Reticolo endoplasmatico
E' una fitta rete di sottilissimi canali che attraversano tutta la cellula e che collegano la membrana nucleare a quella plasmatica. Quando il reticolo endoplasmatico è privo di ribosomi è detto liscio e non è coinvolto nella sintesi proteica.
Plastidi
Le piante e alcuni organismi unicellulari autotrofi contengono organuli rivestiti da membrane detti plastidi. Essi possono servire da deposito per le cellula o svolgere funzioni specializzate: i cloroplasti contengono un pigmento verde, la clorofilla, indispensabile per catturare l'energia solare e trasformarla in energia chimica dei legami dei carboidrati; i cromoplasti contengono pigmenti rossi, arancioni, gialli, che danno a molti fiori e frutti i loro colori caratteristici; i leucoplasti sono plastidi incolori in cui vengono sintetizzate e immagazzinate grandi quantità di amido, prodotte a partire da molecole di glucosio.
Corpi e complesso di Golgi
Il complesso di Golgi è costituito da un insieme di piccoli sacchetti membranosi appiattiti, associati al reticolo endoplasmatico. Questi predispongono per la secrezione le proteine rilasciate dal reticolo endoplasmatico; funziona, cioè, come una centrale di stoccaggio e spedizione delle proteine.
Vacuoli
Il citoplasma di molte cellule vegetali contiene delle vescicole piene di liquido e delimitate da una membrana, i vacuoli. Essi contengono per lo più acqua. I vacuoli possono contenere anche sostanze nutritizie, sali e pigmenti. Nelle cellule vegetali adulte i vacuoli possono divenire così grandi da costringere il nucleo e gli organuli a ridosso della membrana.
Lisosomi
Sono organuli contenenti enzimi in grado di digerire le proteine della cellula o le sostanze inglobate dall'esterno. Certi enzimi scindono queste sostanze nei loro costituenti (gli amminoacidi) che la cellula riciclerà utilizzandoli per fabbricare altre proteine.
LA CELLULA VEGETALE
Gli organelli di una cellula vegetale tipica
Le cellule vegetali generalmente contengono gli stessi organelli delle cellule animali. Oltre a questi sono presenti i plastidi, un grosso vacuolo centrale e una parete cellulare.
I plastidi sono interessati all'assorbimento e all'accumulo di energia del sole. Ci sono tre tipi di plastidi di cui i cloroplasti sono i più comuni. Contengono una sostanza chimica verde, la clorofilla che è capace di assorbire l'energia solare o di altre fonti luminose. L'energia è usata per produrre carboidrati. Altri plastidi, i leucoplasti , incolori, servono per accumulare amido e, a volte, proteine. I plastidi detti cromoplasti contengono altre sostanze chimiche colorate. (i colori brillanti delle piante sono dovuti alla presenza di sostanze colorate nei plastidi.
Il colore delle foglie autunnali dipende dalla scissione della clorofilla che rende visibili gli altri pigmenti.
I vacuoli sono sacchi delimitati da una membrana, bene evidenti nelle cellule vegetali. Le cellule vegetali mature contengono un singolo vacuolo centrale ripieno di una soluzione acquosa di sali minerali, zuccheri, pigmenti, grassi, ecc. (succo cellulare); le cellule più giovani hanno vacuoli piccoli e numerosi. I vacuoli hanno un ruolo importante nel trasporto di acqua in molte piante. Oltre a svolgere funzioni digestive e di accumulo di sostanze di riserva o dannose, variando la concentrazione del loro succo, permettono l'entrata o l'uscita delle soluzioni e quindi la nutrizione delle cellule. Il loro turgore, inoltre, spinge i cloroplasti contro la parete cellulare, ponendoli in una posizione più adatta per la fotosintesi. Gli antociani disciolti nei vacuoli, danno il colore ai fiori e a molti frutti.
La parete cellulare è la membrana rigida che si trova all'esterno della membrana cellulare. E' costituita da parecchi strati di cellulosa, che costituiscono un supporto rigido ma poroso per la cellula. La parete cellulare delle cellule vegetali contiene anche lignina. Attraverso i pori della parete cellulare (porocanali), la cellula comunica con le confinanti tramite ponti citoplasmatici. A volte nella parete avvengono infiltrazioni di altre sostanze quali la suberina, la cutina, sostanze minerali, ecc.. In tal modo essa può diventare impermeabile ai liquidi e ai gas.
La membrana citoplasmatica costituisce il confine della parte vivente di una cellula, separandone il contenuto dall'ambiente circostante. Contribuisce a mantenere stabile l'ambiente interno alla cellula, comunicando con l'esterno. La maggior parte delle menmbrane sono formate da circa un 60% di proteine e un 40% di lipidi.
Il reticolo endoplasmatico è un sistema di membrane collegate tra loro che si estende per tutta la cellula. Provvede all'accumulo e al trasporto delle molecole sintetizzate nella cellula stessa.
L'apparato del Golgi è il luogo di deposito, rielaborazione e secrezione della cellula. E' formato da tuboli appiattiti, arcuati e disposti uno sull'altro.
I ribosomi sono le sedi di sintesi delle proteine. Maggiore è la sisntesi proteica e maggiore è il numero di ribosomi presenti nella cellula. Appaiono come granuli dispersi nel citoplasma, soprattutto in prossimità del reticolo endoplasmatico.
I mitocondri sono i generatori di energia della cellula. Appaiono come piccoli organelli, numerosissimi, di forma allungata, con una membrana esterna liscia e una interna ripiegata. L'energia prodotta da enzimi presenti nella membrana interna, viene accumulata in una molecola, l'ATP, che può essere scambiata fra le cellule.
Il nucleo : è circondato da una doppia membrana (membrana nucleare), continua con il reticolo endoplasmatico e porosa, in modo da consentire il passaggio di sostanze tra nucleo e citoplasma. All'interno vi è il nucleolo, contenente grandi quantità di RNA, e sede dell'assemblaggio dei ribosomi. All'interno del nucleo si trovano poi i cromosomi, formati da proteine e DNA. Ogni cellula normalmente ha un numero specifico di cromosomi. Segmenti di DNA, detti geni, contengono le informazioni ereditarie necessarie per lo sviluppo dell'organismo.
Il citoplasma è formato in massima parte di acqua (75-95%), nella quale sono sospesi o disciolti proteine, grassi e zuccheri. Nella parte semifluida (sostanza fondamentale) che costituisce il citoplasma sono contenuti i corpuscoli cellulari visti in precedenza : il nucleo, il reticolo endoplasmatico, l'apparato del Golgi, i mitocondri, i plastidi, i ribosomi.
1 – I carboidrati sono molecole: organiche/inorganiche, costituite da: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, magnesio, zolfo (cancella quello che no è giusto).
2 – Il glucosio è un: (metti una crocetta a fianco della risposta che ritieni giusta)
3 – ATP significa: ………………………………………………………………………….. Ogni ATP è formato da:
4 – Qual è il compito dell’ATP? ………………………………………………………………………………………………………………………………..
5 – Quale polisaccaride costituisce la parete cellulare nei vegetali? ………………………………………………………………..
6 – Quali organuli caratterizzano la cellula vegetale (rispetto quella animale)?……………………………………... ...………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
7 – Dai la definizione di tessuto vegetale ……………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
8 – Come si chiama il processo in cui le molecole tendono a spostarsi da un’area di maggiore ad una di minore concentrazione?
9 – La glicolisi è una fase della: respirazione cellulare/fotosintesi, che avviene: nel nucleo/ nel citoplasma/nel mitocondrio della cellula, in presenza di ossigeno/in assenza di ossigeno (cancella le risposte errate).
10 – Dalla glicolisi si ottengono 2 molecole di un composto a:
Si tratta di:
11 – Scrivi l’equazione generale della respirazione cellulare (e indica quali sono i prodotti di reazione).
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
12 – Cos’è precisamente il NAD?
13 – Il ciclo di Krebs è una fase: aerobica/anaerobica della respirazione cellulare che avviene nel citoplasma/nel mitocondrio,che inizia e finisce con un composto a 6 atomi di carbonio:
14 – Scrivi l’equazione generale della fotosintesi …………………………………………………………………………………………………….
15 – Qual è il più importante pigmento fotosintetico? ……………………………………………………………………………………………
16 – I pigmenti fotosisntetici dei vegetali sono contenuti:
17 – Il ciclo di Calvin consiste in una serie di reazioni che portano alla conversione della CO2 in glucosio (VERO/FALSO). In questa “fase oscura” la luce non è necessaria (VERO/FALSO).
18 – La respirazione cellulare avviene alla luce o al buio?………………………………………………………………………………………..
19 – Elenca i vari tipi di tessuti vegetali presenti in una foglia ……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
20 – Cos’è un culmo? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
21 – disegna una foglia intera, ellittica, sessile, con nervature penninervie e il margine dentato.
22 – Disegna una radice affastellata.
3 – Il rizoma è: una radice aerea/un fusto aereo/un fusto sotterraneo/una foglia modificata/un frutto. (cancella le risposte errate)
2.4 – Le biomolecole
Tutti i viventi sono costituiti dagli stessi tipi di biomolecole: glucidi, lipidi, proteine e acidi nucleici.
(Alcuni composti sono tipici dei vegetali (es.. cellulosa, amido, cere), altri di organismi animali, ma tutti sono però appartenenti alle categorie prima elencate).
(ricordare le funzioni delle proteine: enzimi, anticorpi, emoglobina, ecc.; degli zuccheri, dei lipidi, degli acidi nucl. : DNA e RNA).
Tutti sono costituiti da C, H e O, alcuni poi presentano nelle loro molecole l’N, il P, lo S …
Le molecole organiche sono strutture ordinate e complesse, hanno un contenuto energetico molto più elevato rispetto ai composti inorganici.
2.5 – Fotosintesi e Respirazione.
Piante verdi e alghe hanno messo a punto un sistema in grado di catturare l’energia radiante del sole, grazie alla clorofilla, capace di trasformare semplici molecole inorganiche (acqua e anidride carbonica), in molecole organiche (glucosio), più complesse ed energetiche (fotosintesi):
6CO2 + 6H2O + energia luminosa C6 H12O6 + 6O2
(reazione generale della fotosintesi)
L’energia ricavata con la respirazione cellulare “bruciando” alcune molecole di glucosio, viene utilizzata per modificare la struttura di altre molecole di glucosio, addizionando N, S, P e trasformandole in altre biomolecole: proteine, lipidi, acidi nucleici.
C6 H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia
(reazione generale della respirazione cellulare)
La respirazione cellulare necessita di ossigeno e restituisce molecole inorganiche all’ambiente (CO2 + H2O).
DOMANDE
(DOMANDE IN PREPARAZIONE AL COMPITO; ARGOMENTO: LA CELLULA VEGETALE)
DOMANDE:
15- In quali organuli avviene la "digestione" delle proteine? (metti la crocetta al posto giusto)
16- A cosa possono servire i plastidi? (metti le crocette al posto giusto)
22- La respirazione cellulare è un processo con cui le cellule . . . (metti la crocetta al posto giusto)
30- Il tubo ottico è costituito da . . .
DOMANDE:
a- sintesi proteica
8- In quali organuli avviene la "digestione" delle proteine? (metti la crocetta al posto giusto)
9- A cosa possono servire i plastidi? (metti le crocette al posto giusto)
10- Con la biosintesi le cellule . . . (metti la crocetta al posto giusto)
14- Osserva il disegno e metti il nome corrispondente alle varie componenti indicate della cellula vegetale rappresentata. (domanda da doppio punteggio)
I TESSUTI VEGETALI
Con l'evoluzione si è avuta una progressiva complessità dell'organizzazione del corpo dei vegetali. Le cellule, riunite in gruppi, si sono specializzate in determinate funzioni, dando origine ai TESSUTI.
Vengono definiti tessuti vegetali quegli insiemi di cellule simili fra loro per caratteristiche morfologiche e funzionali che hanno determinate e precise dislocazioni all'interno del corpo della pianta.
Da tessuti embrionali, detti meristemi, hanno origine tutti i tessuti di una pianta, comunemente chiamati definitivi.
I TESSUTI MERISTEMATICI
Negli apici vegetativi, punti estremi del fusto o delle radici, sono localizzati alcuni tessuti meristematici che provvedono all'accrescimento in lunghezza della pianta. Essi vengono chiamati meristemi apicali. In questi tessuti non esistono spazi fra cellula e cellula, le cellule sono abbastanza piccole e poco differenziate, con parete sottile, citoplasma denso e manca il vacuolo.
Dall'osservazione di un apice radicale, dall'esterno verso l'interno troviamo un primo strato di cellule meristematiche chiamate dermatogeno, che darà origine ai tessuti di rivestimento. Più internamente troviamo altri strati di cellule più ampie, il periblema, da cui si origineranno i tessuti fondamentali. Al centro sono disposti molti strati di cellule allungate, il pleroma, che darà origine ai fasci conduttori.
I tessuti che derivano dalla differenziazione di un meristema apicale sono chiamati tessuti primari. Da tessuti primari, una volta che sono maturati, l'ispessimento laterale del fusto e della radice avviene per divisione di cellule di meristemi secondari: il fellogeno e il cambio.
Il fellogeno, posto nello strato sotto l'epidermide, produce verso l'esterno sughero e verso l'interno un tessuto parenchimatico chiamato felloderma.
Il cambio, formato da cellule allungate con pareti sottili, forma legno (xilema) verso l'interno e floema (o cribro) verso l'esterno.
I TESSUTI DEFINITIVI
Sono formati da cellule che hanno perduto la capacità di dividersi e si sono specializzate in funzioni definitive. Essi sono presenti in tutte gli organi fondamentali (radice, fusto e foglia), formando sistemi unitari:
1- il sistema dei tessuti fondamentali, che comprende parenchima, collenchima e sclerenchima;
2 - il sistema dei tessuti conduttori formato da xilema e floema;
3 - il sistema dei tessuti tegumentali, dato da epidermide, periderma e tessuti secretori.
I TESSUTI PARENCHIMATICI
Nei vegetali i tessuti parenchimatici sono molto diffusi e vengono considerati tessuti fondamentali, sia per le funzioni che svolgono che per le strutture che formano. Sono presenti in tutti gli organi e possono essere combinati con altri tessuti. Sono costituiti da cellule piuttosto voluminose che sono vive anche a maturità, con grande vacuolo e con nucleo evidente. La parete cellulare, formata da cellulosa e pectina, è sottile. Tra cellula e cellula vi sono spazi cellulari di varia grandezza.
In base alle funzioni espletate all'interno degli organi vengono distinti in: parenchimi clorofilliani, parenchimi aeriferi, parenchimi acquiferi, parenchimi di riserva.
Parenchima clorofilliano
E' presente nel mesofillo della foglia e in tutte le parti verdi della pianta. Prende il nome dalla presenza di cloroplasti nelle cellule in cui avviene la fotosintesi.
Parenchima aerifero
E' tipico delle piante palustri e di specie che hanno scarso ricambio d'aria. Ha la funzione di favorire il trasporto di ossigeno in profondità. Questo tessuto è presente al di sotto dell'epidermide e presenta una rete di cellule con maglie molto ampie entro cui circola l'aria.
Parenchima acquifero
E' presente nel fusto o nelle foglie di piante che vivono in ambienti aridi, quale riserva idrica da utilizzare nei periodi di siccità. Le cellule sono provviste di un grosso vacuolo ricco di acqua.
Parenchimi di riserva
In organi della pianta, come semi, fusti, radici, che accumulano sostanze di riserva contengono parenchimi specializzati a questo scopo. Le cellule sono grandi, con parete sottile e contengono oli o amidi all'interno dei vacuoli.
TESSUTI MECCANICI O DI SOSTEGNO
Per sostenere il corpo vegetale la pianta ha bisogno di strutture particolari. Ci sono, infatti, due tessuti, il collenchima e lo sclerenchima, che sono in grado di assicurare il sostegno e la protezione degli organi.
Entrambi sono caratterizzati da cellule con pareti ispessite.
Il collenchima è formato da cellule vive con citoplasma ricco di cloroplasti e con un grosso vacuolo centrale.
Lo sclerenchima, invece, l'ispessimento delle pareti arriva ad occupare tutto lo spazio citoplasmatico. Entrambi i tessuti derivano dal progressivo ispessimento delle pareti cellulari del tessuto parenchimatico iniziale.
Nel collenchima le pareti cellulari sono ispessite esclusivamente di cellulosa;
nello sclerenchima oltre alla cellulosa troviamo anche la lignina.
Il collenchima si trova in prevalenza nei giovani fusti e nelle foglie.
Lo sclerenchima è presente in punti della pianta che hanno terminato l'accrescimento. I vari strati di lignina, al termine, occupano tutto lo spazio citoplasmatico, per cui le cellule risultano morte.
L'ispessimento avviene in tutte le dimensioni dello spazio. In piante particolari lo sviluppo della lignina avviene in un'unica direzione formando fibre allungate che possono venire utilizzate nell'industria tessile.
I TESSUTI TEGUMENTALI
Tutte le parti di una pianta sono rivestite da uno strato di cellule derivate dal dermatogeno che hanno il compito di proteggere le parti più interne.
A seconda degli organi che devono essere protetti il rivestimento risulta diverso:
- nelle foglie, nei fiori e negli organi giovani della pianta il tessuto di rivestimento è l'epidermide;
- nei fusti e nelle radici con struttura secondaria, l'epidermide è sostituita dal periderma.
L'epidermide è un tessuto di protezione provvisto da uno strato impermeabile, la cuticola, che impedisce la dispersione dell'acqua. Le cellule epidermiche sono sempre vive, di forma varia e strettamente unite fra loro; sono dotate di poco citoplasma e grosso vacuolo.
Generalmente l'epidermide è formata da un unico strato di cellule (strato pavimentoso). In alcune altre piante essa è pluristratificata, assumendo anche la funzione di riserva acquifera. In talune piante tipiche di ambienti aridi, per ridurre la dispersione di acqua, si creano ispessimenti di cutina e secrezioni di cera che aumentano la capacità protettiva e che conferiscono un colore argentato e lucido alle foglie.
Le cellule epidermiche sono prive di cloroplasti e perciò trasparenti tranne alcune che sono modificate allo scopo di consentire scambi gassosi: gli stomi.
Gli stomi sono aperture che consentono alla foglia (e ad altre parti verdi della pianta) gli scambi gassosi con l'atmosfera. Sono costituiti da due cellule a forma di fagiolo e ricche di cloroplasti, dette cellule di guardia (a volte vicine alle cellule di guardia si trovano altre due cellule dette cellule compagne).
Nelle foglie bifacciali sono generalmente presenti in maggior quantità nella pagina inferiore.
Il meccanismo che determina l'apertura o la chiusura degli stomi è regolato dalla maggiore o minore presenza di acqua nei tessuti e nell'aria.
I peli. Spesso l'epidermide presenta delle estroflessioni delle cellule stesse, che hanno generalmente la funzione di limitare la traspirazione. Alcuni peli secernono oli essenziali, altri svolgono azione protettiva di varia natura (ad es.: i peli urticanti dell'ortica).
Le cellule epidermiche vicino all'apice della radice presentano delle estroflessioni dette peli radicali che hanno il compito di assorbire la soluzione nutritizia dal terreno.
Il tessuto epidermico delle radici, detto rizoderma, non ha cutina e funziona come tessuto assorbente.
Periderma
L'epidermide non è in grado di moltiplicarsi in modo tanto rapido da poter seguire l'accrescimento in spessore del fusto e della radice. Per questo motivo un altro tessuto, il periderma, sostituisce l'epidermide in tutte le strutture secondarie (nelle parti adulte) della pianta.
Il periderma è costituito da uno strato di cellule morte, il sughero, da un meristema, il fellogeno, e da un parenchima, il felloderma. Per assicurare gli scambi gassosi con l'ambiente esterno vi sono alcune aperture rigide, le lenticelle. Queste, a differenza degli stomi, sono sempre aperte.
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA - DOMANDE:
1 – I tessuti definitivi hanno origine da: (metti la crocetta)
tessuti epidermici
tessuti giovani
tessuti fondamentali
tessuti embrionali detti meristematici
2 – Le cellule dei tessuti meristematici sono:
prive di vacuolo
con grosso vacuolo
ricche di cloroplasti
con pareti molto ispessite
differenziate
indifferenziate
più piccole delle altre
più grandi delle altre
con citoplasma denso
senza citoplasma
meristemi primari
meristemi secondari
tessuti definitivi
tessuti adulti
cellulosa
cellulosa e lignina
e l’ispessimento avviene:
in tutte le direzioni
negli spazi intercellulari
sono presenti:
nelle parti verdi della pianta
in parti di pianta che hanno terminato l’accrescimento
le cellule sono:
vive
morte
DOMANDE PER CASA - Argomento: I tessuti vegetali
… e si trovano ….
… e si distinguono in …
I TESSUTI CONDUTTORI
I tessuti conduttori hanno il compito di trasportare le soluzioni circolanti assorbite dal terreno ed elaborate dalla pianta. Essi derivano dal pleroma nelle strutture giovani (primarie) o dal cambio, nelle strutture secondarie.
La risalita dalle radici alle foglie è affidata ai vasi legnosi o xilema, mentre la distribuzione delle sostanze elaborate a tutti gli organi della pianta avviene per mezzo dei vasi cribrosi o floema.
I vasi legnosi
Sono formati da cellule morte, in quanto è stato assorbito il citoplasma; sono di forma cilindrica e allungate e tra loro sovrapposte a formare dei tubi.
Tra le cellule sovrapposte può rimanere la parete cellulare (setto mediano divisorio); in questo caso i vasi prendono il nome di tracheidi. Se, invece, il setto mediano scompare totalmente i vasi prendono il nome di trachee.
Le tracheidi possono avere la parete variamente ispessita da lignina; a seconda dell'aspetto che assumono in seguito agli ispessimenti esse prendono il nome di vasi scalariformi, spiralati, punteggiati.
In piante quali le conifere (Gimnosperme), i vasi legnosi sono costituiti esclusivamente da tracheidi e il legno è detto omoxilo. Nelle altre piante (Angiosperme e Pteridofite), sono presenti sia trachee che tracheidi e il legno è detto eteroxilo.
Durante il riposo vegetativo (es.: inverno), i vasi legnosi vengono chiusi dai tilli, estroflessioni delle cellule parenchimatiche che affiancano i vasi legnosi.
I vasi cribrosi
Sono formati da cellule che conservano il citoplasma e sono perciò vive. A maturità queste cellule appaiono prive di nucleo. Il setto divisorio tra cellula e cellula è sempre presente ma punteggiato da tanti forellini, chiamati cribri, che consentono il passaggio della linfa.
Quando la pianta entra in riposo vegetativo i cribri vengono chiusi da una sostanza prodotta dalla cellula stessa, che verrà sciolta alla ripresa vegetativa.
I fasci cribrovascolari
I vasi conduttori sono tra loro riuniti in fasci che, a seconda della disposizione vengono distinti in:
ALUNNO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . CLASSE 1 . . . DATA. . . . . . . .. . . . . . .
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA - DOMANDE:
1 - Quali sono i tessuti definitivi normalmente presenti in una pianta?
2 - Quali funzioni possono svolgere i tessuti parenchimatici? (domanda da doppio punteggio)
3- I vasi legnosi conducono ……………… dalle ………………… alle ………………….
nelle conifere (gimnosperme)
nelle angiosperme
in tutte le piante
LA FOGLIA
La foglia è il principale organo della pianta in cui avviene la fotosintesi clorofilliana e altre importanti funzioni, quali la respirazione, e la traspirazione.
E' formata da una parte espansa, la lamina, sottile e piatta, sostenuta da una rete di nervature, e da un picciolo alla base che si collega al ramo in punti che prendono il nome di nodi.
Per poter svolgere al meglio queste funzioni la foglia si è evoluta in modo da:
A volte il picciolo può anche mancare; in tal caso la foglia si dice sessile (quando c'è il picciolo la foglia si dice picciolata o peduncolata). Alla base del picciolo possono esserci due piccole espansioni laminari, dette stipole. Altre volte il picciolo o la foglia si avvolge al ramo tramite una guaina.
Sulla lamina, più o meno espansa, si riconoscono una pagina superiore e una pagina inferiore. Se le due pagine presentano una differente struttura, la foglia viene definita bifacciale. Al contrario, quando entrambe le pagine sono uguali, la foglia è detta isofacciale.
La forma della lamina può assomigliare vagamente a strutture geometriche semplici (cerchio, triangolo, ellisse), o ad oggetti conosciuti (punta di lancia, uovo, ruota).
Se il lembo è intero la foglia si dice semplice, se è suddivisa in parti che possono essere a loro volta scambiate per foglie, si dice composta.
Per riconoscere una foglia è necessario tener conto anche di altri caratteri distintivi:
1 la disposizione delle nervature,
2 la forma dell'apice,
3 il disegno del margine.
Disposizione delle nervature. Le nervature costituiscono lo scheletro della foglia e sono la via di passaggio delle sostanze nutritizie. In base alla loro disposizione le foglie si distinguono in:
Forma dell'apice. L'apice della foglia può presentarsi arrotondato, ad angolo acuto, troncato, ecc. Altrettanto si può dire della base della foglia.
Disegno del margine. Il margine può essere intero, oppure variamente disegnato: seghettato, dentato, crenato, lobato, partito, pennato, composto, palmato-composto.
I colori delle foglie. Nelle zone temperate le foglie degli alberi col sopraggiungere dell'autunno cambiano colore: le temperature autunnali, la brevità del giorno, la mancanza d'acqua, arrestano infatti la produzione di clorofilla. La clorofilla presente nelle cellule del mesofillo viene demolita e riassorbita; così sulla foglia appaiono colorazioni che variano dal giallo al rosso, particolarmente evidenti in certe piante e con determinate condizioni climatiche. Queste colorazioni sono dovute a pigmenti gialli, come le xantofille, o arancioni, come i carotenoidi, presenti normalmente ma mascherati dal verde della clorofilla. In alcune specie, oltre a questi pigmenti ne esistono altri, come gli antociani, con colorazioni che variano dal rosso al violetto.
Le foglie di alcune piante hanno di norma colorazione diversa dal verde: si tratta di mutanti presenti anche in natura, e vengono utilizzati a scopo ornamentale. Alcuni aceri, alcuni faggi, querce, ecc., hanno colorazioni rossastre per la notevole quantità di pigmenti cromogeni, che mascherano il verde della clorofilla. In altri casi si possono notare macchie giallastre (striature, maculature, marginature), per l'assenza di clorofilla causata da una virosi.
Le piante che in autunno perdono le foglie vengono chiamate piante decidue o caducifolie. Quelle che conservano il fogliame tutto l'anno, pur avendo un ricambio ciclico, sono dette piante a foglie perenni o sempreverdi.
Eterofillia. Una stessa pianta possiede generalmente foglie simili tra loro; esistono però molte specie in cui le foglie, anche se appartengono allo stesso individuo, presentano forma diversa. Questo fenomeno prende il nome di eterofillia. Ad esempio, l'edera possiede foglie palmate nei rami che si trovano all'ombra e foglie cuoriformi sui rami fioriferi esposti alla luce.
Fillotassi. Le foglie non sono distribuite a caso sui rami, ma seguono una precisa disposizione che permette loro di essere esposte il più possibile alla luce. La disposizione delle foglie sul ramo viene detta fillotassi.
Se su ogni nodo c'è una sola foglia, si parla di foglie sparse. Se vi sono due foglie, vengono dette opposte, mentre se sono raggruppate in numero vario si dicono verticillate. Per non farsi ombra a vicenda, le foglie a disposizione sparsa, sono inserite sul ramo seguendo una linea a spirale che viene chiamata ciclo fogliare.
Modificazioni delle foglie. Le foglie possono subire modificazioni nella forma e nella funzione, come ad esempio:
le spine, (come nelle piante grasse), formazione indurita e pungente, allo scopo di limitare la traspirazione e di difesa;
i cotiledoni, foglie speciali, presente nel seme con funzione di riserva di nutrimento per l'embrione;
i cirri o viticci: (come nella vite o nel pisello), servono alla pianta per aggrapparsi ai sostegni;
gli antofilli sono foglie trasformate in parti del fiore, a scopo riproduttivo;
le brattee o squame, sono foglie trasformate per funzioni diverse: per protezione, riserva, vessillare, ecc.;
le foglie di piante carnivore, presentano trasformazioni allo scopo di catturare e digerire gli insetti.
ANATOMIA DELLA FOGLIA
Se tagliamo una foglia in senso trasversale, dall'osservazione al microscopio possiamo distinguere:
l'epidermide superiore, formata da uno o più strati di cellule trasparenti e protetta da uno strato di cutina (cuticola); in alcune foglie sono presenti anche cere o peli, che contribuiscono a limitare la traspirazione;
l'epidermide inferiore, spesso ricca di peli e in cui sono più frequenti le aperture che consentono gli scambi gassosi: gli stomi;
Il mesofillo, è l'interno della foglia, fra le due epidermidi; è costituito da un parenchima clorofilliano con cellule di varia forma: verso la pagina superiore si osservano più starti di cellule allungate e ordinate che prendono il nome di parenchima a palizzata. Nella parte sottostante il tessuto a palizzata si trovano cellule di forma varia con ampi spazi intercellulari a cui si dà il nome di parenchima lacunoso. In corrispondenza di uno stoma vi è un più ampio spazio intercellulare chiamato camera sottostomatica;
le nervature sono costituite da fasci di vasi legnosi e cribrosi, avvolti da un tessuto parenchimatico compatto (sclerenchima), che viene detto guaina del fascio.
DOMANDE PER CASA (PER LE VACANZE)
(RIPASSO)
19 - Gli organuli di una cellula vegetale sono:
20 - La respirazione cellulare avviene nei …
21 - La sintesi proteica avviene nei …
22 - La parete cellulare è ispessita da …
23 - I lisosomi sono …
24 - Cos'è il tessuto meristematico?
25 - Dove possiamo trovare tessuti meristematici?
26 - Il collenchima è un tessuto …
27 - lo sclerenchima è fatto di cellule vive o morte?
28 - Cos'è lo Xilema?
29 - cosa sono le tracheidi?
30 - dove troviamo le trachee?
31 - quali sono i tessuti definitivi di una pianta?
32 - dove possiamo trovare tessuti di riserva?
33 - in quali piante è possibile trovare il parenchima aerifero?
34 - Cos'è il periderma?
35 - cosa sono i fasci cribrovascolari?
(farle sul quaderno, le correggiamo e metto il voto al ritorno dalle vacanze)
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA - DOMANDE:
1 - Nella foglia avvengono alcune importante funzioni vitali della pianta: ….
2 - Una foglia senza picciolo si dice ………………….; invece, con picciolo si dice …………………………….
3 - Una foglia è isofacciale quando ……………………………………………………………………………………
4 - Per quale motivo le foglie sono generalmente di forma allargata e di spessore sottile?
8 - Fai l'esempio di una pianta che possiede delle foglie modificate e spiega a quale scopo.
9 - Anatomia della foglia: osserva il disegno della sezione di una foglia bifacciale raffigurata qui sotto, e metti il nome alle parti indicate.
10 - Metti il nome e le caratteristiche delle parti indicate della foglia qui raffigurata.
DOMANDE
LA RADICE
E' un organo generalmente sotterraneo (ipogeo). Svolge funzioni di primaria importanza: ancora la pianta al terreno, assorbe acqua e sostanze nutritive dal terreno; è parte del sistema di trasporto della pianta: lo xilema porta l'acqua e i sali minerali dalle radici al fusto e alle foglie, e il floema porta nutrimento dalle foglie a tutte le parti della radice. Inoltre, alcune radici (per esempio quelle delle carote, delle rape, delle barbabietole funzionano anche come organi di riserva di sostanze nutritive.
Quando un seme germina, la prima parte che si sviluppa è una radice (radichetta o radice primaria). Essa può accrescersi e persistere per tutta la vita oppure morire e venire sostituita da altre radici accessorie o caulinari, come nel mais. Nel primo caso si possono riconoscere radici di due tipi fondamentali: a fittone e fascicolato (o affastellato). Il fittone ha l'aspetto di un cono con l'apice rivolto verso il basso; su di esso si inseriscono radici secondarie di diametro molto più ridotto, che a loro volta portano radici terziarie, ecc. Hanno radici a fittone (anche detto apparato radicale fittonante ), la carota, la rapa, la cicoria. La radice affastellata è formata da tanti filamenti, simili per diametro e per lunghezza, originatisi in seguito a precoce arresto di sviluppo della radice principale. Hanno radice affastellata il peperone, il fagiolo, il frumento.
Se esaminiamo una radice a fittone o una branca di una radice fascicolata notiamo, procedendo dal basso verso l'alto:
Le radici avventizie
Nella maggior parte delle piante, oltre all'apparato radicale che si sviluppa sotto il colletto, possono originarsi radici su altri organi. Queste radici vengono chiamate radici avventizie ed hanno la stessa forma e la stessa struttura di quelle normali. Il fusto, in particolare, ha maggiore tendenza a produrre radici avventizie specialmente a livello dei nodi. Tale caratteristica viene sfruttata in vivaismo per moltiplicare la pianta senza ricorrere al seme ed è detta propagazione vegetativa. Pratiche di propagazione vegetativa sono la talea, la margotta e la propaggine.
Adattamento all'ambiente e metamorfosi delle radici.
In qualche caso la forma della radice, ed anche la sua funzione, sono diverse da quelle fino ad ora descritte. Esistono, ad esempio, le cosiddette radici aeree, le quali presentano un'ampia superficie ma sono prive di peli assorbenti. Esse assorbono l'umidità dell'aria; per questo sono tipiche di piante di ambienti caldo-umidi, come la foresta equatoriale. Ne sono un esempio le orchidee epifite, le quali vivono sopra gli alberi.
Esistono, poi, radici avventizie che scendono dagli alberi fino a raggiungere il suolo, per contribuire al sostegno della pianta o dei rami: prendono il nome di radici colonnari, e l'esempio più conosciuto è il Fico delle Pagode (Ficus religiosa).
Alcune piante, tipiche di ambienti paludosi presentano particolari radici che, uscendo dal terreno o dall'acqua crescono verso l'alto: queste sono dette radici respiratorie o pneumatofori. La loro funzione è quella di procurare ossigeno per la respirazione della parte sommersa della pianta. Un esempio tipico è dato dal Taxodium disticum.
Nelle piante acquatiche non ancorate al terreno le radici sono sprovviste di peli assorbenti; infatti tutte le parti immerse possono compiere la funzione di assorbimento.
Anatomia della radice
Se tagliamo trasversalmente (= come una fetta di salame), una radice nella zona dei peli radicali, potremo osservare al microscopio la cosiddetta struttura primaria, cioè una struttura ancora semplice (perché ancora giovane), in cui le cellule sono distribuite in diversi strati. Procedendo dall'esterno verso l'interno notiamo:
Questa struttura la ritroviamo nelle piante più evolute; cioè nelle Gimnosperme, nelle Dicotiledoni e nelle Monocotiledoni. Crescendo la radice subisce delle modificazioni. Nelle Monocotiledoni, però, (es.: mais, frumento, riso, palme, ecc.), la struttura descritta rimane sostanzialmente la stessa, aumentando solamente il numero dei tubi cribrosi e delle trachee che invadono così il midollo. Nelle altre piante, invece:
DOMANDE per CASA
1 Cosa significa: "la radice è un organo generalmente ipogeo"?
2 Elenca le normali funzioni svolte dalla radice.
3 Quali piante hanno apparato radicale fittonante?
4 Quali zone si possono distinguere in una radice?
5 Cos'è il colletto?
6 Cosa sono le radici avventizie?
7 A cosa servono le radici aeree?
8…E le radici dell'edera come si possono definire?
9 Cosa sono i pneumatofori?
10 Cos'è la struttura primaria?
11 Da quali starti di cellule è costituita la corteccia?
12 Cos'è il periciclo?
13 In quali piante troviamo la struttura primaria?
14 In quali piante la struttura primaria rimane per tutta la vita della pianta?
15 Cosa produce il cambio e dove lo troviamo?
16 Quali strutture troviamo nel cilindro centrale?
17 Lo strato di cellule più esterno di questa struttura, quello a contatto con il terreno, si chiama:
(metti la crocetta al posto giusto)
VERIFICA DI BOTANICA: LA RADICE
DOMANDE
1 Quali funzioni svolge generalmente una radice?
2 Metti il nome ai due tipi di radice rappresentati qui in modo schematico
3 Conosci qualche pianta con le radici come il tipo B ?
4 Metti il nome alle diverse parti o zone della radice qui rappresentata.
5 Quali tipi di radici "strane" conosci?
6 La struttura primaria è la struttura anatomica:
- della radice giovane
- della radice vecchia,
nella zona:
ed è presente nelle
(metti le crocette al posto giusto)
IL FUSTO
E' un organo che generalmente è epigeo (cioè si sviluppa al disopra del terreno) e che cresce verso l'alto. Esso svolge le seguenti funzioni:
I fusti giovani sono provvisti di cellule con clorofilla e compiono la fotosintesi. Successivamente, soprattutto nelle specie di maggiori dimensioni, perdono tale capacità e svolgono funzione di sostegno.
Alcuni fusti possono trasformarsi in organi di riserva o svolgere altre funzioni.
Come è fatto (morfologia)
Alla base del fusto il punto di passaggio con le radici si chiama colletto, che è anche il punto di passaggio fra parte sotterranea e parte aerea della pianta. Sul fusto si distinguono zone ingrossate in cui sono inserite le foglie e i germogli, che prendono il nome di nodi. Le porzioni comprese fra i nodi si chiamano internodi. Quando un fusto si accresce, di solito si ramifica.
L'aspetto di una pianta dipende, in buona parte, dalla disposizione dei rami e dal tipo di ramificazione, cioè dal portamento. Il portamento di una pianta è un importante elemento di riconoscimento e classificazione.
In base alla loro consistenza i fusti vengono distinti in:
- fusti erbacei
- fusti legnosi
Essi differiscono non solo per la consistenza e per la forma, ma anche per l'anatomia. Infatti, mentre nei fusti erbacei rimane la struttura primaria, nei fusti legnosi essa si evolve in struttura secondaria.
I fusti erbacei sono teneri e verdi perché svolgono la fotosintesi. Si distinguono tre tipi di fusto erbaceo: stelo, culmo e scapo.
Lo stelo è un fusto che porta fiori e foglie, che al suo interno presenta il midollo (es. margherita).
Il culmo è un fusto cavo per la mancanza di midollo, ma molto resistente perché ricco di fibre e membrane mineralizzate. Esso è pieno solo in corrispondenza dei nodi sui quali si inseriscono le foglie e i fiori (es. frumento).
Lo scapo è un fusto senza rami che porta le foglie alla base e i fiori all'estremità (come nel tulipano).
Certe piante erbacee sono dette acauli perché presentano un fusto molto breve, tanto da sembrarne prive. Così le foglie appaiono ravvicinate a livello del suolo per formare una rosetta.
Fra i fusti legnosi, in cui sono presenti strati di lignina, si distinguono: l'arbusto (o frutice) il cespuglio (o suffrutice) e l'albero.
L'arbusto è una pianta con il fusto ramificato dalla base, che porta i rami legnosi (es.: biancospino, nocciolo, bosso)
Il cespuglio o suffrutice è simile al primo ma ha i rami che sono lignificati alla base, mentre sono di consistenza erbacea nella parte superiore, più giovane (es.: lavanda, rosmarino, violaciocca)
L'albero è formato da un tronco sul quale sono inseriti i rami, a vario modo e a diverse altezze.
La ramificazione può essere di diverso tipo: monopodiale, simpodiale e dicotomica.
Nel monopodio, caratteristico dell'abete e di molte altre conifere, il fusto si sviluppa sempre più dei rami laterali; le branche principali sono più lunghe delle secondarie, e così via .
Nel simpodio, tipico del tiglio, dell'olmo e di molte altre latifoglie, l'asse principale ad un certo punto arresta il suo sviluppo e viene superato dalle branche principali che, a loro volta, si ramificano e vengono superate dai rami secondari.
Nella ramificazione dicotomica il fusto si divide in due rami uguali, ciascuno dei quali si divide a sua volta in altri due rami della stessa lunghezza, e così via (es.: Lillà).
A seconda del portamento i fusti si distinguono in: eretti, striscianti, volubili e rampicanti. Sia i fusti volubili che quelli rampicanti hanno bisogno di sostegno: i fusti volubili si avvolgono ad esso, mentre i rampicanti presentano specifici organi di attacco, come radici avventizie, cirri o ventose.
La gemma
Tutti i fusti, se anche molto diversi nella struttura, hanno in comune il fatto di possedere gemme. La gemma è una piantina in miniatura, formata da un fusticino e da foglioline agli stadi iniziali del loro sviluppo. Nelle piante più evolute, all'ascella di ogni foglia si forma una gemma ascellare o laterale, mentre la gemma che continua l'accrescimento del fusto in lunghezza prende il nome di gemma terminale o apicale.
Le gemme che si formano d'estate sono ricoperte da squame dette perule, che le proteggono dal freddo invernale. In base al loro contenuto le gemme possono essere classificate in:
Metamorfosi e adattamenti all'ambiente
Il fusto può presentare notevoli modificazioni nelle sue parti, che si possono considerare forme di adattamento all'ambiente. I fusti trasformati prendono così forma e caratteristiche specifiche, come ad esempio:
rizoma. E' il fusto tipico della gramigna; è un fusto sotterraneo che assomiglia ad una radice ma presenta foglie, gemme e radici avventizie; ha funzioni di riserva e di propagazione.
Tubero. E' un fusto sotterraneo, tipico della patata e di altre specie, che presenta numerose gemme chiamate occhi; ha anch'esso funzioni di riserva e propagazione.
Bulbo. E' un fusto sotterraneo dalla forma caratteristica, formato da foglie carnose, ricche di sostanze di riserva, avvolte una sull'altra. Dalla parte basale partono le radici, mentre in alto si sviluppano le foglie e lo scapo che porterà i fiori. Sono bulbi quelli della cipolla, del giglio, del giacinto.
Bulbo-tubero. Assomiglia al bulbo ma non presenta le foglie carnose (es.: tulipano, gladiolo).
Stolone. E' un fusto strisciante sulla superficie del suolo; dai nodi si sviluppano radici che consentono il propagarsi di nuove piante. Si osserva frequentemente nella fragola.
Cladodi. E' una formazione del fusto appiattita e verde da sembrare una foglia, tipica del pungitopo. Al centro di questa finta foglia si inseriscono il fiore e poi il frutto.
Fusti sferici e fusti colonnari. Sono tipici della piante succulente, come i cactus. La superficie verde permette la fotosintesi, il parenchima acquifero e le foglie trasformate in spine riducono la superficie traspirante. Ciò consente a queste piante l'adattamento agli ambienti aridi.
Viticci. Sono fusti trasformati in organi di presa e servono per il sostegno della pianta (es.: vite).
Spine. In alcune piante i rami assumono l'aspetto di spine in funzione di difesa (es.: biancospino, prugnolo).
Anatomia del fusto
L'apice dei fusti, costituito dalla cosiddetta gemma apicale, è anche chiamato zona embrionale. In questa parte troviamo infatti un tessuto meristematico, protetto da un cappuccio di foglioline appressate.
Spesso le cellule del meristema apicale secernono sostanze inibitrici (ormoni), che bloccano lo sviluppo delle gemme laterali. Questo fenomeno prende il nome di dominanza apicale. Questa dominanza diminuisce man mano che ci si allontana dall'apice stesso. Nel fusto monopodiale la gemma apicale rimane costantemente attiva, per cui l'asse principale si allunga per tutta la vita, dominando sui rami laterali. Nel fusto simpodiale, invece, dopo un certo tempo la gemma apicale rallenta o interrompe il suo accrescimento; l'allungamento prosegue attraverso le gemme laterali che hanno così il sopravvento.
Appena sotto l'apice troviamo una zona caratterizzata da cellule in rapida crescita, chiamata zona di differenziazione.
A circa due centimetri dall'apice troviamo cellule che hanno completato la differenziazione. E' questa la zona di struttura primaria. Analogamente alla radice distinguiamo, dall'esterno verso l'interno: l'epidermide, il cilindro corticale e il cilindro centrale.
L'epidermide è costituita da un unico strato di cellule e protegge i tessuti più interni dall'eccessiva traspirazione e dalle lesioni. Il cilindro corticale è costituito da strati di cellule parenchimatiche che svolgono la fotosintesi (parenchima clorofilliano), la riserva e il sostegno (collenchima e sclerenchima). In molti fusti è presente l'endoderma, un tessuto che come una guaina ha il compito di controllare l'ingresso della soluzione nutritizia.
Il cilindro centrale (o stele), delimitato dal periciclo è la parte più interna e ampia del fusto, in cui si trovano midollo, raggi midollari e fasci cribro vascolari. Nelle monocotiledoni (es.: graminacee), non è presente il cambio. La distribuzione dei fasci è uniforme in tutto il cilindro centrale per cui non è possibile distinguere il midollo e i raggi midollari.
Proseguendo troviamo la zona della struttura secondaria, caratteristica del tronco e dei grossi rami di Gimnosperme (Conifere) e Dicotiledoni. In queste piante i fusti si accrescono diametralmente grazie a due tessuti meristematici: il cambio cribro-legnoso, presente nel cilindro centrale, e il cambio subero-fellodermico (o fellogeno), posto nel cilindro corticale, responsabile della formazione della scorza dei fusti. La scorza tende a staccarsi in squame e prende il nome di ritidoma.
Il legno secondario
E' costituito da cellule con pareti lignificate ed è formato da vasi legnosi, da tessuti di sostegno e da tessuti parenchimatici, variamente combinati fra loro in modo da determinare configurazioni differenti, a seconda del tipo di pianta.
Il legno secondario delle Gimnosperme presenta una struttura anatomica piuttosto omogenea e pertanto viene definito omoxilo. Nelle Dicotiledoni, invece, il legno secondario è caratterizzato da una maggiore complessità; per questo viene definito eteroxilo.
Quando il legno invecchia, va soggetto ad alcuni cambiamenti. In un primo momento perde le sostanze di riserva e accumula oli, tannini, gomme o resine, che lo rendono aromatico, più compatto e resistente e di colore scuro. Successivamente perde la sua capacità di conduzione e quindi la sua funzionalità. Il legno così modificato prende il nome di duramen, mentre quello non modificato prende il nome di alburno.
DOMANDE di VERIFICA
VERIFICA SCRITTA. DOMANDE:
1 Elenca tutte le possibili funzioni che il fusto svolge.
2 Qual è la principale differenza tra fusto e radice?
3 Descrivi il portamento degli alberi qui raffigurati.
4 Qual è la differenza fra i fusti volubili e i fusti rampicanti?
5 Distingui i vari tipi di fusto erbaceo qui raffigurati
6 Un suffrutice è: (metti la crocetta alla risposta giusta)
Una tipica pianta suffruticosa è … (scrivi il nome di una specie) …………………………….
9 Come si chiamano i meristemi secondari responsabili dell'accrescimento in larghezza del fusto?
IL FIORE
E' un germoglio (insieme di ramo e foglie) modificato per la riproduzione e per questo considerato tipico delle piante più evolute: le fanerogame.
Dei fiori esiste una grandissima varietà di forme e colori, di profumazioni e altre particolarità talora straordinarie, che rappresentano esempi di evoluzione e di massimo adattamento all'ambiente.
Struttura del fiore
I fiori sono generalmente costituiti da parti che rappresentano i verticilli fiorali, inseriti su un peduncolo (se il peduncolo dovesse mancare il fiore si dice sessile). Il peduncolo all'estremità presenta un ingrossamento chiamato talamo o ricettacolo.
In modo schematico, un fiore presenta le seguenti parti (verticilli fiorali):
Un fiore come questo descritto, che presenta cioè gli organi maschili e quelli femminili contemporaneamente, si dice ermafrodita. Sono fiori ermafroditi quelli del melo, del ciliegio, del pesco, del frumento, del fagiolo, ecc. Esistono fiori che presentano o solo il pistillo o solo gli stami: questi fiori si dicono unisessuali. Per questi ultimi saranno indispensabili entrambi i tipi di fiore (quello maschile e quello femminile), perché avvenga la fecondazione: i fiori maschili forniscono il polline, i fiori femminili, se fecondati, diverranno frutti e conterranno i semi.
Fiori unisessuali maschili e femminili possono trovarsi sulla stessa pianta, come nel mais. Il "pennacchio" che sta all'apice del fusto porta i fiori maschili; quella che noi chiamiamo "pannocchia" (ma che in realtà è una spiga!) porta i fiori femminili, con lunghi stili che fuoriescono dalle brattee, per catturare il polline che andrà a fecondare gli ovuli all'interno.
Piante così si dicono monoiche. Anche molte altre specie presentano fiori unisessuali maschili e femminili sulla stessa pianta: il nocciolo, la noce, le querce, i castagni, le zucche, ecc.
Altre specie, invece, portano fiori unisessuali maschili e femminili su piante diverse. Nell'Actinidia, ad esempio (il "Kiwi"), esistono piante con solo fiori maschili (dette piante maschili) che forniranno il polline, e piante con fiori femminili (piante "femmina"), da cui si svilupperanno i frutti. Queste piante si dicono dioiche. Sono specie dioiche anche il pioppo e il salice, il Ginkgo biloba, l'agrifoglio, ecc.
La forma del fiore
Un fiore che, diviso da un qualunque piano che passi per il suo centro, presenta sempre due parti uguali (come l'immagine allo specchio), si dice attinomorfo. Questi fiori hanno quindi i petali, i sepali, ecc. distribuiti regolarmente in tutta la circonferenza. Sono fiori attinomorfi quelli del ranuncolo, del ciliegio, della rosa, del tulipano, ecc. Quando, invece, solo in un caso il fiore può essere diviso in due parti specularmente uguali, si dice zigomorfo. Hanno fiori zigomorfi il caprifoglio, le orchidee, le viole, la lavanda, i fagioli, ecc.
All'insieme di calice e corolla (cioè di sepali e petali) viene dato il nome di perianzio. A volte i sepali non sono distinguibili dai petali, come nel caso del tulipano o del giglio. Si parla perciò di perigonio e sepali e petali vengono complessivamente chiamati tepali.
Quando il calice ha i sepali separati si dice dialisepalo; se sono uniti fra loro si dice gamosepalo. Per lo stesso motivo si parla di corolla dialipetala (se ha i petali separati, come la rosa), e gamopetala (se ha i petali uniti, come la petunia).
Le corolle possono avere forme diverse e per questo prendere vari nomi, ad esempio:
La formula fiorale
Poiché può risultare complicato descrivere le caratteristiche di un fiore procedendo per ogni singola parte, si può ricorrere alla "formula fiorale". In questa formula i verticilli vengono così indicati:
calice = K
corolla = C
androceo = A
gineceo = G
Alla base di ogni lettera va messo un indice che specifica il numero delle parti componenti, ad esempio:
K5 C5 A10 G1
E cioè: questo fiore presenta un calice formato da cinque sepali, una corolla di cinque petali, dieci stami e un pistillo.
Il ricettacolo, l'Ovario supero, semisupero e infero.
Il talamo o ricettacolo su cui sono inseriti i vari organi fiorali può essere piatto, convesso o incavato in modo più o meno profondo. Per questo motivo l'ovario può trovarsi sotto il piano di inserzione dei petali, o sopra, o a metà. Nel primo caso si parla di ovario infero, nel secondo di ovario infero, nel terzo di ovario semisupero o medio.
LE INFIORESCENZE
I fiori possono trovarsi isolati sui rami o, spesso, essere raccolti in gruppi che prendono il nome di infiorescenze. Se l'asse principale termina con un fiore, tali infiorescenze si dicono definite; se l'asse principale può allungarsi e produrre fiori in modo illimitato, tali infiorescenze si dicono indefinite.
L'aggregazione dei fiori migliora l'efficienza riproduttiva della pianta, che con lo stesso dispendio di energie produce un maggior numero di semi. Spesso l'effetto estetico delle infiorescenze è accresciuto dalla presenza di strutture accessorie molto appariscenti o di brattee piuttosto colorate (come nella "Stella di Natale").
Infiorescenze indefinite
Infiorescenze definite (dette anche cimose)
IMPOLLINAZIONE
L'impollinazione è il trasferimento del polline (che contiene le cellule sessuali maschili) dall'antera allo stigma. Questo processo precede la fecondazione.
L'impollinazione può verificarsi nello stesso fiore (autoimpollinazione) o, comunque, nell'ambito della stessa pianta (impollinazione autogama), o tra fiori di piante diverse della stessa specie (impollinazione incrociata o allogama).
In molte piante l'impollinazione viene realizzata da insetti (impollinazione entomofila) o dal vento (impollinazione anemofila). Meno frequente è l'impollinazione favorita da uccelli, pipistrelli, lumache o dall'acqua.
I fiori impollinati dagli insetti sono colorati in modo particolarmente vivace, profumano e producono nettare, di cui gli insetti si cibano. Queste caratteristiche attraggono gli insetti che si "sporcano" di granuli pollinici che poi trasferiscono al fiore visitato successivamente.
I fiori a impollinazione anemofila sono generalmente piccoli, relativamente insignificanti e senza profumo. Producono una grande quantità di granuli pollinici leggeri che vengono facilmente trasportati dal vento e vanno a raggiungere gli altri fiori (es.: graminacee).
Verifica scritta di botanica (Principi di Agricoltura)
Domande:
1 Quale funzione svolgono i petali in un fiore?
2 Tutte le specie vegetali attualmente esistenti presentano fiori (vero o falso?)
3 L’androceo è la parte (femminile/maschile) del fiore ed è costituito da (pistillo/stami)
(sottolinea le risposte esatte)
4 Le piante che presentano fiori unisessuali possono essere monoiche o dioiche (vero o falso?). Le specie dioiche sono quelle che presentano fiori maschili e femminili sullo stesso individuo (vero/falso). (sottolinea le risposte corrette)
5 Disegna in modo schematico una infiorescenza ad ombrella semplice.
6 Il fiore: schema in sezione: metti i nomi corrispondenti alle lettere.
7 L’ovario: schema in sezione: metti il nome corrispondente ad ogni lettera.
8 L’impollinazione può essere allogama o autogama. Quale dei disegni rapresenta l’impollinazione allogama? (lettera a o lettera b ?)
DOMANDE DI VERIFICA SUL FIORE
1 Cos'è il fiore?
2 Quali sono i verticilli fiorali riconoscibili in una pianta evoluta?
3 Il calice è …
4 La corolla è …
5 La parte maschile del fiore si chiama ………………. , ed è rappresentata dall'insieme di …………………….. (stami o pistilli?).
6 Lo stame è formato da …
7 Il pistillo è la parte ♀ o ♂ del fiore?
VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA SU: FIORE E INFIORESCENZE
DOMANDE
3 - Cosa sono i tepali? Conosci una pianta che possiede i tepali?
4 - Una specie dioica è: (metti le crocette al posto giusto)
5 - Metti il nome corrispondente alle diverse infiorescenze raffigurate
6 - L'impollinazione operata dagli insetti si dice …
VERIFICA DI BOTANICA
DOMANDE:
1. Quali sono le funzioni del frutto?
2. Quali frutti carnosi conosci?
3. Disegna in modo schematico una drupa e indicane le varie parti (con i rispettivi nomi).
4. Cosa sono gli antocarpi?
5. I frutti-semi del grano, del riso, dell’orzo, del mais, ecc., sono deiescenti/indeiescenti e prendono il nome di ................................
6. Frutti secchi : indicane il nome di ognuno e precisa se si tratta di frutto deiescente o indeiescente.
DOMANDE
autotrofi consumatori
produttori eterotrofi
IL MICROSCOPIO OTTICO
Molti organismi e loro strutture sono generalmente più piccoli di quello che noi posiamo vedere ad occhio nudo.
La lente d'ingrandimento consente l'aumento delle dimensioni dell'immagine di un oggetto osservato, a seconda del suo potere d'ingrandimento, che di solito varia da 2 a 20 volte.
Utilizzando due lenti l'immagine ingrandita dalla prima lente può essere ulteriormente ingrandita dalla seconda. Questo rappresenta il principio di funzionamento del microscopio ottico.
Il microscopio ottico è costituito da 2 sistemi di lenti inserite in un tubo ottico: l'oculare, in cui si guarda, e l'obiettivo, situato in prossimità dell'oggetto da osservare.
Nel microscopio ottico gli oggetti da osservare devono essere attraversati dalla luce.
La distanza minima al di sotto della quale non è possibile percepire due punti tra loro distanti è detto potere di risoluzione, che nel microscopio ottico è di 400 volte superiore a quello dell'occhio umano.
Struttura del microscopio ottico a luce trasmessa.
E' costituito da una parte meccanica e da una parte ottica.
La parte meccanica è costituita da:
La messa a fuoco dell'immagine viene effettuata mediante:
La parte ottica è costituita da:
Su oculari e obiettivi sono riportati degli indici che informano sulle caratteristiche delle lenti e il loro potere di ingrandimento. Esistono oculari con diverso potere d'ingrandimento; di solito si utilizza il 10x (che significa che l'immagine è ingrandita 10 volte), ma possono essere impiegati anche oculari diversi.
Anche gli obiettivi possono avere diverso potere di ingrandimento, per esempio: 4x, 10x, 40x, 100x.
La capacità di ingrandimento di un microscopio dipende dai sistemi di lenti impiegati e si ottiene moltiplicando il potere di ingrandimento dell'obiettivo per quello dell'oculare. Es.:
oculare 10x obiettivo 40x = potere di ingrandimento 400x (questo significa che le dimensioni reali dell'oggetto appariranno ingrandite di 400 volte).
USO DEL MICROSCOPIO OTTICO E ALLESTIMENTO DI UN PREPARATO
Materiali e strumenti
Metodologia
A - Allestimento di un preparato
I materiali da sottoporre ad esame devono essere sufficientemente sottili in spessore perché la luce possa passare attraverso di essi, altrimenti occorre farne sezioni sottili.
Si prestano all'osservazione, così come sono, diverse spore, ife fungine, peli di foglie e fusti. Possono inoltre essere osservate direttamente le cellule dell'epidermide di certe foglie, come per esempio quelle del geranio, la cui epidermide si preleva facilmente.
Il materiale ottenuto può essere posto in acqua distillata, al centro del vetrino portaoggetti, steso con cura ed eventualmente trattato.
Il vetrino coprioggetto consente di ottenere una maggiore uniformità dei preparati. Esso va posto con cura su un lato, lasciandolo lentamente abbassare, in modo che non si formino bolle d'aria. Con un pezzetto di carta da filtro si asciuga l'eccesso di acqua.
I vetrini prima dell'uso devono essere sempre puliti con alcool in modo che vengano sgrassati.
B - Osservazione dei preparati
Disposto il vetrino sul tavolino del microscopio si procede all'osservazione, iniziando da un basso ingrandimento.
Per la messa a fuoco si abbassa il tubo ottico azionando la vite macrometrica fino a che il vetrino sia vicino all'obiettivo, facendo attenzione a non danneggiare il preparato. Per mettere a fuoco si sposta l'obiettivo dal basso verso l'alto, azionando successivamente con la vite micrometrica.
Occorre verificare che il preparato sia sufficientemente illuminato: una luce troppo intensa impedisce una buona definizione delle immagini. Agendo su condensatore e sul diaframma è possibile evidenziare meglio i particolari.
Si procede quindi con obiettivi via via a maggiore potere di ingrandimento, ruotando il portaobiettivi a revolver e facendo attenzione a non urtare il vetrino. Passando ad obiettivi con maggiore potere di ingrandimento il campo visivo apparirà più limitato.
Le immagini appariranno capovolte e quindi i movimenti del tavolino appaiono contrari.
(DOMANDE IN PREPARAZIONE AL COMPITO)
DOMANDE:
10- In quali organuli avviene la "digestione" delle proteine? (metti la crocetta al posto giusto)
11- A cosa possono servire i plastidi? (metti le crocette al posto giusto)
a - ad accelerare le reazioni chimiche
b - a sintetizzare e immagazzinare amido
c - a catturare e trasformare l'energia solare
d - ad immagazzinare acqua e sali minerali
e - a predisporre per la secrezione delle proteine
15- La respirazione cellulare è un processo con cui le cellule . . . (metti la crocetta al posto giusto)
16- La biosintesi è . . .
23- Il tubo ottico è costituito da . . .
(le risposte che non ci stanno trascrivile nel quaderno; tutte verranno valutate in seguito)
PRINCIPI DI AGRICOLTURA
VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA; ARGOMENTO: i vegetali (generalità), la cellula vegetale, il microscopio ottico.
DOMANDE:
(= 2 PUNTI)
a- sintesi proteica
6- A cosa possono servire i plastidi? (metti le crocette al posto giusto) (= 1,5 PUNTI)
7- Con la biosintesi le cellule . . . (metti la crocetta al posto giusto) (= 1 PUNTO)
(= 2 PUNTI)
11- Osserva il disegno e metti il nome corrispondente alle varie componenti indicate della cellula vegetale rappresentata. (= 2 PUNTI)
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA - DOMANDE:
1 – I tessuti definitivi hanno origine da: (metti la crocetta)
tessuti epidermici
tessuti giovani
tessuti fondamentali
tessuti embrionali detti meristematici
2 – Le cellule dei tessuti meristematici sono:
prive di vacuolo
con grosso vacuolo
ricche di cloroplasti
con pareti molto ispessite
differenziate
indifferenziate
più piccole delle altre
più grandi delle altre
con citoplasma denso
senza citoplasma
cellulosa
cellulosa e lignina
e l’ispessimento avviene:
in tutte le direzioni
negli spazi intercellulari
sono presenti:
nelle parti verdi della pianta
in parti di pianta che hanno terminato l’accrescimento
le cellule sono:
vive
morte
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA
- DOMANDE:
1. Nella foglia avvengono alcune importante funzioni vitali per la pianta: ….
7. Anatomia della foglia: osserva il disegno della sezione di una foglia bifacciale raffigurata qui sotto, e metti il nome alle parti indicate.
PRINCIPI DI AGRICOLTURA - VERIFICA SCRITTA DI BOTANICA - DOMANDE:
1 Quali funzioni svolge generalmente una radice?
2 Metti il nome ai due tipi di radice rappresentati qui in modo schematico
3 Conosci qualche pianta con le radici come il tipo B ?
4 Metti il nome alle diverse parti o zone della radice qui rappresentata.
5 Elenca tutte le possibili funzioni che il fusto può svolgere
6 Qual è la principale differenza tra fusto e radice?
7 Descrivi la forma o il portamento degli alberi qui raffigurati.
8 Un suffrutice è: (metti la crocetta alla risposta giusta)
Fonte: http://www.istitutomedici.gov.it/servizi-online/materiali-scaricabili/materiale-didattico/dispense-on-line/materiale-prof-giovanni-nalin/biologia/94-botanica-generale/file
Sito web da visitare: http://www.istitutomedici.gov.it
Autore del testo: GIOVANNI NALIN
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