biologia vegetale 2

TRASPORTO DI SOSTANZE NELLE PIANTE
L’acqua viaggia dal terreno
all’atmosfera e circola
all’interno della pianta trasportando
con sé importanti soluti
L'epidermide inferiore è
ricca di aperture dette
STOMI realizzate dalle
cellule di guardia che
permettono lo
scambio di gas e di vapore
acqueo con l'ambiente.
Attraverso gli stomi avviene la traspirazione cioè
la perdita della maggior quantità di acqua
Effetti della traspirazione:
1) trasporto di acqua attraverso xilema;
2) raffreddamento della pianta;
3) assorbimento di sali nelle radici
L'apertura e la chiusura degli stomi sono
regolate dalla pressione di turgore.
Un aumento della concentrazione di sali nelle
cellule di guardia richiama acqua che fa
aumentare la pressione di turgore e quindi gli
stomi si aprono; viceversa una diminuzione di
sali nelle cellule di guardia provoca un rilascio di
acqua e quindi una diminuzione della pressione
di turgore con conseguente chiusura degli stomi
STOMI
pori presenti sull’epidermide delle foglie
Una coppia di cellule epidermiche
specializzate dette cellule di guardia
controlla l’apertura e la chiusura di ogni
STOMA
Gli stomi permettono un compromesso tra
la ritenzione di acqua e l’assunzione di CO2
L’apertura e la chiusura degli
stomi sono regolate
dal controllo della concentrazione di K+
nelle cellule di guardia
Lo spostamento di acqua attraverso le membrane
biologiche avviene per OSMOSI
Il termine osmosi indica la diffusione del solvente
attraverso una membrana semipermeabile dal
compartimento a concentrazione minore di soluto verso il
compartimento a concentrazione maggiore di soluto,
quindi secondo il gradiente di concentrazione
L’osmosi è un processo passivo, non
richiede alcun tipo di energia
Acquaporine
Sono proteine canale di membrana attraverso cui l’acqua può
spostarsi senza interagire con l’ambiente idrofobico
del doppio strato fosfolipidico della membrana
Gli ioni minerali, che portano cariche
elettriche, non possono spostarsi
attraverso una membrana se non
vengono aiutati da proteine di
trasporto
• Processo passivo (quando la
concentrazione degli ioni nel terreno è
maggiore di quella degli ioni nella
pianta)
•Processo attivo (quando l’assunzione
degli ioni avviene contro gradiente di
concentrazione e di carica)
L’acqua e le sostanze minerali passano dal suolo allo xilema
attraverso l’apoplasto e il simplasto
Apoplasto: insieme delle pareti cellulari e degli spazi intercellulari
Simplasto: l’insieme del citoplasma delle cellule connesse tra di loro
dai plasmodesmi
L’acqua e gli ioni
minerali possono
passare attraverso la via
apoplastica o simplastica .
L’acqua e gli ioni a livello
dell’endoderma devono lasciare la
via apoplastica (Bande del Caspary)
per prendere quella simplastica.
Le proteine di trasporto di
membrana determinano quali ioni
passano nell’apoplasto della stele,
questo gradiente elettrochimico
determina il passaggio di acqua per
osmosi
Linfa xilematica
Il meccanismo della TRASPIRAZIONE - COESIONE – TENSIONE
QUESTO MECCANISMO DELLA
TRASPIRAZIONE-COESIONE-TENSIONE NON RICHIEDE
ENERGIA DA PARTE DELLA PIANTA E GLI IONI MINERALI
CONTENUTI NELLA LINFA XILEMATICA
DALLE RADICI ARRIVANO FINO ALLE FOGLIE
La concentrazione del vapor d’acqua
nell’atmosfera è minore che nella foglia
Traspirazione dell’acqua
dagli stomi
La tensione solleva l’acqua dalle
venature fino all’apoplasto
delle cellule del mesofillo
La tensione tira l’acqua verso
l’alto nello xilema delle radici e del fusto
Le molecole d’acqua formano una colonna
coesiva dalle radici alle foglie
L’acqua passa dal terreno alle radici
per osmosi e sempre per osmosi allo xilema
Traslocazione: movimento dei carboidrati e di
altri soluti attraverso il floema
Le sostanze nel floema sono traslocate dalla sorgente o
source (foglia o radice tuberizzata) dove sono prodotte ai
pozzi o sink (radice, fiore, frutto, tubero) dove vengono
utilizzate per crescita e immagazzinamento
La traslocazione nel floema può
avvenire in entrambe le direzioni
rispetto al fusto sebbene in un
singolo tubo cribroso proceda
sempre in una sola direzione
La traslocazione richiede energia
Le piante sono organismi
AUTOTROFI sono in
grado di sintetizzare da
soli i propri composti
organici
Le piante possono produrre tutte
le molecole organiche di cui
hanno bisogno a partire da CO 2 ,
acqua e varie sostanze minerali
Luce solare + 6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
Le sostanze nutritive minerali sono ottenute dalla
soluzione del terreno
1 gr per kg di
materia secca
100 mg per kg di
materia secca
Lo sviluppo di una pianta, la serie di modificazioni che progressivamente
si verificano nel corso della sua vita (la dormienza e la germinazione del
seme, la crescita della pianticella, la fioritura, la senescenza e la morte),
viene regolato attraverso meccanismi complessi
• i segnali ambientali
• i recettori che permettono ad una pianta di percepire i segnali
ambientali (fotorecettori)
• gli ormoni : segnali chimici che mediano gli effetti dei segnali ambientali
• il genoma della pianta, che codifica gli enzimi che catalizzano
le reazioni biochimiche coinvolte nello sviluppo
ORMONI DELLA CRESCITA VEGETALE: sono composti regolatori che
agiscono a concentrazioni molto basse a livello di siti che spesso sono distanti
dai loro luoghi di produzione