Presentazione di PowerPoint

STRUTTURA DELLE
PIANTE
ORIGINE DELLE PIANTE
Si ritiene che le piante derivino dall’evoluzione
di un’alga verde (protista fotosintetico
acquatico) con cui le piante condividono
alcune caratteristiche:
1) Stessi pigmenti fotosintetici
2) Stessi carboidrati di riserva (amido)
3) Cellulosa nella parete cellulare
4) Stessa modalità di divisione cellulare
(citochinesi con formazione della piastra
cellulare)
ADATTAMENTI DELLE PIANTE ALLA VITA
SULLE TERRE EMERSE
1) Cuticola: impedisce la disidratazione
2) Stomi: favoriscono gli scambi gassosi
3) Organi
riproduttori
multicellulari
(gametangi) che proteggono i gameti
4) Formazione a partire dalla cellula uovo
fecondata di un embrione protetto dal
gametangio femminile
CLASSIFICAZIONE
(ED EVOLUZIONE)
DELLE PIANTE
Monocotiledoni
Dicotiledoni
ANGIOSPERME E GIMNOSPERME
Angiosperme e Gimnosperme sono piante vascolari a
seme. Il seme è costituito da una piantina
embrionale circondata da tessuto nutritivo e
protetta da un rivestimento esterno.
Queste tre componenti del seme rappresentano un
vantaggio evolutivo rispetto alla riproduzione tramite
spore delle piante più primitive.
Anche il tessuto vascolare è un altro vantaggio
permettendo alle piante un trasporto di fluidi più
efficiente e quindi la crescita in altezza. Importante
per la comparsa del tessuto vascolare è stata la
possibilità di sintetizzare la lignina.
GIMNOSPERME
Gimnosperme vuol dire “ a seme nudo”. I semi nelle
conifere (principale gruppo di di gimnosperme) ad
es. sono presenti in coni.
ANGIOSPERME
Le angiosperme sono le piante con fiore
(angiosperma vuol dire “seme racchiuso da un vaso
o da un baccello”). In queste piante, il seme (che
deriva dall’ovulo) è protetto da frutto che deriva
dall’ovaio. Esse si sono evolute dalle piante senza
fiore (gimnosperme) da 125 a 140 milioni di anni fa.
Alle angiosperme appartengono tutti gli alberi da
frutto; i fiori; le verdure; le erbe; i cereali.
Rappresentano il gruppo di piante più numeroso (ca.
235mila specie).
Piante Angiosperme
Caratteristiche: 1)fiori; 2) doppia fecondazione;
3)endosperma; 4) semi contenuti nei frutti.
In base al loro accrescimento le piante angiosperme
possono essere classificate in:
Arboree (palma, acero)
Erbacee (riso, soia)
un'altra classificazione può essere in:
Monocotiledoni (Palma, riso, orchidee, gigli)
Dicotiledoni (Acero rosso, soia, rose, girasole).
Le monocotiledoni (65.000 specie) posseggono una
sola fogliolina embrionale (un solo cotiledone); le
dicotiledoni (170 mila specie) ne posseggono due.
Differenze tra mono- e dicotiledoni
STRUTTURA DELLE PIANTE
Le piante possono essere classificate in:
9 legnose (perenni)
9 erbacee (annuali, biennali e perenni).
Le parti principali di una pianta sono:
•l'apparato radicale
•il fusto
•i rami
•le foglie e i fiori (se angiosperme)
•i frutti
•i semi
TESSUTI DELLE PIANTE
Le piante sono composti da tessuti cellulari
semplici (un solo tipo di cellula) o composti
(più tipi di cellule). I tessuti sono organizzati in
sistemi tessutali:
1) Sistema dei tessuti fondamentali
2) Sistema dei tessuti vascolari
3) Sistema dei tessuti dermici
Radici, rami, foglie, fiori e frutti sono detti organi.
SISTEMA DEI TESSUTI
FONDAMENTALI
Costituito da tre tessuti semplici:
1) Parenchima:
funzione
fotosintetica, di deposito e
secrezione; cellule vive con
parete cellulare primaria
2) Collenchima: funzione di
sostegno di parti flessibili;
cellule spesso vive con parete
cellulare primaria inspessita
3) Sclerenchima: funzione di
sostegno; cellule morte con
parete cellulare secondaria
lignificata (fibre e sclereidi)
SISTEMA DEI TESSUTI VASCOLARI
Costituito da due tessuti composti:
1) Xilema: tracheidi, elementi vasali, cellule parenchimatiche e
fibre; trasporto di acqua e minerali, funzione di sostegno
2) Floema: elementi del tubo cribroso, cellule compagne,
cellule parenchimatiche del floema
SISTEMA DEI TESSUTI
DERMICI
Costituito da due tessuti composti:
1) Epidermide:
Cellule
epidermiche (con cuticola),
cellule di guardia e tricomi;
funzione protettiva
2) Periderma:
Cellule
del
sughero,
cellule
parenchimatiche
del
felloderma; protezione delle
piante legnose
CRESCITA DELLE PIANTE
Divisione solo a livello dei meristemi.
Crescita primaria (allungamento dei
germogli e delle radici) grazie ai
meristemi apicali. In alcune dicotiledoni
e nelle gimnosperme anche crescita
secondaria a carico dei 2
meristemi laterali (detti “cambio
cribrolegnoso
e
cambio
suberofellodermico)
Foglia
Struttura: la struttura di una foglia comprende: la
cuticola, l'epidermide superiore, il mesofillo,
l'epidermide inferiore e la cuticola inferiore con i
peli (tricomi) e le cellule di guardia. La cuticola
rappresenta un'efficace barriera contro la perdita
eccessiva di acqua.
Le cellule del mesofillo sono le più ricche di
cloroplasti e quindi molto fotosintetiche. Ci sono
due tipi di mesofillo: spugnoso e a palizzata.
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. Gli stomi sono presenti
in tutte le parti aeree della pianta, ma sono
particolarmente abbondanti nella superficie
inferiore della foglia; ad es. nella foglia di tabacco
ci sono 20mila stomi/cmq sulla pagina inferiore e
solo 5mila/cmq nella pagina superiore.
Attraverso gli stomi avviene la
traspirazione
cioè la
perdita della maggior quantità di
acqua (circa il 90%) che, se
eccessiva e non può essere
compensata dall'assunzione, può
portare alla disidratazione della
pianta e alla sua morte.
Effetti
positivi
della
traspirazione: 1) trasporto di
acqua attraverso xilema (vedi in
seguito); 2) raffreddamento della
pianta; 3) assorbimento di sali
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.
Fattori che influenzano l'apertura degli
stomi sono: 1) la temperatura, 2) la luce, 3)
la concentrazione di CO2 nella cellula. Così,
quando la temperatura ambiente supera i 35 C gli stomi si chiudono in
quanto l'aumento della t provoca un aumento della traspirazione e
quindi della CO2 intracellulare.
Per quanto riguarda la luce molte piante chiudono gli stomi la sera e li
riaprono al mattino; questo perché la luce ha un effetto diretto sulla
CO2; alla luce avviene la fotosintesi, si consuma CO2 che quindi
diminuisce come concentrazione nella cellula provocando l'apertura
degli stomi, viceversa al buio la CO2 aumenta e gli stomi si chiudono.
Inoltre, colpendo le cellule di guardia con la luce blu essi si aprono
indipendentemente dalla CO2.
TRASPORTO NEL CORPO DELLA PIANTA
Comprende i due sistemi conduttori dello xilema
e del floema.
Lo xilema è il principale tessuto di
trasporto dell'acqua e dei sali minerali
dalle radici a tutte le parti aeree della pianta.
I vasi dello xilema sono costituiti da lunghi tubi derivati da
cellule morte con pareti cellulari molto ispessite dalla lignina e
che hanno perso il citoplasma.
Il floema trasporta le sostanze nutritizie (tra cui il saccarosio
prodotto con la fotosintesi) alle varie parti della pianta.
Gli elementi conduttori del floema sono i tubi cribrosi (cellule
che hanno perso il nucleo e buona parte del citoplasma) che
ricevono il nutrimento dalle cellule compagne.
Il trasporto dell'acqua nello xilema
è
unidirezionale dal basso verso l'alto attraverso i capillari;
l'acqua è risucchiata verso l'alto a causa della depressione
creata dall'evaporazione. Infatti, l'acqua può salire dal suolo
alle parti più aeree della pianta (anche per diverse decine di
metri) grazie alla coesione dell'acqua che genera una
tensione e all'adesione delle molecole d'acqua alle tracheidi
dei vasi dello xilema e alla parete cellulare. In questo modo
l'acqua che evapora per traspirazione viene rimpiazzata
dall'acqua attirata verso l'alto attraverso il tubo come una
colonna continua. Questa è nota come modello
dell'adesione-coesione-tensione.
Il trasporto del saccarosio nel floema
avviene contro gradiente di concentrazione passando da una
cellula all’altra attraverso i plasmodesmi secondo il modello
"sorgente-pozzo".
Il saccarosio prodotto dalle cellule del mesofillo delle foglie
viene secreto nei tubi cribrosi contro gradiente perché nei
tubi cribrosi la concentrazione di saccarosio è maggiore che nel
mesofillo (fase di caricamento del floema). Per questa ragione
viene richiamata acqua dai vasi dello xilema per osmosi nel
tubo cribroso (sorgente). Il saccarosio viene così scaricato
dal tubo cribroso passivamente insieme all'acqua
secondo un gradiente di concentrazione sorgente Æ
pozzo (fase di scaricamento del floema). Giunto nel pozzo il
saccarosio può essere utilizzato o depositato e l'acqua ritornare
nello xilema.
Fiore
Il fiore è costituito dal gambo che termina con il calice
munito di sepali su cui poggia la corolla con i petali e
l'apparato riproduttore femminile (gineceo) e/o maschile
(androceo).
Il gineceo è costituito dal pistillo costituito da uno o più
carpelli alla base dei quali è situato l'ovario al cui interno
si trovano gli ovuli, mentre l'apice prende il nome di
stigma; l'ovario e lo stigma sono collegati dallo stilo.
L'androceo comprende lo stame che è costituito
dall'antera contenente i granuli di polline ed è supportato
dal filamento.
Dal punto di vista riproduttivo il fiore può
contenere sia l'apparato maschile che
quello femminile e in questo caso esso si dice
fiore perfetto (es. zucca, mais, quercia, betulla,
ecc.; nel mais: il pennacchio è lo stame, la barba
è il carpello).
Se i due apparati riproduttivi si trovano su
piante diverse il fiore si dice imperfetto; es.
ailanto, vischio, kiwi, ecc.
Questi fiori detti imperfetti possono trovarsi
anche sulla stessa pianta come é il caso del
mais (i pennacchi sono i fiori maschili, le barbe
delle pannocchie i fiori femminili), della zucca,
della betulla, della quercia: tutte piante
monoiche.
I fiori maschili e femminili possono trovarsi anche
su piante diverse come nel caso dell'ailanto, del
vischio, dell'agrifoglio (solo l'agrifoglio femmina
produce bacche, se ha però nelle vicinanze un
agrifoglio maschio). Quest'ultime sono dette
piante dioiche.
RIPRODUZIONE NELLE PIANTE
Nelle piante la riproduzione può essere: Asessuata e
Sessuata
La
riproduzione
asessuata
(detta
anche
moltiplicazione vegetativa), senza l'intervento dei
gameti, avviene per mezzo di: rizomi, bulbi, tuberi,
stoloni (patate, dalie, fragole, ecc.)
La
riproduzione
sessuata
prevede
formazione di spore aploidi che si dividono in
microspore
(maschili)
e
megaspore
(femminili) e che evolvono in gametofiti (pianta
pluricellulare aploide che nelle angiosperme e
ridottisima e dipendente dallo sporofito) maschile e
femminile.
I gametofiti producono gameti non per meiosi ma
per mitosi.
Due gameti così prodotti si fondono e formano uno
zigote diploide che si divide e forma un individuo
detto sporofito.
Le cellule dello sporofito si dividono per meiosi
generando spore aploidi.
Sviluppo
dei
gametofiti
L’IMPOLLINAZIONE
Per potersi verificare la fecondazione è necessaria
l'impollinazione, cioè il polline deve essere
trasferito dall'antera sullo stigma. Gli agenti
impollinatori (pronubi) sono le api e altri insetti
pronubi (come le farfalle, i coleotteri, ecc.), gli uccelli
(colibrì), piccoli mammiferi (pipistrelli).Una certa
azione è svolta anche dal vento. I fiori con i loro
colori attirano gli insetti che per prelevare il nettare
provocano la fecondazione. Gli insetti sono apparsi
100 milioni di anni prima dei fiori.
IMPOLLINAZIONE
E FECONDAZIONE
FRUTTI
Sono ovari maturi. Quelli che includono ulteriori
parti del fiore sono detti frutti accessori o falsi
frutti (come i pomi, le fragole, ecc.).
Seme
Nelle angiosperme, durante la formazione dell'embrione,
molti nutrienti si accumulano nell'ovulo e vengono utilizzati
per
la
sintesi
di
materiale
nutritizio
nell'endosperma e nei cotiledoni.