Alcune piante hanno altri tipi di foglia modificata: come il viticcio (nel pisello e nella vite) che permette alla pianta di arrampicarsi e le spine.

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4 Alcune piante hanno altri tipi di foglia modificata: come il viticcio (nel pisello e nella vite) che permette alla pianta di arrampicarsi e le spine (nei cactus) che proteggono la pianta dagli erbivori.

5 I cinque tipi principali di cellule vegetali sono:
le cellule parenchimatiche; le cellule collenchimatiche; le cellule sclerenchimatiche; le cellule conduttrici della linfa grezza; le cellule conduttrici della linfa elaborata.

6 Sono le cellule più numerose nelle piante.
Le cellule parenchimatiche svolgono la maggior parte delle funzioni metaboliche. Sono le cellule più numerose nelle piante. Parete primaria (sottile) LM 270 Punteggiatura Vescicole contenenti amido

7 Le cellule collenchimatiche forniscono sostegno alle parti in crescita della pianta.
Parete primaria (spessa) LM 270

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9 Le cellule sclerenchimatiche hanno una parete cellulare secondaria resa rigida dalla presenza di lignina, la principale componente chimica del legno, e comprendono le fibre e le sclereidi. Parete cellulare secondaria Punteggiature Cellule delle fibre Parete cellulare primaria Scleridi Fibra Sclereide LM 266 LM 200

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11 Le fibre alimentari sono costituite da cellule vegetali con parete ispessita e resistente presenti soprattutto nei tessuti conduttori e a resistenza meccanica o di protezione. I costituenti delle fibre sono I tipici polimeri della parete cellulare: cellulosa, emicellulosa, pectine, lignina. Le fonti più comuni di fibre sono I cereali integrali, le verdure e la frutta. Possono essere formate da cellulosa in prevalenza o presentare zone di lignificazione. In questo caso si tratta di fibre sclerenchimatiche.

12 Le cellule conduttrici della linfa grezza (cioè acqua e sali minerali) che comprendono le tracheidi (cellule lunghe e affusolate) e gli elementi dei vasi (cellule più larghe, più corte e meno affusolate). Aperture nella parete cellulare Tracheidi Colorizzata SEM 150 Elemento dei vasi Punteggiature Punteggiature

13 Le cellule conduttrici della linfa elaborata, i tubi cribosi, hanno pareti primarie sottili, non possiedono parete secondaria e restano vive anche a maturità. Placca cribrosa Cellula compagna Parete cellulare primaria Citoplasma

14 I due tipi di tessuto vascolare sono:
lo xilema, che trasporta la linfa grezza (acqua e sali minerali); Il floema, che trasporta la linfa elaborata (contenente gli zuccheri).

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19 Il floema trasporta i prodotti della fotosintesi nella linfa elaborata
Il floema è costituito da cellule, chiamate elementi dei tubi cribosi, sovrapposte in modo continuo a formare delle colonne. Elemento del tubo criboso Placca cribosa TEM 2700

20 Cellula della sorgente
Il floema trasporta le molecole nutritive prodotte con la fotosintesi per un meccanismo di flusso di pressione. Concentrazione di zuccheri elevata Pressione idrostatica elevata Sorgente Floema Xilema Zucchero Acqua Cellula della sorgente Placca cribosa Cellula del pozzo Pozzo Bassa concentrazione di zuccheri Bassa pressione idrostatica 1 2 3 4 1 2 3 4 Low water pressure

21 A livello della sorgente (per esempio, nelle foglie) gli zuccheri passano nei tubi cribosi del floema per trasporto attivo. Questo apporto di zuccheri fa aumentare la concentrazione di soluti nel floema. L’alta concentrazione di soluti richiama per osmosi acqua nei tubi cribosi. A livello del pozzo sia i soluti sia l’acqua escono dal tubo criboso; gli zuccheri lasciano il floema.

22 L’aumento della pressione idrostatica alla sorgente e la sua diminuzione al pozzo fanno sì che l’acqua scorra dalla sorgente al pozzo, lungo il gradiente. Poiché gli zuccheri sono sciolti nell’acqua vengono trasportati dalla sorgente al pozzo alla stessa velocità dell’acqua.

23 Il corpo di una pianta è costituito da tre sistemi di tessuti
Le componenti anatomiche di una pianta (radici, fusto e foglie) sono costituite da tre sistemi di tessuti: il sistema tegumentale; il sistema del tessuto vascolare; il sistema del tessuto fondamentale.

24 Il tessuto tegumentale riveste e protegge la pianta.
Il tessuto vascolare, contiene lo xilema e il floema; le sue funzioni principali sono trasportare l’acqua e le sostanze nutritive e fornire sostegno strutturale alla pianta. Il sistema del tessuto fondamentale è costituito da cellule parenchimatiche, cellule collenchimatiche di sostegno e cellule sclerenchimatiche.

25 I sistemi tegumentale, fondamentale e vascolare

26 L’accrescimento primario e secondario
L’accrescimento primario determina l’allungamento delle radici e dei germogli In tutte le piante la crescita indeterminata è possibile grazie alla presenza di particolari tessuti detti meristemi. I meristemi sono regioni costituite da cellule indifferenziate in divisione attiva, responsabili dell’accrescimento primario della pianta.

27 I meristemi apicali, posti all’apice radicale e nelle gemme apicali e ascellari, crescono in lunghezza producendo nuove cellule. L’allungamento continua nella radice o nel sistema aereo mano a mano che le cellule si allungano e si differenziano. Gemma apicale Gemme ascellari Apici radicali Le frecce indicano la direzione di crescita

28 Cilindro vascolare Pelo radicale Corteccia Epidermide Zona di allungamento Zona di divisione cellulare Cuffia radicale Regione del meristema apicale Fibre di cellulosa Legenda Sistema tegumentale Sistema fondamentale Sistema vascolare L’estremità della radice è rivestita dalla cuffia radicale, una struttura cellulare conica che protegge le delicate cellule del meristema apicale in divisione attiva. Zona di differenziamento

29 Sezione longitudinale dell’apice di un germoglio in accrescimento: gemma apicale tagliata fino a incontrare la prima coppia di gemme ascellari. Meristema apicale Foglie Meristemi delle gemme ascellari 1 2 LM 103 Figura 35.6C

30 L’accrescimento secondario fa aumentare il diametro delle piante legnose
L’aumento in diametro delle piante è invece dovuto all’accrescimento secondario, che deriva dalla divisione delle cellule di un meristema cilindrico chiamato cambio vascolare.

31 Il cambio vascolare ispessisce il fusto aggiungendo strati di xilema secondario (o legno) all’interno della sua superficie. Primo anno: inizio della primavera Primo anno: tarda estate Secondo anno: tarda estate Accrescimento Xilema primario Cambio vascolare Floema primario Corteccia Epidermide Xilema secondario (legno) Sughero Cambio del sughero Floema secondario Corteccia esterna Sfaldamento dell’epidermide Xilema secondario (accrescimento del secondo anno) Legenda Sistema tegumentale Sistema fondamentale Sistema vascolare

32 Il durame e l’alburno sono formati da diversi strati di xilema secondario (più vecchi il primo, più giovani il secondo). Gli strati che si trovano all’esterno del cambio vascolare (cioè il floema secondario, il cambio del sughero e il sughero) costituiscono la corteccia esterna. Durame Alburno Anelli Raggi midollari Cambio vascolare Floema secondario Cambio del sughero Sughero Corteccia esterna Figura 35.7B

33 L’assorbimento e il trasporto della linfa
Le piante prelevano sostanze nutritive dal suolo e dall’aria La respirazione e la liberazione di ossigeno Le piante assorbono dal suolo, attraverso le radici, acqua e sali minerali (ioni inorganici) e parte dell’ossigeno. Le foglie prelevano invece CO2 dall’aria. CO 2 O H O Minerali

34 La membrana plasmatica delle cellule radicali controlla l’ingresso dei soluti.
I peli radicali aumentano grandemente la superficie di assorbimento.

35 L’acqua e i soluti (linfa grezza) si spostano attraverso l’epidermide e la corteccia radicali sia passando tra le cellule, sia attraversandole. Legenda Sistema tegumentale Sistema fondamentale Sistema vascolare Peli radicali Epidermide Corteccia Floema Xilema Endoderma Pelo radicale Banda di Caspary Via extracellulare Via intracellulare Plasmodesmi

36 In tutti i casi, la linfa grezza deve passare attraverso la membrana selettivamente permeabile delle cellule dell’endoderma per penetrare nello xilema e andare verso l’alto.

37 Assorbimento di acqua dal suolo Coesione e adesione nello xilema
Lo xilema trasporta acqua e sali minerali dalle radici al resto della pianta La traspirazione aspira la linfa grezza dalle radici alle foglie più alte. Pelo radicale Flusso di acqua Particella di terreno Acqua Assorbimento di acqua dal suolo Adesione Coesione dovuta ai legami idrogeno Cellule dello xilema Coesione e adesione nello xilema Linfa grezza Stoma Aria esterna Traspirazione Molecole d’acqua Parete cellulare Cellule del mesofillo Spazi aerei nella foglia

38 Le cellule di guardia controllano la traspirazione.
L’apertura e la chiusura degli stomi delle foglie sono il risultato di un adattamento che consente alle piante di regolare il loro contenuto di acqua, adeguandosi alle variazioni delle condizioni ambientali.

39 Ciascuno stoma è delimitato da una coppia di cellule di guardia, che ne determinano l’apertura o la chiusura cambiando forma. H2O K+ Stoma Cellule di guardia Lo stoma si chiude Vacuolo Lo stoma si apre

40 Le sostanze nutritive necessarie alle piante
Il benessere delle piante dipende da diverse sostanze nutritive inorganiche Le piante vivono e crescono utilizzando esclusivamente sostanze inorganiche. Un elemento chimico è da considerarsi essenziale per le piante se è indispensabile per il completamento del loro ciclo vitale.

41 Per le piante sono macronutrienti quegli elementi (azoto, fosforo e potassio) necessari in grandi quantità, usati principalmente per la sintesi delle molecole organiche. I micronutrienti (tra cui ferro e zinco) agiscono principalmente come cofattori di enzimi.

42 Le carenze di nutrienti sono diagnosticabili secondo segni di sofferenza mostrati nelle piante.

43 I sistemi di controllo ormonale
Alcuni storici esperimenti sui movimenti delle piante verso la luce hanno portato alla scoperta del primo ormone vegetale Il fototropismo è una risposta adattativa grazie alla quale i germogli in crescita e i fusti delle piante adulte si dirigono verso la luce del Sole, di cui hanno bisogno per effettuare la fotosintesi.

44 Esperimenti sulle piante hanno portato alla scoperta di un messaggero chimico, l’ormone auxina, responsabile del fototropismo che può essere dovuto agli spostamenti dell’auxina dal lato illuminato al lato buio del fusto. Lato al buio del germoglio Lato illuminato del germoglio Luce

45 Gli ormoni vegetali sono sostanze che regolano la crescita e lo sviluppo delle piante
Gli ormoni vegetali coordinano le attività delle cellule e dei tessuti della pianta. Questi ormoni sono prodotti in piccole quantità in certi distretti della pianta e conducono segnali ad altri distretti, regolando la crescita e lo sviluppo.

46 Le piante producono cinque classi principali di ormoni: auxina, citochinine, giberelline, acido abscissico ed etilene.

47 Le auxine stimolano l’allungamento delle cellule nei giovani germogli
Il termine auxina viene utilizzato per descrivere una classe di composti la cui funzione principale è quella di promuovere l’allungamento dei germogli in via di sviluppo. L’auxina (acido indolacetico, IAA) è prodotta agli apici meristematici radicali e delle gemme apicali.

48 Inibizione Stimolazione
A varie concentrazioni, l’auxina stimola o inibisce l’allungamento dei fusti e delle radici. Radici Fusti 0,9 g/L   10–8 10–6 10–4 10–2 1 102 Aumento della concentrazione di auxina (g/L) Inibizione Stimolazione Allungamento

49 L’auxina può agire indebolendo le pareti cellulari, stimolando alcune proteine di membrana a pompare ioni idrogeno all’interno della parete stessa. Tali ioni attivano altri enzimi che rompono i legami tra le molecole di cellulosa della parete, facendo assorbire acqua alla cellula. L’auxina stimola anche lo sviluppo dei tessuti vascolari e la divisione cellulare nel cambio vascolare, promuovendo la crescita in diametro del fusto.

50 Le citochinine stimolano la divisione cellulare
Le citochinine sono regolatori della crescita che promuovono la divisione cellulare, detta anche citodieresi (o citochinesi). Le citochinine naturali sono prodotte nei tessuti in crescita attiva, in particolare nelle radici, negli embrioni e nei frutti.

51 Le citochinine di origine radicale bilanciano gli effetti dell’auxina prodotta dai meristemi apicali, provocando lo sviluppo delle gemme laterali e quindi la ramificazione. Gemma apicale presente Gemma apicale assente

52 Le gibberelline influiscono sull’allungamento del fusto
Le gibberelline stimolano l’allungamento dei fusti e delle foglie.

53 Le gibberelline stimolano anche lo sviluppo dei frutti.
Quelle rilasciate dagli embrioni sono coinvolte negli eventi che accompagnano le prime fasi della germinazione dei semi.

54 L’acido abscissico inibisce molti processi vegetali
L’acido abscissico (AB) inibisce la germinazione dei semi. Il rapporto ABA/gibberelline spesso determina la quiescenza o la germinazione dei semi.

55 L’ABA funge anche da ormone dello stress, causando la chiusura degli stomi in caso di disidratazione. I semi di alcune piante restano quiescenti finché il contenuto in ABA non viene dilavato dall’acqua o non viene inattivato.

56 I tropismi I tropismi sono meccanismi che permettono alle piante di rispondere agli stimoli dell’ambiente Le piante sono in grado di percepire e di rispondere ai cambiamenti ambientali in diversi modi. I tropismi sono risposte di crescita che mutano la forma di una pianta o la fanno crescere verso uno stimolo o lontano da esso.

57 La risposta alla luce Il fototropismo dà luogo a una diversa velocità di allungamento delle cellule sui lati opposti del fusto. A causa della diversa distribuzione di auxina, le cellule sul lato non illuminato del fusto si allungano più velocemente di quelle poste sul lato che riceve luce diretta.

58 La risposta alla gravità
Il geotropismo è una risposta alla gravità e può essere causato dagli spostamenti di certi organuli sul lato inferiore del fusto e delle radici. Lo spostamento degli organuli può causare un cambiamento nella distribuzione degli ormoni.