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Giovanna Aronne » 3.La Cellula Vegetale, parte terza


Il vacuolo

Caratteristiche generali

  • I vacuoli sono costituiti da una singola membrana detta tonoplasto contenente il succo vacuolare.
  • Nelle cellule vegetali giovani generalmente sono piccoli e numerosi.
  • Nelle cellule adulte la maggior parte del volume è occupato da uno o pochi vacuoli di grosse dimensioni.

Vacuolo e turgore cellulare

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.7

Vacuolo, in Campbell Reece, Biologia 3/E, Zanichelli, fig. 7.15 p.127

Sviluppo del vacuolo durante la crescita della cellula vegetale

Sviluppo del vacuolo durante la crescita della cellula vegetale


Il vacuolo

Funzioni

I vacuoli svolgono numerose funzioni. Tra queste le principali sono:

  • Accumulo e temporanea segregazione di sostanze utili al metabolismo cellulare (glucidi, amminoacidi, enzimi litici ecc.) e segregazione definitiva di metaboliti dannosi.
  • Sostegno e distensione cellulare attraverso l’osmosi.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.7

Alcuni composti accumulati nei vacuoli

Alcuni composti accumulati nei vacuoli


Il turgore cellulare

La struttura della parete cellulare e la pressione osmotica che il vacuolo esercita su di essa, determina il turgore cellulare.

Le piante si avvantaggiano del turgore cellulare per ottenere:

  • Sostegno in piante erbacee
  • Movimenti delle piante
  • Crescita e distensione cellulare (risparmio energetico)
  • Meccanismo di apertura e chiusura degli stomi

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.7

Risposta osmotica del vacuolo: cellula posta in ambiente isotonico trasferita in ambiente ipotonico o ipertonico

Risposta osmotica del vacuolo: cellula posta in ambiente isotonico trasferita in ambiente ipotonico o ipertonico


Gli organelli cellulari

Nelle cellule eucariote sono presenti diversi tipi di organelli cellulari la cui origine è spiegata attraverso la teoria Endosimbiontica. Gli organelli cellulari pur svolgendo funzioni molto diverse e specifiche sono tutti costituiti da due membrane (una interna ed una esterna), presentano tracce di DNA e RNA e si moltiplicano per scissione.

I principali organelli cellulari sono:

  • il nucleo
  • i plastidi
  • i mitocondri

Organelli cellulari

Organuli, in Purves Sadava, Biologia 2/E, Zanichelli, fig. 4.15 p.87

Moltiplicazione del proplastidio per scissione

Moltiplicazione del proplastidio per scissione


La Teoria Endosimbiontica

  • Durante il processo evolutivo della cellula eucariota, è probabile che una cellula procariota più grande ne abbia fagocitato una più piccola senza digerirla.
  • Quest’ultima si sarebbe specializzata in un unico processo metabolico perdendo quasi completamente tutte le altre funzioni vitali.
  • Pertanto tra i due organismi si sarebbe creata una simbiosi.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Scheda 3.5

Organuli, in Purves Sadava, Biologia 2/E, Zanichelli, fig. 4.15 p.87


I plastidi

  • I plastidi sono caratteristici delle cellule vegetali e svolgono diverse funzioni specifiche.
  • Si formano tutti a partire da un proplastidio e pertanto a seguito di mutate condizioni ambientali o metaboliche si possono trasformare da un tipo in un altro.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.8

Moltiplicazione del proplastidio per scissione
Schema riassuntivo sui plastidi: tipo, costituente principale, localizzazione nella pianta e funzioni principali

Plastidi, in Venturelli Virli, Invito alla botanica, Zanichelli, fig. 3.29, p.103


I cloroplasti

Struttura e funzione

  • I cloroplasti sono costituiti da una membrana esterna che ne determina la forma ed una interna detta tilacoide che si ripiega in modo caratteristico a formare i grana.
  • All’interno dei cloroplasti si svolgono tutte le fasi della fotosintesi clorofilliana.
  • Assumono il colore verde per la presenza di pigmenti di clorofilla.
  • Quando la fotosintesi è molto attiva, nel cloroplasto si accumula amido primario.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 2.4, 3.8

Schema e immagine al microscopio elettronico di un cloroplasto
Il cloroplasto visto al microscopio elettronico a trasmissione
Evoluzione del proplastidio in assenza (ezioplasto) o presenza (cloroplasto) di luce
L’amido è costutuito da amilosio e amilopectina che sono polimeri a catena lineare (amilosio) e ramificata (amilopectina) dell’a-glucosio

Gli amiloplasti

Struttura e funzione

  • Gli amiloplasti si trovano negli organi e nei tessuti con funzione di riserva e si formano con l’accumulo di amido secondario.
  • Sono di colore bianco e la loro forma dipende dalla specie vegetale di appartenenza.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.8

Specie vegetali diverse presentano amiloplasti con differenti caratteristiche morfologiche

Specie vegetali diverse presentano amiloplasti con differenti caratteristiche morfologiche


I cromoplasti

Struttura e funzione

  • I cromoplasti hanno forma generalmente appiattita, assumono colori dal bianco crema al rosso attraverso il giallo e l’arancione.
  • Sono caratteristici nei petali dei fiori o nei frutti maturi e svolgono azione vessillare.

Campbell-Reece, Cap. 7

Venturelli-Virli, Cap. 3, Par. 3.8

I cromoplasti possono avere forme e dimensioni differenti

I cromoplasti possono avere forme e dimensioni differenti


I mitocondri

Struttura e funzione

  • I mitocondri si trovano sia nelle cellule vegetali che animali.
  • Sono costituiti da una membrana esterna che ne determina la forma ed una interna che si ripiega in modo caratteristico a formare le creste mitocondriali.
  • I mitocondri sono considerati le centrali energetiche della cellula in quanto si svolgono due fasi della respirazione: il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
  • Lo sviluppo delle creste è maggiore quanto maggiore è l’attività respiratoria della cellula.

Campbell-Reece, Cap. 7

Mitocondrio, in Campbell Reece, Biologia 3/E, Zanichelli, fig. 7.17 p.128


Prossima lezione

La cellula vegetale, parte quarta

Il vacuolo e gli organelli cellulari

  • Il citoscheletro
  • Il nucleo
  • Mitosi
  • Meiosi
  • Citodieresi

I materiali di supporto della lezione

Venturelli F, Virli L, Invito alla Botanica, Zanichelli, Bologna, 1995, Cap. 2-3

Campbell NA, Reece JB, Biologia. La chimica della vita e la cellula. Zanichelli, Bologna, 2004, Cap. 7

Organelli cellulari

Vacuolo e turgore cellulare

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