INDICE GENERALE. Parte Prima IL LIVELLO CELLULARE INTRODUZIONE ALLA BOTANICA... 1

Transcript

1 INDICE GENERALE INTRODUZIONE ALLA BOTANICA (G. ABBATE, C. FORNI E G. PASQUA) La Botanica come scienza Piante e animali Discipline botaniche Origine e diversità dei vegetali Parte Prima IL LIVELLO CELLULARE Capitolo 1 LA CELLULA VEGETALE (C. FORNI) 1.1 Le membrane Specificità delle membrane Proprietà delle membrane La membrana plasmatica L acqua e le cellule vegetali Il potenziale idrico Osmosi I mitocondri I perossisomi I ribosomi e fonti delle illustrazioni Capitolo 2 LA PARETE CELLULARE (L. TRAINOTTI) 2.1 Biogenesi e componenti della parete I componenti della parete Biosintesi dei componenti della parete Assemblaggio dei componenti della parete Crescita della parete Architettura della parete La lamella mediana La parete primaria La parete secondaria Specializzazione della parete in relazione al tipo di tessuto Proprietà chimico-fisiche Funzioni della parete cellulare Trasporto apoplastico e simplastico I plasmodesmi Separazione cellulare e fonti delle illustrazioni Capitolo 3 IL CITOSCHELETRO (L. NAVAZIO E B. BALDAN) 3.1 Organizzazione generale del citoscheletro Microtubuli Filamenti di actina Filamenti intermedi Proprietà dinamiche dei microtubuli e dei filamenti di actina Proteine motrici ed altre proteine accessorie Coinvolgimento del citoscheletro nel ciclo cellulare Apparato interfasico di microtubuli corticali Banda preprofasica Fuso mitotico Fragmoplasto Citoscheletro e motilità cellulare Citoscheletro nel differenziamento e nella morfogenesi Polarità cellulare Espansione cellulare Accrescimento apicale Differenziamento degli elementi di conduzione dello xilema Comunicazioni cellulari Interazioni biotiche e fonti delle illustrazioni Scheda 3.1: Metodi di analisi del citoscheletro (B. Baldan)

2 X Indice generale Capitolo 4 IL SISTEMA DI ENDOMEMBRANE. 61 (B. BALDAN E L. NAVAZIO) 4.1 Reticolo endoplasmatico Apparato di Golgi Traslocazione e maturazione delle proteine nel reticolo endoplasmatico Trasporto vescicolare Modificazioni delle proteine nell apparato di Golgi Smistamento delle proteine al vacuolo Esocitosi e endocitosi e fonti delle illustrazioni Capitolo 5 IL VACUOLO (C. FORNI) 5.1 Il vacuolo e la sua biogenesi Tonoplasto e succo vacuolare Funzioni del vacuolo Distensione cellulare, osmoregolazione e attività litica Funzioni di riserva Il vacuolo come sede di accumulo di composti tossici e metaboliti secondari.. 83 e fonti delle illustrazioni Capitolo 6 I PLASTIDI (G. PASQUA) 6.1 Proplastidi Cloroplasti Cromoplasti Leucoplasti Pigmenti fotosintetici Ciclo di sviluppo dei plastidi Origine evolutiva dei plastidi e fonti delle illustrazioni Capitolo 7 IL NUCLEO (S. COZZOLINO) 7.1 Organizzazione generale del nucleo L involucro nucleare Gli scambi nucleo-citoplasma DNA e cromosomi Le proteine istoniche e non istoniche Il genoma Il sequenziamento del genoma Il DNA ripetitivo e la dimensione del genoma La poliploidia Il ciclo cellulare Il ciclo cellulare mitotico La divisione cellulare: mitosi e meiosi e fonti delle illustrazioni Scheda 7.1: Tecniche per lo studio citologico (S. Mazzuca) Parte Seconda IL LIVELLO TISSUTALE Capitolo 8 I TESSUTI (G. PASQUA E C. FORNI) 8.1 I meristemi primari e secondari Accrescimento e differenziamento delle cellule vegetali Tessuti parenchimatici: clorofilliano, di riserva, acquifero, aerifero Parenchima clorofilliano o fotosintetico Parenchima di riserva Parenchima di trasfusione Parenchima acquifero Parenchima aerifero Parenchima conduttore Tessuti tegumentali Tessuti tegumentali esterni L epidermide e le sue modificazioni Rizoderma Esoderma Tessuti tegumentali primari interni: endoderma Tessuti tegumentali secondari: sughero Tessuti meccanici Collenchima Sclerenchima Sclereidi Fibre Tessuti conduttori Tracheidi e trachee Cellule e tubi cribrosi Fasci conduttori. Xilema e floema Tessuti secretori Tessuti secretori esterni Peli secretori o tricomi ghiandolari Ghiandole del sale e idatòdi Nettàri Tessuti secretori interni Cellule secretici o idioblasti secretori. 145

3 Indice generale XI Canali, o dotti secretori, schizogeni e lisigeni Tasche secretorie Laticiferi e fonti delle illustrazioni Scheda 8.1: Morte cellulare programmata nel differenziamento cellulare e nei processi di sviluppo (G. Pasqua e A. Valletta) Scheda 8.2: Tecniche per lo studio istologico (preparati a fresco e permanenti) (G. Pasqua e A. Valletta) Parte Terza IL LIVELLO DI ORGANO Capitolo 9 IL FUSTO (G. PASQUA) 9.1 Morfologia del fusto Ontogenesi e differenziamento del corpo primario del fusto Cono vegetativo Zona di determinazione o meristema subapicale Origine delle bozze fogliari e dei primordi dei rami Zona di differenziamento Struttura primaria del fusto nelle spermatofite Epidermide Corteccia Cilindro centrale o stele Differenziamento del cambio cribro-legnoso e subero-fellodermico: passaggio alla struttura secondaria Il cambio cribro-legnoso Il cambio subero-fellodermico Xilema secondario Xilema secondario delle gimnosperme Xilema secondario delle angiosperme Cerchie annuali Floema secondario Specializzazioni ed adattamenti del fusto Fusti con funzione di riserva di nutrienti Fusti modificati con funzione di riserva idrica Fusti con funzione di sostegno Fusti con funzione fotosintetica Fusti con funzione di difesa Scheda 9.1: La teoria della stele (C. Forni). 177 Scheda 9.2: Il trasporto di acqua e nutrienti minerali nel sistema vascolare: il meccanismo di coesione-tensione (L. Trainotti) Scheda 9.3: Micropropagazione e caulogenesi in vitro (G. Pasqua e A. Valletta). 180 Capitolo 10 LA FOGLIA (G. PASQUA) 10.1 Origine evolutiva della foglia Fillotassi Morfologia fogliare Anatomia della foglia Epidermide Parenchima clorofilliano Sistema conduttore Genesi e sviluppo delle foglie Abscissione fogliare Particolari tipi di foglie Cotiledoni Foglie delle sclerofille Foglie delle conifere Modificazioni della foglia Cirri Spine fogliari Perule Foglie succulente Foglie con funzione di riserva di nutrienti Foglie delle piante insettivore Scheda 10.1: La fotosintesi (L. Trainotti) Scheda 10.2: Le foglie e l inquinamento: effetti dannosi dell ozono (C. Forni) Capitolo 11 LA RADICE (S. MAZZUCA) 11.1 Organizzazione della radice Organizzazione dell apice radicale Zona di differenziazione Zona di struttura primaria della radice. Formazione delle radici laterali Zona di struttura secondaria. Differenziamento del cambio cribro-legnoso e subero-fellodermico Specializzazioni e adattamenti e fonti delle illustrazioni

4 XII Indice generale Scheda 11.1: Il centro quiescente (S. Mazzuca) Scheda 11.2: Le simbiosi azotofissatrici (O. Maggi e F. Selvi) Scheda 11.3: Radici avventizie e rizogenesi in vitro (S. Mazzuca) Parte Quarta IL LIVELLO DI ORGANISMO Capitolo 12 LA RIPRODUZIONE (E. CAPORALI) 12.1 La riproduzione vegetativa La riproduzione sessuale La gamia I cicli biologici La riproduzione delle angiosperme La propagazione vegetativa La riproduzione sessuale Il fiore La struttura del fiore Gli elementi fertili del fiore: androceo e gineceo Evoluzione degli elementi fiorali Il ciclo vitale delle angiosperme Microsporogenesi e microgametogenesi Macrosporogenesi e macrogametogenesi Impollinazione L incompatibilità Fecondazione e fonti delle illustrazioni Scheda 12.1: Il modello ABC di sviluppo fiorale (E. Caporali) Scheda 12.2: Induzione alla fioritura: trasformazione dell apice vegetativo e meccanismi fisiologici (E. Caporali) Scheda 12.3: Embriogenesi somatica e semi artificiali (A. Spada) Scheda 12.4: Le piante transgeniche (A. Spada) Capitolo 13 IL SEME (A. SPADA) 13.1 Formazione e sviluppo dell embrione e del seme Embriogenesi, organizzazione apice-base, organizzazione radiale Endosperma e sostanze di riserva Modalità di dispersione dei semi Germinazione Condizioni essenziali per la germinazione La germinazione e fonti delle illustrazioni Capitolo 14 IL FRUTTO (G. CASADORO) 14.1 Formazione e maturazione del frutto Classificazione dei frutti I frutti secchi Frutti indeiscenti Frutti deiscenti I frutti carnosi Scheda 14.1: Frutti partenocarpici (G. Casadoro) Parte Quinta LA DIVERSITÀ VEGETALE Capitolo 15 L EVOLUZIONE (F. SELVI E G. ABBATE) 15.1 Cenni storici La speciazione Capitolo 16 CLASSIFICAZIONE, NOMENCLATURA, STUDIO DELLA VARIABILITÀ (F. SELVI, M.A. SIGNORINI E S. COZZOLINO) 16.1 Metodi di classificazione Concetto di specie, ranghi tassonomici e nomenclatura Caratteri con valore tassonomico: morfologia Caratteri di interesse tassonomico di radice, fusto e foglie Caratteri di interesse tassonomico di infiorescenze, fiori, frutti e semi Cariologia Sistematica molecolare e fonti delle illustrazioni Scheda 16.1: Studio tassonomico su un gruppo critico: il genere Rubus L. (G. Abbate)

5 Indice generale XIII Capitolo 17 I CIANOBATTERI (C. PERRONE E G.P. FELICINI) 17.1 Citologia Riproduzione La motilità dei tricomi Le eterocisti La fissazione biologica dell azoto Sistematica Importanza ecologica ed evolutiva Scheda 17.1: Cyanophyceae tossiche (C. Perrone e G.P. Felicini) Capitolo 18 LE ALGHE (C. PERRONE E G.P. FELICINI) 18.1 Citologia Riproduzione Sistematica Archaeplastida (Glaucocystophyta, Rhodophyta, Chloroplastida) Glaucocystophyta Rhodophyta Chloroplastida Chromalveolata (Cryptophyta, Haptophyta, Stramenopili, Alveolata) Cryptophyta Haptophyta Stramenopili Alveolata Excavata Rhizaria e fonti delle illustrazioni Scheda 18.1: Alghe utili e dannose (C. Perrone e G.P. Felicini) Capitolo 19 L EMERSIONE DALL ACQUA E LE BRIOFITE (A. BASILE E M. IBERITE) 19.1 L emersione dall acqua Organizzazione cellulare Caratteri anatomici Organi riproduttori Cicli biologici Le briofite Caratteri generali Caratteri citologici e istologici Caratteri ecologici Aspetti floristici e fitogeografici dell Italia Sistematica e filogenesi Bryophyta Marchantiophyta Anthocerotophyta La riproduzione Adattamenti delle briofite all ambiente terrestre e fonti delle illustrazioni Scheda 19.1: Le briofite come bioindicatori dell inquinamento ambientale (A. Basile) Capitolo 20 LE PIANTE VASCOLARI SENZA SEME: LE PTERIDOFITE (G. ABBATE) 20.1 Introduzione alle piante vascolari Le pteridofite: caratteri generali e riproduzione Sistematica Riniofite Licofite Monilofite Psilotopsida Equisetopsida Polypodiopsida e fonti delle illustrazioni Scheda 20.1: Duttilità di Azolla: da concime verde a pianta disinquinante (C. Forni) Capitolo 21 LE GIMNOSPERME (G. ABBATE) 21.1 Introduzione alle spermatofite Le gimnosperme: caratteri generali e riproduzione Sistematica Cicadee Ginkgo Conifere Cupressaceae Pinaceae Gnetofite e fonti delle illustrazioni Scheda 21.1: Le conifere nel paesaggio vegetale italiano (G. Abbate)

6 XIV Indice generale Capitolo 22 LE ANGIOSPERME (F. SELVI E M.A. SIGNORINI) 22.1 Diversità e cenni sull evoluzione Sistematica Le principali famiglie della flora italiana Eu-dicotiledoni Apiaceae o Umbelliferae Asteraceae o Compositae Betulaceae Boraginaceae Brassicaceae o Cruciferae Caryophyllaceae Ericaceae Fabaceae o Leguminosae Fagaceae Lamiaceae o Labiatae Oleaceae Ranunculaceae Rosaceae Scrophulariaceae sensu lato Solanaceae Monocotiledoni Alliaceae Cyperaceae Iridaceae Liliaceae sensu stricto Orchidaceae Poaceae o Gramineae e fonti delle illustrazioni Scheda 22.1: Il parassitismo nelle angiosperme (O. Maggi, F. Selvi e M.A. Signorini) Scheda 22.2: Le piante carnivore (O. Maggi, F. Selvi e M.A. Signorini) Capitolo 23 I FUNGHI (O. MAGGI) 23.1 Caratteri generali Fattori che influenzano lo sviluppo La cellula fungina La parete cellulare I setti La membrana citoplasmatica Il citoplasma e gli organelli cellulari Dimorfismo Organizzazione del micelio Gli austori Sistematica e modalità di riproduzione Chytridiomycota Zygomycota Ascomycota Basidiomycota Glomeromycota Funghi mitosporici Eterocariosi e ciclo parasessuale Liberazione e dispersione delle spore Dormienza e germinazione delle spore Importanza ecologica dei funghi e nutrizione minerale Processi degradativi Degradazione dell amido Degradazione della cellulosa e delle emicellulose Degradazione della pectina Degradazione delle sostanze azotate Degradazione della lignina Processi di degradazione degli alimenti e patogeni delle piante Altri processi degradativi Interazioni funghi-alghe: i licheni Interazioni funghi-piante: le micorrize Ectomicorrize Endomicorrize delle Ericales Endomicorrize vescicolo-arbuscolari (V.A.M. o V.A. o A.M.) Endomicorrize delle Orchidee Ectoendomicorrize Scheda 23.1: I funghi allucinogeni e tossici (O. Maggi) Scheda 23.2: I lieviti e le fermentazioni (O. Maggi) Scheda 23.3: I funghi e i metalli (O. Maggi) Scheda 23.4: I licheni come monitor della qualità dell aria (O. Maggi) Capitolo 24 IDENTIFICAZIONE DELLE PIANTE VASCOLARI E MUSEI BOTANICI (M.A. SIGNORINI E G. ABBATE) 24.1 Identificare una pianta Diversi sistemi per l identificazione Le chiavi di identificazione Altri tipi di chiavi Erbari Orti e giardini botanici e fonti delle illustrazioni

7 Indice generale XV Capitolo 25 ELEMENTI DI FITOGEOGRAFIA. 529 (A. ACOSTA E G. ABBATE) 25.1 Fattori che influenzano la distribuzione delle piante terrestri Areali e corotipi Le specie esotiche Le forme biologiche I biomi Foresta tropicale pluviale Savana tropicale Deserti subtropicali e temperati Bioma mediterraneo Foresta temperata Praterie temperate Foreste boreali Tundra La flora vascolare italiana Scheda 25.1: Le specie esotiche (A. Acosta) Scheda 25.2: Le fonti di dati sulla flora vascolare italiana (G. Abbate) Capitolo 26 LA BIODIVERSITÀ (E. GIOVI) 26.1 Conoscere la biodiversità Il concetto di biodiversità Metodi per la valutazione della biodiversità Conservazione in situ ed ex situ Stato della biodiversità e piante a rischio di estinzione in Italia Il sistema delle Liste Rosse IUCN Le piante a rischio di estinzione in Italia Convenzioni, accordi e leggi per la conservazione della biodiversità Le attività dell Unione Europea Le aree protette in Italia Hotspots di biodiversità e fonti delle illustrazioni Scheda 26.1: Analisi del valore conservazionistico del territorio attraverso dati floristici (G. Abbate e E. Giovi) Scheda 26.2: Una specie fungina a rischio di estinzione in Italia (O. Maggi) Capitolo 27 LE PIANTE DI INTERESSE ECONOMICO (C. FORNI E S. MAZZUCA) 27.1 Piante alimentari Le piante nella nutrizione umana Piante come produttori di molecole bioattive Le principali molecole bioattive e il loro uso in campo farmaceutico Le piante come depuratori dell ambiente L inquinamento ambientale Il fitorisanamento e la fitodepurazione Le piante come produttori di allergeni. 577 e fonti delle illustrazioni Indice analitico