Piante: Istologia e anatomia

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1 Piante: Istologia e anatomia

2 Il corpo della pianta è costituito da tre organi fondamentali: il fusto, la foglia e la radice. Questi organi sono prodotti in maniera ripetitiva dai meristemi apicali, cellule in continua divisione che si trovano all apice del fusto e all apice della radice. I meristemi apicali si formano nell embrione e persistono per tutta la vita della pianta. Tutte le parti della pianta derivanti dai meristemi apicali costituiscono il corpo primario della pianta.

3 La parti mature del corpo della pianta sono costituite da tre tipi fondamentali di tessuti : Tessuti tegumentali Tessuti fondamentali Tessuti vascolari Nell esposizione che segue sono descritti i principali tessuti del corpo primario.

4 Il tessuto tegumentale del corpo primario della pianta è l epidermide. L epidermide consiste di cellule strettamente affiancate, disposte in uno più strati a rivestire il corpo della pianta. Le pareti esterne delle cellule epidermiche che rivestono le parti aeree della pianta sono rese impermeabili da cutina e cere. Inoltre sono presenti aperture, dette stomi, delimitate da cellule epidermiche specializzate. stoma Sezione trasversa di foglia di Iris

5 Cuticola: cutina + cere

6 Gli stomi permettono alla pianta di effettuare gli scambi gassosi controllando allo stesso tempo la perdita d acqua per traspirazione. Diversamente dalle normali cellule epidermiche, le cellule di guardia degli stomi posseggono cloroplasti. Esse inoltre sono fra le poche cellule del corpo della pianta ad essere prive di plasmodesmi.

7 Il meccanismo di apertura/chiusura degli stomi è basato su variazioni del turgore delle cellule di guardia. Al di sotto dello stoma si trova una camera che comunica con gli spazi intercellulari pieni di gas presenti nel parenchima sottostante.

8 stomi Depositi di cera

9 L epidermide delle parti aeree può formare tricomi (peli) dalla morfologia variabile, con funzione protettiva (luce, erbivori)

10 Le cellule epidermiche della radice hanno pareti sottili e molto permeabili. Alcune di esse formano lunghe estroflessioni verso l esterno, i peli radicali, che aumentano molto la superficie assorbente.

11 I tessuti fondamentali costituiscono la maggior parte del corpo della pianta e comprendono vari tipi di parenchima, il collenchima e lo sclerenchima. Quello mostrato qui è il parenchima fotosintetico di una foglia, rivestito su entrambi i lati dall epidermide.

12 Un altro tipo di parenchima sono i parenchimi di riserva: parenchima amilifero, acquifero, oleifero etc, A B C A) tubero di patata (amido); B) seme di ricino (olio); C) picciuolo di ninfea (aria)

13 Collenchima e sclerenchima sono tessuti fondamentali con funzioni di sostegno, costituiti da cellule con parete secondaria ispessita e in certi casi lignificata. Il collenchima è costituito da cellule vive, con parete secondaria non lignificata e localmente ispessita. E resistente e flessibile. Presente soprattutto nei picciuoli delle foglie e nei fusti erbacei.

14 Sclerenchima: cellule morte a maturità, parete secondaria di solito lignificata. Si distinguono le fibre (di forma allungata) e le sclereidi (tondeggianti o ramificate C A B A, B: fasci di fibre sclerenchimatiche in picciuolo di pero (rosso e verde) C: fibre sclerenchimatiche in foglie di Yucca

15 I fasci di fibre sclerenchimatiche di alcune piante hanno importanti usi industriali canapa lino Fibre di cocco

16 Tessuti vascolari I tessuti vascolari percorrono tutto il corpo maturo della pianta, trasportando acqua e soluti per flusso di massa. Essi sono distinti in xilema e floema. Sia lo xilema che il floema sono tessuti misti, costituiti da cellule vascolari vere e proprie e da cellule parenchimatiche a queste associate. floema xilema

17 Xilema Le cellule vascolari dello xilema dette vasi xilematici, sono morte a maturità. Prima di morire, esse depongono una parete secondaria lignificata, che lascia però scoperte aree più o meno ampie di parete primaria. (a) vaso xilematico in cui la parete secondaria lignificata forma una sottile banda spiralata. (b) vaso xilematico in cui le aree di parete primaria libera sono ridotte a numerose piccole punteggiature a b

18 Le aree di parete primaria non lignificata e non ricoperta da parete secondaria sono le uniche aree di parete permeabili all acqua e ai soluti. Un particolare tipo di punteggiatua è la punteggiatura areolata, comune nello xilema delle conifere.

19 Floema Le cellule vascolari del floema sono vive, ma nel corso del differenziamento perdono il nucleo e la maggior parte degli organelli citoplasmatici. Esse dipendono da cellule, dette nelle angiosperme cellule compagne, per la produzione di ATP e numerose altre funzioni. Altra caratteristica distintiva dei vasi floematici sono le pareti trasversali crivellate da pori (detti placche cribrose).

20 Ghiandole secretrici Molto comuni nelle piante sono cellule o tessuti ghiandolari con varia localizzazione. Di solito derivano dall epidermide o da parenchimi. Il loro secreto viene conservato nelle cellule stesse o in cavità extracellulari nel corpo della pianta, oppure emesso all esterno. Esempi sono i peli ghiandolari associati all epidermide, i canali resiniferi, i tubi laticiferi, o le tasche secretorie degli agrumi, i nettari dei fiori. Tasche secretorie di frutto di limone Canale resinifero di Pinus

21 Superficie foglia di salvia

22 ANATOMIA DELLE PIANTE

23 Come già detto, il corpo della pianta è costituito da tre tipi di organi, fusto, foglia e radice, che sono prodotti in maniera ripetitiva dai meristemi apicali. A ciascuna foglia è associata una gemma ascellare, piccolo germoglio in miniatura che può generare un ramo laterale.

24 Il fusto sostiene le foglie, esponendole alla luce e all aria. Il fusto è suddiviso in nodi ed internodi. Le foglie sono connesse al fusto a livello dei nodi. L insieme di fusto e foglie viene detto germoglio.

25 Il fusto primario è rivestito da epidermide con cutinicola e stomi. L interno consiste di un cilindro corticale (corteccia) e un cilindro centrale (stele), di solito non chiaramente separati. La corteccia consiste di vari tipi di tessuti fondamentali (clorenchima, collenchima, sclerenchima). La stele è costituita da parenchima di riserva (midollo) e un numero variabile di fasci vascolari. Ciascun fascio consiste di xilema verso l interno e floema verso l esterno. floema xilema

26 La foglia è l organo specializzato nella fotosintesi. Essa è tipicamente costituita da una lamina, o lembo, e un picciolo. Facendo riferimento al fusto, si distingue un lato abassiale (distale) e uno adassiale (prossimale). Alla base del picciolo possono trovarsi due espansioni laminari, dette stipole. Il picciolo contiene il tessuto vascolare che dal fusto passa nella foglia. Nella lamina i fasci vascolari si suddividono nelle nervature.

27 Faccia adassiale o ventrale della foglia Faccia abassiale o dorsale della foglia

28 Istologia della foglia La foglia è rivestita da un epidermide cutinizzata e provvista di stomi. Il tessuto interno, detto mesofillo, comprende il parenchima fotosintetico (clorenchima) e i fasci vascolari. Nelle foglie non orientate in modo specifico rispetto alla luce solare, il clorenchima ha struttura omogenea (foglie isofacciali). Foglia isofacciale di Eucaliptus

29 Nelle foglie con assetto polarizzato rispetto alla luce, il tessuto sul lato adassiale (rivolto verso l alto) consiste di cellule allungate e ha spazi intercellulari più piccoli (parenchima a palizzata), mentre quello sul lato abassiale è fatto di cellule più grandi e tondeggianti e presenta spazi intercellulari più ampi (parenchima spugnoso).

30 I tessuti vascolari presenti nelle piccole nervature terminali sono in stretto contatto con le cellule del clorenchima

31 Gli spazi intercellulari pieni di gas presenti nel clorenchima della foglia e del fusto) amplificano la superficie di contatto fra le cellule fotosintetiche e l aria, migliorando l efficienza della fotosintesi

32 La radice, la metà nascosta

33 La radice: ancoraggio e assorbimento Apparato radicale fascicolato e a fittone

34 Radici a fittone (Nicotiana, Raphanus), Radici fascicolate (Allium, Zea)

35 L apice della radice è protetto dalla cuffia radicale o caliptra. Al di sopra dell apice c è la zona di differenziamento. Sopra questa vi è la zona matura, rivestita dai peli radicali. Più sopra ancora i peli sono morti. La zona attiva nell assorbimento è quella pilifera Zona pilifera Zona di differenziamento cuffia

36 Come il fusto, la radice consiste di epidermide, corteccia e stele. Lo strato più interno del parenchima corticale, detto endodermide, separa chiaramente la stele dalla corteccia.lo strato cellulare più esterno della stele è detto periciclo. endodermide periciclo radice pentarca di dicotiledone arca xilematica arca floematica

37 Nelle monocotiledoni le arche xilematiche e floematiche sono più numerose e al centro del fascio xilematico è di solito presente un midollo Endodermide (strato più interno del parenchima corticale Periciclo (strato cellulare più esterno della stele)

38 La banda di Caspary nelle cellule endodermiche separa l apoplasto corticale dall apoplasto della stele. Per passare nel tessuto vascolare della stele ed essere trasportati nella parte superiore della pianta, i materiali devono poter entrare nel simplasto, cioè attraversare una membrana cellulare.

39 Radici contenenti funghi simbionti: le micorrize Le micorrize migliorano la capacità della radice di assorbire gli ioni minerali