TRASPORTO DI SOSTANZE NELLE PIANTE

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1 TRASPORTO DI SOSTANZE NELLE PIANTE L acqua viaggia dal terreno all atmosfera e circola all interno della pianta trasportando con sé importanti soluti

2 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. Attraverso gli stomi avviene la traspirazione cioè la perdita della maggior quantità di acqua Effetti della traspirazione: 1) trasporto di acqua attraverso xilema; 2) raffreddamento della pianta; 3) assorbimento di sali nelle radici 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

3 STOMI pori presenti sull epidermide delle foglie Una coppia di cellule epidermiche specializzate dette cellule di guardia controlla l apertura e la chiusura di ogni STOMA Gli stomi permettono un compromesso tra la ritenzione di acqua e l assunzione di CO 2 L apertura e la chiusura degli stomi sono regolate dal controllo della concentrazione di K + nelle cellule di guardia

4 Lo spostamento di acqua attraverso le membrane biologiche avviene per OSMOSI Il termine osmosi indica la diffusione del solvente attraverso una membrana semipermeabile dal compartimento a concentrazione minore di soluto verso il compartimento a concentrazione maggiore di soluto, quindi secondo il gradiente di concentrazione L osmosi è un processo passivo, non richiede alcun tipo di energia

5 Acquaporine Sono proteine canale di membrana attraverso cui l acqua può spostarsi senza interagire con l ambiente idrofobico del doppio strato fosfolipidico della membrana Gli ioni minerali, che portano cariche elettriche, non possono spostarsi attraverso una membrana se non vengono aiutati da proteine di trasporto Processo passivo (quando la concentrazione degli ioni nel terreno è maggiore di quella degli ioni nella pianta) Processo attivo (quando l assunzione degli ioni avviene contro gradiente di concentrazione e di carica)

6 L acqua e le sostanze minerali passano dal suolo allo xilema attraverso l apoplasto e il simplasto Apoplasto: insieme delle pareti cellulari e degli spazi intercellulari Simplasto: l insieme del citoplasma delle cellule connesse tra di loro dai plasmodesmi L acqua e gli ioni minerali possono passare attraverso la via apoplastica o simplastica. L acqua e gli ioni a livello dell endoderma devono lasciare la via apoplastica (Bande del Caspary) per prendere quella simplastica. Le proteine di trasporto di membrana determinano quali ioni passano nell apoplasto della stele, questo gradiente elettrochimico determina il passaggio di acqua per osmosi Linfa xilematica

7 Il meccanismo della TRASPIRAZIONE - COESIONE TENSIONE La concentrazione del vapor d acqua QUESTO MECCANISMO DELLA TRASPIRAZIONE-COESIONE-TENSIONE NON RICHIEDE ENERGIA DA PARTE DELLA PIANTA E GLI IONI MINERALI CONTENUTI NELLA LINFA XILEMATICA DALLE RADICI ARRIVANO FINO ALLE FOGLIE nell atmosfera è minore che nella foglia Traspirazione dell acqua dagli stomi La tensione solleva l acqua dalle venature fino all apoplasto delle cellule del mesofillo La tensione tira l acqua verso l alto nello xilema delle radici e del fusto Le molecole d acqua formano una colonna coesiva dalle radici alle foglie L acqua passa dal terreno alle radici per osmosi e sempre per osmosi allo xilema

8 Traslocazione: movimento dei carboidrati e di altri soluti attraverso il floema Le sostanze nel floema sono traslocate dalla sorgente o source (foglia o radice tuberizzata) dove sono prodotte ai pozzi o sink (radice, fiore, frutto, tubero) dove vengono utilizzate per crescita e immagazzinamento La traslocazione nel floema può avvenire in entrambe le direzioni rispetto al fusto sebbene in un singolo tubo cribroso proceda sempre in una sola direzione La traslocazione richiede energia

9 Le piante sono organismi AUTOTROFI sono in grado di sintetizzare da soli i propri composti organici Le piante possono produrre tutte le molecole organiche di cui hanno bisogno a partire da CO 2, acqua e varie sostanze minerali Luce solare + 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O2

10 Le sostanze nutritive minerali sono ottenute dalla soluzione del terreno 1 gr per kg di materia secca 100 mg per kg di materia secca

11 Lo sviluppo di una pianta, la serie di modificazioni che progressivamente si verificano nel corso della sua vita (la dormienza e la germinazione del seme, la crescita della pianticella, la fioritura, la senescenza e la morte), viene regolato attraverso meccanismi complessi i segnali ambientali i recettori che permettono ad una pianta di percepire i segnali ambientali (fotorecettori) gli ormoni : segnali chimici che mediano gli effetti dei segnali ambientali il genoma della pianta, che codifica gli enzimi che catalizzano le reazioni biochimiche coinvolte nello sviluppo

12 ORMONI DELLA CRESCITA VEGETALE: sono composti regolatori che agiscono a concentrazioni molto basse a livello di siti che spesso sono distanti dai loro luoghi di produzione