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Elementi di Biologia Vegetale e Sistemi Biologici - Coggle Diagram
Elementi di Biologia Vegetale e Sistemi Biologici
Peculiarità della Cellula Vegetale
La cellula vegetale presenta strutture specializzate necessarie per sostenere la pressione meccanica, la regolazione osmotica e l'autotrofia
Parete Cellulare: Matrice extracellulare rigida all'esterno della membrana plasmatica:
Lamella Media: Lo strato più esterno ricco di pettine, che cementa le cellule adiacenti.
Parete Primaria: Flessibile, formata da microfibrille di cellulosa immerse in una matrice di emicellulosa e pectine. Permette l'espansione cellulare durante la crescita.
Parete Secondaria: Deposta internamente alla parete primaria in cellule mature (es. xilema); rigida e spessa, spesso impregnata di lignina o suberina per il sostegno e l'impermeabilizzazione.
Plasmodesmi: Canali citoplasmatici rivestiti di membrana che attraversano le pareti cellulari, consentendo il trasporto di soluti e la comunicazione diretta (via simplastica)
Vacuolo Centrale: Organello delimitato da una membrana detta tonoplasto.
Occupa fino al 90% del volume cellulare.
Accumula acqua, ioni, metaboli secondari (pigmenti come antociani, molecole di difesa) e scarti.
Genera la pressione di turgore, essenziale per la rigidità tissutale dei fusti erbacei e per l'accrescimento cellulare
Plastidi: Famiglia di organelli delimitati da doppia membrana derivati da proplastidi:
Cloroplasti: Sede della fotosintesi (ricchi di clorofilla).
Amiloplasti: Plastidi non fotosintetici specializzati nella riserva di amido (es. radici e tuberi).
Cromoplasti: Sintetizzano e accumulano carotenoidi (dando colore a fiori e frutti).
Divisione Cellulare Vegetale (Citochinesi)
A causa della parete rigida, le cellule vegetali non possono dividersi per strozzatura dell'anello di actina/miosina come le cellule animali
Formazione del Fragmoplasto: Alla fine della telofase, si assembla una struttura complessa costituita da microtubuli polari residui, filamenti di actina e vescicole secretorie.
Traffico Vescicolare: Vescicole staccatesi dall'apparato di Golgi, cariche di pectine e polisaccaridi precusori della parete, vengono trasportate lungo i microtubuli del fragmoplasto verso il centro del piano di divisione.
Fusione e Piastra Cellulare: Le vescicole si fondono procedendo in senso centrifugo (dal centro verso le pareti laterali preesistenti). La fusione delle vescicole origina la nuova piastra cellulare e rigenera le membrane plasmatiche delle due cellule figlie.
Fotosintesi Cloroplastica e Fissazione del Carbonio
La fotosintesi converte l'energia solare in energia chimica
Meccanismi di Adattamento:
Piante C3: Fissano il carbonio direttamente via RuBisCO. In condizioni calde e secche soffrono di fotorespirazione (la RuBisCO lega O2 invece di CO2, sprecando energia).
Piante C4 (es. mais): Separazione spaziale. La CO2 viene precatturata nelle cellule del mesofillo sotto forma di acido dicarbossilico a 4 carboni dalla PEP-carbossilasi e rilasciata nelle cellule della guaina del fascio, dove la RuBisCO opera a elevate concentrazioni di CO2.
Piante CAM (es. piante grasse): Separazione temporale. Gli stomi si aprono solo di notte per fissare la CO2 sotto forma di malato nel vacuolo; di giorno gli stomi si chiudono per evitare la traspirazione e il malato rilascia CO2 per il ciclo di Calvin solare.
Evoluzione e Biodiversità
L'evoluzione spiega l'origine e la diversificazione della vita attraverso mutazioni, selezione naturale ed eventi storici su scala geologica
Selezione Naturale e Teoria Sintetica
Selezione Naturale (Darwin/Wallace): Gli individui di una popolazione presentano tratti ereditabili variabili. Coloro che possiedono variazioni vantaggiose per un determinato ambiente hanno un successo riproduttivo maggiore (fitness), trasmettendo tali tratti alla prole.
Teoria Sintetica dell'Evoluzione (Neodarwinismo): Integra la selezione naturale darwiniana con la genetica mendeliana e la biologia molecolare.
La popolazione (e non il singolo individuo) è l'unità base dell'evoluzione.
Le sorgenti primarie di variabilità sono le mutazioni geniche imprevedibili e la ricombinazione meiotica.
Deriva Genetica: Cambiamento casuale delle frequenze alleliche in piccole popolazioni (es. effetto fondatoreo collo di bottiglia), indipendente dalla selezione