Libro 1

Certo, ecco degli appunti di studio dettagliati per lo studente:

Introduzione alla Botanica

• La botanica è la scienza che studia gli organismi vegetali e fa parte della biologia.
• Il termine deriva dal greco "botáné," che significa erba.
• Utilizza il metodo scientifico: osservazione, ipotesi, verifica, modello.

Sviluppo Storico

• L'interesse per le piante nasce dall'uso per cibo, riparo, medicina e tessuti.
• Aristotele pone le basi, ma Teofrasto è considerato il padre della botanica.
• Il Rinascimento vede lo sviluppo del metodo sperimentale.
• Luca Ghini introduce gli erbari di piante essiccate, sostituendo i disegni fantastici.
• Carlo Linneo sistema la nomenclatura binomiale e individua i caratteri diagnostici nelle piante.

Discipline Botaniche

• Le specializzazioni includono:
• Morfologia: forma e struttura.
• Anatomia: tessuti e organi.
• Citologia: compartimenti cellulari.
• Sistematica: classificazione ed evoluzione.
• Fisiologia: funzioni.
• Fitogeografia: distribuzione delle piante.
• Paleobotanica: piante fossili.
• Palinologia: pollini e spore.
• Ecologia: relazioni piante-ambiente.
• Patologia: malattie delle piante.
• Botanica Economica: importanza economica.
• Biotecnologia vegetale: miglioramento genetico.

Piante e animali

• Gli organismi vegetali sono autotrofi; producono il loro cibo tramite la fotosintesi clorofilliana, utilizzando anidride carbonica, acqua, energia solare e sali minerali.
• La fotosintesi rilascia ossigeno, essenziale anche per gli animali eterotrofi. Alcune caratteristiche distintive delle piante sono:
• Parete cellulare rigida, composta da cellulosa.
• Assenza di mobilità e sistema nervoso.
• Crescita continua con moduli.
• Meristemi per nuova formazione di organi.
• La micologia è lo studio dei funghi sebbene siano inclusi tradizionalmente nello studio della botanica.

Origine ed Evoluzione

• La Terra si è formata circa 4.5 miliardi di anni fa.
• Le prime forme di vita erano unicellulari procarioti.
• I cianobatteri, i primi autotrofi, hanno formato stromatoliti.
• Gli eucarioti pluricellulari compaiono circa 600 milioni di anni fa.
• Gli eventi geologici e climatici, come ere glaciali e collisioni meteoritiche, hanno influenzato l'evoluzione.
• La classificazione tradizionale include tre Domini: Archaea, Bacteria ed Eukaria; quest'ultimo suddiviso in protisti, piante, funghi ed animali.
• Ruggiero nel 2015 ha riclassificato tutto in Prokaryota (Archaea e Bacteria) ed Eukaryota (Animalia, Fungi, Plantae, Protozoa e Chromista).

Il Livello Cellulare

• La cellula è l'unità base degli organismi viventi, siano essi unicellulari o pluricellulari.
• La teoria cellulare afferma che tutti gli organismi sono composti da cellule.
• Rudolf Virchow: "Omnis cellula e cellula" (ogni cellula deriva da un'altra cellula).
• Le cellule possono essere procariotiche (semplici) o eucariotiche (con organelli). Le cellule vegetali sono sempre eucariotiche.
• Le cellule vegetali presentano organelli specifici come la parete cellulare e i plastidi.

Componenti Cellulari

• Protoplasto: cellula senza la parete.
• Citosol: porzione liquida del citoplasma.
• Citoplasma: citosol e organelli, tranne nucleo e vacuoli.
• Gli organelli includono mitocondri, plastidi, reticolo endoplasmatico (RE), apparato di Golgi, vacuoli e ribosomi.

Membrana cellulare

• Costituita da lipidi (fosfolipidi, glicolipidi, steroli) e proteine.
• I lipidi formano un doppio strato, creando un ambiente idrofobico.
• Le proteine possono essere intrinseche o periferiche, con funzioni di trasporto e comunicazione.
• Modello del mosaico fluido: la membrana è dinamica, con lipidi e proteine in movimento. Specificità delle membrane:
• Le proteine di trasporto (canali, carriers, pompe) sono specifiche per determinati soluti.

Proprietà generali:

• Permeabilità selettiva all'acqua (grazie alle acquaporine) e ad altre sostanze.
• Asimmetria nella composizione lipidica e proteica.

Parete cellulare

• Presente in tutte le cellule vegetali.
• Funzioni: sostegno, protezione, forma, comunicazione e regolazione del trasporto.
• È composta principalmente da:
  • Cellulosa: polimero del glucosio.
  • Emicellulosa.
  • Pectine.
  • Proteine strutturali.
• La lignina è presente nelle pareti secondarie, conferendo rigidità.

Struttura e biogenesi:

• I componenti vengono sintetizzati nel RE e nel Golgi e poi trasportati alla parete.
• I polimeri di parete si assemblano tramite enzimi e meccanismi spontanei.
• La lamella mediana è lo strato più esterno, seguito dalla parete primaria e, infine, dalla parete secondaria.

Crescita della parete:

• Avviene per distensione, con scivolamento dei polimeri e apposizione di nuovo materiale. La direzione di crescita è determinata dall'orientamento delle microfibrille di cellulosa, influenzate dai microtubuli. Trasporto apoplastico e simplastico:
• Le cellule comunicano tramite plasmodesmi (simplasto) o attraverso le pareti (apoplasto).

Citoscheletro

• Funzioni: sostegno, movimento, organizzazione spaziale.
• Componenti:
  • Microtubuli: costituiti da tubulina.
  • Filamenti di actina: costituiti da actina.
  • Filamenti intermedi: funzione strutturale. Dinamica e proteine motrici:
  • I filamenti si assemblano e disassemblano continuamente.
  • Le proteine motrici (chinesine, dineine, miosine) usano ATP per muoversi lungo i filamenti, trasportando organelli e vescicole. Nel ciclo cellulare:
  • Il citoscheletro è coinvolto nella divisione cellulare: fuso mitotico, fragmoplasto.
  • Nella morfogenesi: controlla la polarità, l'espansione e il differenziamento cellulare.

Vacuolo

• Funzioni: deposito, riserva, omeostasi, attività litica, detossificazione.
• È circondato dal tonoplasto.
• Il succo vacuolare contiene acqua, ioni, metaboliti secondari, proteine e cristalli.
• Biogenesi: i vacuoli si formano dal RE e dall'apparato di Golgi.
• Funzioni principali:
  • Distensione cellulare e turgore.
  • Osmoregolazione.
  • Accumulo di sostanze tossiche e pigmenti.
  • Attività litica (degradazione e riciclo di componenti cellulari).

Plastidi

• Organelli tipici vegetali con diverse funzioni: fotosintesi, sintesi di amido, accumulo di pigmenti.
• Tipi: cloroplasti (verdi, fotosintesi), cromoplasti (colorati, accumulo di pigmenti), leucoplasti (incolori, deposito di amido). Struttura:
  • Doppia membrana.
  • Stroma.
  • Tilacoidi (nei cloroplasti). Ciclo vitale:
• Derivano da proplastidi.
• Possono trasformarsi l'uno nell'altro.

Spero che questi appunti siano d'aiuto per lo studente!