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CRESCITA CELLULARE CELLULE MERISTEMATICHE

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Academic year: 2022

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CRESCITA CELLULARE

CELLULE MERISTEMATICHE

Si trovano all’apice dei fusti e delle radici, cioè nelle zone più giovani e tenere di questi organi.

La loro principale attività è la divisione per cui fanno crescere l’organismo di cui fanno parte.

Sono piccole (20 µm) rispetto alle altre adulte (50 µm).

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CRESCITA CELLULARE

CELLULE MERISTEMATICHE

In queste cellule sono poco sviluppati i caratteri distintivi di una cellula vegetale:

- parete: molto sottile

- vacuoli: poco visibili al microscopio elettronico

- plastidi: presenti come protoplasti non differenziati

È ben visibile solo il nucleo che è particolarmente grosso.

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CRESCITA CELLULARE

CELLULE MERISTEMATICHE

Le cellule di un tessuto meristematico appaiono al microscopio ottico di forma quadrata o poligonale con dentro una pallina (il nucleo) o un groviglio di vermetti colorati (i cromosomi di una cellula in divisione).

Il citoplasma è ricco di ribosomi.

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CRESCITA CELLULARE

CELLULE MERISTEMATICHE

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Le cellule meristematiche si accrescono per divisione cellulare.

Dopo la mitosi la cellula è divisa in 2 cellule figlie che poi diventano grandi quanto una cellula madre e ciascuna di esse si ridivide: questo processo di accrescimento si chiama accrescimento per divisione.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Si distinguono due fasi:

1) Divisione vera e propria → aumenta il numero di cellule e non la massa di materia vivente

2) Accrescimento embrionale → aumenta la massa di materia vivente e non il numero di cellule

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Nella fase di accrescimento embrionale la cellula raddoppia la sua massa senza variare in nessun altro carattere.

C’è un’intensissima attività di sintesi di molte sostanze che costituiscono una cellula (metaboliti primari:

proteine, acidi nucleici, lipidi, polisaccaridi) ma la sintesi più importante è quella del DNA.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Tra una mitosi e l’altra il DNA viene duplicato.

Può accadere che dopo la duplicazione non si ha divisione cellulare.

Se questo processo si ripete più volte, alla fine la cellula ha una quantità di DNA che è un multiplo intero della quantità normale: si hanno cellule poliploidi.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Il ciclo vitale di una cellula meristematica consiste nel dividersi-crescere-ridividersi-ricrescere… così come avviene per un batterio.

Sono diverse però le frequenze delle divisioni, infatti nella cellula vegetale l’accrescimento è più lento.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Le cellule meristematiche si dividono ma il loro numero resta più o meno costante nel tempo: questo avviene perché due cellule meristematiche derivate dalla stessa cellula madre si sviluppano seguendo due vie diverse:

– una resta meristematica – l’altra diventa adulta

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Il passaggio da una cellula meristematica ad una cellula adulta comporta 4 avvenimenti principali:

• aumento delle dimensioni

• accentuarsi di parete, plastidi, vacuoli

• specializzarsi per una determinata funzione

• perdita della capacità di dividersi

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

L’accrescimento cellulare nel passaggio a cellula adulta si chiama accrescimento per distensione o distensione cellulare:

• implica sempre la vacuolizzazione

• l’aumento delle dimensioni cellulari è molto superiore a quello che si ha nell’accrescimento embrionale

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

• il citoplasma aumenta di volume ma gran parte dello spazio interno è riempito da 1 o più vacuoli

• l’accrescimento è intenso e molto rapido

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

• la cellula in crescita per distensione non solo aumenta di dimensioni ma cambia aspetto: sono più sviluppati parete, vacuoli, e spesso anche i plastidi rispetto ad altri componenti cellulari

• si ha una forte introduzione di acqua nella cellula per l’espansione dei vacuoli.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Bisogna però ricordare che sia la divisione che la distensione collaborano all’accrescimento della pianta intera, ma con funzioni diverse.

L’accrescimento per divisione produce continuamente nuove cellule che poi potranno distendersi.

L’accrescimento per distensione non potrebbe continuare a lungo se non fosse sostenuto dall’accrescimento per divisione.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Non sempre l’accrescimento cellulare avviene allo stesso modo in tutte le direzioni.

In genere, le cellule si allungano in una sola direzione in modo da assumere una forma cilindrica (es. fibre ed elementi conduttori).

Le cellule meristematiche hanno una forma poliedrica quindi sono tutte a stretto contatto tra loro.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Distendendosi si arrotondano e si allontanano l’una dall’altra: si formano spazi tra una cellula e l’altra, pieni di aria principalmente e non di acqua.

Si formano così gli spazi intercellulari.

Essi costituiscono un sistema di spazi pieni d’aria molto importante perché permette rapidi scambi di gas anche alle cellule più lontane dalla superficie esterna.

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CRESCITA CELLULARE

MOLTIPLICAZIONE E INGRANDIMENTO CELLULARE

Se questi spazi fossero pieni d’acqua e non di aria o non ci fossero affatto, la diffusione di O2 e CO2 negli organi vegetali sarebbe decine di migliaia di volte più lenta.

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

Alla base della crescita della parete c’è un indebolimento della sua struttura dovuto ad enzimi.

Una volta indebolita la parete si può estendere: la forza necessaria a questa trasformazione è data dal turgore.

L’estensione della parete è strettamente legata alla vacuolizzazione.

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

Quando la parete viene indebolita, si ha lo spostamento dallo stato di equilibrio (in cui il potere osmotico del vacuolo è esattamente bilanciato dalla reazione elastica della parete → turgore).

Si ha riduzione della reazione elastica e quindi si ha ingresso di acqua nella cellula.

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

L’ingresso di acqua fa aumentare il volume cellulare e la reazione elastica della parete finché si raggiunge un nuovo equilibrio in cui la parete avrà aumentato la sua superficie e il vacuolo il suo volume.

Durante questo processo si ha riduzione del potere osmotico della cellula per diluizione dei soluti cellulari.

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

Per far continuare la distensione si deve ripristinare la concentrazione dei soluti.

Quindi, la distensione cellulare è un processo ciclico consistente di 3 fasi:

1)indebolimento della parete 2)entrata d’acqua

3)ripristino della concentrazione iniziale dei soluti

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

In una cellula turgida che non cresce si ha deformazione elastica reversibile della parete : se il turgore viene meno la parete riacquista la superficie iniziale.

In una cellula turgida che cresce si ha una deformazione plastica irreversibile della parete.

Il turgore è assolutamente indispensabile per la distensione.

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CRESCITA CELLULARE

IL MECCANISMO DELLA CRESCITA PER DISTENSIONE

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CRESCITA CELLULARE

IL CONTROLLO DELL’ACCRESCIMENTO CELLULARE

L’accrescimento cellulare per divisione e per distensione è influenzato da:

• fattori interni

• fattori esterni

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CRESCITA CELLULARE

IL CONTROLLO DELL’ACCRESCIMENTO CELLULARE

FATTORI INTERNI

• Dipendenti dall’organismo

• Sono importanti gli ormoni, con azione stimolante, inibente o nulla a seconda del tessuto

• L’auxina stimola la distensione favorendo la plasticizzazione della parete.

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CRESCITA CELLULARE

IL CONTROLLO DELL’ACCRESCIMENTO CELLULARE

FATTORI ESTERNI

• Dovuti all’ambiente

• Disponibilità di acqua: se l’H2O scarseggia si blocca la distensione

• Temperatura

• Luce: inibisce la distensione del fusto

favorisce la distensione delle foglie

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CRESCITA CELLULARE

LA DIFFERENZIAZIONE

Indica il diversificarsi delle cellule seguendo vie di sviluppo diverse.

Dalle cellule meristematiche si sviluppano tanti tipi di cellule adulte a cui corrispondono tante funzioni diverse.

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CRESCITA CELLULARE

LA DIFFERENZIAZIONE

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CRESCITA CELLULARE

LA DIFFERENZIAZIONE

A seconda della funzione che la cellula adulta dovrà svolgere (fotosintesi, sostegno) si sviluppa di più una certa parte della pianta (cloroplasti, parete).

Spesso la differenziazione implica la morte della cellula.

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CRESCITA CELLULARE

LA DIFFERENZIAZIONE

In questo caso, l’unica parte della cellula che si conserva è la parete: per questo motivo la funzione delle cellule che muoiono dopo la differenziazione è legata alla parete.

Un es. di queste cellule sono i vasi del legno simili a tubi vuoti in cui scorre l’acqua assorbita dal terreno.

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