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LAB2GO Scienza

Citologia vegetale

Parete cellulare, vacuolo, plastidi

La cellula vegetale è caratterizzata dalla presenza di una parete cellulare, di vacuoli e di plastidi.

  • Osservazione parete cellulare:
  1. sezionare una cipolla rossa con l'ausilio di una lametta
  2. preparare un vetrino collocando la sezione ottenuta su una goccia d'acqua e coprire con il vetrino coprioggetto
  3. osservazione al microscopio ottico dei risultati:

La parete cellulare di una cellula vegetale si divide in tre strati: lamella mediana, parete primaria e, solo in alcuni tessuti la parete secondaria. La lamella mediana e' la porzione più esterna della parete ed è in comune fra due cellule contigue. Questa e' composta da sostanze pectiche, mentre non presenta cellulosa. La parete primaria si forma all'interno della lamella mediana e si divide in fase fibrillare, coposta da fibre di cellulosa, e fase matriciale composta invece da acqua (70% del peso fresco), emicellulose, pectine e proteine. La parete secondaria si forma a sua volta all'interno della parete primaria,ed ha una percentuale di fibrille di cellulosa maggiore rispetto alla matrice; generalmente e' formata da tre strati ed e' spesso impregnata di sostanze idrofobiche, per lo piu' lignina e suberina.

  • Osservazione vacuolo:
  1. con l'aiuto di una lametta, tagliare una sezione di cipolla rossa e un'altra di cipolla bianca
  2. posizionare la sezione di cipolla bianca in una navicella contenente rosso rutenio per 2-3 minuti, poi trasferirla in un'altra navicella contenente acqua per 30 secondi, al fine di rimuovere il colorante in eccesso
  3. montare su un vetrino le due sezioni di cipolla su due gocce d'acqua separate, poi chiudere il preparato con vetrino coprioggetto
  4. osservare i risultati al microscopio ottico:

Dall'osservazione del campione di cipolla rossa e' chiaramente visibile il vacuolo grazie alla presenza di antociani (pigmenti rosso-rosa contenuti nel succo vacuolare), mentre nel campione di cipolla bianta il vacuolo è incolore. I vacuoli sono organelli cellulari molto grandi, infatti occupano tutto lo spazio interno alla parete cellulare. Sono delimitati da una membrana e contengono principalmente acqua nella quale sono disciolti diversi soluti come sali di acidi organici ed inorganici, carboidrati, proteine, lipidi, metaboliti secondari ed inclusi solidi come sali minerali. I vacuoli svolgono diverse funzioni: mantengono l'omeostasi cellulare, il turgore delle cellule, sono compartimenti attivi nei processi di detossificazione, riserva di nutrienti e di risposta a stress.

  • Comportamento vacuolo: la pressione di turgore e la plasmolisi
  1. utilizzando il vetrino preparato per l'osservazione del vacuolo, preparare una soluzione ipertonica saturando l'acqua con cloruro di sodio al 4%: porre una goccia di soluzione salina su un lato del vetrino coprioggetto e un pezzetto di carta sul lato opposto in modo tale che l'acqua venga assorbita per capillarita' dalla carta e la soluzione salina attraversi il coprioggetto
  2. successivamente, per invertire il processo,ripetere l'operazione precendente sostituendo l'acqua alla soluzione salina, cosi' da riottenere una soluzione ipotonica
  3. osservare al miscroscopio ottico le diverse fasi in cui la cellula perde e riacquista turgidita' tramite osmosi

Il turgore cellulare è la pressione esercitata dal contenuto di una cellula sulla parete cellulare. Questa pressione è determinata dal contenuto d'acqua presente nel vacuolo ed è bilanciata dalla pressione meccanica che la parete esercita sul vacuolo. Il principio è quello dell'osmosi: in un ambiente extracellulare ipotonico (dove la concentrazione di soluti è più bassa rispetto al citoplasma di una cellula), l'acqua si sposterà nell'ambiente intracellulare, ma se questo è a sua volta ipotonico rispetto al vacuolo, questo organello ipertonico (con una concentrazione di soluti più elevata) si rigonfierà d'acqua e conferirà turgidità alla cellula. Cellule turgide contengono più acqua (e quindi più soluti) di quelle flaccide. La pressione di turgore è fondamentale per la distensione e il sostegno delle parti non lignificate della pianta, come le foglie e i fusti erbacei. Il fenomeno contrario al turgore è la plasmolisi: quando le cellule vengono a contatto con un ambiente ipertonico rispetto al vacuolo, l'acqua si sposterà nell'ambiente extracellulare e questo comporta la perdita della turgidità, la riduzione del volume del vacuolo e il distacco della membrana cellulare dalla parete. In caso di siccità, una pianta appassisce proprio perchè la concentrazione dei soluti nel terreno rendono l'ambiente extracellulare ipertonico rispetto alle cellule e il corpo della pianta perde acqua!

  • Osservazione plastidi:
  1. preparazione di due vetrini uno con fillolide di muschio (porre direttamente il fillolide sul vetrino con acqua) e l'altro con peperone rosso (tagliare una sezione da un frammento di peperone)
  2. osservare al miscroscopio ottico i diversi plastidi:

I plastidi sono un gruppo di organuli cellulari coinvolti sia nei processi di fotosintesi sia in quelli di accumolo o di interazione con l'ambiente e sono la sede di numerosissime attivita' connesse al metabolismo cellulare. Si distinguono in cloroplasti, cromoplasti (entrambi osservati al microscopio ottico) e leucoplasti (elaioplasti, proteinoplasti e amiloplasti). I plastidi presentano un involucro formato da due membrane che delimitano un compartimento detto spazio intermembrana. Questi organelli presentano alcune caratteristiche in comune con le cellule procariotiche, ad esempio la presenza di nucleoidi al posto dei nuclei veri e propri e la divisione per sciccione binaria. I cloroplasti appaiono di colore verde grazie alla presenza di clorofille e sono gli organuli adibiti alla funzione fotosintetica. Con il microscopio ottico a forte ingrandimento è possibile osservare la presenza di membrane interne ai cloroplasti dette “grana” (al singolare: granum) composte da sacchi membranosi detti tilacoidi, sede dell'apparato fotosintetico. I cromoplasti, invece, sono di colore giallo-arancio o rosso grazie all'accumulo e alla sintesi di pigmenti carotenoidi e sono coinvolti nella pigmentazione di fiori (calendula, ranuncolo), frutti (peperone, pomodoro) e radici (carota, barbabietola). I cromoplasti con i loro colori, rivestono un ruolo importante nell'attrazione degli animali impollinatori (pronubi) e dei disseminatori. Generalmente, i cromoplasti si formano a partire dai cloroplasti per degradazione delle clorofille e dell'apparato fotosintetico e contemporaneamente per accumulo di carotenoidi in piccole gocce lipidiche. Questo processo si osserva per esempio durante la maturazione di pomodori e peperoni, che da verdi diventano rossi. In caso di illuminazione troppo intensa o di temperature molto basse però, questo fenomeno può revertire.

  • Osservazione amiloplasti:
  1. porre sul vetrino una goccia di reattivo di Lugol (che colora l'amido in viola scuro)
  2. raschiare con la lametta una piccola quantita' di parenchima amilifero (es: dalla patata o da farine di ceci e altri legumi o cereali)
  3. montare sulla goccia la raschiatura
  4. chiudere il preparato con vetrino coprioggetto e osservare al miscroscopio

Gli amiloplasti sono dei particolari plastidi contenenti granuli di amido e appartengono al gruppo dei leucoplasti in quanto appaiono incolori. Si trovano nei tessuti vegetali adibiti alla riserva del glucosio come radici, semi, tuberi e fusti. Gli amiloplasti delle diverse specie assumono forme e dimensioni caratteristiche a seconda della deposizione degli strati di amido intorno a un centro di formazione detto “ilo”. L'amido è composto da due polimeri di glucosio: l'amilopectina (polimero altamente ramificato) e l'amilosio (con struttura elicoidale). Il reattivo di Lugol, ovvero ioduro di potassio (KI), colora in viola l'amido perchè lo ione I- si intercala nell'elica di amilosio.

Strumenti

Strumenti necessari Descrizione
microscopio ottico

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biologia/esperienze/citologia_vegetale.txt · Ultima modifica: 2019/09/23 14:30 (modifica esterna)