lezioni gruppo 5 stomi e regolazione stomatica

Stomi
costituiti da due cellule di guardia circondate da due
cellule sussidiarie che aiutano a controllare le aperture
stomatiche.
Due tipi principali di cellule di guardia:
A) Reniformi nelle
dicotiledoni
e
monocotiledoni non
graminacee.
Sono
spesso assenti le
cellule sussidiarie.
B) A forma di manubrio
da ginnastica con
terminazioni bulbose,
nelle graminacee e
poche altre
monocotiledoni
(palme),
La resistenza stomatica (rs) è un fattore che controlla la
traspirazione fogliare.
rs è regolato dall'apertura e chiusura degli stomi.
Come si verifica l’apertura e la chiusura stomatica?
Meccanismo di apertura stomatica
Avviene grazie a:
1) Caratteristiche della parete cellulare delle cellule di guardia
2) Abbassamento del potenziale idrico
1. La struttura delle pareti è una caratteristica
peculiare delle cellule di guardia:
pareti dorsali (in contatto con le cellule epidermiche) sottili
pareti ventrali (quelle della rima) abbastanza ispessite
pareti laterali
(interne ed esterne)
molto spesse
2. Le cellule di guardia sono unite alle estremità
3. Le microfibrille
radialmente
di
cellulosa
sono
orientate
Il rigonfiamento, causato da pressione di turgore,
delle cellule di guardia determina l'apertura degli
stomi.
Come si genera l’aumento della pressione di
turgore delle cellule di guardia?
L'aumento della pressione di turgore è determinato da
un abbassamento di Ys nelle cellue di guardia (-1.9 MPa
chiusi e -3.5 Mpa aperti).
YW = Ys + YP
L’H2O dalle cellule limitrofe entra nelle cellule di guardia
che si rigonfiano e quindi gli stomi si aprono
Qual'è il meccanismo che determina
l'aumeno di soluti (Ys) nelle cellule di
guardia?
Meccanismo che controlla l’apertura stomatica
 Attivazione della H+-ATPasi del plasmalemma delle
cellule di guardia ad opera della luce blu: estrusione di
protoni nell’apoplasto
 Questo crea una differenze di carica elettrica tra
l’esterno e l’interno della cellula (potenziale di
membrana) : membrana iperpolarizzata (potenziale –150/250 mV)
 Gradiente elettrico favorisce l’apertura dei canali
valtaggio-dipendenti del K+ (Rettificatori di entrata) e
quindi gli ioni K+ entrano nella cellula.
 Per controbilanciare K+ viene assorbito Cl- o prodotto
acido malico per degradazione dell’amido
Es. canale del Potassio
voltaggio dipendente
+
K+
K+
+
K+
+
+
K+
+
K+
+
+
K+
K+
+
+
K+
K+
-150 mV
(Determina la
specificità)
+
K+
+
+
K+
K+
+
K+
+
K+
+
K+
-250 mV
+
+
K+
K+
+
+
+
K+
+
K+
Meccanismo di apertura stomatica
Fattori che influenzano l'apertura stomatica:
 Intensità e qualità della luce: la luce blu stimola
l'apertura degli stomi
umidità relativa: quando il contenuto di vapor d'acqua
delle foglie è troppo basso si chiudono
concentrazione intracellulare di CO2: elevata
concentrazione determina la chiusura
Meccanismo di apertura stomatica
Cl-
Chiusura stomi
Ne parleremo quando tratteremo dell’ormone Acido
abscissico (ABA)
Se in un terreno c’e’ carenza di K+ la pianta
ne risente?
Perché è importante la regolazione stomatica?
Perché regola il flusso traspiratorio che secondo
la Teoria della tensione-coesione costituisce la
forza motrice per il movimento dell’acqua dal
terreno all’atmosfera
(Prof. Renato D’Ovidio) Tel: 0761 357323 ufficio; 0761-357228 laboratorio; email:
[email protected]
Alcune caratteristiche della cellula vegetale: parete cellulare, vacuolo, plasmodesmi.
Il trasporto dell’acqua e dei soluti nella pianta:
Il movimento dell’acqua dal terreno all’atmosfera: Importanza dell’acqua; Processi di trasporto
dell’acqua: diffusione, flusso di massa e osmosi; Concetto del potenziale idrico; Vie di
conduzione: xilema; caratteristiche dell’acqua.
Potenziale idrico; componenti del potenziale idrico;
Teoria della tensione-coesione e il ruolo primario della traspirazione; stomi e regolazione
stomatica.
La nutrizione minerale. Movimento delle sostanze attraverso la membrana plasmatica:
trasporto attivo e passivo; Proteine di trasporto: canali, carrier e pompe. Potenziale
elettrochimico. Potenziale di membrana.
Fotosintesi: La natura luce ; Spettro di assorbimento e spettro d’azione; reazioni alla luce e
reazioni del carbonio. Piante C4 e piante CAM. Il trasporto dei fotosintetati: definizione di
sorgente e pozzo. Caricamento e scaricamento del floema; Ipotesi del flusso da pressione.
Crescita e sviluppo: Gli ormoni vegetali: aspetti fisiologici delle attività ormonali. Auxine;
giberelline; citochinine; acido abscissico; etilene. Fotomorfogenesi; forme Pr e Pfr del
fitocromo; ruolo del fitocromo nella germinazione dei semi, nella percezione dell’ombra in
piante eliofile, e nella fioritura; fotoperiodismo; vernalizzazione.
Pianta e ambiente
Biotecnologie vegetali