Concetti Essenziali di Biologia: Dalle Piante al Corpo Umano

Le Piante Vascolari: Struttura e Classificazione

Le piante vascolari sono quelle che possiedono un sistema di vasi interno che consente la circolazione di acqua, sali minerali e sostanze nutritive in tutta la pianta. Due esempi di piante vascolari sono le felci e il Ficus, una pianta legnosa senza fiori. Esistono anche piante vascolari con fiori, come i girasoli, e piante legnose con sistema vascolare e fiori per la riproduzione, come l'albicocco.

Angiosperme e Gimnosperme

Le Angiosperme sono piante i cui semi sono racchiusi all'interno di un frutto (es. arancia, mela). Le Gimnosperme, invece, hanno semi "nudi", ovvero non protetti da un frutto (es. pino).

Dicotiledoni e Monocotiledoni

Si distinguono tra:

• Dicotiledoni: presentano 2 cotiledoni; le nervature fogliari sono disposte a reticolo; i fasci vascolari del fusto sono disposti a raggiera. Si contano circa 170.000 specie.
• Monocotiledoni: presentano 1 cotiledone; le nervature fogliari sono disposte parallelamente; i fasci vascolari sono sparsi casualmente nel fusto. Si contano circa 50.000 specie.

Fisiologia Vegetale: Funzioni e Processi

Funzione dei Tessuti Meristematici

Il tessuto meristematico nelle piante svolge un ruolo fondamentale nella crescita della pianta grazie alla sua principale caratteristica: la divisione cellulare (mitosi). A differenza di altri tessuti, i meristemi mantengono la capacità di dividersi.

Ruolo dello Xilema e del Floema

Lo Xilema trasporta acqua e sali minerali disciolti dalle radici alle foglie, dove, tramite la fotosintesi, vengono trasformati in elementi nutritivi. Il Floema è il tessuto che "raccoglie" i nutrienti già formati (prodotti della fotosintesi) e li distribuisce in tutta la pianta per il suo nutrimento e/o per l'immagazzinamento.

Modifiche delle Foglie

Le foglie possono variare per:

• Forma: aciculare, romboidale, ovata.
• Margine: crenato, dentato, spinoso.
• Nervatura: aperta, chiusa, parallela.

Cuffia Radicale (Coifa)

La cuffia radicale (o coifa) è una struttura che protegge i tessuti meristematici in crescita all'apice della radice e facilita il suo avanzamento nel terreno.

La Riproduzione Sessuale nelle Piante con Fiori

• Impollinazione: Inizialmente, il granulo di polline deve entrare in contatto con lo stigma, una struttura generalmente appiccicosa. Successivamente, il granulo di polline sviluppa un tubetto pollinico che cresce attraverso lo stilo fino a raggiungere l'ovulo.
• Fecondazione: Avviene quando il gamete maschile entra in contatto con l'ovulo. Nell'ovario si trovano gli ovuli che contengono le cellule uovo, le quali vengono fecondate da uno dei nuclei del granulo di polline. Dopo la fecondazione, si formano i semi. Il seme contiene l'embrione, che darà origine a un nuovo individuo.

Fattori che Influenzano la Circolazione di Acqua e Sali Minerali

L'acqua entra nella pianta dal suolo attraverso le radici. Il movimento dell'acqua nelle cellule della radice è possibile solo quando il potenziale idrico nel suolo è superiore a quello nelle radici. Gli elementi minerali essenziali vengono assorbiti dal suolo all'interno delle cellule della radice tramite l'attività di trasportatori specifici e vengono poi trasportati al fusto, dopo essere stati riversati nello xilema, insieme al flusso di traspirazione. Questi elementi svolgono una varietà di funzioni nelle piante, alcune delle quali non sono specifiche, come gli effetti che hanno sul potenziale osmotico. Altre funzioni sono specifiche, come la presenza di magnesio nella molecola di clorofilla. Alcuni minerali sono componenti essenziali di sistemi enzimatici.

Ormoni Vegetali e il Loro Ruolo

• Auxine: Regolano la crescita e lo sviluppo delle piante. Sia le auxine sintetiche che quelle naturali sono responsabili di: dominanza apicale e sviluppo dei germogli laterali, stimolazione della crescita generale della pianta, inibizione della caduta di foglie e frutti.
• Citochinine: Hanno effetti opposti a quelli delle auxine. Bloccano la caduta delle foglie, promuovono lo sviluppo di gemme laterali e ritardano l'invecchiamento degli organi della pianta.
• Gibberelline: Stimolano l'allungamento del fusto, la produzione di fiori e frutti e la germinazione dei semi.
• Acido Abscissico (ABA): Le sue azioni sono contrarie a quelle delle gibberelline. È considerato un inibitore della germinazione dei semi e dello sviluppo dei germogli, e inibisce anche la crescita generale della pianta.
• Etilene: È l'unico ormone vegetale gassoso a temperatura ambiente. Le sue funzioni includono: inibizione della crescita della pianta, promozione della separazione del picciolo e della caduta di foglie e frutti (processo di abscissione), accelerazione della maturazione dei frutti (la maturazione è favorita in ambienti ricchi di etilene).

Concetti Fondamentali di Biologia Generale

Ritmi Circadiani

I ritmi che persistono con un periodo di circa 24 ore, anche quando tutte le condizioni ambientali rimangono costanti, sono chiamati ritmi circadiani. Sono stati riscontrati in tutti gli organismi eucarioti e in alcuni procarioti. Questi ritmi sono endogeni, ovvero hanno origine all'interno dell'organismo e sono controllati dal cosiddetto orologio biologico.

Omeostasi

L'Omeostasi è lo stato di equilibrio dinamico, o l'insieme di meccanismi, attraverso cui tutti gli esseri viventi tendono a mantenere la stabilità delle proprietà del loro ambiente interno.

Fisiologia Umana: Respirazione e Circolazione

Movimento Respiratorio (Ventilazione Polmonare)

In fisiologia, la ventilazione polmonare è la serie di processi che permettono il flusso d'aria tra l'atmosfera e gli alveoli polmonari, attraverso l'alternarsi di atti di inspirazione ed espirazione. I fattori coinvolti in questo meccanismo sono le vie aeree, il diaframma, la cavità toracica (formata dalla colonna vertebrale, dallo sterno e dalle costole) e la muscolatura associata. La ventilazione è effettuata dai muscoli che modificano il volume della cavità toracica, creando così pressioni positive e negative che spostano l'aria dentro e fuori i polmoni.

Funzione del Sistema Respiratorio

La funzione principale del sistema respiratorio è quella di fornire ossigeno al corpo, affinché raggiunga le cellule per la produzione di energia e nutrienti. I prodotti di scarto, come l'anidride carbonica, vengono espulsi attraverso il processo di espirazione.

Ematosi

L'Ematosi è il processo attraverso il quale il sangue viene ossigenato nei polmoni. Questo avviene tramite lo scambio gassoso: l'ossigeno entra nel sangue durante l'inspirazione, mentre l'anidride carbonica (CO2) viene rilasciata dal sangue ed espulsa con l'espirazione.

Elementi Figurati del Sangue

I principali elementi figurati del sangue sono i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine.

Plasma Sanguigno

La sua componente principale è l'acqua. Contiene inoltre proteine plasmatiche, sostanze inorganiche (come sodio, potassio, cloruro di calcio, carbonati e bicarbonati), zuccheri, ormoni, enzimi, lipidi, amminoacidi e prodotti di degradazione come urea e creatinina. Tutte queste sostanze sono presenti in quantità variabili.

Anatomia del Cuore e Circolazione

Il cuore è composto da: atrio destro, atrio sinistro, vena cava superiore, aorta, arterie polmonari, vene polmonari (destra e sinistra), valvola mitrale, valvola aortica, ventricolo sinistro, ventricolo destro, vena cava inferiore, valvola tricuspide e valvola polmonare. Si distinguono inoltre la circolazione maggiore (sistemica) e la circolazione minore (polmonare).