Plantas - diversidade

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1 Plantas - diversidade Objetivos da aula: Origem das plantas Ciclo de vida Corpo da planta Germinação A célula vegetal Tecidos vegetais Bibliografia: Raven, P.H., Biologia Vegetal

2 espécies de plantas Algas verdes (700*) Briófita (450*) Licófit a Angiospermas Pteridofita espécies (130*) Gymnospermas *milhões de anos Ancestral Evolução no Reino Plantae Todos descendem de uma alga verde ancestral (da Ordem Charales) As Angiospermas dominam a face da terra há mais de 100 milhões de anos

3 O que tem em comum? Plano arquitetônico Metabolismo básico Elementos em comum: o Fotoautotróficos o Imóveis devem crescer em direção às suas necessidades essenciais. o Desenvolveram mecanismos capazes de evitar a dessecação. o Estruturalmente reforçados para crescerem. o Desenvolveram mecanismos de transporte capazes de levar os produtos da fotossíntese para partes não fotossintetizantes e água e sais minerais para os locais onde ocorre a fotossíntese.

4 Reprodução: Tipo de ciclo de vida de todas as espécies do reino Plantae: alternância de gerações heteromórficas redução do gametófito nas plantas algas filamentosas briófitas psilotófitas pteridófitas gimnospermas angiospermas independência da água na fecundação

5 Ciclo de vida: alternância de gerações heteromórficas geração predominante: gametofítica gametófito masculino 2n esporângeo células esporogênicas esporos Ciclo de vida de uma Bryophyta gametófito feminino n

6 geração esporofítica Ciclo de vida: alternância de gerações heteromórficas geração predominante: esporofítica Ciclo de vida de uma Pteridophyta geração gametofítica

7 esporogênese gametogênese 2n n saco polínico (esporângeo) célula esporogênica 4 micrósporos micrósporo célula geradora (gameta) antera MEIOSE MITOSE (nos esporos) gametófito masculino imaturo (pólem) célula do tubo Em angiospermas: a fase gametofítica é extremamente reduzida (microscópica) esporângeo (nucelo) célula esporogênica tegumentos 4 megásporos antípodas núcleos polares oosfera (gameta) sinérgides gametófito feminino (saco embrionário)

8 Ciclo de vida de uma Angiosperma célu células esporogênicas (2n) MEIOSE saco polínico grãos de pólem (microgametófito, n) carpelo antera células grão de pólem esporogênicas megagametófito estigma ovário (2n) (n) célula células espermáticas óvulo MEIOSE do tubo polínico esporófito adulto com flores alternância de gerações heteromórficas semente embrião embrião jóvem (2n) endosperma (3n) fertilização dupla tubo polínico núcleos polares oosfera formação de tubo polínico megagametófito, n antíp

9 Fertilização dupla célula geradora célula do tubo estigma estilete ovário células espermáticas núcleo da célula do tubo tubo polínico óvulo endosperma antípodas núcleos polares zigoto 2n oosfera sinérgides fecundação dupla

10 Nomenclatura: Vegetais inferiores: microesporângeo megasporângeo esporo (micrósporo/megásporo) gametófito masculino gametófito feminino gameta masculino gameta feminino (oosfera) Angiospermas: antera nucelo micrósporo/megásporo (todas heterosporadas) pólem saco embrionário células espermáticas oosfera Em Angiospermas o desenvolvimento do gametófito e o início do desenvolvimento do novo esporófito depende totalmente da geração esporofítica anterior.

11 EMBRIOGÊNESE (início do desenvolvimetno do esporófito) fase de globular fase cordiforme Definidos: padrão axial padrão radial meristemas primários tecidos primários zigoto suspensor TECIDOS PRIMÁRIOS: Pd protoderme Pc procâmbio Gm meristema fundamental fase de torpedo fase de bengala embrião maduro C cotilédone (primeiras folhas) A eixo hipocótilo-radicular SM meristema apical do caule RM meristema apical da raiz S - suspensor [Yadegari et al, Fig.8A]

12 fase de globular fase cordiforme Formação da semente zigoto fase de torpedo fase de bengala embrião maduro epicótilo folhas feijão cotilédones hipocótilo A formação do embrião é acompanhada pelo desenvolvimento da semente. radícula Existe um contínuo fluxo de nutrientes da planta parental (esporófito). O crescimento do embrião é retardado raízes até a germinação, que é dependente de fatores externos. Maturação estrutural: divisão, diferenciação e expansão celular Maturação fisiológica: alocação de substâncias de reserva, redução do metabolismo e desidratação

13 Emergência da Plântula germinação epígea (a) feijão (c) milho (b) ervilha raíz germinação hipógea Germinação: hidratação metabolização das substâncias de reserva expansão e divisão celular rápida às custas das substâncias de reserva

14 O corpo da Planta (esporófito) sistema caulinar meristema secundário (gema lateral) pecíolo ramo lateral tecido vascular meristema apical primórdio foliar flor entrenó folha nó sistema radicular raíz secundária raíz raíz primária tecidos heterotróficos

15 FOI SEMPRE ASSIM?? esporófito monocotiledônea 20 cm Rhynia rizoma com rizóides esporófitos dicotiledônea

16 Células e tecidos vegetais meristema apical do caule multiplicação celular extensão celular crescimento primário: extensão do corpo da planta diferenciação celular diferenciação celular extensão celular crescimento secundário: espessamento do corpo da planta meristema apical da raiz multiplicação celular

17 Meristemas apicais envolvidos com a extensão do corpo da planta subdivididos em meristemas primários: protoderme, meristema fundamental e procâmbio estes meristemas primários darão origem aos tecidos primários da planta 1 pelo protoderme 1 meristema fundamental 2 pró-cambio 3 meristema apical 4 coifa meristema apical do caule meristema apical da raiz

18 meristemas apicais meristemas primários protoderme meristema fundamental procâmbio tecidos primários sistema de revestimento: epiderme sistema fundamental: parênquima, colênquima, esclerênquima sistema vascular: xilema e floema Crescimento, morfogênese e diferenciação

19 Tecidos primários: sistema de revestimento função geral: fornecer proteção mecânica às diferentes partes da planta grande variação tanto estrutural como funcional ex: células guarda, tricomas (absorção, secreção, reflexão de luz, defesa para herbivoria) pêlos radiculares exemplos de células da epiderme da parte aérea da planta exemplos de células da epiderme da parte subterrânea da planta

20 Células do parênquima: vivas na maturidade retém a capacidade de se dividir envolvidas na fotossíntese, armazenamento e secreção Tecidos primários: sistema fundamental Células do colênquima: vivas na maturidade retém a capacidade de se dividir paredes primárias não lignificadas e irregularmente espessadas envolvidas na sustentação de órgãos jovens em crescimento Células do esclerênquima: freqüentemente não apresentam protoplasto na maturidade incapazes de se dividir, parede secundária espessa e lignificada envolvidas na sustentação de partes da planta que não mais se alongam colênquima parênquima esclerênquima

21 Tecidos primários: sistema vascular Xilema: tecido condutor de seiva bruta dois tipos de células principais: traqueídes elementos de vaso células mortas quando maduras Tipos de elementos de vasos placas de perfuração (não há parede celular) pontoações (não há parede celular secundária) Floema: tecido condutor de seiva elaborada dois tipos de células (elementos crivados): células crivadas elementos do tubo crivado células vivas quando maduras, mas sem várias organelas

22 Semelhanças e diferenças entre células animais e vegetais Semelhanças: Células eucarióticas Várias organelas em comum Diferenças: Presença de parede celular rígida Presença de vacúolo(s) Presença de plastídeos

23 A Célula Vegetal Membrana plasmática - funções: -bicamada Núcleo - funções: de fosfolipídeos -semipermeável -Armazena Mitocôndrias a informação - funções: -mediar genética Retículo -Organelas o da endoplasmático transporte semi-autônomas célula de - substâncias -Local funções: para dentro e fora Complexo contém de DNA, transcrição de Golgi RNA e - funções: ribossomas genes da ativos -Rugoso célula -Envolvidos Microtúbulos -Sítio de respiração com na - numerosos funções: síntese das e células excreção -receber ribossomos e transmitir na sua superfície sinais para regulação Ribossomos -Coordenam polissacarídeos externa secreção do -movimentos metabolismo funções: não dentro celulósicos proteínas celular Plasmodesmas da -Envolvidos célula da na parede -síntese funções: celular de -Liso geralmente de forma -coordenar proteínas -Protoplasmas Vacúolo - funções: a síntese de células tubular responsável de pela microfibrilas -Abundantes adjacentes -Envolvido em síntese Cloroplastoestão pelo de lipídeos - de funções: tonoplasto celulose células interligados metabolicamente -Via -Armazena -Local de da transporte fotossíntese as reservas ativas; inter-celular de livres solutos ou da ligados planta ao RER -Armazena excretas (recicla) tonoplasto 8 célula jóvem 1

24 forma o apoplasto, dividida em primária e secundária. contém também enzimas de absorção, transporte, secreção e digestão. parede primária depositada durante a divisão e crescimento da célula. parede secundária depositada quando o crescimento cessa. ambas contém celulose (componente principal), hemicelulose e pectina, mas em diferentes proporções. impede que a célula se rompa. * * * *observar a disposição das microfibrilas de celulose Parede Celular

25 Plasmodesmas continuidade do citoplasma entre células vizinhas (simplasto) parte central ocupada pelo retículo endoplasmático (desmotúbulo). desenvolvem-se durante a divisão celular ou podem surgir em paredes celulares préexistentes metabólitos e íons difundem através desses canais. ER retículo endoplasmático PM membrana plasmática

26 Vacúolo água prévacúolo parede celular citoplasma tonoplasto com organelas núcleo ocupa 80-90% do volume celular suco celular íons inorgânicos metabólitos primários: açúcares ácidos orgânicos amino ácidos metabólitos secundários pigmentos compostos tóxicos enzimas digestivas Pré-vacúolos formados a partir do retículo endoplasmático

27 Peroxissomos 2C Proteínas de transporte O 2 2C 3C 3C CO 2 fotorespiração atividade oxigenase da rubisco

28 CLOROPLASTO Organela aonde ocorre a fotossíntese 1 mm 2 de folha contém cerca de cloroplastos Organela semi-autônoma nucleóide (DNA) ribossomas epiderme superior parênquimna palissádico parênquimna lacunoso epiderme inferior FOLHA corte transversal

29 Estrutura do Cloroplasto tilacóides do estroma estroma tilacóide granum (pilha de tilacóides) espaço inter membranas 4-6 µm membrana interna membrana externa tilacóides do granum evoluíram de cianobactérias endosimbiontes

30 Ciclo de desenvolvimento dos plastídeos Pró-plastídeos sem pigmentos, ocorrem em células meristemáticas Cloroplastos contém o aparato fotossintético, presente em tecidos fotossintetizantes Cromoplastos acumulam carotenóides Leucoplastos sem pigmentos e sistema de membranas internas elaborado, acumulam amido Estioplastos formados na ausência de luz, presentes em sementes que germinam no escuro Amiloplastos encontrados em raízes estioplasto cloroplasto leucoplasto cloroplast o senescente proplastídeo amiloplasto cloroplast o senescente cromoplasto (modificado) luz

31 Próxima Aula Fotossíntese Detalhamento dos processos que ocorrem no cloropasto