ANATOMIA E FISIOLOGIA VEGETAL

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1 VICE-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO E CORPO DISCENTE CENTRO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA ANATOMIA E FISIOLOGIA VEGETAL Conteudista Claudia B. F. Mendonça Rio de Janeiro / 2010 Todos os direitos reservados à Universidade Castelo Branco

2 UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO Todos os direitos reservados à Universidade Castelo Branco - UCB Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, armazenada ou transmitida de qualquer forma ou por quaisquer meios - eletrônico, mecânico, fotocópia ou gravação, sem autorização da Universidade Castelo Branco - UCB. Un3a Universidade Castelo Branco Anatomia e Fisiologia Vegetal / Universidade Castelo Branco. Rio de Janeiro: UCB, p.: il. ISBN Ensino a Distância. 2. Título. CDD Universidade Castelo Branco - UCB Avenida Santa Cruz, Rio de Janeiro - RJ Tel. (21) Fax (21)

3 Apresentação Prezado(a) Aluno(a): É com grande satisfação que o(a) recebemos como integrante do corpo discente de nossos cursos de graduação, na certeza de estarmos contribuindo para sua formação acadêmica e, consequentemente, propiciando oportunidade para melhoria de seu desempenho profissional. Nossos funcionários e nosso corpo docente esperam retribuir a sua escolha, reafirmando o compromisso desta Instituição com a qualidade, por meio de uma estrutura aberta e criativa, centrada nos princípios de melhoria contínua. Esperamos que este instrucional seja-lhe de grande ajuda e contribua para ampliar o horizonte do seu conhecimento teórico e para o aperfeiçoamento da sua prática pedagógica. Seja bem-vindo(a)! Paulo Alcantara Gomes Reitor

4 Orientações para o Autoestudo O presente instrucional está dividido em seis unidades programáticas, cada uma com objetivos definidos e conteúdos selecionados criteriosamente pelos Professores Conteudistas para que os referidos objetivos sejam atingidos com êxito. Os conteúdos programáticos das unidades são apresentados sob a forma de leituras, tarefas e atividades complementares. As Unidades 1, 2 e 3 correspondem aos conteúdos que serão avaliados em A1. Na A2 poderão ser objeto de avaliação os conteúdos das seis unidades. Havendo a necessidade de uma avaliação extra (A3 ou A4), esta obrigatoriamente será composta por todo o conteúdo de todas as Unidades Programáticas. A carga horária do material instrucional para o autoestudo que você está recebendo agora, juntamente com os horários destinados aos encontros com o Professor Orientador da disciplina, equivale a 60 horas-aula, que você administrará de acordo com a sua disponibilidade, respeitando-se, naturalmente, as datas dos encontros presenciais programados pelo Professor Orientador e as datas das avaliações do seu curso. Bons Estudos!

5 Dicas para o Autoestudo 1 - Você terá total autonomia para escolher a melhor hora para estudar. Porém, seja disciplinado. Procure reservar sempre os mesmos horários para o estudo. 2 - Organize seu ambiente de estudo. Reserve todo o material necessário. Evite interrupções. 3 - Não deixe para estudar na última hora. 4 - Não acumule dúvidas. Anote-as e entre em contato com seu monitor. 5 - Não pule etapas. 6 - Faça todas as tarefas propostas. 7 - Não falte aos encontros presenciais. Eles são importantes para o melhor aproveitamento da disciplina. 8 - Não relegue a um segundo plano as atividades complementares e a autoavaliação. 9 - Não hesite em começar de novo.

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7 SUMÁRIO Quadro-síntese do conteúdo programático Contextualização da disciplina UNIDADE I CITOLOGIA Célula Vegetal Parede Celular e Membranas Componentes Protoplasmáticos Componentes Não Protoplasmáticos UNIDADE II TECIDOS VEGETAIS Meristemas Tecidos Permanentes: estruturas e funcionamento UNIDADE III ÓRGÃOS VEGETAIS Raiz: crescimento primário e secundário, raízes laterais e velame Caule Folha UNIDADE IV NUTRIÇÃO MINERAL Macro e Micrfonutrientes UNIDADE V HORMÔNIOS VEGETAIS UNIDADE VI CRESCIMENTO VEGETAL E FATORES EXTERNOS...39 Glossário...41 Gabarito...43 Referências bibliográficas... 46

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9 Quadro-síntese do conteúdo programático 9 UNIDADES DO PROGRAMA I. CITOLOGIA 1.1. Célula vegetal 1.2. Parede celular e membranas 1.3. Componentes protoplasmáticos 1.4. Componentes não protoplasmáticos II. TECIDOS VEGETAIS 2.1. Meristemas 2.2. Tecidos permanentes: estrutura e funcionamento OBJETIVOS Levar ao aluno o conhecimento da morfologia interna do organismo vegetal; Conscientizar o aluno sobre a existência da membrana plasmática e a formação da parede celular diferenciada; Transmitir ao aluno o conhecimento da função, forma e localização dos componentes vivos da célula vegetal; Informar ao aluno a existência de componentes típicos das células vegetais e suas funções. Proporcionar ao aluno o conhecimento de cada tecido vegetal, com suas características típicas, funções, localização, bem como, a importância destes para o funcionamento do vegetal como um todo. III. ÓRGÃOS VEGETAIS 3.1. Raiz: crescimento primário e secundário, raízes laterais e velame 3.2. Caule 3.3. Folha Conscientizar o aluno da origem e importância da raiz para o vegetal; Mostrar como a raiz funciona fisiologicamente; Levar ao aluno o conhecimento da organização do caule com todas as suas adaptações e funções, diferenciando a estrutura básica em cada grupo vegetal e sua fase de crescimento; Levar o aluno a diferenciar e localizar os tecidos vegetais na folha, bem como a sua importância fisiológica. IV. NUTRIÇÃO MINERAL 4.1. Macro e micronutrientes Informar ao aluno a importância da absorção dos nutrientes para o vegetal. V. HORMÔNIOS VEGETAIS VI. CRESCIMENTO VEGETAL E FATORES EXTERNOS Conscientizar o aluno da presença de hormônios nos vegetais, assim como, seu local de síntese, transporte e função. Levar ao conhecimento do aluno o crescimento e o movimento do vegetal levando em consideração os fatores externos ou não.

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11 Contextualização da Disciplina 11 Da curiosidade brotaram as ciências, diz Aristóteles. Os povos primitivos não estranham a multiplicidade dos seres e das coisas do mundo, por isso nunca chegam a desenvolver uma verdadeira ciência. Muitas vezes são ótimos observadores da natureza, mas tomam os fatos como dados, sem pensar em suas causas nem as prováveis relações que possam existir entre eles. Ora, a comparação e a pesquisa das relações são a base indispensável de toda e qualquer ciência. Já nas primeiras épocas da história europeia, o espírito filosófico dos gregos tentou resolver os problemas do mundo e da vida, formando sistemas científicos construídos sobre observações da natureza e postulados admiráveis. Com estes trabalhos, acumularam-se os fatos conhecidos e descritos e, deste aumento do conteúdo das ciências, surgiu a necessidade de achar uma ordem clara e compreensível, que permitisse comparar com maior facilidade todos os fatos, uns com os outros. Na obra de Aristóteles encontramos o mais antigo conjunto de Botânica. A própria palavra Botânica originase da língua grega: botané = pasto. As célebres obras de Aristóteles perduraram durante a maior parte da Idade Média, quase sem alteração nem progresso. As grandes descobertas, nos séculos XV e XVI, despertaram na alma dos povos europeus o espírito da pesquisa. De cada viagem, as frotas exploradoras traziam para o continente novos e estranhos conhecimentos. Tornou-se, pois, indispensável à revisão e modernização de todas as ciências. Esta influência afetou também a Botânica, surgiram, então, grandes obras que distribuíram o conhecimento sobre as plantas. Desde então, a busca incessante por novos conhecimentos sobre a estrutura, morfologia, adaptação e organização dos vegetais que se distribuem pelos mais longínquos lugares do planeta, tornaram a Botânica uma das mais importantes ciências naturais. A Botânica, de um modo geral, ocupa-se do estudo inerente a todos os vegetais desde os unicelulares até os grandes jatobás, independente da sua beleza, forma, cor, tamanho ou utilidade. Mas a botânica não é uma disciplina independente, relaciona-se com diversas outras como, por exemplo, a química, quando se trata de fitoquímica, onde sabemos quais os componentes existentes nos vegetais. Graças a este tipo de estudo uma infinidade de vegetais são utilizados hoje na indústria farmacêutica com excelentes resultados. Relaciona-se também com a física, genética, paleontologia, ecologia, além de inúmeras outras disciplinas. Dê uma olhada a sua volta e observe os vegetais presentes em toda parte, nos parques, nos jardins, vasos de plantas, terrenos baldios, ruas, como ficam mais bonitas as ruas arborizadas, e como é agradável estar num bosque ou parque observando os vegetais. Agora pense nas suas refeições e qual a origem de cada alimento, arroz, feijão, frutas, legumes. O papel que você está lendo e o lápis que usa para escrever, de onde vieram? Você ainda pode pensar em diversas outras coisas do seu dia a dia e se surpreenderá o quanto nós dependemos dos vegetais, não só nas nossas tarefas, mas principalmente para nos alimentar e respirar, já que nos fornece oxigênio. Os vegetais ainda representam cura para diversas doenças. A medicina popular e a homeopatia têm nos vegetais a resposta para a cura de várias doenças. Quem de nós já não tomou chás de diversas plantas pelos mais variados motivos. Olhando para as nossas vidas e nossa relação com os vegetais, vemos como é importante conhecê-los melhor, pois como poderemos utilizá-los sem conhecê-los? Pode-se coletar um vegetal sem saber reconhecer no seu ambiente natural? Como preservar sem saber onde encontrar? Como aproveitar sua beleza para tornar os nossos parques e nossas casas mais bonitas? Como poderemos fazer isso sem conhecermos seus perigos? A resposta a todas essas perguntas somente teremos estudando e conhecendo aos poucos esse mundo tão maravilhoso e tão importante para todos nós, o Reino Vegetal. Por todos esses motivos, quando você for estudar Botânica, não pense nela como uma disciplina isolada, fora da sua realidade, olhe pela janela ou para seu prato de comida e lembre-se de tudo o que você acabou de ler. Procure visitar um jardim, um bosque ou um parque, observe os vegetais existentes nesses lugares e sua importância para você e todos os animais que dependem das plantas para viver. Você ainda pode imaginar que curas podem estar escondidas por traz de cada vegetal desconhecido. Vá, observe, investigue!

12 12 Para conhecermos um vegetal precisamos estudar a morfologia interna (anatomia) e externa (organografia), fisiologia, sistemática etc. Quando for responder às questões, é importante que você só olhe as respostas do gabarito depois de terminar, pois, só então, você realmente irá aprender. Por isso, o seu gabarito está no fim do último capítulo.

13 UNIDADE I 13 CITOLOGIA 1.1- Célula Vegetal Forma e tamanho A célula é a unidade estrutural elementar do organismo vegetal. Apresenta tamanho variável desde um mícron de diâmetro até vários centímetros como as fibras do algodão, com cerca de 5 cm. Outras fibras podem alcançar dezenas de centímetros. A presença da parede celular restringe à distensão do protoplasto e, o tamanho e a forma da célula tornam-se fixos na maturidade. A parede também protege o citoplasma contra agressões mecânicas e contra a ruptura da célula quando acontece um desequilíbrio osmótico. Nos tecidos tem a forma poliédrica e isodiamétrica, em tecidos de crescimento (meristemas) predomina a forma cúbica. Constituição da célula vegetal A célula das plantas está constituída pelo protoplasto e parede celular. Assim, o protoplasto é a célula sem parede. Ele se constitui de alguns elementos protoplasmáticos ou não. Os elementos protoplasmáticos são: citoplasma, núcleo, plastídios, mitocôndrias, etc. Os elementos não protoplasmáticos são os vacúolos e outras substâncias como, cristais, gotas de óleos, grãos de amido etc., estes conhecidos como substâncias ergásticas. Geralmente os componentes protoplasmáticos da célula são considerados como vivos e os não protoplasmáticos como destituídos de vida. Entretanto, é muito difícil separar os constituintes vivos dos demais. Fonte: tema_celula_img2.html Parede Celular e Membranas Parede celular A presença de uma parede celular é uma das mais importantes características da célula vegetal, que envolve externamente a membrana plasmática e o conteúdo celular. Células sem parede são raras e ocorrem, por exemplo, durante a formação das células do endosperma de algumas monocotiledôneas e de embriões de gimnospermas. O principal componente da parede celular é a celulose, um polissacarídeo, formado por moléculas de

14 14 glicose, unidas pelas extremidades. Associado à celulose aparece outros carboidratos como a hemicelulose, pectinas e proteínas estruturais chamadas glicoproteínas. Devemos considerar ainda, a ocorrência de outras substâncias orgânicas tais como: lignina, compostos graxos (cutina, suberina e as ceras), tanino, resinas etc., além de substâncias minerais (sílica, carbonato de cálcio, etc.) e da água. A proporção com que cada um destes componentes aparece varia bastante nas diferentes espécies, tecidos e mesmo, nas diferentes camadas da parede de uma única célula. A arquitetura da parede celular é determinada, principalmente, pela celulose (polissacarídeo cristalino) que forma um sistema de fibrilas entrelaçadas, embebidas por uma matriz amorfa, formada de polissacarídeos não celulósicos, tais como, hemiceluloses, pectinas, glicoproteínas (proteínas estruturais e enzimas). Substâncias incrustantes, tais como a lignina e a suberina, presentes em certos tecidos, são depositadas nesta matriz. A parede celular pode ser constituída por até três camadas, cada uma com propriedades distintas: a) Lamela média (ou lamela mediana) - constituída por substâncias pécticas, tem natureza coloidal e opticamente inativa, mantém juntas as paredes primárias de células adjacentes. b) Parede primária - é depositada antes e durante o crescimento da célula vegetal. São constituídas por celulose, hemicelulose, substâncias pécticas, proteínas e água. Ela também pode conter lignina, cutina e suberina. A parede primária é considerada ativa, nela é possível distinguir regiões delgadas ou depressões, denominadas campos primários de pontuação, locais onde se acumulam filamentos citoplasmáticos ou plasmodesmas, que favorecem a comunicação entre os protoplastos de células contíguas. c) Parede secundária - é importante nas células especializadas. A celulose é mais abundante nas paredes secundárias e as pectinas podem faltar, sendo, portanto, rígida e não favorecendo a distensão. A parede secundária é formada frequentemente por três camadas bem definidas (S 1, S 2 e S 3 ), que diferem entre si pela orientação de suas microfibrilas de celulose. Ela pode apresentar interrupções denominadas pontuações, que geralmente se formam onde havia campos primários de pontuação. As pontuações podem ser simples (quando a cavidade tem quase o mesmo diâmetro em toda a sua extensão), areoladas (quando a parede secundária arqueia-se sobre a cavidade da pontuação), semiareolada (quando ocorre uma pontuação simples ao lado de uma pontuação areolada) e areolada com toro (quando ocorre um espessamento da parede primária e a membrana em volta do toro, é denominada margem) ocorre nas paredes traqueídes de coníferas e angiospermas basais. Fonte: membra.htm

15 15 Fonte: Um grande volume no corpo do vegetal é ocupado por um sistema de espaços intercelulares. Geralmente, apenas o tecido meristemático não apresenta espaços intercelulares, e bons exemplos de tecidos com espaços intercelulares bem desenvolvidos são encontrados nas folhas e em órgãos submersos de plantas aquáticas. O modo mais comum de desenvolvimento de espaços intercelulares é pela separação das paredes primárias, através da lamela mediana. A separação inicia-se nos cantos, onde mais de duas células estão unidas, seguindo para as outras áreas da parede. Os espaços intercelulares assim formados são denominados esquizógenos e a sua origem envolve apenas a cisão da lamela mediana. Exemplos muito comuns de espaços intercelulares de origem esquizógena são os denominados meatos e os canais resiníferos dos pinheiros de um modo geral. Um segundo tipo de espaço intercelular é o lisígeno, quando células inteiras são destruídas durante a sua formação. As cavidades secretoras visíveis em folhas de laranjeiras e de eucalipto são exemplos deste tipo de espaço intercelular. Membrana plasmática A membrana plasmática envolve o citoplasma com todas as suas estruturas e o núcleo, situada internamente à parede celular. Sua principal característica é a sua semipermeabilidade seletiva, que lhe permite o controle das substâncias que entram ou saem da célula. Essa semipermeabilidade pode ser comprovada pela plasmólise. Em solução cuja concentração seja maior que a do suco celular, haverá o desprendimento da membrana plasmática em diversos pontos da parede celular e simultaneamente a retração dos vapores. Pode-se desplasmolisar uma célula plasmolisada removendo a solução concentrada e substituindo-a por água, devolvendo-lhe assim a turgescência original Componentes Protoplasmáticos Citoplasma O citoplasma apresenta-se em movimento, que é conhecido como ciclose. No microscópio óptico aparece bastante homogêneo, mas se observarmos em microscópio eletrônico de transmissão (MET) veremos diferenciações membranosas. Assim, se reconhece o retículo endoplasmático, que é um conjunto de canalículos ramificados que vão do núcleo até a periferia celular permitindo a distribuição de alimentos. Núcleo O núcleo apresenta-se geralmente com membrana, suco, retículo de cromatina (forma cromossomos na divisão celular) e um ou mais nucléolos. Possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula, e armazenar as informações genéticas. Em seu interior, distinguem-se o nucléolo e a cromatina. Durante a divisão celular, a cromatina se condensa em estruturas com formas de bastão, os cromossomos.

16 16 Fonte: Plastídios: Leucoplastos e Cromoplastos Os plastídios (ou plastos) são organelas que possuem o próprio genoma. Delimitados por dupla membrana semelhante às mitocôndrias, seu sistema de tilacoides é formado por pilhas de membranas em forma de discos, chamado de granos. Na matriz ocorrem as reações de fixação de gás carbônico para a produção de carboidratos, além de aminoácidos, ácidos graxos e orgânicos. Pode haver formação de amido e lipídios, estes últimos em forma de glóbulos (plastoglóbulos). São divididos em três grupos: cloroplasto, cromoplasto e leucoplasto; estes, por sua vez, originam-se de estruturas muito pequenas, os proplastídios. Quando os proplastos se desenvolvem na ausência de luz, apresentam um sistema especial, derivado da membrana interna, originando tubos que se fundem e formam o corpo prolamelar denominado estioplastos. Os cloroplastos possuem como pigmento a clorofila a e clorofila b. Além destes, encontramos os cromoplastos cujo pigmento é o caroteno (com colorações amarelo alaranjado, vermelho etc.). Fonte: Os pigmentos organizam-se constituindo unidades funcionais denominados fotossistemas responsáveis pela conversão de energia luminosa em energia química. Nas membranas dos tilacoides das plantas encontram-se complexos fotossintético: citocromo, o fotossistema I (PSI), o fotossistema II (PSII), as antenas LHCI e LHCII e a ATP sintetase. Os fotossistemas são os complexos responsáveis pela conversão da energia luminosa em energia química. Nos organismos que realizam fotossíntese oxigênica, existem dois fotossistemas agindo em série: o fotossistema I (PSI) e o fotossistema II (PSII). O PSII é o mais lábil e fluorescente dos fotossistemas. Ele catalisa a transferência de elétrons entre a água e a plastoquinona. Ele pode ser dividido em três partes funcionais: o centro de reação, as antenas periféricas (CP47 e CP43) e as proteínas regulatórias (caps), cuja função é separar o PSII da luz do tilacoide. O centro de reação é compreendido pelo heterodímero D1/D2,

17 pelo citocromo b559 e pelo complexo de oxidação da água. No heterodímero situam-se os doadores primário (P680) e secundários (Tir D, Tir Z etc) e os aceptores primários (Feofitina) e secundários (Q A e Q B ) do centro de reação. Quando o centro está desprovido do complexo de oxidação da água, tem-se o cerne do PSII (PSII core). O complexo de oxidação da água é o componente mais termolábil do PSII, cuja função é fornecer elétrons para o P680 +, utilizando a molécula de água como doadora de elétrons. O subproduto desta reação de oxidação é o oxigênio molecular. O PSI catalisa a transferência de elétrons da plastocianina à ferredoxina. O PSI é compreendido por vários polipeptídeos entre eles o dímero PSI-A/PSI-B, que é o centro de reação do PSI. Nele situam-se o doador primário (P700), os aceptores secundários (A0, A1, Fx) e as antenas periféricas (CP1). A antena é um complexo multiproteico que não apresenta atividade fotoquímica, cuja função é absorver luz e transferir a energia de excitação para os centros de reação. Nela estão associados a maior parte dos pigmentos e também é o local onde ocorrem os processos dissipativos do excesso de excitação, seja por fluorescência ou por termalização. A transferência ocorre, por indução de ressonância, do pigmento que absorve em comprimentos de onda menores (carotenoides) para o pigmento que absorve em comprimentos de ondas maiores (Chl a). Ao conjunto de fotossistemas e antenas periféricas define-se como unidade fotossintética. De uma forma geral, uma unidade fotossintética é constituída de aproximadamente de 300 moléculas de clorofila. Nas plantas e algas verdes o complexo antena contém a totalidade da Chl b e grande parte da Chl a. No complexo antena das algas marrons e diatomáceas, além da Chl a, estão associadas as Chl c 1 e Chl c 2 e as xantofilas, fucoxantina e violaxantina (algas marrons) e diaxantina (diatomáceas). Nas algas vermelhas e cianobactérias, os pigmentos acessórios, as ficobilinas, estão associados a um complexo extrínseco ao tilacoide chamado de ficobilissoma, cuja função equivale ao do complexo antena. O complexo citocromo é desprovido de pigmentos e catalisa a transferência de elétrons entre o PSII e o PSI. Além de catalisar a transferência de elétrons entre os fotossistemas, o complexo participa na transladação de H + do estroma para o interior da luz do tilacoide e possivelmente, na regulação da distribuição de energia entre os fotossistemas. O transporte de elétrons pode ser linear, cíclico e pseudocíclico, sendo que a via preferencial será ditada pelas condições fisiológicas. No transporte linear há a transferência de elétrons da água para o NADP +, gerando assim, potencial redutor para as reações de fixação de carbono na fase escura. No transporte cíclico, os elétrons retornam à cadeia de transporte de elétrons ao nível do complexo citocromo, favorecendo a formação de ATP necessário para as reações de síntese. O transporte pseudocíclico ocorre em certas condições fisiológicas quando o O 2 recebe os elétrons no lugar do NADP Fonte: Plast%C3%ADdeo Os leucoplastos são incolores e sua principal função é armazenar substâncias de reserva. Dentre elas temos os amiloplastos (grãos de amido), elaioplastos (gorduras e óleos) e proteoplastos (proteínas). Mitocôndrias As mitocôndrias são organelas com formas variáveis, constituídas por duas membranas: a mais externa lisa e a interna, formando as cristas mitocondriais, que delimitam a matriz mitocondrial. A mitocôndria é responsável pela respiração celular e produção de energia-atp (adenosina-trifosfato). A respiração aeróbia compreende basicamente três fases: Glicólise: ocorre no hialoplasma, a glicose converte-se em duas moléculas de um ácido orgânico dotado de 3 carbono-pirúvico (C 3 H 4 O 3 ).

18 18 Ciclo de Krebs: o ácido pirúvico, formado no hialoplasma, durante a glicólise, penetra na mitocôndria, onde perde CO 2, através da ação de enzimas denominadas descarboxilases. O ácido pirúvico converte-se em aldeído acético. Cadeia respiratória: ocorre nas cristas das mitocôndrias. Os hidrogênios tirados da glicose presente nas moléculas de FADH 2 e NADH 2 são transportados até o oxigênio, formando água. Desta maneira na cadeia respiratória NAD e FAD funcionam como transportadores de hidrogênio. Logo, o processo básico da respiração celular é a quebra da glicose ou glicólise, que pode ser expressa pela seguinte equação química: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + energia Componentes não Protoplasmáticos Vacúolos O vacúolo é delimitado pelo tonoplasto (membrana lipoproteica trilamelar), com suco vacuolar, cujo principal componente é água com diversas substâncias inorgânicas (íons de cálcio, potássio, cloro, sódio etc.) e orgânicas (açúcares, ácidos orgânicos, proteínas, pigmentos etc.). Muitas das substâncias estão dissolvidas, constituindo o suco celular, cujo PH é geralmente ácido, pela atividade de uma bomba de próton no tonoplasto. Em células especializadas pode ocorrer um único vacúolo que ocupa considerável volume, originado a partir da união de pequenos vacúolos (vacuoma), em células parenquimáticas o vacúolo chega a ocupar 90% do espaço celular. Fonte: es.encarta.msn.com/ media_ Substâncias ergásticas As substâncias ergásticas são o produto do metabolismo celular, podem ser de reserva ou produtos descartados pela atividade celular. Dentre as mais conhecidas, podemos citar: amido, corpos de proteínas, lipídios, taninos, inulina, cristais, substâncias fenólicas, resinas, gomas, látex e alcaloides. Muitas vezes as células que contêm essas substâncias são diferentes morfo e fisiologicamente das demais, sendo denominadas idioblastos. O amido se apresenta em forma de grãos de tamanho e aspecto variável. Geralmente pode-se notar num grão de amido um ponto bem nítido, o hilo, em torno do qual se alternam camadas concêntricas claras e escuras, que são as estratificações. Os corpos de proteínas são os principais componentes do protoplasto vivo, mas podem surgir como substância ergástica em estado cristalino ou amorfo. Os taninos de natureza amorfa e derivados do fenol, ocorrem em diversos órgãos vegetais e têm como função a proteção contra predadores e a decomposição do vegetal. Encontramos também lipídios (gorduras e óleos) em abundância no organismo vegetal, frequentemente como material de reserva nas sementes e outros órgãos ou tecidos vegetais.

19 Os cristais apresentam natureza inorgânica, os mais comuns são os de oxalato de cálcio (ráfides, drusas e cristais prismáticos) ou carbonato de cálcio (cistólitos). As drusas são mais ou menos esféricos e em forma de estrela, comuns em folhas de begônia, eucalipto, arruda etc.; as ráfides são alongadas de extremidades afiladas, em forma de agulha, comuns no beijo (Impatiens balsamina), na videira (Vitis vinifera) etc. Os cistólitos ocorrem nas células da epiderme de plantas das famílias Acanthaceae, Urticaceae e Moraceae. São constituídos de um pedúnculo de celulose, incrustado de carbonato de cálcio, que se projeta para o interior da célula formando camadas concêntricas na extremidade, criando-se a figura de um badalo de sino. 19 Cistólito Grão de amido da batata FONTE: milcores.naturlink.pt/microphoto.htm Ráfides Drusas Fonte: Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. Exercícios 1. Defina célula vegetal. 2. Qual a forma e o tamanho da célula vegetal? 3. Informe constituição básica de uma célula vegetal. 4. Diferencie os elementos protoplasmáticos dos não protoplasmáticos da célula vegetal. 5. Enumere os elementos protoplasmáticos e os não protoplasmáticos da célula vegetal. 6. Defina parede celular. 7. Cite uma característica importante da parede celular. 8. Defina as pontuações. 9. Qual a organização das mitocôndrias? Qual a sua importância? 10. Diferencie tonoplasto de ectoplasto.

20 Cite os componentes protoplasmáticos da célula vegetal. 12. Defina retículo endoplasmático. 13. Que é plastidoma? 14. Diferencie os cromoplastos dos leucoplastos. 15. Informe o pigmento dos cloroplastos e cromoplastos. 16. Defina vacuoma. 17. Diferencie uma célula jovem de uma adulta pelo número de vacúolos. 18. Defina substâncias ergásticas. 19. Esquematize um grão de amido. 20. Quais são as substâncias ergásticas mais comuns? Atividade Complementar 1. Depois que você ler o texto da unidade I, releia, mas agora sublinhe os termos botânicos que você não conhece, e procure no dicionário de botânica ou no vocabulário que você tem disponível no fim do último capítulo. 2. Faça uma caminhada e observe os vegetais a sua volta, veja se ele não apresenta algum tipo de transformação da parede que seja visível, como a cera em algumas hortaliças, ou gomas em troncos de algumas árvores, vá e observe. 3. Faça uma experiência que evidenciará a presença de grão de amido. Primeiro pegue uma batata-inglesa ou batata-doce e corte-a ao meio, depois pingue uma gota de solução de iodo. Você observará que ele se torna bem escuro, pois o iodo reage com o amido existente na batata.

21 UNIDADE II 21 TECIDOS VEGETAIS Podemos definir tecido vegetal como um conjunto de células com a mesma organização e origem, e destinadas ao desempenho de uma ou mais funções em comum. Os tecidos são importantes em vegetais pois permitem divisão de trabalho no protoplasma. Geralmente se originam por divisões celulares Meristemas O tecido meristemático apresenta célula pequenas isodiamétrica, com parede primária delgada, citoplasma denso, núcleo grande, ausência aparente de vacúolo e proplastídio. O tecido responsável pelo crescimento da planta pode ser de dois tipos: apical ou primário (meristema apical) e espessura ou secundário (meristema secundário). O meristema que deriva do embrião, responsável pelo crescimento longitudinal da ponta de caules e raízes, é chamado de meristema primário ou promeristema. São chamados meristemas secundários quando são produtos de desdiferenciação dos tecidos adultos, isto é, células já diferenciadas que readquirem capacidade de multiplicação, como por exemplo, em locais feridos para a cicatrização (tecido de cicatrização). Os meristemas existentes nas extremidades de caules e raízes são chamados de meristemas apicais. E os existentes na base de entrenós dos caules de monocotiledôneas são chamados meristemas intercalares Tecidos Permanentes: Estrutura e Funcionamento Sistema de revestimento Epiderme Camada de células externas do corpo primário da planta (caules e raízes) e também folhas, partes florais, frutos e sementes. A principal função da epiderme é a de revestimento. A maioria das células epidérmicas está compactamente dispostas, fornecendo considerável proteção mecânica às partes da planta. As células epidérmicas são bastante variadas em estrutura e função. As paredes das células epidérmicas das partes aéreas são recobertas por uma cutícula, que minimiza a perda de água. A cutícula consiste principalmente de cera e cutina, que também são uma barreira para fungos, bactérias e insetos. Entre as células epidérmicas, que são achatadas, justapostas e tipicamente não contêm cloroplastos, estão as células-guarda, que, ao contrário, apresenta cloroplastos. As células-guarda delimitam uma fenda (fenda estomática ou ostíolo) na região central, por meio da qual se dá a comunicação do interior do órgão com o ambiente externo. O termo estômato é aplicado para

22 22 a fenda e para as duas células-guarda. As célulasguarda apresentam um formato reniforme, exceção para Poaceae (Gramínea) e Cyperaceae, que apresenta em forma de halteres, com extremidades alargadas e com paredes finas, enquanto a região mediana, voltada para o ostíolo, é mais estreita e apresenta paredes espessadas. Vista frontal do estômato da folha de trigo Fonte: Vista frontal de um estômato. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A estrutura da parede celular das células-guarda tem um papel crucial no movimento do estômato. Durante sua expansão duas características físicas forçam as células a curvarem-se, abrindo então o ostíolo. A primeira características é a orientação radial das microfibrilas de celulose e a segunda é a extremidade as células-guarda, onde uma está presa à outra. Embora os estômatos ocorram em todas as partes aéreas da planta, eles são mais abundantes nas folhas (em ambas as faces ou em uma só). Nas eudicotiledôneas podem ocorrem de a estômatos por centímetro quadrado de folha. Fonte: O estômato pode se desenvolver entre as células comuns da epiderme ou entre as células subsidiárias (circundam o estômato), cujo número e disposição são variáveis. Os estômatos das Magnoliopsida (Eudicotiledoneas) são classificados de acordo com Metcalfe e Chalk (1950) em cinco tipos básicos: Anomocítico estômatos envolvidos por um número variável de células que não diferem em formato e tamanho das demais células da epiderme (exemplos: Ranunculaceae, Curcubitaceae e Malvaceae). Anisocítico estômato circundado por três células subsidiárias de tamanhos diferentes (exemplos: Brasicaceae, Solanaceae e Begoniaceae). Paracítico estômato acompanhado por uma ou mais células subsidiárias posicionadas de forma que seu eixo longitudinal fica paralelo ao ostíolo (exemplos: Rubiaceae, Convolvulaceae e Leguminosae). Diacítico estômato envolvido por duas células subsidiárias posicionadas de modo que seu eixo maior forma um ângulo reto com o ostíolo (exemplos: Acanthaceae e Amaranthaceae) Ciclocítico/actinocítico as células subsidiárias se dispõem radialmente ao estômato. Este é um tipo pouco comum.

23 Os tricomas são apêndices muito variáveis da epiderme. Encontram-se presentes em qualquer órgão vegetal de forma permanente ou efêmera. Como os tricomas apresentam grande variedade de formas, podem ser classificados de diversas maneiras: tectores (ou não glandulares) e glandulares. Os tricomas tectores podem ser unicelulares ou simples e multicelulares ramificados ou não. Esses tricomas não produzem nenhum tipo de secreção e acredita-se que possam, entre outras funções, reduzir a perda de água, por transpiração, das plantas que vivem em ambientes xerófitos (secos), auxiliar na defesa contra insetos predadores e diminuir a incidência luminosa. Os tricomas unicelulares ou simples são comuns e podem variar em tamanho, forma e espessura da parede, como por exemplo, as fibras de algodão que são tricomas da semente do algodoeiro. Os multicelulares ramificados classificam-se de acordo com a forma de ramificações: tricomas estrelados, em forma de candelabro, peltados ou em forma de T. Os tricomas glandulares possuem um pedúnculo e uma cabeça e, uma célula basal inserida na epiderme. A cabeça geralmente é a porção secretora do tricoma, podendo ser uni ou pluricelular. Estes são cobertos por uma cutícula. Estes tricomas podem apresentar funções variadas dentre elas: produção de substâncias irritantes ou repelentes, para afastar os predadores; substâncias viscosas para prender os insetos (como nas plantas insetívoras), substâncias aromáticas para atrair polinizadores etc. 23 Fonte: Tricomas: A. tector multicelular; B. tector multicelular ramificado; C-D. tricoma multicelular estrelado; E-F-G. glandulares. Algumas células se diferenciam das células epidérmicas apresentando uma função adicional, além do revestimento, sendo denominadas células especializadas. As silicosas possuem corpos silicosos de forma variada no lume ou sílica na parede celular. As buliformes possuem grande vacúolo e parede celular delgada, são denominadas células motoras, por estarem envolvidas no mecanismo de enrolamento e desenrolamento das folhas. Periderme A periderme constitui um sistema de revestimento que substitui a epiderme em raízes e caules com crescimento em espessura, decorrente da atividade cambial. A formação da periderme está relacionada não só com a idade do órgão, mas também com as condições ambientais e com possíveis lesões na superfície do órgão. A periderme compreende o meristema lateral denominado felogênio e os tecidos que este gera: externamente, súber, e internamente, feloderme. Sucessivas peridermes podem ser formadas em regiões cada vez mais profundas, o que ocasiona isolamento dos tecidos mais externos. Ao conjunto desses tecidos mortos, como floema externo, córtex e peridermes periféricas, denomina-se ritidoma. Quando da formação da periderme e consequente descarte da epiderme e seus anexos, a aeração dos tecidos internos é mantida pela lenticela, constituída pelo tecido complementar, composto por células frouxamente arranjadas, que permitem a difusão de gases.

24 24 Fonte: Sistema fundamental Parênquima O tecido parenquimático está distribuído em quase todos os órgãos da planta. O parênquima pode existir, ainda, como células isoladas ou em grupos, fazendo parte do xilema, do floema e da periderme. Assim, o parênquima pode ter origem diversa, a partir do meristema fundamental do ápice do caule e da raiz, dos meristemas marginais das folhas e, nos órgãos que apresentam crescimento secundário, podem originarse do câmbio vascular e do felogênio. As células parenquimáticas, geralmente, apresentam paredes primárias delgadas, cujos principais componentes são a celulose, hemicelulose e as substâncias pécticas. Essas paredes apresentam os campos primários de pontuação atravessados por plasmodesmas, através dos quais o protoplasma de células vizinhas se comunicam. As células parenquimáticas geralmente são vivas e apresentam vacúolos bem desenvolvidos. Essas células são descritas como isodiamétricas, entretanto sua forma pode variar. Quando isoladas são mais ou menos esféricas, mas adquirem uma forma definida por ação das várias forças, ao se agruparem para formar um tecido. O conteúdo dessas células varia de acordo com as atividades desempenhadas, assim podem apresentar numerosos cloroplastos, amiloplastos, substâncias fenólicas etc. Podem reassumir características meristemáticas, voltando a apresentar divisões celulares quando estimuladas. A cicatrização de lesões, regeneração, formação de raízes e caules adventícios e a união de enxertos, são possíveis devido ao restabelecimento da atividade meristemática das células do parênquima. As células parenquimáticas podem ser consideradas simples em sua morfologia mas, devido à presença de protoplasma vivo, são bastante complexas fisiologicamente. Podemos distinguir três tipos de parênquima: de preenchimento ou fundamental, clorofiliano ou clorênquima e de reserva. Parênquima de preenchimento ou fundamental - está presente na região cortical e medular do caule e da raiz, no pecíolo e nas nervuras salientes da folha. Parênquima clorofiliano ou clorênquima - apresenta como principal característica a presença de cloroplastos. As células do parênquima clorofiliano podem dispor-se de modo a favorecer uma grande superfície de contato com outras células, facilitando a captação de energia luminosa e dos elementos gasosos necessários à realização da fotossíntese. O parênquima clorofiliano pode ser classificado nos seguintes tipos: paliçadico, esponjoso, regular, plicado e braciforme. Paliçadico: encontrado no mesófilo, apresentam células mais longas que largas, com grande quantidade de cloroplastos e poucos espaços intercelulares. Esponjoso ou lacunoso: apresentam células com formato irregulares, delimitando espaços intercelulares que podem ter amplitude variada. Regular: células homogêneas, a característica principal é o formato pouco variável, geralmente arredondados. Plicado: as células apresentam reentrâncias, assemelhando-se a dobras e têm como função aumentar a área da célula. Braciforme: apresentam grandes projeções laterais que conectam células adjacentes, delimitando lacunas. Parênquima de reserva - apresenta como principal função o armazenamento de substâncias provenientes do metabolismo primário das plantas. Existem três tipos: Amilífero: reserva de grãos de amido como nos caules da batata-inglesa ou na raiz da batata-doce. Aerífero (aerênquima): possui grande espaço intercelular, onde o ar é armazenado. Muito comum em plantas aquáticas como o aguapé e plantas que vivem em regiões alagadas.

25 Aquífero: a água não é armazenada nos espaços intercelulares, mas sim nos vacúolos. É frequente em plantas de deserto como os cactos e sujeitas ao estresse salino como as plantas de mangue. 25 Parênquima paliçádico e aerênquima Parênquima plicado Parênquima braciforme Parênquima amilífero Parênquima regular Fonte: Colênquima O colênquima é constituído por um tecido vivo e ocorre em áreas do vegetal que ainda estão em crescimento. A parede primária das suas células possui celulose, que o torna altamente resistente à ruptura. Encontrada em diversos vegetais como em caules de ervas e pecíolo de folhas, por exemplo. Suas células não apresentam parede secundária nem lignificação. A principal característica das células colenquimáticas é o espessamento irregular das paredes primárias. O colênquima também possui a capacidade de formar um tecido de cicatrização. A função do colênquima é dar flexibilidade aos órgãos em que ele está presente. As paredes celulares das células do colênquima são ricas em pectina, o que confere à flexibilidade. Ele ocorre em regiões marginais, ou seja, sempre na periferia do órgão. Existem quatro tipos de colênquima, de acordo com o espessamento da parede celular: a) Angular o espessamento é maior nos ângulos das células, ou seja, onde há contato entre três ou mais células b) Lacunar ocorre espessamento na região dos espaços intercelulares. c) Anelar ou anular o espessamento é mais uniforme, ficando o lume celular circular. d) Lamelar espessamento nas paredes tangenciais externas e internas. Colênquima anelar Colênquima angular Colênquima lamelar Colênquima lacunar Fonte:

26 26 Esclerênquima A função deste tecido é dar sustentação a órgãos adultos. A característica principal deste tecido é a presença de paredes secundárias espessadas, lignificadas ou não, e os protoplastos podem estar ausentes. Sua parede secundária pode possuir até 35% de lignina. O esclerênquima possui dois tipos celulares distintos: as esclereídes e as fibras. As esclereídes são células pequenas isoladas ou em grupos, que se apresentam imersas no parênquima. Eles vão conferir rigidez a este tecido. É devido à presença das esclereídes que a casca das nozes, o tegumento de algumas sementes e os caroços de algumas frutas são rígidos. De acordo com a sua morfologia são reconhecidos vários tipos: osteoesclereídes (forma de osso), astroesclereídes (em forma de estrela), macroesclereídes (formam camadas no tegumento de sementes) e braquiesclereídes ou células pétreas (isodiamétricos). Por outro lado, as fibras são células longas, de paredes celulares secundárias espessas, geralmente lignificadas, com extremidades afiladas, e que alcançam um grande tamanho. Por exemplo, as fibras xilemáticas, são células de esclerênquima que acompanham o xilema, dando sustentação aos elementos traqueais. Existem dois tipos: as fibras libriformes (espessamento grande e pontuações simples) e fibrotraqueídes (espessamento menor e pontuações areoladas). Fonte: biologia/colenquima-e-esclerenquima.html Sistema de condução Formado pelo xilema ou lenho e o floema ou líber, são tecidos vasculares das plantas traqueófitas, ou seja, plantas portadoras de vasos que realizam o transporte de seiva nos organismos vegetais: pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, comunicando o sistema radicular às estruturas foliares, intermediada pelo caule. Suas células são altamente especializadas, de forma alongada e cilíndrica, que se apresentam fusionadas e têm suas paredes transversais perfuradas, criando um sistema tubular contínuo, percorrendo longas distâncias dentro do corpo vegetal. Xilema Tecido complexo que é responsável pela condução de água e sais minerais da raiz para todos os órgãos da planta (fluxo ascendente). Além das células de condução (elementos traqueais) o xilema também é formado por células de sustentação (fibras esclerenquimáticas) e por parênquima. As células do xilema não apresentam protoplasma no final de seu desenvolvimento, paredes lignificadas com padrão de espessamento variável. As suas células se originam do procâmbio (xilema primário) ou do câmbio vascular (xilema secundário). Há dois tipos celulares básicos: traqueídes (imperfurados) e elementos de vaso (com placa de perfuração). Fonte: Esquema de Esau, retirado de Placa de perfuração foraminada Placa de perfuração reticulada Placa de perfuração escalariforme Placa de perfuração mista Placa de perfuração simples

27 A seiva bruta é composta por água e minerais provenientes do solo. O caminho básico de transporte das seivas é o seguinte: pelos das raízes xilema folhas à transpiração fotossíntese O transporte da seiva bruta ocorre no solo, até que a água e os minerais atinjam a raiz, e o interior do xilema. Por transporte ativo, os minerais são levados ao interior do xilema. Em consequência disso, uma vez que o meio interno fica hipertônico, a água penetra nos pelos absorventes por osmose. Isso gera uma pressão na raiz, empurrando esse líquido para cima (pressão positiva da raiz). Porém, essa pressão não é suficiente para que a seiva bruta atinja as folhas. A transpiração de água nas folhas é muito grande, a perda é altíssima e isso gera um mecanismo conhecido como coesão-tensão. A transpiração gera uma tensão, "puxando" mais água para cima. E a água sobe pela coesão que tem entre suas moléculas (propriedade da capilaridade da água). Floema Tecido complexo que é responsável pela condução de fotoassimilados e outros metabólitos sintetizados pela planta, mas também transporta íons inorgânicos. Apresenta fluxo no sentido fonte-dreno. Além das células de condução (elementos crivados) o floema também é formado por células de sustentação (fibras esclerenquimáticas) e por parênquima, que inclui diversos tipos celulares especializados (células companheiras, de transferência e albuminosas). As células de condução apresentam protoplasma no final de seu desenvolvimento, porém anucleadas. Paredes com áreas crivadas que estabelecem comunicação intercelular. As células que compõe o floema se originam do procâmbio (floema primário) ou do câmbio vascular (floema secundário). Há dois tipos celulares básicos: células crivadas (sem placa crivada terminal) e elementos de tubo crivado (com placa crivada terminal). O transporte no floema, segundo Münch (alemão Ernest Münch), ocorre das folhas para as partes consumidoras (não apenas as raízes), deve-se ao fato de haver muitos solutos do floema nas folhas (produtos da fotossíntese). Isso, novamente, gera um meio hipertônico, que atrai a água por osmose. Essa força já é suficiente para que a água corra até os órgãos consumidores. Assim sendo, no transporte da seiva elaborada é como se a água fosse "empurrada". fotossíntese floema órgãos consumidores 27 Os vasos condutores penetram praticamente em todas as partes dos vegetais. Assim, a água e os sais minerais ascendem através do xilema, corrente de transpiração, os açúcares manufaturados durante a fotossíntese saem das folhas através do floema e alcançam os locais de crescimento e armazenamenrto do vegetal Fonte:

28 28 Nos órgão vegetais, frequentemente encontramos o xilema e floema associados, formando o que chamamos de feixes condutores. Os tipos mais comuns são: Feixe condutor concêntrico - onde o floema circunda o xilema; Feixe condutor colateral - que é o tipo mais comum encontrado em monocotiledôneas e eudicotiledôneas, onde o floema fica situado mais externamente que o xilema e apresenta medula; Feixe condutor bicolateral - semelhante ao anterior, porém o xilema é envolvido interna e externamente pelo floema; Feixe condutor radial - que como o nome indica, comum nas raízes dos vegetais, o único que os feixes se alternam (floema lado a lado com o floema, alternados). Tecidos secretores Nos vegetais, a secreção compreende complexos processos de formação, síntese e isolamento de substâncias. Algumas células parenquimáticas estão envolvidas com a secreção de determinadas substâncias, sendo denominadas de idioblastos. Há diferentes maneiras do material secretado (exsudato) ser liberado do protoplasto da célula secretora. Quando a célula morre durante a secreção, dá-se o nome de secreção holócrina, ao passo que se ela se mantém viva, a secreção é denominada merócrina. A secreção pode então ser liberada dentro do corpo do vegetal (endotrópica) ou para fora do corpo da planta (exotrópica). De acordo com o tipo de exsudato, a posição e a estrutura desta, as estruturas secretoras podem ser classificadas como: Hidatódios: são estruturas encontradas nas margens das folhas que secretam água ou íons inorgânicos e inorgânicos pelo processo de gutação. Nectários: são estruturas secretoras de néctar. Quando este néctar é utilizado para atrair polinizadores, o nectário é chamado de nectário floral. Mas existem nectários que produzem néctar para atrair formigas. Estas formigas não são agentes polinizadores, mas atuam defendendo a planta contra seus inimigos naturais. Neste caso, o nectário é chamado de extrafloral. Glândulas de sal: são tricomas capazes de secretar o excesso de sal a que estão submetidas. Glândulas de mucilagem e, ou goma: secretam mucilagem e, ou goma; não se distingue com exatidão mucilagem de goma, sendo a mucilagem mais fluida e a goma mais viscosa. Glândulas digestivas: produzidas por plantas carnívoras, secretam enzimas que digerem suas presas. Laticíferos: secretam o látex que atua no bloqueio de ferimentos e na defesa contra herbívoros. Ductos resiníferos: encontrados principalmente nas gimnospermas, secretam resinas que têm as mesmas funções do látex. Tricomas glandulares: como mencionado anteriormente, os tricomas são células ou conjunto de células capazes de secretar uma grande variedade de compostos defensivos. Tricomas urticantes: produzem uma substância que causa reação alérgica.

29 Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. 29 Exercícios 1. Defina tecido vegetal. 2. Quais são as principais características do meristema? 3. Que é diferenciação celular? 4. Enumere os tecidos ditos permanentes. 5. Diferencie parênquima paliçadico de lacunoso. 6. Diferencie colênquima de esclerênquima. 7. Diferencie epiderme de periderme. 8. Como ocorre a aeração dos tecidos internos em um caule, em cresciemento secundário? 9. As espécies de Panicum L. (Poaceae) apresentam lâminas foliares involutas ou conduplicadas devido à presença de grupos de grandes células buliformes entre as nervuras. Caracterize as células buliformes. 10. Nos órgão vegetais encontramos o xilema e floema associados, formando o que chamamos de feixes condutores. Quais os tipos mais comuns? 11. Diferencie secreção holócrina de secreção merócrina. 12. Diferencie secreção endotrópica de secreção exotrópica. 13. O que vem a ser gutação? Atividade Complementar Faça uma caminhada e observe os vegetais a sua volta, veja se encontra coroa-de-cristo, por exemplo, e retire uma folha, você poderá observar que este vegetal apresenta látex (no tubo laticífero), vá e observe. Observação da ascensão da seiva no xilema utilizando Crisântemo (Chrysantemum morifolium /Asteraceae). a) Pegue uma flor do copo com água e transfira para um copo para transporte para sua bancada, tomando o cuidado de deixar uma gota d água na base do caule da flor; b) Dentro da água, corte com a gilete, alguns centímetros de caule, para abrir os vasos e eliminar eventuais embolismos que tenham sido formados antes; c) Coloque algumas gotas de corante no copo e leve seu copo até o local com o ventilador e observe a cada 10 minutos; Agora faça um breve relato do que foi observado.

30 30 UNIDADE III ÓRGÃOS VEGETAIS Raiz: Crescimento Primário e Secundário, Raízes Laterais e Velame A raiz faz parte do eixo da planta e é, geralmente, subterrânea, exercendo a função de fixar o vegetal no substrato e absorver água e sais minerais. Muitas raízes não vivem subterraneamente, mas na água (plantas aquáticas) ou expostas ao ar (epífitas ou parasitas). A água penetra nas raízes mais prontamente na porção apical radicular, que inclui a região de pelos absorventes. A movimentação da água na raiz pode ter três vias: Apoplástica: por fora das células; Simplástica: entre a célula e a parede celular; Transcelular: entre as células. Fonte: A raiz é um órgão da planta que desempenha as seguintes funções: absorção, transporte, armazenamento, fixação, além da produção de alguns hormônios (citocininas e giberelinas) aleloquímicos. Dependendo do tipo de raiz, podem ser atribuídas outras funções a ela, como reprodução, respiração, fotossíntese etc. Crescimento Primário A raiz pode ser dividida anatomicamente em três sistemas de tecidos: epiderme é constituída por uma camada de células vivas que reveste a raiz com crescimento primário (sistema dérmico) portadora de pelos absorventes; sistema fundamental (região cortical ou córtex) constituída geralmente por células de parênquima e cuja camada mais interna é designada endoderme (que contém suberina disposta em forma de fita, denominada estria de Caspary); a parte externa da região cortical pode designar-se de exoderme podendo apresentar várias camadas de células compactadas; o cilindro central que inclui o sistema vascular apresenta uma camada exterior de células em geral parenquimatosas, formando o periciclo, tecidos vasculares (xilema e floema) e, nas raízes desenvolvidas, observa-se a medula zona central da raiz, preenchida por células parenquimatosas. De acordo com o número de feixes lenhosos presentes, podemos classificar as raízes em diarca (com 2 feixes), triarca (com 3 feixes), tetrarca (com 4 feixes) e poliarca (com 5 ou mais feixes lenhosos).

31 31 Raiz de eudicotiledônea primária Raiz de monocotiledônea primária Legenda: epd. epiderme; ctz. córtex; med. medula; cc. cilindro central; end. endoderme Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html Crescimento Secundário A estrutura secundária da raiz ocorre devido à ação meristemática do câmbio vascular e do felogênio. Substitui a estrutura primária nas raízes das gimnospermas e das eudicotiledôneas após o primeiro ou segundo ano de vida. A periderme substitui a epiderme, que é integrada pelo súber (felogênio e feloderme). O felogênio é formado por células parenquimáticas que se desdiferenciam ao estado meristemático, sofrendo divisões, produzindo para o exterior súber e mais internamente feloderme. O crescimento do cilindro central se faz pelo câmbio vascular que assume um aspecto estrelado, pois situa-se para fora do xilema e para dentro do floema. As células do câmbio vascular se dividem e formam para fora o floema secundário, o existente anteriormente, passa a se chamar floema primário, e para dentro xilema secundário, e, igualmente, o anterior passa a ser chamado de xilema primário. Com o novo floema para fora, o já existente é empurrado para a periferia. E com a produção do novo xilema, o existente é empurrado para o centro. Com a produção dos novos elementos, o câmbio toma a forma de um cilindro, onde dentro encontramos os elementos xilemáticos e para fora os floemáticos. E assim cresce o cilindro central. Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html

32 32 Corte transversal da raiz de videira. Legenda: Xil. xilema; x1º. xilema primário; x2º. xilema secundário; flo. floema; f1º. floema primário; f2º. floema secundário; pdm. periderme; cv. câmbio vascular. Fonte: Raízes laterais Possuem origem endógena a partir de divisões anticlinais e periclinais do periciclo. Com o desenvolvimento, ela se projeta para o meio do córtex. Tem importante função na ramificação e sustentação do vegetal. Velame É uma epiderme multisseriada que ocorre em raízes aéreas de Orquídeas, Aráceas epífitas e outras monocotiledôneas terrestres. O Velame consiste em várias camadas de células com paredes espessadas, que dão proteção contra choques mecânicos, funcionando como local de condensação de água no interior de suas células ao absorver a água que cai sobre ele. Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../botanica/anatomia.html Caule O caule é um órgão da planta que desempenha diversas funções como sustentação, transporte, armazenamento e produção de folhas e estruturas reprodutivas. O primeiro entrenó caulinar formado no embrião ou na plântula chama-se epicótilo, no ápice do qual se perpetua o tecido meristemático de origem embrionária responsável pelo desenvolvimento posterior do caule. O caule é geralmente a parte aérea do eixo da planta que origina e suporta folhas, flores, frutos e, eventualmente, raízes adventícias. Crescimento primário A epiderme caulinar apresenta geralmente uma camada de células cujas paredes periclinais externas, mais ou menos espessas, são revestidas por cutícula. A epiderme pode apresentar tricomas variados, emergências como acúleos e complexos estomáticos. O córtex tem comumente natureza parenquimática ou colenquimática. A camada mais externa do córtex é a exoderme, que no caule de muitas espécies não é distinta morfologicamente como na raiz, o limite do córtex é feito pela endoderme que pode apresentar estria de Caspary ou bainha amilífera. Na maioria dos caules, a delimitação entre córtex e cilindro vascular é de difícil visualização. O periciclo na maioria dos caules é parenquimático e pouco diferenciado morfologicamente. Pode-se diferenciar caule de raiz, em crescimento primário, principal-

33 mente pelo xilema e floema, que na raiz se alternam, enquanto que no caule formam feixes com floema para fora e xilema para dentro. Internamente ao sistema vascular, na região central do caule encontra-se a medula, que é formada por tecido parenquimático. Em alguns caules, a parte central da medula é destruída durante o crescimento do órgão, formando caules fistulosos, como em algumas espécies escandentes. 33 Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html O conceito de estelo (= coluna) constitui a base da teoria estelar, a qual se refere à estrutura primária do eixo da planta. Atendendo às variações do sistema vascular primário dos caules e das raízes, foram estabelecidos diferentes tipos de estelos: Protostelo: considerada a mais simples e primitiva filogeneticamente. Consta de uma coluna axial e maciça do xilema, rodeada por cilindro de floema. Ausência de medula na maioria das raízes de plantas pertencentes á categoria das eudicotiledôneas é frequentemente interpretada como estrutura protostélica. No caso destas raízes, o xilema se abre externamente em arcos, de maneira radiada e o floema ocupa as regiões localizada entre os extremos dos arcos (protostélica radiada ou actinostélica). Exemplos: plantas vasculares inferiores e caules de plantas aquáticas. Atactostelo: cordões de xilema e floema encontram-se disperso no tecido fundamental. Exemplo: monocotiledôneas. Fonte: biogeografia/... Polistelo: muitos estelos dispersos, no qual cada um é provido de periciclo e de endoderme próprios. Exemplo: pteridófitas. Parênquima fundamental Sifonostelo: considerada derivada da anterior, caracteriza-se pelo surgimento da região central. Exemplo: caules de eudicotiledôneas e de gimnospermas. Fonte: biogeografia/...

34 34 Crescimento secundário O crescimento secundário do caule é formado pela atividade do câmbio que origina os tecidos vasculares secundários, e do felogênio que dá origem ao revestimento secundário, a periderme. No cilindro central, entre os câmbios fasciculares surge o câmbio interfascicular por desdiferenciação das células situadas entre os feixes vasculares. Estes, câmbio fascicular e o interfascicular, se unem formando um anel meristemático, que se dividem, originando para o interior xilema secundário e para fora floema secundário. Assim, dá-se o crescimento do cilindro central. Num tronco em corte longitudinal, é possível distinguir camadas concêntricas, chamadas anéis de crescimento. Estes anéis refletem a atividade do câmbio vascular e em árvores temperadas, cada anel de crescimento representa um ano. Assim, pode-se estimar a idade de uma árvore contando o número de anéis. O lenho inicial (células mais largas e paredes delgadas) é produzido na primavera e o lenho tardio (células mais estreitas e paredes espessadas) é produzido no outono. Durante o inverno o crescimento para. Em árvores tropicais, um anel não corresponde a um ano de crescimento. As células funcionais do xilema secundário são chamadas de alburno, estão localizadas externamente no caule e apresentam aspecto mais claro. Contrariamente às células mais interiores, escuras e não são funcionais (não transportam seiva), formam o cerne. Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html Fonte: Folha A folha é um órgão lateral da planta, geralmente laminar e de estrutura dorsiventral, que se origina de forma exógena nas gemas caulinares apicais ou laterais. Ela apresenta funções importantes para o organismo vegetal como a fotossíntese e a transpiração. Limbo A parte principal a ser estudada anatomicamente é a sua lâmina foliar chamada de limbo, que fica sobre um eixo chamado pecíolo, que prende a folha ao caule diretamente ou por meio de uma bainha. A epiderme superior é conhecida como adaxial e a inferior como abaxial, entre estas encontramos o mesófilo formado por parênquimas e tecidos condutores. O parênquima clorofiliano (ou clorênquima) apresenta cloroplastos e tem a função de fotossíntese. Eles podem ser do tipo paliçádico em ambas as faces ou lacunoso em ambas, ou paliçádico na adaxial e lacunoso na abaxial, este último conhecido como padrão dorsiventral. Nas monocotiledôneas o mesófilo é formado por um parênquima regular.

35 O tecido condutor imerso no parênquima está composto pelo xilema, voltado para a face adaxial e floema para abaxial. Eles podem estar acompanhados de fibras ou bainha esclerenquimática. O ambiente influencia a estrutura das plantas. As folhas submersas são delicadas, com epiderme delgada, a camada mais externa apresenta cloroplastos, já que tem a água para protegê-la dos raios do sol, tem lacunas para reserva de gases (aerênquima), além de poucos tecidos para sustentação, já que não é interessante para o vegetal aquático resistir a força da água, assim ele acompanha o movimento da água. Em xerófitas é comum a presença de parênquima paliçádico nas duas superfícies, epiderme multisseriada, estômatos em depressões, tricomas abundantes, além de escleromorfia (folhas duras), tudo isso para evitar a perda de água. As folhas apresentam geralmente estômatos na epiderme abaxial, sendo conhecidas como hipostomática, outras têm seus estômatos em ambas as faces, são as anfistomáticas. Em folhas de plantas flutuantes, por exemplo, os estômatos podem estar presentes na face adaxial, já que a outra face está obstruída pela água, sem possibilidade de haver troca gasosa, esta são conhecidas por epistomáticas, mas são as menos frequentes. 35 Corte transversal da folha de milho Corte transversal da folha de oliveira Fonte: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/anatomia.html Pecíolo O pecíolo, em corte transversal, tem a forma côncava ou plana na face adaxial e convexo abaxialmente. Os feixes estão formando um semicírculo, com floema para face abaxial e xilema para a adaxial. Com uma medula no interior formada de parênquima ou oco. Traço foliar O traço foliar é o feixe vascular que se estende da base da folha, até unir-se a outro feixe no caule. Assim, um traço foliar pode ser definido como a porção caulinar do suprimento vascular da folha. A porção foliar deste feixe, inicia-se somente na base do pecíolo e estende-se para o interior da lâmina foliar, onde ramifica-se intensamente. Plantas C3, C4 e CAM Plantas com metabolismo C3 são aquelas que fixam o CO 2 atmosférico por meio da Rubisco, nas células do mesofilo foliar, e esta enzima utiliza como substrato uma pentose (Ribulose 1,5 bifosfato) fixando um CO 2 para produzir duas trioses-p (2x ácido-3-fosfoglicérico). Plantas C4 possuem uma adaptação anatômica chamada estrutura Kranz, que constitui um grupo de células diferentes das comumente encontradas no mesofilo, que envolve o conjunto dos terminais de feixes vasculares da folha, e são chamadas de células da bainha do feixe. Estas células estão contíguas às células do mesofilo, interconectadas por plasmodesmas. Nas células da bainha das plantas C4 acontece a fixação do CO 2, pela Fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPcase), que fixa o CO 2 produzindo oxaloacetato, um composto de 4 carbonos, a partir do fosfoenolpiruvato (3C) diferente da Rubisco, que forma trioses. O oxaloacetato é, então, convertido a malato (ou aspartato), passa à célula do mesofilo ao lado, e é descarboxilado, formando piruvato e liberando CO 2 (HCO3-), que então é utilizado pela Rubisco para formar trioses, entrando no ciclo de Calvin, onde posteriormente ocorre redução do ácido-3- fosfoglicérico a gliceraldeído-3-fosfato, utilizando NADPH, proveniente das reações fotoquímicas. Nestas plantas há uma separação espacial entre a fixação do CO 2 e a redução do composto intermediário de 3 Carbonos, pois a Pepcase fixa na célula do mesofilo, e vai concentrá-lo na célula da bainha, onde ocorrerá a redução, no ciclo de Calvin.

36 36 Em plantas CAM, ocorre separação espacial entre fixação e redução do CO 2. A planta CAM é adaptada para viver em regiões áridas, com alta demanda evaporativa atmosférica e pouca água disponível no ambiente. Por isso, ela tem de economizar água, evitando a transpiração durante o dia, fechando o estômato, porém o CO 2 não entra, e ele é necessário à fotossíntese. Para isso, ela abre os estômatos durante a noite, com temperaturas mais amenas e o CO 2 entra na célula do mesofilo, sendo fixado não pela rubisco, mas também pela pepcase, formando oxaloacetato, o qual, à semelhança do metabolismo C4, é convertido a malato, mas no entanto, estocado no vacúolo da própria célula. Durante o dia, este ácido málico é descarboxilado liberando o CO 2 que será reduzido pela rubisco no ciclo de Calvin, por isso a separação entre redução e fixação é dita temporal. Fixa de noite, reduz de dia. Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. Exercícios 1. Anatomicamente, como pode ser dividida a raiz? 2. Diferencie raiz em crescimento primário de raiz em crescimento secundário. 3. Diferencie monocotiledônea de eudicotiledônea, pela anatomia da raiz. 4. Defina velame. 5. Diferencie monocotiledônea de eudicotiledônea através da anatomia do caule. 6. Diferencie caule em crescimento primário de caule em crescimento secundário. 7. Defina atactostele. 8. Informe a estrutura de uma folha. 9. Defina anatomicamente uma folha de planta submersa. 10. Diga o nome do padrão em que a folha apresenta parênquima lacunoso na face abaxial e paliçadico na adaxial. 11. Por que as folhas de plantas xeromórficas apresentam redução da sua superfície e estômatos tão protegidos? 12. Defina folha epistomática, e qual a importância disso para o vegetal. 13. Diferencie plantas C3, C4 e CAM. Atividade Complementar Faça uma caminhada e observe as diferenças entre os caules de monocotiledôneas e dicotiledôneas (especialmente as árvores). Você poderá perceber que as diferenças anatômicas se refletem na aparência externa do vegetal. O crescimento secundário traz um porte maior e mais forte ao vegetal. Observe. Observe as diferenças das folhas de plantas de ambientes secos e aquáticos, você irá perceber, a olhos vistos, que as diferenças anatômicas se refletem na estrutura externa.

37 UNIDADE IV 37 NUTRIÇÃO MINERAL Macro e Micronutrientes O estudo da nutrição vegetal e do crescimento das plantas envolve a caracterização de elementos essenciais. Um nutriente essencial é aquele sem o qual a planta não cresce normalmente, nem completa o seu ciclo de vida, a menos que uma quantidade mínima desse nutriente lhe seja suprida. Os elementos essenciais podem ser divididos em macronutrientes e micronutrientes. Os macronutrientes são os elementos básicos necessários em maior volume às plantas. São carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre. Os micronutrientes são requeridos em pequenas quantidades, de miligramas (um milésimo do grama) a microgramas (um milionésimo do grama). São o ferro, o zinco, o cobre, o manganês, o molibdênio, cloro, boro e o níquel. Os elementos essenciais desempenham diversos papéis nas plantas, incluindo funções estruturais, enzimáticas, regulatórias e iônicas. Por exemplo, o nitrogênio e o enxofre são os principais componentes tanto de proteínas quanto de coenzimas, e o magnésio além de fazer parte da molécula de clorofila, é um ativador de enzimas. O cálcio é um sinal importante que controla a abertura e o fechamento estomático. Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. EXERCÍCIOS 1. Diferencie micro de macronutrientes. 2. Quais são os macronutrientes? 3. Quais são os micronutrientes?

38 38 UNIDADE V HORMÔNIOS VEGETAIS Hormônios vegetais ou fitormônios são substâncias orgânicas atuantes nos diferentes órgãos das plantas: raiz, caule, folhas, flores e frutos, responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento do vegetal. São sintetizados em pequenas frações, com função direcionada a locais específicos. A produção hormonal pode, conforme a espécie vegetal, obedecer indiretamente os fatores climáticos, sendo observável à medida que sucedem as estações sazonais do ano: primavera, verão, outono e inverno. Os hormônios vegetais podem ser agrupados em cinco grupos ou classes: auxina, citocinina, etileno, ácido abscísico e giberelinas. 1. Auxinas (AIA): apresenta dominância apical, promoção da atividade cambial; indução de raízes adventícias e estimulação do desenvolvimento do fruto. Quando aplicada externamente às extremidades de caules incisos, a auxina estimula a formação de raízes. As auxinas são sintetizadas e apresentam as concentrações mais altas nas áreas meristemáticas do broto e da raiz, áreas nas quais as células se dividem rapidamente para renovar o seu crescimento. As auxinas são deslocadas por toda a planta a partir dessas áreas. 2. Citocininas: promove a divisão celular, formação de gemas em cultura de tecidos e atraso na senescência foliar. As citocininas são sintetizadas no ápice de raízes e transportada pelo sistema caulinar via xilema. 3. Etileno (gás etileno): provoca maturação dos frutos, abscisão das folhas e frutos e senescência das folhas e flores. São sintetizados na maioria dos tecidos por estresse e move-se por difusão a partir do seu sítio de síntese. 4. Ácido abscísico (ABA): atua no fechamento dos estômatos, favorece a síntese de reserva em sementes e o transporte de fotossintetizados das folhas para as sementes em desenvolvimento e pode afetar a indução e a manutenção de dormência nas sementes e gemas de certas espécies. São sintetizados em folhas maduras em resposta ao estresse hídrico, além das sementes. O ABA é exportado das folhas pelo floema e das raízes pelo xilema. 5.Giberelinas (ácido giberélico): atua no hiperalongamento do sistema caulinar por estimular tanto a divisão quanto o alongamento celular, produzindo plantas altas para reverter o nanismo de alguns mutantes, indução de germinação de sementes, estimulação ao florescimento em plantas bianuais e de dia longo e regulação da produção de enzimas em sementes de cereais. São sintetizadas nos tecidos jovens do sistema caulinar e em sementes em desenvolvimento e são transportadas pelo floema e pelo xilema. Durante a germinação das sementes, as giberelinas e as auxinas interagem de maneira delicada. Depois que a semente capturou a água, o embrião produz a giberelina, que aciona a síntese de enzimas responsáveis pela produção da auxina. A giberelina também promove o alongamento da raiz primária ao mesmo tempo em que os níveis mais altos de auxinas fazem com que o tegumento da semente enfraqueça e a planta embrionária cresça. Como está um passo à frente no ciclo, a raiz emerge primeiro da semente, seguida pela copa da planta. Altos níveis de auxina podem provocar a expansão rápida do caule primário, fazendo o topo do broto atravessar a superfície do solo. Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. Exercícios 1. O que são fitormônios? 2. Qual a função da auxina e onde são sintetizados nos vegetais? 3. Qual a função da citocininas nos vegetais? 4. Onde atua o gás etileno nos vegetais? 5. Qual o hormônio vegetal que é sintetizado em folhas maduras em resposta ao estresse hídrico? 6. Qual o hormônio vegetal que atua no hiperalongamento do sistema caulinar por estimular tanto a divisão quanto o alongamento celular, produzindo plantas altas para reverter o nanismo de alguns mutantes?

39 UNIDADE VI 39 CRESCIMENTO VEGETAL E FATORES EXTERNOS Presos ao solo, os vegetais parecem seres vivos imóveis, embora fixos ao solo, os vegetais executam movimentos desencadeados por estímulos externos e até internos: são os chamados movimentos vegetais. Esses movimentos são: os tropismos e as nastias. Tropismos São movimentos de crescimento ou curvatura que as plantas apresentam como resposta a estímulos externos. O tropismo pode ser positivo e negativo, é positivo quando a planta cresce no sentido do estímulo e negativo quando ela cresce se distanciando do estímulo, sendo assim, os tropismos se correspondem com as mudanças na direção do crescimento. Fototropismo: crescimento do sistema caulinar, coleóptilo ou pecíolo da folha em direção à luz. Geotropismo: crescimento para baixo da raiz, percepção da gravidade. Tigmotropismo: resposta ao contato com um objeto sólido (enrolamento de gavinha em torno de um suporte). Heliotropismo: folhas e flores que se orientam em relação aos raios solares. Nastias Nictinastia: movimento de dormir das folhas. Resulta na mudança de turgor das células do pulvino. Tigmonastia: movimento resultante de estimulação mecânica, tal como o fechamento de folhas de plantas sensitivas e carnívoras. Ritmos Circadianos Ciclos diários de luz e escuro. São fenômenos cíclicos definidos por três parâmetros (período, fase e amplitude). Fotoperiodismo: capacidade do vegetal detectar o comprimento do dia. A classificação se dá de acordo com o florescimento, embora muitos outros aspectos do desenvolvimento das plantas possam ser afetados pelo comprimento do dia. Plantas de dia curto (PDC): florescem ou têm seu florescimento acelerado em dias curtos. Florescem no final do verão e outono. Plantas de dia longo (PDL): florescem ou têm seu florescimento acelerado em dias longos. Florescem no início da primavera. Plantas de dia neutro (PDN): são insensíveis ao comprimento do dia. Dependem, por exemplo, da temperatura, da umidade etc. São movimentos que não abrangem crescimento e não são orientados, ou seja, são sempre os mesmos, não são resultantes da direção do estímulo. Está na hora de você verificar se aprendeu esta Unidade. Exercícios 1. O que vem a ser tropismo? Como estão classificados? 2. Diferencie fototropismo de heliotropismo. 3. O que faz com que o vegetal tenha geotropismo positivo? 4. O que são nastias? 5. O que é ritmo circadiano no vegetal? 6. Defina PDC, PDL e PDN.

40 40 Se você: 1) concluiu o estudo deste guia; 2) participou dos encontros; 3) fez contato com seu tutor; 4) realizou as atividades previstas; Então, você está preparado para as avaliações. Parabéns!

41 Glossário Amido: (do inglês medieval sterchen, endurecer) - Carboidrato complexo e insolúvel; é a principal substância de reserva das plantas. 41 Anatomia: Área da morfologia que estuda a estrutura interna dos vegetais. Atactostelo: Estelo no qual os feixes estão espalhados no tecido fundamental. Câmbio vascular: Meristema secundário que origina xilema e floema secundários. Cistólito: Concreção de carbonato de cálcio. Coleóptilo: É a bainha que primeiro emerge do solo e envolve a plúmula e a coroa é a localização do ponto de crescimento e das gemas que dão origem às raízes. Córtex: Conjunto dos tecidos situados entre a epiderme e o sistema vascular. Cortiça: O mesmo que felema. Criptógamas: São plantas que não produzem sementes, flores ou frutos e que se reproduzem por meio de esporos. Cutícula: Camada cerosa ou graxa encontrada na parede externa das células epidérmicas, formada por cutina e cera. Cutina: Substância graxa complexa, semelhante à cera. Desdiferenciação: O inverso de diferenciação. Diferenciação: Alterações fisiológicas e morfológicas que ocorre quando uma célula ou tecido se torna adulto. Divisões anticlinais: Divisões celulares perpendicular à superfície do órgão. Divisões periclinais: Divisões celulares paralelas à superfície do órgão. Eixo hipocótilo-radicular: O eixo do embrião, situado abaixo do cotilédone ou cotilédones, que consiste no hipocótilo e no meristema apical da raiz ou da radícula. Endoderme: do grego: endon, dentro + derma, pele - Uma única camada de células formando uma bainha em torno da região vascular, em raízes e alguns caules; as células endodérmicas são caracterizadas por possuírem estrias de Caspary nas paredes anticlinais radiais e transversais. Nas raízes e caules das plantas com semente, a endoderme é a camada mais interna do córtex. Escutelo: Cotilédone das gramíneas. Estrias de caspary: Uma faixa da parede primária contendo suberina e lignina; encontradas nas paredes anticlinais - radiais e transversais - das células da endoderme e da exoderme. Eustelo: estelo típico das dicotiledôneas e gimnospermas caracterizado por apresentar um sistema vascular cilíndrico. Fanerógamas: Do grego phanerós, aparente; gamos, gameta, através da forma latinizada Phanerogamae) foi o nome dado ao Reino Plantae. Apresentam estruturas denominadas de flores, órgãos reprodutores facilmente observáveis. Felema: Tecido protetor formado por células não vivas, de paredes suberizadas.

42 42 Felogênio: Meristema secundário que origina a periderme. Floema: Tecido condutor de alimentos das plantas vasculares Gemas axilares: Primórdio de um ramo, formada na axila de uma folha e que fica, muitas vezes, protegida por catáfilos. Goma: Resultado da desintegração de células vegetais. Herbáceas: Que tem o porte e a consistência de erva; diz-se do caule tenro, não lenhoso; diz-se da planta cujo caule tem essas características. Idioblasto: Célula em um tecido qualquer, que difere das demais, pela forma, tamanho, conteúdo, espessura da parede, ou mesmo pela função; pode estar isolada ou em grupos. Isodiamétrico: Formato regular, diâmetros de igual comprimento. Lacuna: Espaço, geralmente contendo ar. Medula: Parênquima incolor que ocupa a parte central de caules e raízes de Angiospermas, Gimnospermas e algumas Pteridófitas. Mucilagem: Inclusão viscosa, geralmente composta por proteína. Papila: Tipo de tricoma. Periderme: (do grego: peri, ao redor de + derma, pele) - Tecido de proteção mais externo que substitui a epiderme quando esta é eliminada durante o crescimento secundário; inclui súber ou felema, felogênio e feloderme. Procâmbio: Meristema primário que origina xilema e floema primários. Protoderme: (do grego: protos, primeiro + derma, pele): Tecido meristemático primário que dá origem à epiderme. Protofloema: Os primeiros floemas a serem formados. Protoxilema: Primeira parte do xilema primário que amadurece durante o alongamento do órgão vegetal no qual se encontra. Sistema fundamental: Conjunto dos tecidos fundamentais: parênquima, colênquima e esclerênquima. Sistema vascular: Todos os tecidos vasculares em seus arranjos específicos em uma planta ou em um órgão vegetal. Substâncias ergásticas: Neoformações produzidas pela própria célula, como certas inclusões citoplasmáticas: cristais de oxalato, grânulos de amido, cristalóides de proteína etc. Tanino: Grupo heterogêneo de derivados fenólicos. Substância amorfa adstringente. Tricoma: Protuberância da epiderme, incluindo pelos e escamas. Xilema: Principal condutor de água do organismo vegetal.

43 Gabarito 43 Atenção! Só olhe as respostas depois de ter resolvido as questões! UNIDADE I - CITOLOGIA 1. É a unidade estrutural básica do organismo vegetal. 2. São variáveis. Quanto a forma podem ser esféricas, quando isoladas, poliédricas ou isodiamétrica nos tecidos, e as meristemáticas predomina a forma cúbica. 3. Parede celular e protoplasto. 4. Os elementos protoplasmáticos são elementos ditos vivos, como citoplasma, núcleo, plastídios etc. e os não protoplasmáticos são aqueles destituídos de vida, como vacúolos, cristais, óleos etc. 5. Os elementos protoplasmáticos são: citoplasma, núcleo, plastídios etc. E os não protoplasmáticos da célula vegetal são: vacúolos, cristais, grão de amido, gotas de óleo etc. 6. É o resultado da atividade secretora do protoplasma formada por materiais ergásticas. É típico de células vegetais. 7. Ela não é protoplasmática. 8. São as partes da parede que não são atingidas pelo espessamento. 9. As mitocôndrias são organelas com formas variáveis, constituídas por duas membranas: a mais externa lisa e a interna formando as cristas mitocondriais (septos), que delimitam a matriz mitocondrial. Tendo a função de sede de duas importantes etapas da respiração celular: Ciclo de Krebs (matriz) e cadeia respiratória (cristas). 10. O Tonoplasto é a membrana vacuolar e o ectoplasto é a membrana situada entre o citoplasma e a parede. 11. Os componentes protoplasmáticos da célula vegetal são citoplasma, retículo endoplasmático, núcleo, plastidoma e mitocôndrias. 12. Conjunto de canalículos ramificados que vão do núcleo até a periferia celular, com a função de distribuir alimentos. 13. Plastidoma é um conjunto de plastídios. 14. Os cromatóforos apresentam pigmentos e os leucoplastos não. 15. O pigmento dos cloroplastos é a clorofila e dos cromoplastos o caroteno. 16. Vacuoma é um conjunto de vacúolos. 17. Uma célula jovem apresenta numerosos vacúolos e uma adulta apenas um. 18. Substâncias ergásticas são o produto de reserva ou resultado de atividade celular. 19. Esta resposta deve ser feita observando a figura na unidade correspondente. 20. As substâncias ergásticas mais comuns são os grãos de amido, proteínas, taninos, cristais e gorduras. UNIDADE II- TECIDOS VEGETAIS 1. Tecido vegetal é o conjunto de células com a mesma organização e origem, com funções em comum. 2. Apresentam células pequenas, isodiamétricas, com paredes delgadas, sem espaço intercelular, sem vacúolos e sem plastídios, núcleos grandes, e estão sempre em divisão. 3. É quando as células meristemáticas se transformam em células adultas, de outro tecido. 4. Os tecidos permanentes são: tegumentário, fundamental, de sustentação, condutor e secretor. 5. O parênquima paliçadico tem células longas e organizadas lado a lado e as células do lacunoso são irregulares, com espaços entre elas. 6. O colênquima é um tecido vivo que ocorre em áreas de crescimento e o esclerênquima é formado por células mortas e ocorre em tecidos adultos. 7. Epiderme é a camada de células externa do corpo primário da planta (caules e raízes) e também folhas, partes florais, frutos e sementes. Enquanto, a periderme constitui um sistema de revestimento que substitui a epiderme em raízes e caules com crescimento em espessura, decorrente da atividade cambial. 8. É mantida pela lenticela, constituída pelo tecido complementar, composto por células frouxamente arranjadas, que permitem a difusão de gases. 9. As buliformes possuem grande vacúolo e parede celular delgada, são denominadas células motoras, por estarem envolvidas no mecanismo de enrolamento e desenrolamento das folhas. 10. Feixe condutor concêntrico, colateral, bicolateral e radial.

44 Quando a célula morre durante a secreção, dá-se o nome de secreção holócrina, ao passo que se ela se mantém viva, a secreção é denominada merócrina. 12. Endotrópica quando a secreção é liberada dentro do corpo do vegetal e exotrópica quando a secreção é liberada para fora do corpo da planta. 13. Gutação é quando as folhas secretam água ou íons inorgânicos por estruturas denominadas hidatódios encontrados nas margens das folhas. UNIDADE III ÓRGÃOS VEGETAIS 1. Anatomicamente a raiz está dividida em epiderme, córtex e cilindro central. 2. A raiz em crescimento secundário se diferencia da raiz em crescimento primário pois, surge o felogênio, na casca produz para periferia súber e para o interior feloderme. E no cilindro central surge o câmbio, originando xilema e floema secundários. 3. Monocotiledônea tem um número superior a 4 feixes xilemáticos, é poliarca, e em eudicotiledônea encontramos diarca, triarca até tetrarca. 4. Velame é uma epiderme multisseriada que ocorre em raízes aéreas de Orquídeas e Aráceas. 5. O caule das monocotiledôneas mostra floema e xilema dispersos pelo parênquima, recebendo o nome de atactostele e nas eudicotiledôneas ocorre um só ciclo de feixes líbero-lenhosos e entre eles existe um câmbio fascicular. 6. No crescimento secundário do caule surge o felogênio, na casca que produz para periferia súber e para o interior feloderme. E no cilindro central surge o câmbio interfascicular, originando xilema e floema secundário. 7. Floema e xilema dispersos pelo parênquima. 8. A folha apresenta limbo, pecíolo, bainha, ou podem faltar qualquer um destes. A epiderme superior da lâmina foliar é conhecida como adaxial e a inferior como abaxial, e entre elas ficam parênquimas e tecidos condutores. 9. As folhas submersas são delicadas, com epiderme delgada, a camada mais externa apresenta cloroplastos, poucos tecidos para sustentação. 10. Padrão dorsiventral. 11 Para evitar a perda de água. 12. As folhas epistomáticas ocorrem geralmente em plantas flutuantes seus e estômatos estão presentes na face adaxial, o que é importantíssimo para o vegetal já que a outra face está obstruída pela água, sem possibilidade de haver troca gasosa. 13. Plantas com metabolismo C3 são aquelas que fixam o CO 2 atmosférico por meio da Rubisco, nas células do mesofilo foliar; as plantas C4 possuem uma adaptação anatômica chamada estrutura Kranz, que constitui um grupo de células diferentes das comumente encontradas no mesofilo, que envolve o conjunto dos terminais de feixes vasculares da folha, e são chamadas de células da bainha do feixe e nas plantas CAM, ocorre separação espacial entre fixação e redução do CO 2. Por isso, ela tem que economizar água, evitando a transpiração durante o dia, fechando o estômato porém, o CO 2 não entra, e ele é necessário à fotossíntese. Para isto, ela abre os estômatos durante a noite, com temperaturas mais amenas e o CO 2 entra na célula do mesofilo, sendo fixado não pela rubisco, mas também pela pepcase, formando oxaloacetato, o qual, à semelhança do metabolismo C4 é convertido a malato, mas no entanto, estocado no vacúolo da própria célula. Fixa de noite, reduz de dia. UNIDADE IV NUTRIÇÃO MINERAL 1. Os macronutrientes são os elementos básicos necessários em maior volume às plantas e os micronutrientes são requeridos em pequenas quantidades, de miligramas a microgramas. 2. Carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre. 3. Ferro, zinco, cobre, manganês, molibdênio, cloro, boro e níquel. UNIDADE V HORMÔNIOS VEGETAIS 1. Hormônios vegetais ou fitormônios são substâncias orgânicas atuantes nos diferentes órgãos das plantas: raiz, caule, folhas, flores e frutos, responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento do vegetal. 2. Apresenta dominância apical, promoção da atividade cambial, indução de raízes adventícias e estimulação do desenvolvimento do fruto. São sintetizadas e apresentam as concentrações mais altas nas áreas meristemáticas do broto e da raiz, áreas nas quais as células se dividem rapidamente para renovar o seu crescimento. 3. Promove a divisão celular formação de gemas em cultura de tecidos e atraso na senescência foliar.

45 4. Na maturação dos frutos abscisão das folhas e frutos e senescência das folhas e flores. 5. Ácido abscísico (ABA). 6. Giberelinas (ácido giberélico). 45 UNIDADE VI - CRESCIMENTO VEGETAL E FATORES EXTERNOS 1. São movimentos de crescimento ou curvatura que as plantas apresentam como resposta a estímulos externos, podendo ser positivo e negativo. 2. Fototropismo é o crescimento em direção à luz enquanto que heliotropispo é a orientação em relação aos raios solares. 3. Pela percepção da gravidade. 4. São movimentos do vegetal sem orientação em direção ao estímulo externo. 5. É a capacidade de reconhecimento do comprimento do dia e da noite pelo vegetal. 6. Plantas de dia curto (PDC): florescem ou têm seu florescimento acelerado em dias curtos. Florescem no final verão e outono; plantas de dia longo (PDL): florescem ou tem seu florescimento acelerado em dias longos. Florescem no início da primavera; plantas de dia neutro (PDN): são insensíveis ao comprimento do dia.

46 46 Referências Bibliográficas APPEZATO-DA-GLORIA, B. & CARMELO-GUERREIRO, S.M. (eds). Anatomia vegetal. Viçosa: UFV, 2003, 438p. CUTTER, E. G. Anatomia Vegetal: Parte I Células e Tecidos. 2ª ed. São Paulo: Roca, Anatomia Vegetal: Parte II Órgãos. 1ª ed. São Paulo: Roca, ESAU, Katherine. Anatomia das Plantas com Sementes. São Paulo: Editora Edgard Blucher, Ltda.,1989. FERRI, M. G. Botânica: Morfologia Interna das Plantas (anatomia). 9º ed. São Paulo: Nobel, LARCHER, W. Ecofisiologia Vegetal. São Carlos: RIMA, 2000, 531p. RAVEN, P.H., EVERT, R.F., EICCHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007, 856p. TAIZ, L. & ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2009, 819p. Universidade Federal Rio Grande do Norte. Atlas Virtual de Botânica. Disponível em: < br/atlasvirtual/inicial.htm>. Acesso em: 13/11/2009.

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