[Ano] Vegetais: podem ser usados como recursos didáticos? Campus Virtual Cruzeiro do Sul

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1 [Ano] Vegetais: podem ser usados como recursos didáticos?

2 Unidade - Vegetais: podem ser usados como recursos didáticos? MATERIAL TEÓRICO Responsável pelo Conteúdo: Profa. Dra. Rosana Cristina Carreira Revisão Textual: Profa. Esp. Márcia Ota 2

3 Dentre os vários textos oficiais da Secretaria da Educação, os Parâmetros Curriculares do Ensino Médio (PCNEM) (Brasil, 1999), incentivam a formação de alunos críticos e que sejam capazes de raciocinar cientificamente com autonomia. Caso você queira consultar os PCNs (Ensino Fundamental e Médio), veja no item Ampliando o conhecimento, dois links para baixar esses documentos, na íntegra. Mas como colocar essa formação crítica e autônoma na prática? E como encaixar a botânica nessa formação? As plantas fazem parte do nosso cotidiano, mas muitas vezes não nos damos conta da sua presença. Uma simples visita ao mercado, à feira livre ou até uma observação mais criteriosa em nossa própria casa, veremos que os vegetais nos cercam por todos os lados, seja diretamente, como na alimentação, seja indiretamente como, por exemplo, nos produtos de higiene pessoal e medicamentos. E como introduzir esse material que está ao nosso alcance na sala de aula para despertar o interesse dos alunos pela Botânica? Vamos ver, nessa unidade, que a Morfologia Vegetal nos dá uma grande ajuda! 1. Morfologia e Anatomia dos órgãos vegetativos como recursos didáticos Chamamos de recursos didáticos aqueles que envolvem uma série de elementos utilizados como suporte geralmente experimental na organização do processo de ensino-aprendizagem. Seu principal objetivo é facilitar a relação entre professor, aluno e o aprendizado. As aulas práticas são um dos exemplos de recursos que possuímos para entreter nossos alunos. 3

4 O conteúdo programático de botânica geralmente é limitado ao livro didático adotado pelo professor. Os temas ligados ao meio ambiente e consequentemente à botânica, são abordados de maneira superficial, com poucas imagens/ilustrações e informações que simplificam as formas de vida e os demais fenômenos biológicos. Carneiro (1997) comenta que as ilustrações, por atraírem a atenção do aluno frente ao texto, podem constituir um bom recurso para facilitar a compreensão e aprendizagem dos conhecimentos. Acrescenta, ainda, que se observa um crescente aumento dessas ilustrações nos livros didáticos de ciências sem melhora correspondente de seu aproveitamento durante as aulas. Para Siqueira et al. (2007) as aulas práticas devem permitir ao estudante observar, vivenciar e discutir um conjunto de experimentos, fenômenos biológicos e físico-químicos. Krasilchik (1996) cita que as práticas em biologia, mais especificamente as de botânica, visam a incentivar uma avaliação que valorize a compreensão e a interpretação da natureza. E como trazer essa realidade de aulas práticas de botânica para a sala de aula? Primeiramente, para entender a morfologia das plantas, é preciso relembrar que há termos e definições populares que nem sempre correspondem à interpretação da ciência. Há uma pequena confusão desses termos entre a linguagem coloquial, do dia-a-dia, e a linguagem técnica da Botânica. Os órgãos vegetais são: folha, caule, raiz, flor, fruto e semente. Todo o mais é variação desses órgãos. Veja um esquema dos órgãos vegetais na Figura 1. 4

5 Fig. 1. Representação esquemática de um tomateiro (Lycopersicum esculentum Mill.) evidenciando os órgãos vegetais (modificado de Vidal; Vidal (2000)). 2. Folhas As folhas são os órgãos fotossintetizantes (mas não exclusivos), que se originam através de expansões de projeções formadas pelas gemas apicais dos caules. Morfologicamente, as folhas apresentam grande variedade de formas e tamanhos. Uma folha apresenta uma lâmina foliar ou limbo, caracterizada, em geral, por ser achatada/laminar, podendo em alguns casos ser cilíndrica. A lâmina foliar está presa ao caule pelo pecíolo. Há folhas ainda que têm outras estruturas nas folhas, como por exemplo, as estípulas e bainha. Veja uma folha com todas as estruturas (denominamos de folha completa) na Figura 2. 5

6 Fig. 2. Ilustração esquemática da morfologia externa de uma folha completa (modificado de Amabis; Martho (2006)). O tecido foliar é atravessado por feixes vasculares (conjunto de xilema e floema sistema vascular) e delimitado por uma camada única (às vezes multiestratificada) de epiderme, que reveste suas faces adaxial (superior) e abaxial (inferior). A epiderme (sistema dérmico) é responsável pelas trocas gasosas das plantas com o meio ambiente (respiração, transpiração e fotossíntese). Na epiderme, há células especializadas para a realização dessas trocas gasosas, os estômatos, que podem ocorrer em uma ou nas duas faces da epiderme. Dentre os tecidos de preenchimento (sistema fundamental ou de preenchimento), o tecido clorofiliano (que realiza fotossíntese) está presente em toda a lâmina foliar. Esse tecido clorofiliano pode ser dividido em parênquima paliçádico e parênquima lacunoso ou esponjoso. Nem todas as folhas possuem a mesma organização do tecido parenquimático. Veja na Figura 3 dois exemplos da organização interna das folhas. Para ver mais detalhes da morfologia interna das plantas, veja em Ampliando os conhecimentos, links de diversos Atlas de Anatomia Vegetal, que você também poderá utilizar nas suas aulas teórico-práticas. 6

7 (A) (B) Fig. 3. Anatomia interna de folhas. (A) Corte transversal de Camellia sp. [PCP = Parênquima Clorofiliano Paliçádico; PCL = Parênquima Clorofiliano Lacunoso]; (B) Corte transversal do mesófilo isolateral de Eucalyptus sp. Fotos de Castro, N.M. (modificado de As folhas, especialmente, são excelentes materiais didáticos, pois são facilmente encontradas, reconhecíveis; possui uma diversidade imensa de formas, dimensões, cores, estruturas e ainda possuem adaptações a diferentes condições ambientais. Além disso, você não precisa ficar preso à sala de aula! Aproveite o terreno escolar para aguçar a curiosidade e motivar seus alunos. Que tal experimentar o uso de diferentes folhas na próxima aula de botânica? 3. Caules O caule possui algumas características morfológicas próprias: a presença de nós e entrenós (internos), tendo folhas e gemas presentes na região dos nós. A gema é sempre localizada no ápice do eixo caulinar e é chamada de gema terminal ou apical. As gemas localizadas nas axilas das folhas são as gemas axilares (Figura 4). O meristema apical do caule forma todos os tecidos e órgãos aéreos de uma planta como os tecidos condutores, de sustentação e o medular, que por fim, darão origem aos ramos, as folhas e as flores (Raven et al. 2007). 7

8 A função do caule é conduzir a água e sais minerais (via xilema) e os produtos da fotossíntese - carboidratos (via floema) para os demais órgãos das plantas. Outra função do caule é a sustentação de folhas, flores e frutos, reprodução vegetativa (assexuada), bem como armazenar água (como nos cactos) ou reservas nutritivas (batata-inglesa). Fig. 4. Foto de uma ramificação caulinar, mostrando os nós e entrenós (modificado de Ceccantini; Mendonça, s.d.). Há diversos tipos morfológicos de caule e são classificados como aéreos e subterrâneos. Veja os principais tipos caulinares na tabela 1, bem como suas características. Tabela 1. Classificação dos principais tipos de caules, subdivididos em aéreos e subterrâneos. Caules Aéreos Haste Tronco Descrição Caule delicado, não lenhoso presente na maioria das herbáceas Ocorre na maioria das arvores lenhosas, varia de delgado a muito robusto Exemplo Erva-cidreira (Melissa officinalis) Figueira (Ficus sp.) 8

9 Colmo Estipes Volúvel Caules Subterrâneos Tubérculos Bulbo Rizoma Cormo Caule bem dividido em nós e entrenós, geralmente ramificado com folhas desde a base Caule geralmente cilíndrico, geralmente não ramificado, com uma coroa de folhas apenas no ápice Caule que se enrola a um suporte Descrição apresenta a porção apical (terminal) intumescida Caule reduzido a um disco basal de onde partem catafilos (folhas modificadas), que podem ser secos ou carnosos. crescimento horizontal produz diretamente folhas ou ramos verticais Sistema caulinar espessado e comprimido verticalmente, geralmente envolvido por catáfilos secos Cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) com colmo cheio; bambu (Bambusa sp.) com colmos ocos. Palmeiras (Dracaena sp.) Muitas trepadeiras e cipós, como Ipomoea sp. Exemplo Batata-inglesa (Solanum tuberosum) Alho (Allium sativum) e Cebola (Allium cepa) Íris (Iris sp.) Palma-de-Santa- Rita (Gladiolus sp.) 9

10 A organização interna do caule segue o mesmo padrão da anatomia foliar: compreende os três sistemas - dérmico ou de revestimento, o fundamental e o vascular ou condutor. O sistema de revestimento na estrutura primária da planta está representado pela epiderme, que pode ser substituída pela periderme como resultado da atividade do felogênio (meristema lateral ou secundário, responsável pelo crescimento em espessura do sistema de revestimento), que produz súber ou cortiça (lado externo do caule) e feloderme ou felema (lado interno do caule). O sistema fundamental do caule pode ser dividido em duas regiões: córtex (entre a epiderme e o sistema vascular) e a medula (porção central do órgão, interno ao sistema vascular). Essas regiões podem ser formadas pelos tecidos fundamentais: parênquima, colênquima e esclerênquima. A camada mais interna do córtex é chamada de endoderme (presente também na raiz e na folha), que tem a função de selecionar substancias que penetram no sistema vascular. O sistema vascular está organizado em feixes, representado por periciclo, xilema e floema. O periciclo é o limite externo do sistema vascular. Interno ao periciclo ocorre o floema, procâmbio (tecido meristemático formador do sistema vascular primário) e o xilema. Nesse tipo de organização, chamada eustelo, o xilema, no caule, está mais próximo da região central e ocorre nas eudicotiledôneas (Figura 5A). Já nas monocotiledôneas, o caule tem uma organização atactostélica, com endoderme e periciclo limitando os feixes vasculares dispersos aleatoriamente em todo o órgão (Figura 5B). No crescimento secundário do caule das eudicotiledôneas, o xilema e o floema secundários são formados pela atividade do cambio fascicular ou vascular (originado a partir de células do procâmbio entre xilema e floema primários) e do cambio interfascicular (originado de células pericíclicas entre os feixes vasculares). 10

11 Assim como as folhas, os caules também servem de materiais didáticos. Podemos, durante a aula prática, resolver dúvidas sobre os diferentes tipos de caules: aéreos e subterrâneos. As dúvidas serão sanadas apenas com a observação, manipulação dos caules pelos alunos e explicação do professor. Vamos tentar? 4. Raízes A raiz é um órgão subterrâneo (com poucas exceções), aclorofilado, com ramificações, capaz de armazenar reservas nutritivas para a planta; tem sua origem na radícula do embrião após a germinação da semente, desenvolvendo-se assim, uma raiz principal e suas ramificações, as raízes secundárias. A raiz várias funções, como por exemplo, absorver água e nutrientes do solo, armazenar substâncias de reserva (como o amido) e também fixar o vegetal no substrato. (A) (B) Fig. 5. Organização dos feixes vasculares em caules. (A) Caule de eudicotoledônea, com organização eustélica. (B) Caule de monocotiledônea, com organização atactostélica (modificado de Cesar; Sezar (2006)). 11

12 Olhando do ápice para a base da raiz podemos reconhecer as seguintes regiões: zona meristemática, protegida por uma camada de células, a coifa, que protege a parte mais sensível da raiz onde se dão as divisões celulares; zona de alongamento ou distensão, onde as células recém-divididas aumentam de tamanho e empurram a ponta da raiz solo adentro; zona pilífera onde os tecidos da raiz se diferenciam e onde se localizam os pêlos absorventes; e zona de ramificação onde há ramificações da raiz principal. A região entre a raiz e o caule é a zona de transição, o colo. Veja essas regiões na Figura 6. Colo Zona de Transição Raiz Principal Zona de Ramificação Raízes laterais Zona Pilífera Zona de Alongamento Coifa Zona Meristemática Fig. 6. Esquema de uma raiz com suas diferentes regiões/zonas (modificado de Amabis; Martho (2006)). 12

13 Os tipos fundamentais de sistemas radiculares são o sistema pivotante ou axial e sistema fasciculado. Nas raízes pivotantes (que ocorrem em gimnospermas e eudicotiledôneas), há uma raiz principal, originada da radícula do embrião (raiz primária), que penetra perpendicularmente ao solo. Raízes secundárias são formadas ao longo da raiz principal (Figura 7A). As raízes fasciculadas (ocorrentes em monocotiledôneas), não há desenvolvimento acentuado da raiz primaria e várias raízes são formadas a partir do eixo caulinar do embrião (Figura 7B). Neste tipo de sistema, as raízes são chamadas de raízes adventícias (raízes que se originam de outras partes da plantas como caule e folha). Há basicamente três tipos morfológicos de raízes (Raven et al. (2007)): 1) Raízes Tuberosas: raízes intumescidas, especializadas como órgãos de reserva, podendo ser armazenadas nas raízes secundárias (como na batata-doce Ipomoea batatas) ou na raiz principal (beterraba Beta vulgaris; nabo Brassica rapa). 2) Raízes aéreas: são raízes que não se desenvolvem subterraneamente. Dentre esses tipos podemos citar as raízes suporte que oferecem equilíbrio à planta (como no milho Zea mays) e as raízes tabulares que se encontram ligadas ao caule (encontrada na figueira - Ficus sp.). 3) Raízes sugadoras ou Haustórios: ocorrem em plantas parasitas; os haustórios penetram no caule da planta hospedeira para retirar água e nutrientes do sistema vascular (como em cipó-de-são-joão, o cipó-pólvora). 13

14 (A) (B) Fig. 7. Sistemas radiculares. (A) Sistema Pivotante ou Axial com raízes laterais; (B) Sistema Fasciculado ou Cabeleira, com raízes adventícias (modificado de Menezes et al. (2006)). Como em todas as outras partes de uma planta vascular, a estrutura interna está organizada em três sistemas: sistema dérmico ou de revestimento; sistema fundamental ou de preenchimento e sistema vascular ou condutor. Nas raízes, o sistema vascular é formado por xilema e floema primários e periciclo, que está organizado na porção central (chamado de cilindro vascular). O floema ocorre próximo à periferia do cilindro vascular, na forma de cordões e, o xilema também forma cordões dispostos alternadamente com os cordões do floema. Nas raízes adventícias, a porção central é ocupada por células parenquimáticas, na qual chamamos de região da medula (Figura 8B), enquanto nas raízes originadas da radícula do embrião ou de outras raízes, a região central é ocupada pelo xilema que apresenta projeções entre os cordões floemáticos (Figura 8A). Independente da organização central do cilindro vascular, em todas as raízes o sistema vascular é limitado externamente pelo periciclo (origina as raízes laterais). Externamente ao cilindro vascular encontra-se o córtex, cuja camada mais interna é a endoderme. Externamente ao córtex encontra-se a epiderme com ou sem pelos absorventes. 14

15 (A) (B) Fig. 8. Aspectos gerais de raízes em corte transversal. (A) Raiz de eudicotiledônea com xilema ocupando a região central; (B) Raiz de monocotiledônea com medula na região central (modificado de Menezes et al. (2006)). Nessa unidade, relembramos alguns conceitos básicos de morfologia vegetal de órgãos vegetativos, bem como suas características. Com paciência e insistência poderemos utilizar esses órgãos vegetais para ilustrar nossa aula, fazer discussões a respeito de suas classificações e estruturas. 15

16 Anotações 16

17 Referências AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos, classificação, estrutura e função dos seres vivos. Vol 2. Editora Moderna, BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Brasília: MEC/SEM; CARNEIRO, M. H. da S. As imagens no livro didático. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM ENSINO DE CIÊNCIAS, 1., 1997, Águas de Lindóia. Atas... São Paulo: UFSC, p CÉSAR, S. JR.; SEZAR, S. Biologia. Vol. Único, 3ª Ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2005, 640p. KRASILCHIK, M. Prática de Ensino de Biologia. 6.ed. São Paulo: Harbra; p. MENEZES, N.L. et al Anatomia e Morfologia de Plantas Vasculares. Apostila do Departamento de Botânica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 184p. RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, SIQUEIRA, I.S.; PIOCHON, E.F.M.; SILVA, S.M. Uma abordagem prática da Botânica no Ensino Médio: este assunto contribui com a construção dos conhecimentos dos alunos? Arq Mudi. 11(1), p. 5-12, VIDAL, W.N.; VIDAL, M.R.R Botânica Organografia Quadros sinóticos ilustrados de fanerógamos. Editora UFV, Viçosa. 17

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