Capítulo 4. Botânica. Introdução

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1 Capítulo 4 Introdução O Reino Plantae apresenta aproximadamente espécies. Esses organismos exibem grande diversidade, indo de pequenos musgos até a gigante sequoia, que pode viver por centenas de anos. As plantas são organismos eucariontes, autótrofos e pluricelulares. Elas podem sintetizar as moléculas de que necessitam a partir de materiais iniciais simples como o gás carbônico e a água. Os açúcares gerados pelo processo da fotossíntese são utilizados na produção de energia, pelo processo de respiração e no crescimento da planta, servindo como base nas cadeias alimentares. É muito comum associarmos a importância das plantas aos processos de produção de gás oxigênio e à respiração dos seres aeróbicos. Porém, como já tratado no módulo anterior, o maior percentual de oxigênio da atmosfera é proveniente da fotossíntese realizada pelas algas. Além disso, apenas 5% da energia solar que atinge a Terra é aproveitada para o crescimento vegetal, havendo uma significativa perda na eficiência fotossintética. Mesmo assim, as plantas são fundamentais no ciclo do carbono na atmosfera e na manutenção dos ecossistemas. Reconhecidas como sequestradoras de carbono, as plantas retiram o gás carbônico da atmosfera que, após passar por transformações, disponibiliza o carbono da sua constituição para ser armazenado nas folhas, nas raízes e nos caules. Quando a planta morre, esse carbono é devolvido ao ambiente por meio do processo de decomposição. Sendo assim, é fundamental a preservação das matas e das florestas para mitigar os efeitos do aquecimento global e do acúmulo de gás carbônico na atmosfera proveniente da atividade humana. As funções dos vegetais não param por aí. As áreas arborizadas contribuem para a estética dos ambientes, favorecendo o bem estar e a saúde dos moradores. As plantas frutíferas oferecem alimento e abrigo a diversos animais. Das árvores se retiram vários compostos usados nas indústrias e, finalmente, elas contribuem para amenizar o clima baixando a temperatura e tornando-o mais úmido, devido aos processos de absorção e reflexão da luz do sol e da evapotranspiração. Conheça um pouco mais sobre esse reino lendo os textos descritos a seguir. Classificação vegetal São classificados de acordo com a tabela a seguir: Grupos vegetais Estrutura produtora de gametas Sistema de vasos condutores Presença de sementes Presença de flor Presença de fruto Angiospermas Briófitas Criptógamas não não não não Pteridófitas (pouco evidente) sim não não não Gimnospermas Fanerógamas (muito evidente) sim sim Não (possui estróbilo como estrutura de reprodução) não sim sim sim sim Exemplos Musgos e hepáticas Samambaias e avencas Pinheiros e araucárias Coqueiro e laranjeira 27

2 Capítulo 4 Nutrição vegetal A nutrição vegetal é autotrófica, ou seja, as plantas fabricam seu próprio alimento através do processo de fotossíntese. A energia luminosa é captada pelos seres fotossintetizantes e transformada em energia química. FOTOSSÍNTESE Energia da luz Gás oxigênio - O2 GLICOSE C6H12O6 Gás carbônico - CO2 Água - H2O A equação que descreve o processo é: 6 CO2 + C6H12O6 6 H 2O 6 CO H2O LUZ + 6 O2 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS Dióxido de carbono Água Glicose Oxigênio A luz só pode ser absorvida graças à presença de pigmentos fotossintetizantes. A clorofila é o pigmento mais comum encontrado nos vegetais. Ela absorve vários comprimentos de onda e reflete a luz verde; por isso enxergamos a clorofila verde. Os pigmentos fotossintetizantes se localizam no interior dos cloroplastos (organelas responsáveis pela realização da fotossíntese). 28 7º ano

3 Capítulo 4 Imagem mostrando os cloroplastos que possuem cor esverdeada devido à presença de clorofila. Disponível em: < Transpiração e absorção de gases nos vegetais A transpiração consiste na eliminação de vapor de água para a atmosfera. Pode ocorrer através da cutícula, recebendo o nome de transpiração cuticular (menor intensidade) ou através dos estômatos, recebendo o nome de transpiração estomática (maior intensidade). A evaporação da água possibilita a retirada de calor da planta e impede seu aquecimento; no entanto, essa água precisa ser reposta de forma rápida e eficiente por meio de um sistema que a absorva através das raízes e conduza até as folhas. O estômato é responsável pelas trocas gasosas entre a planta e o meio externo. Dessa forma, a abertura e fechamento dos estômatos são controlados principalmente pela disponibilidade de água. Os estômatos permitem o controle da transpiração vegetal. Na foto, um estômato de uma folha de tomateiro tomado por um microscópio eletrônico e colorido artificialmente. O grau de abertura do ostíolo de um estômato varia de acordo com a disponibilidade de água. Quando as plantas possuem alta disponibilidade de água, as células estomáticas ficam turgidas e o ostíolo aberto. Em situação contrária, essas células perdem água e consequentemente o turgor, ocasionando o fechamento do ostíolo.veja esquema abaixo: ESTÔMATO FECHADO ESTÔMATO ABERTO Célulasguarda Células anexas Ostíolo Estrutura Reprodutiva de Angiospermas 29

4 Capítulo 4 Flor A flor permite a reprodução sexuada nas angiospermas. Uma flor é considerada completa quando apresenta os quatro verticilos florais: gineceu,androceu, cálice e corola. Estigma Estame Antera Filete Pétala Estilete Gineceu ou pistilo Óvulo Ovário Receptáculo Sépala Pedicelo Esquema de flor completa de angiosperma vista em corte. (Cores-fantasia) Quando a flor se desenvolve, no interior das anteras, os grãos de pólen amadurecem e são levados até os estigmas de outras flores (polinização). Ao entrar em contato com o estigma, o grão de pólen germina e produz o tubo polínico que desenvolve até alcançar o óvulo situado no ovário da flor. Nesse momento, ocorre a união do gameta masculino com o feminino formando o zigoto ou célula-ovo. Após a fecundação, o óvulo se transforma em semente, que contém em seu interior o embrião e o endosperma. O ovário em fruto e as demais partes da flor se degeneram com exceção do pedúnculo. Fruto Os frutos também participam do processo de reprodução das angiospermas. Eles protegem as sementes e auxiliam em sua dispersão. Ele é formado por duas partes: pericarpo e semente. Epicarpo Mesocarpo Endocarpo Semente Pericarpo Principais tipos de frutos: Pseudofrutos Não se desenvolvem a partir do ovário. 30 7º ano

5 Experimento 9 Objetivos Folhas de coloração roxa possuem clorofila? Montagem dos grupos 3 e 4 Compreender como ocorre o processo da fotossíntese. Identificar as estruturas envolvidas e os fatores que interferem na atividade fotossintética. Verificar como a variação destes fatores influencia a taxa fotossintética. Identificar a clorofila como pigmento verde responsável pela absorção da luz essencial à fotossíntese. Materiais necessários 2 lâminas 2 lamínulas Frasco conta-gotas contendo água Palito Recipiente contendo folhas de Elodea sp Folhas de coloração diferentes Um béquer contendo 200mL de álcool Almofariz Pistilo Pinça Funil Tubo de ensaio Béquer Bicarbonato de sódio Placa de petri Papel de filtro Procedimentos Parte 1: Produção de gás oxigênio Montagem dos grupos 1 e 2 a) Encha quase completamente os béqueres com água e coloque dentro deles alguns ramos de elódea. b) Cubra os ramos com o funil. c) Encha os tubos de ensaio com água. Tape o tubo com o dedo e emborque-o sobre a haste do funil, sem deixar o ar entrar. d) O grupo 1 manterá seu sistema sobre a bancada exposto à luz e o grupo 2 colocará o seu sistema dentro da caixa de papelão. e) Aguarde cerca de 15 minutos para observação dos resultados. a) Dissolva uma colher de sopa de bicarbonato de sódio em meio litro de água. b) Encha quase completamente os béqueres com a solução e coloque dentro deles alguns ramos de Elodea sp. c) Cubra os ramos com o funil. d) Encha os tubos de ensaio com a solução de bicarbonato de sódio até transbordar. Tape o tubo com o dedo e emborque-o sobre a haste do funil, sem deixar o ar entrar. e) O grupo 3 manterá seu sistema sobre a bancada e exposto à luz e o grupo 4 deixará o seu sistema dentro da caixa de papelão. f) Aguardar cerca de 15 minutos para observação dos resultados. Imagem mostrando como ficará a montagem iluminada. Parte 2: Extração da clorofila a) Coloque as folhas cortadas no almofariz contendo álcool e macere-as com o auxílio do pistilo durante um minuto. b) Passe o preparado no papel de filtro e observe a parte líquida (o filtrado). Parte 3: Identificação de pigmentos na planta a) Recolha o filtrado do procedimento anterior e despeje-o em uma placa de Petri. b) Coloque um papel de filtro na posição ereta dentro da placa de Petri e observe-o após alguns minutos. 31

6 Experimento 9 Folhas de coloração roxa possuem clorofila? Questões propostas Parte 1: Produção de gás oxigênio Após observação dos tubos nas quatro montagens e recapitulando as condições do experimento, responda às questões abaixo. Recapitulando as condições do experimento Tubo 1: Planta mantida no claro (exposta a luz artificial). Tubo 2: Planta mantida no escuro (dentro da caixa de papelão). Tubo 3: Água após adição de bicarbonato de sódio, e planta mantida no claro. Tubo 4: Água após adição de bicarbonato de sódio, e planta mantida no escuro. ATENÇÃO: Considere as montagens 1 e 2 como sendo os grupos controle. 6. Quais são os produtos formados pela fotossíntese? Parte 2: Extração da clorofila 7. Após o procedimento, o álcool ficou verde. O que teria modificado a cor do álcool? 8. Qual a importância da clorofila para as plantas? Parte 3: Identificação de pigmentos na planta 9. Descreva como ficou o papel de filtro. 10. Todas as faixas de cores que apareceram no papel de filtro representam a clorofila? Justifique para validar sua resposta. Anotações 1. Compare os quatro tubos do experimento e escreva no espaço abaixo as diferenças existentes entre eles. OBS.: Se não tiverem ocorrido alterações no tubo, reescreva na linha correspondente a expressão: não observado Tubo Ações observadas 2. Qual a finalidade de adicionarmos bicarbonato de sódio à água? 3. Quais são as variáveis que influenciaram na atividade fotossintética? 4. Qual condição foi mais favorável ao processo de fotossíntese? Escreva a razão desse resultado. 5. De onde as células vegetais retiraram energia para a realização do processo observado nos tubos? Como se denomina esse processo? 32 7º ano