14/01/2014 A CÉLULA VEGETAL INTRODUÇÃO Anna Frida Hatsue Modro A CÉLULA VEGETAL Componentes protoplasmáticos (considerados vivos): citoplasma, núcleo, plastídios e mitocôndrios. Componentes não protoplasmáticos (destituídos de vida): vacúolos e substâncias ergásticas (carboidratos, proteínas, gorduras, taninos, etc.) DESENVOLVIMENTO Fatores envolvidos no desenvolvimento: Informações genéticas Fatores ambientais (comprimento do dia, qualidade e quantidade de luz, temperatura, gravidade). Processos que progressivamente formam o corpo de um organismo: I. II. III. I. CRESCIMENTO Crescimento Morfogênese Diferenciação II. MORFOGÊNESE É o aumento irreversível de tamanho Do grego: Morphe (forma) e genesis (origem); É efetivado pela combinação de divisão e expansão celular. Durante seu desenvolvimento, a planta adquire uma forma especifica; Divisão celular: aumento do número de células – potencial para o crescimento Expansão celular: responsável pela maior parte do crescimento da planta Eventos envolvidos: Expansão do tecido; Divisões celulares: subdivisão em unidades menores; Morfogênese 1 14/01/2014 III. DIFERENCIAÇÃO Processo pelo qual as células com constituição genética idêntica tornam-se diferentes umas das outras e também das células meristemáticas que lhes deram origem. III. DIFERENCIAÇÃO Posição final Informação posicional Inicia-se, freqüentemente, enquanto as células ainda estão em crescimento. Depende do controle da expressão gênica (síntese de proteínas) Ex. lignina (fibras) Ex. pectina (colênquima). A PLANTA ORGANIZAÇÃO INTERNA DO CORPO DA PLANTA TECIDOS: é um conjunto de células igualmente diferenciadas, isto é, tendo todas as mesma organização e igual origem, e destinadas ao desempenho de uma ou mais funções em comum no corpo vegetal. Nas plantas, a distinção anatômica dos tecidos é menor que nos animais. A especialização é menos nítida e são poucos os tecidos que apresentam uma estrutura bem característica. Na maioria das vezes o mesmo tecido exerce várias funções. Tecido de crescimento ou meristemático É responsável pelo crescimento vegetal e está presente nas gemas do caule e nas pontas das raízes. As células do tecido meristemático se reproduzem continuamente. Tecido de sustentação Suas células têm paredes grossas, tendo o tecido a função de dar firmeza, suporte e proteção aos órgãos da planta. 2 14/01/2014 Tecido de revestimento Tecido de condução Protege a planta e evita a perda excessiva de umidade. As células de revestimento são planas e formam, geralmente, uma única camada. É responsável pela condução de substâncias à várias partes da planta. As células são alargadas e sobrepostas, de maneira que formam finos tubos, os chamados vasos condutores: xilema e floema. SISTEMAS DE TECIDOS • Sistema meristemático • Sistema dérmico ou de revestimento (precursor: protoderme) – Epiderme (corpo primário) – Periderme (corpo secundário) • Sistema vascular (precursor: procâmbio) – Xilema – floema • Sistema fundamental (precursor: meristema fundamental) – Parênquima – Colênquima – Esclerênquima TECIDOS EMBRIONÁRIOS OU MERISTEMAS Anna Frida Hatsue Modro TECIDOS EMBRIONÁRIOS OU MERISTEMAS • Meristema (do grego merizein, dividir): a região com tecido embrionário, responsável principalmente pela formação de novas células. • Um meristema é um tecido embrionário, com células indiferenciadas (como se fossem “células-tronco”) e em intensa divisão celular (mitose). Praticamente todos os demais tecidos de uma planta se originam dos meristemas. 3 14/01/2014 TECIDOS EMBRIONÁRIOS OU MERISTEMAS TECIDOS EMBRIONÁRIOS OU MERISTEMAS Células iniciais: são células que se dividem de modo que uma das células irmãs permanece no meristema como uma inicial, enquanto a outra se torna uma nova célula do corpo ou derivada. Localização: embrião (semente) e nas partes em crescimento de um vegetal; Células derivadas: podem dividir-se várias vezes próximo do meristema apical da raiz ou do caule, antes de se diferenciarem. CLASSIFICAÇÃO DOS MERISTEMAS Características gerais das células: Vacúolos ausentes ou pequenos; Células de paredes delgadas; Citoplasma abundante; Núcleo grande; Células em divisão. CLASSIFICAÇÃO DOS MERISTEMAS Localização: I. Meristemas apicais II. Meristemas laterais III. Meristemas intercalares Origem: I. Meristemas primários II. Meristemas secundários CLASSIFICAÇÃO QUANTO A LOCALIZAÇÃO I. MERISTEMAS APICAIS Localizados no ápice caulinar e radicular e estão envolvidos, principalmente, com o crescimento em comprimento do corpo da planta. CAULE PRIMEIRAS FOLHAS RAIZ 4 14/01/2014 Protoderme CLASSIFICAÇÃO QUANTO A LOCALIZAÇÃO II. MERISTEMAS LATERAIS Localizados em anel ao longo da raiz e do caule, causando o engrossamento da planta. Meristema fundamental Procâmbio Coifa CLASSIFICAÇÃO QUANTO A LOCALIZAÇÃO III. MERISTEMAS INTERCALARES CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM I. MERISTEMAS PRIMÁRIOS São meristemas temporários, originando a formação de novos ramos e folhas. São responsáveis pelo crescimento primário que envolve a extensão do corpo do vegetal e a formação dos tecidos primários definitivos. Existem três tipos de meristemas primários: Protoderme: forma uma camada contínua de células em volta dos ápices caulinar e radicular, sendo responsável pela formação dos tecidos dérmicos ou de revestimento primários; Meristema fundamental: meristema que forma os tecidos primários do sistema fundamental: parênquima, colênquima e esclerênquima; Procâmbio: meristema que origina os tecidos vasculares do sistema vascular primário: xilema e floema. 5 14/01/2014 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM II. MERISTEMAS SECUNDÁRIOS São responsáveis pelo engrossamento das estruturas e pela formação dos tecidos definitivos secundários. Existem dois meristemas secundários: Felogênio: Localizado na parte mais externa do caule e da raiz. O crescimento interno resulta o feloderme (células de preenchimento e reserva) e o crescimento externo resulta na formação do súber (células de proteção). O conjunto formado pelo felogênio, feloderme e súber é chamado de periderme. Câmbio: Localizado mais internamente no caule e na raiz, irá produzir novos vasos condutores de seiva, à medida que o vegetal aumenta de espessura (tecidos vasculares secundários). ORGANIZAÇÃO INTERNA DO CORPO DA PLANTA TECIDOS DO SISTEMA FUNDAMENTAL OU DE PREENCHIMENTO Anna Frida Hatsue Modro Tecidos simples: os tecidos formados por apenas um tipo de célula. Parênquima Colênquima Esclerênquima Tecidos complexos: tecidos formados por dois ou mais tipos de células. Xilema Floema Epiderme 6 14/01/2014 TECIDOS FUNDAMENTAIS I. Parênquima II. Colênquima III. Esclerênquima Tecidos fundamentais: Parênquima Tecidos fundamentais: Parênquima I. PARÊNQUIMA I. PARÊNQUIMA Características gerais: composto por células vivas, geralmente de forma poliédrica (multifacetada), dotadas de um grande vacúolo e paredes celulares primárias ou primárias e secundárias, pode ser lignificada, suberizada ou cutinizada. Localização: amplamente distribuído, constituindo a maior parte da massa dos vegetais, sendo abundante entre a epiderme e os tecidos vasculares, presentes na região central do caule, no mesófilo e em frutos suculentos, no endosperma e em outras regiões armazenadoras de alimento. Tecidos fundamentais: Parênquima Funções: Fotossíntese; Respiração; Secreção; Produção, condução e armazenamento de substâncias; Cicatrização de ferimentos e regeneração; Movimento da água e no transporte de substâncias nas plantas; Preenchimento dos espaços deixados por outros tecidos; Dão origem às estruturas adventícias, tais como as raízes adventícias que se formam nas estacas caulinares. Tecidos fundamentais: Parênquima CÉLULAS DE TRANSFERÊNCIA PARÊNQUIMAS DE PREENCHIMENTO São células parenquimáticas com invaginações na parede, ampliando a área da membrana plasmática e admite-se que estas células facilitam o movimento/fluxo de solutos a curta distância, tanto em direção ao interior ou para dentro (absorção), como em direção ao exterior ou para fora (secreção). Os parênquimas com função de preenchimento localizam-se basicamente no córtex e na medula da planta, sendo denominados, respectivamente, parênquima cortical e parênquima medular. Córtex (parênquima cortical) entre os sistemas dérmico e vascular; Medula (parênquima medular) internamente ao sistema vascular. 7 14/01/2014 Tecidos fundamentais: Parênquima PARÊNQUIMAS CLOROFILIANOS (ASSIMILADORES) Tecidos fundamentais: Parênquima PARÊNQUIMAS CLOROFILIANOS (ASSIMILADORES) Os parênquimas com função de assimilação apresentam células ricas em cloroplastos. Quanto à disposição e à forma das células podem-se observar dois tipos: Parênquima paliçádico: apresenta células justapostas e alongadas. Encontra-se geralmente abaixo da epiderme superior, principalmente nas folhas. Tem função de realizar a fotossíntese e auxiliar no combate à transpiração excessiva e funciona como filtro solar. Parênquima lacunoso: células ligeiramente arredondadas, que guardam espaços entre si, denominados lacunas. Encontra-se geralmente em cima da epiderme inferior. Possui menos cloroplastos que o parênquima paliçádico, porém esses cloroplastos são maiores. Tem função de realizar fotossíntese e permitir o arejamento. Tecidos fundamentais: Parênquima PARÊNQUIMAS DE RESERVA Tecidos especializados no acúmulo de substâncias, presentes em certos órgãos suculentos, como raiz, caule e frutos, além de estarem presentes no endosperma ou nos cotilédones de certas sementes. Tecidos fundamentais: Parênquima Parênquima aerífero ou aerênquima Acumula ar em grandes lacunas presentes entre suas células. Encontra-se em plantas aquáticas flutuantes. O acúmulo de ar diminui a densidade relativa da planta e permite a sua flutuação. Podem ser classificados segundo a natureza do material reservado, em: Parênquima aquífero Aerênquima Parênquima amilífero Parênquima estrelado de junco: apresenta grandes espaços intercelulares, funcionando como aerênquima. Tecidos fundamentais: Parênquima Tecidos fundamentais: Parênquima Parênquima amilífero Parênquima aqüífero Armazena amido no interior de leucoplastos. É bastante freqüente em órgãos de reserva, como tubérculos e raízes tuberosas. Armazena água, contém um material mucilaginoso, que permite às células embeberem-se de água e retê-la para uso da planta. É comum em plantas de regiões secas. 8 14/01/2014 Tecidos fundamentais: Colênquima Tecidos fundamentais: Colênquima II. COLÊNQUIMA Funções: Derivado do grego colla = substância glutinosa ou cola É um tecido de sustentação da planta formado por células vivas, geralmente alongadas e com paredes ricas em celulose, pectina e outras substâncias. Sustentar as regiões e órgãos da planta com crescimento primário e que estão sujeitos a movimentação constante. Dar flexibilidade (devido ao acumulo de pectina na parede celular) aos órgãos em que ele está presente. Localização: por serem células vivas na maturidade, podem continuar a desenvolver paredes espessadas e flexíveis enquanto o órgão está se alongando, o que torna essas células especialmente adaptadas para a sustentação de órgãos jovens em crescimento, como sob a epiderme, nervuras e borda da folha, inflorescências, frutos e raízes. Tecidos fundamentais:Esclerênquima Tecidos fundamentais: Colênquima Colênquima angular: mostra maior espessamento nos ângulos. Ex.: pecíolo e caules de Cucurbitaceae e Asteraceae. Colênquima lacunar: o espessamento acontece nas paredes onde estão os espaços intercelulares. Colênquima anelar: parede celular com espessamento mais uniforme por toda borda da célula deixando-a arredondada. Ex: nervuras principais de folhas eudicotiledôneas. Colênquima lamelar: mostra maior espessamento nas paredes tangenciais interna e externa III. ESCLERÊNQUIMA skleros (duro), com presença de parede secundária espessadas de forma homogênea e regular, geralmente lignificadas. Função: dar rigidez e sustentação nas regiões da planta que cessaram o alongamento (órgãos adultos) Localização: Ao redor de tecidos vasculares Cascas de frutos secos Endocarpos de drupas Envoltórios de sementes duras Medula e córtex de caules e pecíolos Mesofilo Raízes Tecidos fundamentais:Esclerênquima III. ESCLERÊNQUIMA Tecidos fundamentais:Esclerênquima FIBRAS As fibras atuam como elementos de sustentação nas regiões do vegetal que não mais se alongam. Dois tipos de células no esclerênquima são reconhecidos: Fibra Esclereídes ou escleritos • Funções: sustentação e armazenamento • Localização: algumas vezes no córtex dos caules, mais freqüentemente associado ao xilema (fibras xilemáticas) e floema (fibras extraxilemáticas); nas folhas das monocotiledôneas. • Características gerais: forma geralmente bastante longa, afiladas e comumente ocorrem em cordões ou feixes. Parede celular primária e secundária espessada; frequentemente lignificada e frequentemente (não sempre) morta na maturidade. 9 14/01/2014 Tecidos fundamentais:Esclerênquima Tecidos fundamentais:Esclerênquima ESCLEREÍDES OU ESCLERITOS Esclerídeos variam em formato, de poliédricos a alongados, podendo ser muito ramificados. • Funções: mecânica e proteção • Localização: Ocorrem por toda a planta. Podem ocorrer isoladamente ou em grupos no tecido fundamental. Fazem parte da constituição dos envoltórios de muitas sementes, das cascas das nozes e dos caroços (endocarpo) das drupas, e dão às peras a textura arenosa. • Características gerais: forma variável sendo freqüentemente ramificadas, geralmente mais curtas que as fibras. Parece celular primária e secundária espessada, caracteristicamente lignificada. Pode ser viva ou morta na maturidade. Tecidos fundamentais:Esclerênquima Braquiesclerídes ou células pétreas: são isodiamétricas, ocorrendo por exemplo, na polpa de Pyrus (pera) e no marmelo, onde aparecem em grupos entre as células parenquimáticas. Macroesclerídes: quando alongadas, colunares (ramificados ou não), como as esclereídes presentes no envoltório externo (testa) das sementes das leguminosas, por exemplo, em Pisum (ervilha) e Phaseolus (feijão). Tecidos fundamentais:Esclerênquima Astroesclereídes: com a forma de uma estrela, com as ramificações partindo de um ponto mais ou menos central, como se vê nas folhas de Nymphaea sp (lírio d'água). Tricoesclereídes: esclereídes alongadas, semelhante a tricomas, ramificados ou não ,como vistas nas raízes de Monsteradeliciosa (banana de macaco) e nas folhas de Musa sp (bananeira). Osteoesclereídes: esclereídes alongadas, com as extremidades alargadas, lembrando a forma de um osso. O que possibilitou a conquista do ambiente terrestre, pelas plantas? TECIDO VASCULAR OU DE CONDUÇÃO Xilema primário e secundário Anna Frida Hatsue Modro 10 14/01/2014 TECIDOS DE CONDUÇÃO O sistema condutor das plantas é composto de xilema e floema. Xilema: é o principal tecido de transporte de água; juntamente com esta são conduzidos sais minerais; Floema: é o principal tecido condutor de substâncias orgânicas. XILEMA XILEMA PRIMÁRIO • Originam-se do procâmbio, constituindo o cilindro central. • Xilema primário: primeiro xilema que surge na planta onde novos elementos de xilema são formados por atividade do meristema apical. Floema primário Procâmbio Xilema primário • Xilema secundário: crescimento da planta em espessura, com formação de novos tecidos. Células de condução do xilema • Protoxilema: primeira parte a se formar do xilema primário (elementos anelados e helicoidais) Elementos traqueais ou traqueários: • Metaxilema: atinge a maturidade depois que a distensão já se completou (elementos escaliformes, reticulados e com pontuações areoladas) Células parenquimáticas (fibras) Células parenquimáticas Traqueíde Elemento de vaso Protoxilema Metaxilema 11 14/01/2014 Elementos traqueais O termo elemento traqueário deriva de traquéia, nome usado originalmente para designar certos elementos do xilema primário que lembram traquéias de insetos. ELEMENTO DE VASO • • • Características: forma alongada, mas geralmente não tão longo como as traqueídes, vários elementos de vaso unidos pelas suas extremidades formam um vaso. Parede celular primária e secundária, lignificada, apresenta perfurações e pontuações. Morto na maturidade. Localização: xilema: folhas, pecíolo, caule, raiz, flor, fruto, semente. Ex. lenho das Angiospermas. Função: principal elemento condutor de água das angiospermas. TRAQUEÍDE • Características: forma alongada (50 μm até 4 mm) e afilada, parede celular primária e secundária, lignificada, sem perfuração e com pontuações. Morta na maturidade. • Localização: xilema: folhas, caule, raiz, flor, fruto e semente. • Função: principal elemento condutor de água das gimnospermas e das plantas vasculares sem sementes, encontrado também em algumas angiospermas. Células parenquimáticas (Fibras) Função: sustentação e às vezes armazenamento Características: células longas, fusiformes, com parede celular comumente lignificada e de espessura variável, diâmetro e lume geralmente reduzido. Células parenquimáticas Parênquima axial: paralelo ao longo eixo do caule série parenquimática, células do PA enfileiradas, oriundas da mesma célula inicial do câmbio (xilema primário); Parênquima radial: forma os raios, disposição perpendicular ao longo eixo do caule (xilema secundário); Função: reserva de amido, óleos e outras substâncias; componentes fenólicos, sílica e cristais são comuns. 12 14/01/2014 XILEMA SECUNDÁRIO Parênquima Axial São os tecidos originados do câmbio vascular (meristema lateral). Formam-se em plantas que apresentam crescimento secundário (ou em espessura). Apresenta os mesmos tipos celulares descritos para o xilema primário. As células distinguem-se em dois sistemas de orientação axial e radial do tecido. Sistema axial: as células com seu eixo maior orientado paralelamente ao eixo do órgão (caule ou raiz) Sistema radial: é composto por fileira de células orientadas perpendicularmente ao eixo do órgão. Fibra Vaso Parênquima radial Elementos traqueais Fibras Dois sistemas celulares Parênquima AXIAL (longitudinal ou vertical) RADIAL (transversal ou horizontal) CERNE E ALBURNO ALBURNO: xilema funcional (responsável pela condução), regiões externas do cilindro central, mais jovem. CERNE: xilema inativo (não conduz mais), regiões mais internas do cilindro central, mais antigo e durável, menos suscetível ao ataque de microorganismos e menos penetrável por líquidos; 13 14/01/2014 TECIDO VASCULAR OU DE CONDUÇÃO Floema primário e secundário Anna Frida Hatsue Modro FLOEMA É o tecido responsável pela translocação de nutrientes orgânicos produzidos pela fotossíntese para todas as partes do vegetal. Substâncias transportadas pelo floema: açúcares (80-90%), aminoácidos (20-80 mg/mL), lipídios, micronutrientes, hormônios, estímulos florais e numerosas proteínas e RNA, algumas das quais atuam como moléculas sinalizadoras, ele é também responsável pelo transporte de vírus. A velocidade de translocação varia de 10 a 100 cm/h,podendo chegar a 300cm/h. FLOEMA Quanto a sua origem o floema pode ser: Floema primário: origem no procâmbio Floema secundário: origem no câmbio I. CÉLULA CRIVADA • Características: forma alongada e afilada. Parede celular primária na maioria das espécies; com áreas crivadas. • Localização: floema • Função: transporte de substâncias orgânicas nas gimnospermas. Tipos de células: I. II. III. IV. Célula crivada Célula albuminosa Elemento de tubo crivado Célula companheira 14 14/01/2014 II. CÉLULA ALBUMINOSA III. ELEMENTO DE TUBO CRIVADO • Características: forma geralmente alongada. Parede celular primária. • Localização: Floema • Função: acredita-se que desempenhe papel na liberação de substâncias na célula crivada, incluindo moléculas de informação e ATP. • Características: forma alongada. Parede celular primária, com áreas crivadas; as áreas crivadas da parede terminal (placa crivada) apresentam poros maiores que aqueles das paredes laterais. • Localização: floema • Função: transporte de substâncias orgânicas nas angiospermas IV. CÉLULA COMPANHEIRA • Célula companheira Placa crivada • • Características: forma variável, geralmente alongada. Parede celular primária. Viva na maturidade; intimamente associada aos elementos de tubo crivado. Localização: Floema Função: Acredita-se que desempenhe papel na liberação de substâncias no elemento de tubo crivado, inclusive de moléculas de informação e ATP. FLOEMA PRIMÁRIO Localização: caules, raízes, folhas, partes florais e sementes. Pode apresentar as seguintes células: Elementos crivados (elementos de tubo crivado e células crivadas); Células albuminosas ou companheiras; Células parenquimáticas; Células esclerenquimáticas. 15 14/01/2014 CÉLULAS DO FLOEMA SECUNDÁRIO Organizam-se no sistema axial e radial. Sistema axial: elementos crivados (células crivadas e elementos de tubo crivado); células esclerenquimáticas (fibras e esclereides); células parenquimáticas. Sistema radial: células parenquimáticas. TECIDOS DE REVESTIMENTO TECIDOS DÉRMICO OU DE REVESTIMENTO I. EPIDERME II. PERIDERME I - EPIDERME A epiderme origina-se da camada mais externa dos meristemas apicais (protoderme) e reveste a superfície do corpo vegetal em estágio primário. Características: Células comuns (não especializadas); célulasguarda; tricomas; outras células especializadas. Localização: camada de células externa do corpo primário da planta, ocorre nas folhas, partes florais, frutos, sementes, caules e raízes. Função: proteção mecânica; reduz a perda de água (cutícula); aeração dos tecidos internos por meio dos estômatos. 16 14/01/2014 CÉLULAS COMUNS As células epidérmicas são, geralmente, achatadas, justapostas e não contêm cloroplastos. CÉLULAS-GUARDA As células-guarda apresentam cloroplastos, regulam os pequenos poros ou estômatos nas partes aéreas da planta e, em conseqüência, controlam o movimento dos gases, incluindo o vapor d’água, possibilitando a sua entrada ou saída da planta. Células da epiderme de uma eucotiledonea Células da epiderme de uma monocotiledonea Algumas especializações da epiderme Pêlos ou tricomas Pêlos ou tricomas Estômatos Acúleos Lenticelas Funções: Classificação dos pêlos: Pêlos absorventes: facilitam a absorção de água e nutrientes minerais Pêlos tectores (ou de cobertura): defesa mecânica Facilitar a absorção de água Aumentar a refletância da radiação luminosa Diminuir a temperatura da folha e minimizar a perda de água; Em bromélias epífitas os tricomas foliares absorve água e sais minerais; Atuam na defesa contra insetos. Acúleos Não tem qualquer conexão com o sistema vascular do caule, sendo portanto resultado de uma evaginação epidérmica (ao contrário dos espinhos), quando destacado permite a visualização de uma “cicatriz”. Exemplo: Bombacaceae e nas Rosaceae. Pêlos glandulares (ou secretores): defesa química 17 14/01/2014 Lenticelas Estômatos São encontradas nos caules velhos e suberificados. São pequenos pontos de ruptura do tecido suberoso, que aparecem como orifícios na superfície do caule e fazem contato entre o meio ambiente e as células dos parênquimas interiores. II - PERIDERME Tecido protetor de origem secundária que substitui a epiderme quando o caule, ou a raiz aumenta em diâmetro e a epiderme é destruída. Localização: A primeira periderme se forma sob a epiderme; as peridermes subseqüentes formam-se cada vez mais profundamente na casca. São formações que exercem grande importância nas trocas gasosas entre os tecidos internos das plantas e o meio externo, além de atuar no controle de saída de água da planta, sob a forma gasosa (transpiração). Composição da periderme Súber ou felema, tecido morto, protetor, que apresenta paredes celulares intensamente suberizadas na maturidade Câmbio da casca ou felogênio forma o súber em direção à superfície do órgão e a feloderme, em direção ao interior. Feloderme, tecido parenquimático vivo. Função: Substitui a epiderme como tecido de proteção nas raízes e caules; aeração dos tecidos internos por meio das lenticelas ESTUDO DIRIGIDO II 18