VICE-REITORIA ACADÊMICA COORDENAÇÃO GERAL DE ENSINO DE GRADUAÇÃO COORDENAÇÃO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA ANATOMIA DE PLANTAS VASCULARES Rio de Janeiro / 2006 TODOS OS DIREITOS RESERVADOS À UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO 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. U n3p Universidade Castelo Branco. Anatomia de Plantas Vasculares. – Rio de Janeiro: UCB, 2006. 48 p. ISBN 85-86912-08-5 1. Ensino a Distância. I. Título. CDD - 371.39 Universidade Castelo Branco - UCB Avenida Santa Cruz, 1.631 Rio de Janeiro - RJ 21710-250 Tel. (21) 2406-7700 Fax (21) 2401-9696 www.castelobranco.br Responsáveis Pela Produção do Material Instrucional Coordenadora de Educação a Distância Prof.ª Ziléa Baptista Nespoli Coordenador do Curso de Graduação Maurício Magalhães - Ciências Biológicas Conteudista Sônia Cristina de S. Pantoja Supervisor do Centro Editorial – CEDI Joselmo Botelho 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, conseqüentemente, 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 Orientações para o Auto-Estudo O presente instrucional está dividido em três 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. A Unidade 1e 2 correspondem aos conteúdos que serão avaliados em A1. Na A2 poderão ser objeto de avaliação os conteúdos das três unidades. Havendo a necessidade de uma avaliação extra (A3 ou A4), esta obrigatoriamente será composta por todos os conteúdos das Unidades Programáticas 1, 2 e 3. A carga horária do material instrucional para o auto-estudo 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! Vania Alcantara Coordenadora Acadêmica de Educação a Distância Dicas para o Auto-Estudo 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 - Sempre que tiver dúvidas entre em contato com o seu monitor através do e-mail [email protected]. 6 - Não pule etapas. 7 - Faça todas as tarefas propostas. 8 - Não falte aos encontros presenciais. Eles são importantes para o melhor aproveitamento da disciplina. 9 - Não relegue a um segundo plano as atividades complementares e a auto-avaliação. 10 - Não hesite em começar de novo. SUMÁRIO Quadro-síntese do conteúdo programático............................................................................................................. 11 Contextualização da disciplina..................................................................................................................................... 13 UNIDADE I CITOLOGIA 1 - Célula vegetal........................................................................................................................................................... 2 - Parede celular e membranas................................................................................................................................. 3 - Componentes protoplasmáticos........................................................................................................................... 4 - Componentes não-protoplasmáticos................................................................................................................... 15 16 20 22 U NIDADE II UNIDADE TECIDOS VEGETAIS 1 - Maristemas............................................................................................................................................................... 2 - Tecidos permanentes: estrutura e funcionamento............................................................................................ 27 27 U NIDADE III ÓRGÃOS VEGETAIS 4 - Flor, fruto e semente.............................................................................................................................................. 34 36 38 39 Glossário...................................................................................................................................................................... 43 Gabarito....................................................................................................................................................................... 44 Referências bibliográficas.......................................................................................................................................... 46 1 - Raiz............................................................................................................................................................................. 2 - Caule.......................................................................................................................................................................... 3 - Folha.......................................................................................................................................................................... Quadro-síntese do conteúdo programático UNIDADES DE PROGRAMA OBJETIVOS I- CITOLOGIA: 1.Célula Vegetal: forma e tamanho. Constituição da célula vegetal. Levar ao aluno conhecimento da morfologia interna de um vegetal e a importância para todo o organismo vegetal. 2.Parede Celular e Membranas: paredes primária e secundária e lamela média Conscientizar o aluno da existência das membranas e de uma parede celular diferenciada. 3.Componentes protoplasmáticos: citoplasma, núcleo, plastídeos e mitocôndrios Transmitir ao aluno o conhecimento da função, forma e localização dos componentes vivos da célula vegetal. 4.Componentes não protoplasmáticos: substâncias ergásticas e vacúolos. Informar ao aluno a existência de componentes típicos de células vegetais. II- TECIDOS VEGETAIS: 1.Meristemas 2.Tecidos permanentes (tecidos tegumentário, fundamental, de sustentação, condutores e secretores). Proporcionar ao aluno o conhecimento de cada tecido vegetal, com suas características típicas, funções independentes, localização, bem como a importância destes para o funcionamento do vegetal como um todo. II- ÓRGÃOS VEGETAIS: 1.Raiz: estrutura primária e secundária, raízes laterais e velame. Conscientizar o aluno da importância da raiz para o vegetal, e que esta tem movimento e adapta-se ao meio em que vive. 2.Caule: estrutura primária e secundária. Levar ao aluno o conhecimento da organização de um caule com todas as suas adaptações e funções diferenciando sua estrutura básica em cada grupo vegetal. 3.Folha: suas partes e variações. Levar o aluno a diferenciar as partes da folha, as diferenças estruturais nos principais grupos vegetais. 4. Flor, fruto e semente: introdução morfológica. Conscientizar o aluno da existência destas estruturas importantes para o vegetal. 11 12 Contextualização da Disciplina Botânica, um breve histórico. Da curiosidade brotaram as ciências, diz Aristóteles. Os povos primitivos não estranhavam a multiplicidade dos seres e das coisas do mundo, por isso nunca chegaram a desenvolver uma verdadeira ciência. Muitas vezes eram ótimos observadores da natureza, mas tomaram os fatos como dados, sem pensar em suas causas nem as prováveis relações que pudessem 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 européia, 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 esses trabalhos, acumularam-se os fatos conhecidos e descritos e, desse 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 a 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 dos estudos inerentes 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, se relaciona com diversas outras como a Química, quando trata da fitoquímica, na qual sabemos quais os componentes existentes nos vegetais. Graças a esse tipo de estudo uma infinidade de vegetais são utilizados hoje na indústria farmacêutica com excelentes resultados. Mas a Botânica se relaciona também com a Física, Genética, Paleontologia, Ecologia, além de inúmeras outras disciplinas. O planeta em que vivemos possui uma flora riquíssima, com uma impressionante diversidade de formas e utilidades, cabe a nós conhecê-la e estudá-la. 13 14 UNIDADE I 15 CITOLOGIA 1 - Célula Vegetal 1.1 - 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 forma da célula vegetal é igualmente variável. Quando isolada, tende a ser esférica. Nos tecidos tem, a forma poliédrica e isodiamétrica. Em tecidos de crescimento (meristemas) predomina a forma cúbica. 1.2 - Constituição da Célula Vegetal A célula das plantas é constituída pelo protoplasto e parede celular. Assim, o protoplasto é a célula sem parede. Ele se constitui de alguns elementos protoplasmáticos, outros não. Geralmente os componentes protoplasmáticos da célula são considerados como vivos e os nãoprotoplasmáticos como destituídos de vida. Entretanto, é muito difícil separar os constituintes vivos dos demais. Os elementos protoplasmáticos são: o citoplasma, núcleo, plastídeos, mitocôndrias etc. Os elementos não-protoplasmáticos são os vacúolos e outras substâncias como os cristais, gotas de óleos, grãos de amido etc., estes conhecidos como materiais ergásticos. Assim, observamos que a célula é um conjunto de formações (protoplasto, que como um todo é vivo), envolvido por uma parede sem vida. FONTE: www.cientic.com/ tema_celula_img2.html 16 2 - Parede Celular e Membranas 2.1 - Parede Celular A presença de uma parede celular, nãoprotoplasmática, porosa, relativamente rígida, é uma das mais importantes características da célula vegetal.A parede celular é o resultado da atividade secretora do protoplasma e formada por materiais ergásticos, sendo definida como componente não-vivo da célula vegetal. Ela está presente na maioria dos vegetais, faltando apenas nos esporos móveis de muitas algas e fungos e em células reprodutoras sexuadas de vegetais inferiores. A parede celular pode ser constituída de três camadas, cada uma com propriedades distintas FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/inicio_real.htm a) Lamela média (ou lamela central) - é a primeira parede a ser fomada na conclusão da divisão celular.É formada por substâncias pécticas (que são complexos hidratos de carbono de alto peso molecular que contém ácido galacturônico, metanol xilose, galactose, ácido acético e arabinose). Protopectina, ácido péctico e pectina são os principais componentes desse grupo. A lamela média pode sofrer lignificação nos tecidos lenhosos. b) Parede primária - ela é o primeiro resultado da atividade secretora do protoplasma após a divisão pela lamela média, podendo vir a ser, em muitos casos, a parede definitiva. É formada por componentes pécticos e por celulose. Outros polisacarídeos não celulósicos poderão integrar a parede primária. Ela também pode sofrer lignificação. c) Parede secundária - essa parede deposita-se sobre a parede primária ocasionando acentuado aumento da espessura dos envoltórios celulares. A parede secundária é formada por hemicelulose, polisacarídeos não-celulósicos e celulose. Pode sofrer modificações secundárias por aposição de lignina ou outras substâncias. Em alguns tecidos podemos distinguir as paredes secundárias estratificadas em camadas distintas. 17 ... FONTE: www.profmarcosbio.hpg.ig.com.br/ membra.htm Pontuações As partes da parede que não são atingidas pelas paredes são chamadas pontuações. Seu objetivo é assegurar a continuidade do intercâmbio metabólico entre as células e os vasos condutores. Encontramos três tipos de pontuações principais: a) Pontuações primárias - são encontradas nas células meristemáticas e células que não formam a parede secundária. b) Pontuações aureoladas (ou areoladas) - nessa a parede secundária arquea-se sobre a cavidade da pontuação, reduzindo o poro de acesso. Nas coníferas pode formar-se sobre a lamela média um toro, que funciona como uma válvula, quando a pressão aumenta em uma das células ele é deslocado com a lamela média elástica, aplicando-se internamente contra o poro de acesso ou ostíolo. FONTE:www.madeira.ufpr.br 18 c) Pontuações secundárias - são pouco profundas em células delgadas e longas e ramificadas em células com parede espessa (células pétreas do esclerênquima). Esse tipo de pontuação ocorre em células parênquimatosas e em fibras esclerênquimáticas. Celulose Meatos A celulose está presente na maioria dos vegetais, faltando apenas em muitos fungos. Os meatos são espaços intercelulares (ou extracelulares) que se formam na área de contato entre duas ou mais células. Podemos observar dois tipos de meatos, os esquizógenos e os lisígenos. a) Meatos esquizógenos - são resultado da dissolução da lamela média e conseqüente afastamento das paredes primárias. Formam um sistema auxiliar de condução extracelular importante para o transporte de gases da respiração. A célula possui uma parede constituída principalmente de celulose, tanto na parede primária quanto na parede secundária. Em alguns casos, a celulose constitui sozinha a parede celular. A estrutura da celulose é muito complexa e só passou a ser melhor conhecida a partir do uso da microscopia eletrônica. A celulose é um carboidrato, ou mais exatamente, um polisacarídeo de alta densidade (1,45 a 1,5) e enorme condensação molecular. Constituída de moléculas longas em cadeias, cujas unidades básicas são os resíduos anídricos de glicose, formam microfibrilas que se juntam em feixes (macrofibrilas), as quais se reunem formando as paredes. Em estado puro a celulose pode ser reconhecida nas fibras de algodão, de aspecto filamento, branco e brilhante. Quando extraída da madeira formam massas compactas brancas e esponjosas.Outros carboidratos que constituem as paredes são: hemicelulose e compostos pépticos. Transformações da parede celular A parede celular pode sofrer transformações secundárias, mais ou menos profundas, visando dotar a célula de recursos necessários para desempenhar funções especializadas dos órgãos e dos tecidos diferenciados, são elas: FONTE: //www.inea.uva.es/servicios/histologia/ inicio_real.htm b) Meatos lisígenos - são a conseqüência da dissolução de células inteiras ou de grupos de células. Formam amplos espaços aeríferos (E. A.) internos de certas plantas (principalmente aquáticas), das monocotiledôneas, assim como cavidades secretoras de muitas dicotiledôneas. a) Lignificação - é o resultado da intercalação de lignina entre as lâminas celulósicas e da parede celular. Pode impregnar tanto a lamela média quanto as paredes primárias e secundárias. É encontrada em abundância em tecidos de sustentação, onde sua capacidade de suportar grandes pressões ou torções se associa à resistência, à tração da celulose. b) Cerificação - é a deposição de gotículas de cera sobre a superfície externa dos órgãos vegetais. Tem a função de proteção. Ocorre em frutos, cascas de caules (cana-de-açucar), sementes (algodão, noz-moscada) e nas folhas (bananeira). c) Mineralização - são incrustações de substâncias inorgânicas nas paredes celulares. O ácido sílico amorfo é encontrado nas gramíneas, carbonato de cálcio amorfo que ocorre, por exemplo, em algumas algas. A suberina (cortiça) é uma substância lipídica e forma principalmente a casca morta dos caules e da zona suberosa da raíz secundária. Sua impermeabilidade e elasticidade protegem a planta contra os extremos de temperatura e umidade. e) Cutinização - é a formação de cutina que ocorre na epiderme foliar em caules primários e em alguns frutos. Tem as mesmas propriedades da suberina. A cutina é uma mistura dos ácidos oleocutínico e estearocutínico com o glicerol e sais de cálcio. f) Geleificação - transforma as paredes das células em gomas e mucilagens. As gomas são substâncias de reservas ou para cicatrização de ferimentos. Funcionam como proteção contra a penetração de germes patogênicos. FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html As mucilagens são substâncias de reservas derivadas de pectose, celulose ou calose e protegem contra d) Suberificação - consiste na deposição de suberina na parede celular, geralmente substituindo a celulose. 2.2 - Membranas A membrana plasmática constitui uma diferenciação superficial do citoplasma nas áreas de contato com os demais componentes da célula vegetal. A membrana plasmática entre o citoplasma e a parede celular chama-se ectoplasto ou plasmalema. A membrana plasmática que envolve os vacúolos chama-se tonoplastos ou membrana vacuolar. A principal característica das membranas é a sua semipermeabilidade, que lhe permite o controle das substâncias que entram ou saem da célula. Essa semipermeabilidade pode ser comprovada pela plasmólise. Em solução com concentração maior que a do suco celular, haverá o desprendimento da menbrana plasmática em diversos pontos da parede celular e simultâneamente 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. 19 20 3 - Componentes Protoplasmáticos 3.1 - Citoplasma No microscópio comum, o citoplasma aparece bastante homogêneo, mas se observarmos em microscópio eletrônico (M.E.) 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. 3.2 - Núcleo O núcleo apresenta-se geralmente com membrana, suco, retículo de cromatina (forma cromossomos na divisão celular) e um ou mais nucléolos. É no núcleo que se encontra o ácido desoxirribonucléico (DNA), que é considerado material genético, e ácido ribonucléico (RNA). FONTE: www.ines.uva.es/servicos/histologia/inicio_real.htm 3.3 - Plastídeos: Leucoplastos e Cromoplastos Os plastídeos (ou plastos) estão presentes na maioria dos superiores; porém,cada célula apresenta numerosos plastídeos. A esse conjunto de plastídeos chamamos plastidoma. A forma dos plastídeos pode sofrer mudanças do tipo amabóide. Delimitados pela membrana, podem conter em seu interior pigmentos (cromoplastídios) ou não (leucoplastídios). Encontramos entre os cromoplastídios (ou cromatóforos), os cloroplastos que possuem como pigmento a clorofila (de cor verde). Além deste, encontramos os cromoplastos cujo pigmento é o caroteno (com colorações amarelo, alaranjado, vermelho, etc.). No microscópio óptico, os cloroplastos aparecem homogêneos, sendo reconhecida no microscópio eletrônico (M.E.) sua estrutura heterogênea, com um estroma incolor e os grana ( singular = o granum). Entre os leucoplastídios temos os amiloplastos, que sintetizam amido e os elaioplastos que sintetizam gorduras e óleos. Fisiologicamente, a clorofila tem um papel importantíssimo na realização da fotossíntese. Ela ocorre em duas etapas: fase luminosa e fase escura. Chamamos de fotossíntese a propriedade que vegetais autótrofos têm de fazer a síntese dos hidratos de carbono, absorvendo gás carbônico e água; usando para isso a energia luminosa que é absorvida pela clorofila, eliminando o oxigênio livre, que volta para a atmosfera e fixando o carbono que a planta usa para a síntese das substâncias orgânicas. A fotossíntese é fundamental para a vida de animais e plantas no planeta. FASE CLARA : - A energia luminosa é usada para formar ATP a partir de ADP; - A energia luminosa é usada para reduzir moléculas transportadoras de elétrons, especialmente a coenzima NADP+. FASE ESCURA: - A energia do ATP é utilizada para ligar o dióxido de carbono a uma molécula orgânica; - O poder redutor do NADPH é utilizado para reduzir os átomos de carbono. FONTE: html.rincondelvago.com/ celulas_3.html Nessa etapa a energia química do ATP e do NADPH é convertida em formas de energia adequadas ao transporte e armazenamento, gerando o esqueleto do carbono que sintetizará as outras moléculas orgânicas. Chamamos esta converção do CO2 de composto orgânico de fixação do carbono. 3.4 - Mitocôndrios Esses são componentes constantes do protoplasma, compostos principalmente de proteína e gorduras e se apresentam membranosos. Com uma importante função, a de participar do processo da respiração, pois contêm algumas enzimas oxidativas. 21 22 4 - Componentes Não-Protoplasmáticos 4.1 - Vacúolos O vacúolo é uma vesícula delimitada pelo tonoplasmo (membrana), com suco vacuolar, cujo principal componente é água com diversas substâncias dissolvidas como: sais, açúcares, ácidos orgânicos, proteínas, etc. Eles variam de forma e tamanho. Em células mais jovens os vacúolos são numerosos, e nas adultas, geralmente, só encontramos um único vacúolo. Ao conjunto de vacúolos chamamos de vacuoma. FONTE: es.encarta.msn.com/ media_461516474 4.2 - Substâncias Ergásticas As substâncias ergásticas são o produto de reserva ou o resultado de atividade celular. Dentre as mais importantes podemos citar: celulose, amido, proteínas, gorduras, taninos e cristais. O amido se apresenta em forma de grãos de tamanho e aspecto variáveis. 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. 23 Os taninos aparecem como massas granulares amarelas, vermelhas ou castanhas. Os cristais são compostos por oxalato de cálcio, carbonato de cálcio, anídrico silícico. Aparecem em forma de agulhas, cubos, prismáticos ou bipiramidais. Encontramos freqüentemente, como material de reserva nas sementes, embriões e células meristemáticas: gorduras e óleos em abundância no organismo vegetal. As proteínas são os principais componentes do protoplasto vivo, mas podem surgir como substância ergástica em estado cristalino ou amorfo (são inativas). Cistólito Grão de amido da batata Ráfides FONTE: milcores.naturlink.pt/.../microphoto.htm Monocristal Drusas 24 SÍNTESE 1- Célula Vegetal Definição: É a unidade estrutural e funcional elementar do organismo vegetal. Forma: - variável, mas quando isolada tende a ser esférica; - nos tecidos é poliédrica e isodiamétrica; - nos meristemas predomina a cúbica. Tamanho: - variável; - alguns vegetais tem cerca de 1 mícron; - fibras de algodão chegam a aproximadamente 5cm de comprimento; - outras podem alcançar dezenas de centímetros. Elementos protoplasmátcos citoplasma, núcleo, plastídios, etc. Elementos nãoprotoplasmátcos vacúolos, cristais, grãos de amido, etc. PROTOPLASTO 2- Parede Celular - Característica importante: presença de uma parede celular não-protoplasmática, porosa e relativamente rígida. - A parede celular é o resultado da atividade secretora do protoplasma, formada por materiais ergásticos. - Ela ocorre na maioria dos vegetais, faltando apenas nos esporos móveis de muitas algas, fungos e células reprodutoras sexuadas de vegetais inferiores. - Ela pode ser constituída de 3 camadas: lamela média (1ª na conclusão da divisão celular), parede primária (1º resultado de atividade secretora do protoplasma) e parede secundária (deposita-se sobre a parede primária, aumentando a espessura). PONTUAÇÕES: - Pontuações são as partes da parede que não são atingidas pelo espessamento; - Têm o objetivo de assegurar a continuidade do intercâmbio metabólico entre as células e os vasos condutores; - Podemos observar pontuações primárias, areoladas e secundárias. MEATOS: - São espaços intercelulares ou extracelulares que se formam entre duas ou mais células; - Observamos meatos esquizógenos e lisígenos. CELULOSE: - É o principal constituinte da parede celular; - Ela está presente na maioria dos vegetais, faltando em muitos fungos; - Em estado puro podemos observá-la nas fibras de algodão. TRANSFORMAÇÕES DA PAREDE: - Elas visam dotar as células dos recursos necessários para desempenhar determinadas funções; -As transformações da parede são: lignificação, cerificação, mineralização, suberificação, cutinização e geleificação. MEMBRANA PLASMÁTICA: - Na célula vegetal observamos uma membrana chamada ectoplasto ou plasmalema, que se situa entre o citoplasma e a parede celular; - A outra membrana chama-se tonoplasto ou membrana vacuolar, que envolve o vacúolo; - Podemos comprovar a semipermeabilidade da membrana celular através da plasmólise. 3- Componentes Protoplasmáticos - No Microscópio óptico o citoplasma é homogêneo, mas no Microscópio eletrônico mostra diferenciações membranosas; - O retículo endoplasmático é um conjunto de canalículos que vão do núcleo até a periferia celular; - O núcleo tem em geral membrana, suco, retículo de cromatina, um ou mais nucléolos, além de DNA e RNA; - Plastidoma é o conjunto de plastídios ou plastos; - Os plastídios que contêm pigmento são os cromatóforos e se dividem em cloroplastos (pigmento é a clorofila) e cromoplastos (pigmento é o caroteno). Os que não contêm são chamados leucoplastos e se dividem em amiloplastos (sintetizam amido) e elaioplastos (sinteizam gorduras e óleos). 4- Componentes Não-Protoplasmáticos - Vacuoma é o conjunto de vacúolos; - Nas células jovens o número de vacúolos é grande enquanto que em células maduras há apenas um vacúolo; - As substâncias ergásticas mais importantes são: grãos de amido, proteínas, taninos, cristais e gorduras. Exercícios de Auto-Avaliação 1. Defina célula vegetal. 2. Qual a forma e o tamanho das células vegetais? 3. Informe a 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. Diferencie meato esquizógeno de meato lisígeno. 10. Diferencie tonoplasto de ectoplasto. 11. Cite os componentes protoplasmáticos da célula vegetal. 12. Defina retículo endoplasmático. 13. O Que é plastidoma? 14. Diferencie os cromatóforos 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? 25 26 Atividades Complementares 1- Depois que você ler toda a unidade I, releia-a, mas agora sublinhe os termos botânicos que você não conhece, e procure no dicionário de botânica ou no glossário 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. Complemente o seu estudo com o capítulo 4 (Parênquima) de Esau, 1983 (observar título completo nas referências bibliográficas). Quando for responder às questões dos exercícios de auto-avaliação, 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. 3- Faça uma experiência que evidenciará a presença de grão de amido. Primeiro, pegue uma batata-inglesa e corte-a ao meio, depois pingue uma gota de solução de iodo. Você observará que ela torna-se bem escura, pois o iodo reage com o amido existente na batata. UNIDADE II 27 TECIDOS VEGET AIS VEGETAIS Introdução Uma característica da evolução dos vegetais é o aparecimento de um número cada vez maior de células com estruturas e funções e, conseqüentemente, vários tipos de tecidos são diferenciados. Os tecidos são importantes em vegetais de organização superior pois permite divisão de trabalho no protoplasma.Geralmente se originam por divisões celulares. 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. Nos vegetais superiores há tecidos embrionários que se destinam à formação dos demais (meristemas). 1 - Meristemas São tecidos que originam os demais. São encontrados no embrião (que está no interior da semente) e nas partes em crescimento de um vegetal, como no ápice de caules e raízes e outras partes do vegetal onde há divisão celular intensa, provocando crescimento. São chamados meristemas secundários quando são produtos de desdiferenciação dos tecidos adultos, isto é, células já diferenciadas que readiquirem capacidade de multiplicação, como por exemplo em locais feridos para a cicatrização (tecido de cicatrização). O tecido meristemático apresenta células pequenas, isodiamétricas, com paredes delgadas, sem espaço intercelular, sem vacúolos e plastídios, os núcleos são grandes, e estão sempre em divisão.O meristema que deriva do embrião, responsável pelo crescimento longitudinal da ponta de caules e raízes é chamado de meristema primário ou promeristema. 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. Meristemóides são pequenos meristemas formados por poucas células, e que produzem diferenciações secundárias, como por exemplo crescimento de pêlos. 2 - Tecidos Permanentes: Estrutura e Funcionamento Vamos classificá-los pelas funções que desempenham: 2.1 - Epiderme, Estomas e Pêlos Epidérmicos São tecidos que revestem e protegem contra agentes nocivos e regulam o intercâmbio de substâncias. Entre eles podemos citar a epiderme, que é a capa de revestimento mais externo, apresenta-se incolor e freqüentemente são descritas como tabulares, pois são de pequena profundidade, porém sua forma varia muito, algumas vezes são hexagonais, onduladas, retangulares, etc. A epiderme pode estar revestida por cutícula, cêra, ou ainda apresentar pêlos simples ou ramificados, glandulares ou não e ter outros minerais incrustados. 28 Na epiderme podemos observar uma diferenciação da maior importância, especialmente na epiderme das folhas da maioria das plantas superiores: os estômatos. São importantes pois são responsáveis pela troca gasosa entre a planta e o meio. As células de revestimento em muitos órgãos sofrem suberificação, essas células morrem em seguida porque não há trocas gasosas. Quando há súber em abundância, as trocas gasosas são efetuadas por lenticelas, que substituem os estômatos. Os estômatos são constituídos por duas células que se destacam das epidérmicas comuns, pois têm o formato de rins ou grãos de feijão, voltados um para o outro, deixando entre eles uma abertura, chamada ostíolo, através da qual são feitas as trocas gasosas. Ao lado destes encontramos as células guardas que são providas de cloroplastos, acompanhadas de duas ou mais células chamadas de companheiras ou subsidiárias. Nas dicotiledôneas podem ocorrem de 1.000 a 100.000 estômatos por centímetro quadrado de folha. - Elas visam dotar as células dos recursos necessários para desempenhar determinadas funções. - As transformações da parede são: lignificação, cerificação, mineralização, suberificação, cutinização e geleificação. Células epidérmicas com pêlos glandulosos FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/ inicio_real.htm A epiderme apresenta muitas vezes pêlos ou tricomas, que são apêndices filamentosos, com ou sem ramificações. Estes são uma proteção eficiente e complementar contra a transpiração excessiva e contra extremos de temperatura. Foenicucum vulgare (200x) FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/ inicio_real.htm Células epidérmicas de catáfilo de cebolla (Allium cepa) (200x) FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/ inicio_real.htm 2.2 - Parênquima 29 O tecido fundamental é constituído por parênquimas e é composto por células vivas de formas, geralmente, poliédricas. Ligado às atividades vegetativas da planta, o parênquima preenche os espaços deixados pelos outros tecidos. As principais funções do tecido fundamental são: fotossíntese, respiração, armazenagem, secreção e excreção. Todas as atividades que dependem do protoplasma, têm como sede as células parenquimatosas. os paliçádicos, quando suas células são longas e estão dispostas lado a lado, e os lacunosos quando são formados por células irregulares com espaço entre elas. - Parênquima de reserva: armazena substâncias como os grãos de amido encontrados na batata inglesa. - Parênquimas aquíferos: são reservatórios de água, observados em plantas de lugares secos, como os cactos, que necessitam de uma reserva de água. - Parênquima aerífero ou aerênquima: apresenta poucas células e muitos espaços cheios de ar. Muito comum em plantas aquáticas ou de brejos. Podemos distinguir os seguintes parênquimas: - Parênquimas assimiladores ou clorênquimas: apresentam cloroplastos. São divididos em dois tipos: Parênquima Paliçádico Parênquima amilífero(reserva) Parênquima assimilador FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/inicio_real.htm 2.3 - Tecido de Sustentação O colênquima e esclerênquima estão ligados à sustentação mecânica do vegetal. São tecidos ligados à sustentação mecânica do vegetal. Ele apresenta as células reforçadas pelo espessamento das paredes com celulose e lignina, criando a rigidez dos troncos, dando a elasticidade das fibras, flexibilidade de caules, etc. O colênquima, sempre um tecido vivo, ocorre em áreas do vegetal que ainda estão em crescimento. A parede primária das suas células é engrossada com camadas de celulose, que o torna altamente resistente à ruptura. É encontrado em diversos vegetais, em caules de ervas, por exemplo. Podemos observar três tipos de colênquima: o colênquima angular, no qual o reforço celulósico se concentra nos ângulos das células; o colênquima anelar, em que a celulose é depositada em anéis concêntricos que reduzem o lúmen celular; e o colênquima laminar, no qual a celulose é depositada nos pólos da célula, dando o aspecto, no conjunto de barras que atravessam todo o tecido vegetal. 30 O esclerênquima é formado, geralmente, por células mortas, ocorrendo em tecidos adultos, já totalmente diferenciados. As unidades que formam esse tecido, são células pétreas, rígidas como a casca de nozes, e acumulam lignina, reduzindo o lúmen celular a um sistema de canais e fibras. Estas últimas são usadas pelo homem com fins econômicos, como o linho, rami, cânhamo, etc. FONTE: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/images/Figuras_tema3/tema3_figura18.jpg 2.4 - Tecidos de Condução São os responsáveis pelo transporte de água e das soluções nutritivas, e são formados por células altamente especializadas, de formas alongada e cilíndrica, que são fusionadas; e têm suas paredes transversais perfuradas, criando um sistema tubular contínuo, percorrendo longas distâncias dentro do corpo vegetal. São compostos por Xilema ou lenho e Floema ou líber. - Xilema - apresenta parênquimas que armazenam e conduzem as substâncias ergásticas, fibras, e tem a função de sustentação do tubo. Também é formado por elementos traqueais com traqueídios e elementos de vaso que têm a função de conduzir a água. O xilema primário deriva do meristema apical. Se a planta crescer em espessura, então surgirá o xilema secundário. - Floema - Formado por parênquima, fibras, tem as mesmas funções do anterior. Apresenta também elementos de vaso, como células crivadas e elementos de tubo crivado, que conduzem o alimento. Xilema FONTE: http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/inicio_real.htm Floema Nos órgãos vegetais, freqüentemente encontramos o xilema e floema associados, formando o que chamamos de feixes condutores. Os tipos mais comuns são: feixe condutor concêntrico (a), no qual o floema circunda o xilema, ou vice versa, muito comum nas pteridófitas (ex.: samambaias); feixe condutor colateral (b), que é o tipo mais comum encontrado em monocotiledôneas e dicotiledôneas, no qual o floema fica situado mais externamente que o xilema no órgão vegetal; feixe condutor bicolateral (c), semelhante ao anterior, porém o xilema é envolvido interna e externamente pelo floema, comum em cucurbitáceas como abóbora, melão, pepino, além de outras; e feixe condutor radial (d) que, como o nome indica, comum nas raízes dos vegetais, é o único no qual os feixes se alternam ( floema lado a lado com o xilema, alternados). Floema a)Feixe condutor concêntrico b)Feixe cond. colateral c) Feixe condutor bicolateral d) Feixe condutor radial 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: http://www.euita.upv.es/varios/biologia 31 32 2.5 - Tecidos Secretores Estão ligados à eliminação de produtos finais do metabolismo vegetal. Podemos encontrar dois tipos de tecidos: no primeiro a substância secretável permanece dentro da célula e é chamado de células ou tecidos excretores. O segundo tipo é chamado de células ou tecidos glandulares, e se diferenciam do anterior porque as substâncias são eliminadas. Células ou tecidos excretores - acumulam mucilagens, gomas, resinas, essências aromáticas, taninos, alcalóides e sais orgânicos. Como exemplo temos o látex que é branco e leitoso e se acumula no interior de tubos laticíferos das euforbiáceas, como a “coroa-de-cristo”, e outros grupos vegetais. Os tubos laticíferos são formados por células ou um conjunto delas soldadas, por onde circula o látex. Quando o tubo laticífero é formado de células únicas, tem seu crescimento limitado e é chamado de tubo laticífero não-articulado. E será conhecido como articulado quando for formado por várias células que se unem, pela desintegração de parte (ou toda) da sua parede. Essências aromáticas encontradas em plantas cítricas como a laranja, estão em cavidades lisígenas, resultante de destruição das paredes e conteúdo protoplasmático das células glandulares. Células ou tecidos glandulares - são as que secretam seu conteúdo para fora ou para espaços intercelulares de origem esquizógena, como os pêlos glandulares e nectários florais. Nas margens das folhas de muitas plantas encontramos os hidatódios, que têm relação com a gutação (eliminação de água por meio de gotículas) do vegetal. Corte transversal do limbo foliar mostrando glândulas secretoras (seta). FONTE: www.scielo.br/scielo. php?script=sci_arttext&p. Síntese 33 - Tecido é o conjunto de células com mesma organização e origem, com funções em comum. Eles são importantes em vegetais de organização superior, pois permitem a divisão de trabalho no protoplasma; Tecido tergumentário Tecido fundamental (parênquimas) epiderme, súber, pêlos, etc. P. assimilador P. de reserva P. aquífero P. aerífero - Os tecidos se originam por divisões celulares; - Nos vegetais superiores os tecidos embrionários se destinam à formação dos demais tecidos. Tecido de sustentação colênquima, esclerênquima Tecidos condutores xilema, floema Tecidos secretores excretores, secretores Exercícios de Auto-Avaliação 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 paliçádico de lacunoso. 6. Diferencie colênquima de esclerênquima. Atividades Complementares Faça uma caminhada e observe os vegetais à sua volta, veja se encontra a “coroa-de-cristo”, por exemplo, e retire uma folha, você poderá observar que este vegetal apresenta látex (no tubo laticífero); vá e observe. Depois que você ler toda a unidade, procure complementar sua leitura com os capítulos de 5 a 7 de Esau, 1983, indicado nas referências bibliográficas. 34 UNIDADE III ÓRGÃOS VEGET AIS TAIS 1 - Raiz A raiz faz parte do eixo da planta, e é geralmente subterrânea, exerce a função de fixar o vegetal no substrato e absorver água e sais minerais. Muitas raízes não vivem subterrâneamente, mas na água (plantas aquáticas), ou expostas ao ar (epífitas ou parasitas). Para estudarmos a anatomia de qualquer órgão vegetal faz-se necessário realizar diversos cortes, como se fatiássemos o órgão que estamos estudando, e posteriormente os analisássemos em microscópio. A anatomia da raiz varia em diferentes casos, a mais comum é a estrutura primária, depois a secundária. As monocotiledôneas apresentam raízes com estrutura primária durante toda a sua vida. As gimnospermas (pinheiros e ciprestes) e dicotiledôneas substituem a estrutura primária pela secundária. Vejamos então estas estruturas: 1.1 - Estrutura Primária A raiz pode ser dividida anatomicamente em duas partes: a casca, que é mais desenvolvida e situada exteriormente, e o cilindro central, de menor desenvolvimento e situado no interior, delimitado por uma camada uniestratificada, chamada de periciclo. A casca é formada por várias camadas, a mais externa é a epiderme, depois segue com a parênquima, chegando até a endoderme, que é o limite do cilindro central. A endoderme diferencia-se das outras por apresentar reforços de lignina e/ou suberina nas paredes internas, dificultando as trocas metabólicas entre a casca e o cilindro central, assim, de espaços em espaços, surgem células sem reforço, chamadas células de passagem, por onde passam as substâncias nutritivas. Este tipo é muito comum em monocotiledôneas, que, geralmente, não apresentam crescimento secundário. Já os vegetais que apresentam crescimento secundário não têm esse reforço na endoderme, mas caracterizam-se por apresentarem uma faixa de lignina e/ ou suberina chamada de estria de Caspary. O caráter impermeabilizante desse revestimento da endoderme parece ter a função de impedir o refluxo da seiva no cilindro central, o qual seleciona o que passar e em que quantidade. O cilindro central é a parte central da raiz e é composto principalmente por elementos condutores, fibras e parênquimas. O cilindro central da raíz primária é limitado na periferia por um periciclo, com células de paredes delgadas e parenquimatosas, unisseriadas. O xilema e o floema estão inteiramente contidos no cilindro central. Alternando-se a posição, permanecem lado a lado como os raios de uma roda. De acordo com o número de feixes lenhosos presentes, podemos classificar as raízes em monarcas (com um feixe lenhoso), diarca (com dois feixes), triarca (com três feixes), tetrarca (com quatro feixes), todas caracterizam as dicotiledôneas e poliarca (com mais de quatro feixes lenhosos) que caracterizam as monocotiledôneas. 35 Corte transversal da raíz de Ranunculus Corte transversal da raíz de milho Raiz de dico primária Raiz de mono primária FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html Legenda: epd-epiderme; ctz- córtex; méd- medula; cc- cilindro central; end- endoderme 1.2 - Estrutura Secundária A estrutura secundária da raiz ocorre tanto na casca quanto no cilindro central. Substitui a estrutura primária das raízes das gimnospermas e das dicotiledôneas após o primeiro ou segundo ano de vida. Com o aparecimento de meristemas secundários (câmbio e felogênio), tem início o crescimento em espessura. 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 fora os floemáticos. E assim cresce o cilindro central. A casca secundária substitui a epiderme por uma periderme, que é integrada pelo súber, felogênio e feloderma. O felogênio é formado por células parenquimáticas que regridem (desdiferenciam) ao estado meristemático, sofrendo divisões, produzindo, para o exterior, súber e, mais internamente, feloderme. Assim, vai crescendo a casca. O crescimento do cilindro central se faz pelo câmbio, um meristema secundário, que assume um aspecto estrelado pois situa-se fora do xilema e dentro do floema. As células do câmbio dividem-se e formam para fora o floema secundário. O existente anteriormente passa a se chamar floema primário, e formam para dentro o xilema secundário e, igualmente, o anterior passa a ser chamado de xilema primário. Corte transversal da raiz de videira FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html Legenda: Xil- xilema; x1º- xilema primário; x2º- xilema secundário; flo- floema; f1º- floema primário; f2ºfloema secundário; pdm- periderme; cv- câmbio vascular. 36 1.3 - Raízes Laterais São formadas em tecidos profundos, no periciclo da raiz e crescem pela casca. Porém, em alguns vegetais primitivos, surgem a partir da endoderme. Têm importante função na ramificação e sustentação do vegetal. Corte transversal da raiz de trigo FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html 1.4 - Velame Essa estrutura é uma epiderme multisseriada que ocorre em raízes aéreas de Orquídeas e Aráceas. O velame consiste em várias camadas de células mortas com paredes espessadas e no seu limite encontramos a exoderme. Essas células tem numerosos poros, pelos quais passa água quando chove. Corte transversal da raiz de trigo FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html 2 - Caule O caule é geralmente a parte aérea do eixo da planta. As pteridófitas e quase a totalidade das monocotiledôneas apresentam uma organização morfológica interna chamada de estrutura primária. Nas gimnospermas e dicotiledôneas, geralmente, essa estrutura é substituída pela estrutura secundária. 2.1 - Estrutura Primária Nas monocotiledôneas o corte transversal do caule mostra os feixes libero-lenhosos (floema e xilema) dispersos pelo parênquima, recebendo o nome de atactostele. O floema está sempre voltado para fora e o xilema para o interior. Os feixes mais desenvolvidos ficam mais no centro. Se observarmos apenas um feixe do caule de uma monocotiledônea, veremos que ele apresenta xilema com elementos de calibre variável e freqüentemente ocorre uma lacuna com anéis soltos, o protoxilema, enquanto que no floema apresentamse tubos crivados e células companheiras. Na maioria das vezes o feixe é circundado por uma bainha de esclerênquima. 37 Nas dicotiledôneas e nas gimnopermas encontramos um cilindro central nitidamente diferenciado, no qual ocorre um só ciclo de feixes libero-lenhosos, ficando o floema para fora e o xilema para o interior do caule. Entre eles existem arcos de meristema primário chamados de câmbios fasciculares. Pode-se diferenciar caule de raiz em crescimento primário, principalmente pelo xilema e floema, que na raiz se alternam, e no caule formam feixes com floema para fora e xilema para dentro. Nesses não há meristema, pois não ocorre o crescimento em espessura e não há surgimento de novos tecidos. Pode-se diferenciar o caule das dicotiledôneas do caule das monocotiledôneas, principalmente por apresentar câmbio fascicular e um só ciclo de feixes, enquanto que nas monocotiledôneas os feixes estão espalhados pelo parênquima. Corte transversal do caule de milho Corte transversal do caule de composta Caule de monocotiledônea Caule de dicotiledônea FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html Legenda: par- parênquima; fxv- feixes libero-lenhosos; flo- floema; xil- xilema; col- colênquima; ctx- zona cortical; med- medula. 2.2 - Estrutura Secundária Com a formação de novos tecidos, ocorre então o crescimento secundário do caule, tanto na casca quanto no cilindro central. Surge na casca o felogênio, que produz, para periferia, súber e para o interior, feloderme (parênquima). Enquanto isso no cilindro central, entre os câmbios fasciculares, surge o câmbio interfascicular por desdiferenciação das células situadas entre os feixes. Estes, câmbio fascicular e interfascicular, unem-se formando um anel meristemático que se divide, originando para o interior xilema secundário e para fora, floema secundário. Assim se dá o crescimento do ciclindro central. Lembrando que os mais novos estão próximos ao câmbio e os mais velhos (primeiros a serem formados) são chamados de primários. 38 Corte transversal do caule de videira FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html Legenda: cv- câmbio vascular; cvi-f – Câmbio fascicular; cv-if - câmbio inter-fascicular; lbr- líber; ctx- zona cortical. 3 - Folha Introdução A folha é um órgão lateral nascido sobre o caule. Ela apresenta funções importantes para o organismo vegetal. 3.1 - Limbo A parte principal da folha a ser estudada anatomicamente é a sua lâmina, 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 essas epidermes ficam os parênquimas e os tecidos condutores. Os parênquimas apresentam plastos com clorofila, (ou clorênquima) responsáveis pela 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. O tecido condutor imerso no parênquima é 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, destituídas de epiderme, a camada mais externa apresenta cloroplastos, já que tem a água para protegê-la dos raios do sol e lacunas para reserva de gases, além de poucos tecidos para sustentação, já que não é interessante para o vegetal aquático resistir à força da água, assim ele acompanha o movimento da água. Em ambientes xéricos (secos), as folhas apresentam sua epiderme multisseriada, estômatos em depressões ou covas, pêlos abundantes, além da escleromorfia (folhas duras), tudo isso para evitar a perda de água. As folhas aéreas apresentam geralmente estômatos na epiderme abaxial, sendo conhecidas como hipostomáticas, 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, estas são conhecidas por epistomáticas, mas são as menos freqüentes. 39 Corte transversal da folha de milho Corte transversal da folha de oliveira Folha de monocotiledônea Folha de dicotiledônea FONTE: docentes.esa.ipcb.pt/.../ botanica/Anatomia.html Legenda: epd-pi- epiderme página interna; epd-pe- epiderme página externa; mes- mesófilo; fxv-df- feixes duplos fechados; p-pal- parênquima paliçádico; p-lac- parênquima lacunoso; col- colênquima; epd-sup- epiderme superior; epd-inf- epiderme inferior. 3.2 - Pecíolo O pecíolo, em corte transversal, tem a forma côncava ou plana na face adaxial e convexa, abaxialmente. Os feixes estão formam um semicírculo, com floema para face abaxial e xilema para a adaxial. Possui uma medula no interior formada de parênquimas ou oca. 4 - Flor, Fruto e Semente 4.1 - Anatomia da Flor Anatomicamente, a flor apresenta sua natureza foliar, com epiderme, alguns estômatos, parênquima e feixes libero-lenhosos. As anteras dos estames (aparelho masculino) apresentam externamente uma epiderme, células-mãe que originarão os grãos de pólen, uma camada de tecido nutritivo chamado tapete e uma camada mecânica responsável pela abertura da antera. Os grãos de pólen, em corte, mostram externamente a exina, depois a intina e, internamente, dois núcleos, um vegetativo que originará o tubo polínico, e outro reprodutivo. 4.2 - Anatomia do Fruto O fruto também tem origem foliar, mas à medida que amadurece, fica mais difícil reconhecer essa natureza. A epiderme externa se transforma no epicarpo, a epiderme interna originará o endocarpo, e o que está entre as duas será o mesocarpo, o seu conjunto é chamado de pericarpo (ou fruto). 4.3 - Anatomia da Semente Os óvulos fecundados originam as sementes e no seu interior observam-se cotiledones (um no caso da monocotiledôneas ou dois nas dicotiledôneas - daí o seu nome), radícula (originará a raiz), caulículo (que formará o caule) e gêmula ou plúmula, (reponsável pelas primeiras folhas). A esse conjunto chamamos de embrião. Além do embrião, também podemos encontrar substâncias nutritivas. 40 SÍNTESE 1- Raiz - A raiz pode ser dividida anatomicamente em: casca e o cilindro central delimitado pelo periciclo; - A casca é formada por epiderme, parênquima e endoderme, que é limite do cilindro central; - A endoderme se diferencia das outras por apresentar reforços de lignina e/ou suberina. De espaços em espaços surgem células de passagem, comum em monocotiledôneas. Já as dicotiledôneas apresentam estria de Caspary; - O cilindro central é composto por elementos condutores, fibras e parênquimas. O cilindro central da raíz primária é limitado por um periciclo; - O xilema e o floema estão no cilindro central, e permanecem lado a lado; - De acordo com o número de feixes lenhosos podemos classificar as raízes em monarcas, diarcas, triarcas, tetrarcas (em dicotiledôneas) e poliarcas (nas monocotiledôneas); - A estrutura secundária da raiz ocorre tanto na casca quanto no cilindro central, e se inicia com o aparecimento do câmbio e felogênio; - A epiderme é substituida pelo súber, felogênio e feloderma; - O crescimento do cilindro central se faz pelo câmbio; - As células do câmbio se dividem e formam para fora o floema secundário, o existente anteriormente, passa a se chamar floema primário, e formam para dentro xilema secundário e, igualmente, o anterior passa a ser chamado de xilema primário; - As raízes laterais são formadas no periciclo da raiz; - O velame é uma epiderme multisseriada ocorrendo em raízes aéreas. 2- Caule - O caule das monocotiledôneas mostra floema e xilema dispersos pelo parênquima, recebendo o nome de atactostele; - O floema é voltado para fora e o xilema, para dentro; - O feixe do caule de uma monocotiledônea apresenta xilema com protoxilema, e no floema tubos crivados e células companheiras; - O feixe é circundado por uma bainha de esclerênquima; - Nas dicotiledôneas e nas gimnopermas ocorre um só ciclo de feixes libero-lenhosos e entre eles existe um câmbio fascicular; - Pode-se diferenciar caule de raiz em crescimento primário pois, na raiz, xilema e floema se alternam, e no caule formam feixes; - O caule das dicotiledôneas apresentam câmbio fascicular e um só ciclo de feixes, enquanto que nas monocotiledôneas os feixes estão espalhados pelo parênquima; - No crescimento secundário do caule surge o felogênio na casca e produz, para periferia, súber e para o interior, feloderme (parênquima). E no cilindro central surge o câmbio interfascicular, originando xilema e floema secundários. 3- Folha - A folha apresenta limbo e pecíolo, e uma bainha; - A epiderme superior é conhecida como adaxial e a inferior como abaxial. Entre essas epidermes ficam os parênquimas e os tecidos condutores; - Os parênquimas apresentam clorofila; - 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; - O xilema está voltado para a face adaxial e floema para abaxial. Eles podem estar acompanhados de fibras ou bainha esclerenquimática; - As folhas submersas são delicadas, destituídas de epiderme, a camada mais externa apresenta cloroplastos e poucos tecidos para sustentação; - Em ambientes xéricos (secos), as folhas apresentam sua epiderme multisseriada, estômatos em depressões ou covas, pêlos abundantes, além da escleromorfia (folhas duras); - As folhas hipostomáticas apresentam estômatos na epiderme abaxial; - As folhas anfistomáticas tem estômatos em ambas as faces; - As folhas epistomáticas tem os estômatos na face adaxial; - O pecíolo tem a forma côncava ou plana na face adaxial e convexa, abaxialmente. Os feixes formam um semicírculo, com uma medula formada de parênquimas ou oca. - Após a formação do tubo polínico, o primeiro gameta masculino fecunda a osfera e o segundo, os núcleos secundários; - O óvulo fecundado se transforma em semente e o ovário em fruto; - O pericarpo é constituído por epicarpo, mesocarpo e endocarpo; - Os óvulos fecundados originam as sementes; 4- Flor, fruto e semente - Anatomicamente a flor mostra sua natureza foliar, com epiderme, alguns estômatos, parênquima e feixes libero-lenhosos; - As sementes são transportadas e irão germinar originando uma nova planta. Exercícios de Auto-Avaliação 1. Anatomicamente como pode ser dividida a raiz? 2. Diferencie raiz em crescimento primário de raiz em crescimento secundário. 3. Diferencie monocotiledônea de dicotiledônea, pela anatomia da raiz . 4. Defina velame. 5. Diferencie monocotiledônea de dicotiledônea 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 xeromórfas apresentam redução da sua superfíce e estômatos tão protegidos. 12. Defina folha epistomática, e qual a importância disso para o vegetal. 13. Defina fruto. 14. Defina semente. Atividades Complementares 1- É importantíssimo para a compreensão desta unidade que se acompanhe atentamente o texto e as figuras, analisando cada item. 2- Faça uma caminhada e observe as diferenças entre os caules de monocotiledôneas e dicotiledôneas (especialmente as árvores), e 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. 3- Observe as diferenças das folhas das plantas de ambientes secos (como os cactos) e aquáticas (como as de um aquário), você irá perceber, a olhos vistos, que as diferenças anatômicas se refletem na estrutura externa. 4- Antes de comer um fruto, observe e tente encontrar o pericarpo, diferenciando o epicarpo, mesocarpo e o endocarpo. Vai ser muito instrutivo. Quando for responder às questões, é importante que você só olhe as respostas do gabarito depois de terminá-las, pois só então você realmente irá aprender. Por isso, o gabarito está no final do instrucional. 41 42 Se você: 1) 2) 3) 4) concluiu o estudo deste guia; participou dos encontros; fez contato com seu tutor; realizou as atividades previstas; Então, você está preparado para as avaliações. Parabéns! Glossário AMIDO - carboidrato insolúvel ANATOMIA- área da morfologia que estuda a estrutura interna dos organismos ATACTOSTELO- estelo no qual os feixes estão espalhados no tecido fundamental CÂMBIO- meristema secundário CISTÓLITO- concreção de carbonato de cálcio CORTIÇA - o mesmo que felema CUTINA - substância graxa complexa, semelhante a cera DESDIFERENCIAÇÃO- o inverso de diferenciação DICOTILEDÔNEA - vegetal superior (angiosperma) com dois cotilédones na semente DIFERENCIAÇÃO- alterações fisiológicas e morfológicas que ocorre quando uma célula ou tecido se torna adulto ESCUTELO- cotilédone das gramíneas EUSTELO - estelo típico das dicotiledôneas e gimnospermas, caracterizado porapresentar um sistema vascular cilíndrico FELEMA- tecido protetor formados por células não vivas, de paredes suberizadas FLOEMA- tecido condutor de alimentos das plantas vasculares GOMA- resultado da desintegração de células vegetais ISODIAMÉTRICO- formato regular, diâmetros de igual comprimento LACUNA- espaço, geralmente contendo ar MEDULA- tecido fundamental localizado no centro do caule ou raiz MONOCOTILEDÔNEA - vegetal superior (angiosperma) com um cotilédone na semente MUCILAGEM- inclusão viscosa, geralmente composta por proteína NÓ- parte do caule onde se inserem as folhas PAPILA- tipo de tricoma PROTOFLOEMA- os primeiros floemas a serem formados TANINO- grupo heterogêneo de derivados fenólicos. Substância amorfa adstringente TRICOMA- protuberância da epiderme, incluindo pêlos e escamas XILEMA- principal condutor de água do organismo vegetal Se você não encontrou a resposta para sua dúvida neste glossário, então procure nos livros indicados nas referências bibliográficas. 43 44 Gabarito dos Exercícios de Auto-Avaliação 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 à 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 ergásticos. É típico de células vegetais. 7. Ela não é protoplasmática. 8. São as partes da parede que não são atingidas pelo espessamento. 9. O meato esquizógeno é o resultado da dissolução da lamela média e conseqüente afastamento da parede primária, e o meato lisígeno é o resultado da dissolução de células inteiras ou grupos delas. 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. As principais características do meristema são: apresentar células pequenas, isodiamétricas, com paredes delgadas, sem espaço intercelular, sem vacúolos e sem plastídios; são formados por 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, 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. UNIDADE III – ÓRGÃOS VEGETAIS 1. Anatomicamente a raiz está dividida em casca e ciclindro central. 2. A raiz em crescimento secundário se diferencia da raiz em crescimento primário pois surge o felogênio na casca e produz, para periferia, súber e para o interior, feloderme (parênquima). 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 dicotiledônea 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 dicotiledôneas ocorre um só ciclo de feixes libero-lenhosos e entre eles existe um câmbio fascicular. 6. No crescimento secundário do caule surge o felogênio na casca, o qual produz, para periferia súber e, para o interior, feloderme (parênquima). 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 pode faltar qualquer um destes. A epiderme superior da lâmina foliar é conhecida como adaxial e a inferior, como abaxial, e entre elas ficam os parênquimas e os tecidos condutores. 9. As folhas submersas são delicadas, destituídas de epiderme, a camada mais externa apresenta cloroplastos e poucos tecidos para sustentação. 10. Padrão dorsiventral. 11 Para evitar a perda de água. 12. As folhas epistomáticas ocorrem geralmente em plantas flutuantes, seus 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. Fruto é o ovário desenvolvido após a fecundação. 14. Semente é o óvulo fecundado. 45 46 Referências Bibliográficas CUTTER, E. G. Anatomia Vegetal: Parte I - células e tecidos. 2 ed. São Paulo: Roca, 1986. ESAU, K. Anatomia das plantas com sementes. 4 ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1983. FERRI, M. G. Botânica: Morfologia interna das plantas (Anatomia). 9ed. São Paulo: Nobel, 1988. ___. Glossário de termos Botânicos. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, Depto de Botânica, 1969. 47 48