Corpo e células vegetais
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Plantas - diversidade Objetivos da aula: • Origem das plantas • Ciclo de vida • Corpo da planta • Germinação • A célula vegetal • Tecidos vegetais Bibliografia: Raven, P.H., Biologia Vegetal 300 000 espécies de plantas Algas verdes (700*) Briófita (450*) Licófit a Pteridofita Angiospermas 235 000 espécies (130*) Gymnospermas *milhões de anos Ancestral • Evolução no Reino Plantae • Todos descendem de uma alga verde ancestral (da Ordem Charales) • As Angiospermas dominam a face da terra há mais de 100 milhões de anos O que tem em comum? • Plano arquitetônico • Metabolismo básico Elementos em comum: o Fotoautotróficos o Imóveis – devem crescer em direção às suas necessidades essenciais. o Desenvolveram mecanismos capazes de evitar a dessecação. o Estruturalmente reforçados para crescerem. o Desenvolveram mecanismos de transporte capazes de levar os produtos da fotossíntese para partes não fotossintetizantes e água e sais minerais para os locais onde ocorre a fotossíntese. Reprodução: Tipo de ciclo de vida de todas as espécies do reino Plantae: alternância de gerações heteromórficas redução do gametófito nas plantas algas filamentosas briófitas psilotófitas pteridófitas gimnospermas angiospermas independência da água na fecundação 2n Ciclo de vida: esporângeo células esporogênicas alternância de gerações heteromórficas gametófito masculino geração predominante: gametofítica Ciclo de vida de uma Bryophyta esporos gametófito feminino n geração esporofítica Ciclo de vida: alternância de gerações heteromórficas geração predominante: esporofítica Ciclo de vida de uma Pteridophyta geração gametofítica 2n n Em angiospermas: a fase gametofítica é extremamente reduzida (microscópica) antera gametogênese esporogênese saco polínico (esporângeo) célula esporogênica esporângeo (nucelo) célula esporogênica MEIOSE tegumentos 4 micrósporos micrósporo célula geradora (gameta) MITOSE (nos esporos) gametófito masculino imaturo (pólem) célula do tubo 4 megásporos antípodas núcleos polares oosfera (gameta) sinérgides gametófito feminino (saco embrionário) Ciclo de vida de uma Angiosperma MEIOSE saco polínico células esporogênicas (2n) antera célul grãos de pólem (microgametófito, n) células grão de pólem estigma esporogênicas megagametófito células espermáticas célula (n) ovário (2n) do tubo óvulo MEIOSE polínico carpelo esporófito adulto com flores tubo polínico embrião endosperma (3n) alternância de gerações heteromórficas semente embrião jóvem (2n) formação de tubo polínico megagametófito, n núcleos polares fertilização dupla oosfera antípo Fertilização dupla célula geradora célula do tubo estigma células espermáticas estilete núcleo da célula do tubo tubo polínico ovário óvulo endosperma antípodas núcleos polares zigoto 2n oosfera sinérgides fecundação dupla Nomenclatura: Vegetais inferiores: Angiospermas: microesporângeo megasporângeo antera nucelo esporo (micrósporo/megásporo) micrósporo/megásporo (todas heterosporadas) gametófito masculino gametófito feminino pólem saco embrionário gameta masculino gameta feminino (oosfera) células espermáticas oosfera Em Angiospermas o desenvolvimento do gametófito e o início do desenvolvimento do novo esporófito depende totalmente da geração esporofítica anterior. EMBRIOGÊNESE (início do desenvolvimetno do esporófito) Definidos: •padrão axial •padrão radial •meristemas primários •tecidos primários TECIDOS PRIMÁRIOS: Pd – protoderme Pc – procâmbio Gm – meristema fundamental fase de globular fase cordiforme suspensor zigoto fase de torpedo fase de bengala embrião maduro C – cotilédone (primeiras folhas) A – eixo hipocótilo-radicular SM – meristema apical do caule RM – meristema apical da raiz S - suspensor [Yadegari et al, Fig.8A] Formação da semente fase de globular fase cordiforme zigoto folhas feijão epicótilo fase de torpedo fase de bengala embrião maduro cotilédones hipocótilo • A formação do embrião é acompanhada pelo desenvolvimento da semente. • Existe um contínuo fluxo de nutrientes da planta parental (esporófito). • O crescimento do embrião é retardado até a germinação, que é dependente de fatores externos. radícula raízes Maturação estrutural: divisão, diferenciação e expansão celular Maturação fisiológica: alocação de substâncias de reserva, redução do metabolismo e desidratação Emergência da Plântula germinação epígea (a) feijão (c) milho Germinação: (b) ervilha raíz germinação hipógea • hidratação • metabolização das substâncias de reserva • expansão e divisão celular rápida às custas das substâncias de reserva meristema secundário (gema lateral) O corpo da Planta (esporófito) pecíolo meristema apical primórdio foliar flor entrenó ramo lateral folha nó sistema caulinar tecido vascular sistema radicular raíz tecidos heterotróficos raíz secundária raíz primária FOI SEMPRE ASSIM?? esporófito monocotiledônea 20 cm Rhynia rizoma com rizóides http://www.palaeobotany.org/ esporófitos dicotiledônea Células e tecidos vegetais meristema apical do caule multiplicação celular extensão celular crescimento primário: extensão do corpo da planta diferenciação celular diferenciação celular extensão celular meristema apical da raiz multiplicação celular crescimento secundário: espessamento do corpo da planta Meristemas apicais • envolvidos com a extensão do corpo da planta • subdivididos em meristemas primários: protoderme, meristema fundamental e procâmbio • estes meristemas primários darão origem aos tecidos primários da planta pelo 1 4 protoderme1 2 3 meristema fundamental2 pró-cambio3 meristema apical4 coifa meristema apical do caule meristema apical da raiz meristemas apicais protoderme meristemas primários meristema fundamental procâmbio sistema de revestimento: epiderme tecidos primários sistema fundamental: parênquima, colênquima, esclerênquima sistema vascular: xilema e floema Crescimento, morfogênese e diferenciação Tecidos primários: sistema de revestimento • função geral: fornecer proteção mecânica às diferentes partes da planta • grande variação tanto estrutural como funcional • ex: células guarda, tricomas (absorção, secreção, reflexão de luz, defesa para herbivoria) pêlos radiculares exemplos de células da epiderme da parte aérea da planta exemplos de células da epiderme da parte subterrânea da planta Células do parênquima: Tecidos primários: sistema fundamental • vivas na maturidade • retém a capacidade de se dividir • envolvidas na fotossíntese, armazenamento e secreção Células do colênquima: • vivas na maturidade • retém a capacidade de se dividir – paredes primárias não lignificadas e irregularmente espessadas • envolvidas na sustentação de órgãos jovens em crescimento Células do esclerênquima: • freqüentemente não apresentam protoplasto na maturidade • incapazes de se dividir, parede secundária espessa e lignificada • envolvidas na sustentação de partes da planta que não mais se alongam colênquima esclerênquima parênquima Tecidos primários: sistema vascular Xilema: • tecido condutor de seiva bruta • dois tipos de células principais: traqueídes elementos de vaso • células mortas quando maduras Tipos de elementos de vasos placas de perfuração (não há parede celular) pontoações (não há parede celular secundária) Floema: • tecido condutor de seiva elaborada • dois tipos de células (elementos crivados): células crivadas elementos do tubo crivado • células vivas quando maduras, mas sem várias organelas Semelhanças e diferenças entre células animais e vegetais Semelhanças: • Células eucarióticas • Várias organelas em comum Diferenças: • Presença de parede celular rígida • Presença de vacúolo(s) • Presença de plastídeos A Célula Vegetal 10 2 4 3 5 7 6 9 Membrana plasmática - funções: -bicamada de fosfolipídeos Núcleo - funções: -semipermeável -Armazena a informação Mitocôndrias - funções: -mediar oda transporte de - – genética célula -Organelas semi-autônomas Retículo endoplasmático substâncias para dentro fora -Local transcrição de egenes contémde DNA, RNA e- funções: ribossomas funções: Complexo de Golgi da célula ativos -Sítio de –respiração dase células -Rugoso com -Envolvidos na- numerosos síntese excreção Microtúbulos funções: -receber e transmitir sinais para ribossomos na sua superfície de polissacarídeos não -Coordenam movimentos dentro Ribossomos funções: regulação do- metabolismo externa – secreção de celular proteínas celulósicos da célula danaparede -Envolvidos síntese de Plasmodesmas funções: celular -Liso – geralmente de forma proteínas -Protoplasmas de células Vacúolo - funções: -coordenar a síntese depela tubular – responsável -Abundantes em células adjacentes estão interligados -Envolvido pelo tonoplasto microfibrilas Cloroplasto de funções: celulose síntese de lipídeos metabolicamente ativas; -Via deda transporte inter-celular -Armazena as reservas delivres solutos -Local fotossíntese ou ligados ao RER da planta tonoplasto -Armazena excretas (recicla) 8 célula 1 jóvem Parede •forma o apoplasto, dividida em primária e secundária. •contém também enzimas de absorção, transporte, secreção e digestão. •parede primária – depositada durante a divisão e crescimento da célula. •parede secundária depositada quando o * crescimento cessa. •ambas contém celulose * (componente principal), hemicelulose e pectina, * mas em diferentes proporções. •impede que a célula se *observar a disposição das microfibrilas de celulose rompa. Celular http://www.ccrc.uga.edu/~mao/intro/ouline.htm Plasmodesmas • continuidade do citoplasma entre células vizinhas (simplasto) • parte central ocupada pelo retículo endoplasmático (desmotúbulo). • desenvolvem-se durante a divisão celular ou podem surgir em paredes celulares préexistentes • metabólitos e íons difundem através desses canais. ER – retículo endoplasmático PM – membrana plasmática Vacúolo água suco celular núcleo prévacúolo parede celular citoplasma tonoplasto com organelas ocupa 8090% do volume celular íons inorgânicos metabólitos primários: açúcares ácidos orgânicos amino ácidos metabólitos secundários pigmentos compostos tóxicos enzimas digestivas Pré-vacúolos formados a partir do retículo endoplasmático Peroxissomos Proteínas de transporte 2C O2 2C 3C 3C CO2 fotorespiração – atividade oxigenase da rubisco CLOROPLASTO • Organela aonde ocorre a fotossíntese • 1 mm2 de folha contém cerca de 500 000 cloroplastos • Organela semi-autônoma • nucleóide (DNA) • ribossomas FOLHA corte transversal epiderme superior parênquimna palissádico parênquimna lacunoso epiderme inferior Estrutura do Cloroplasto tilacóides do estroma 4-6 µm estroma tilacóide granum (pilha de tilacóides) espaço inter membranas membrana interna membrana externa tilacóides do granum evoluíram de cianobactérias endosimbiontes Ciclo de desenvolvimento dos plastídeos Pró-plastídeos – sem pigmentos, ocorrem em células meristemáticas Cloroplastos – contém o aparato fotossintético, presente em tecidos fotossintetizantes Cromoplastos – acumulam carotenóides Leucoplastos – sem pigmentos e sistema de membranas internas elaborado, acumulam amido Estioplastos – formados na ausência de luz, presentes em sementes que germinam no escuro Amiloplastos – encontrados em raízes cloroplast o senescente estioplasto cloroplast o senescente cloroplasto proplastídeo cromoplasto leucoplasto amiloplasto (modificado) luz Próxima Aula Fotossíntese Detalhamento dos processos que ocorrem no cloropasto
