apostila botânica 2015 - Professora Silvia Mattos

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ÍNDICE
TÍTULO
Índice
Reflexão e Ciência
Introdução à Botânica
Herbário e Carpoteca
Sistemática e Taxonomia
Desenvolvimento Vegetal
A Célula Vegetal
Tecido Embrionário
Componentes da Epiderme
Sistema Fundamental
Sistema Vascular
Caule
Crescimento Secundário
Raiz
Folhas
Fotossíntese
Fotossíntese – Fórmula química
A folha e a água
Questionário
Flor
Fruto
Questionário
Sementes
Equilíbrio Hídrico
Nutrientes Vegetais
Macronutrientes
Micronutrientes
Fixação de Nitrogênio
Hormônios Vegetais
Movimentos dos Vegetais
Questionário para revisão
Bibliografia
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Reflexão sobre as oportunidades que temos através dos estudos da Biologia em
aulas teóricas e práticas para compreensão, respeito e valorização da vida
Toda forma de vida, unicelular, pluricelular, individual, colonial, coletiva, social
ou grupal, juntamente com as formas de matérias inanimadas, estão ligadas
intrinsecamente às leis do Universo.
Esta propriedade Universal é fundamentada nas características atômicas, que
além de fornecer constituição física e molecular, às substâncias, lhes confere a
energia que delas emana, sejam elas orgânicas ou inorgânicas; o macrocosmo
e o microcosmo estão entrelaçados e interferem em cada Reino.
Interferir no frágil sistema de interdependência existente entre os corpos e os
meios estabilizados quer seja energeticamente, quer seja fisicamente, produz
resultados.
Do ponto de vista da razão (científico), ou da emoção (humanístico), é
necessário avaliarmos a hipótese de que o “outro” já não é mais ele próprio, a
partir do momento em que simplesmente é observado.
Sob o ponto de vista das oportunidades vivenciadas nas aulas, vamos
observar, admirar e conhecer cada detalhe com os quais formos premiados a
presenciar, pois cada ocasião poderá ser única em nossas vidas.
Que estas oportunidades bem aproveitadas, sejam doravante a inspiração de
nosso procedimento pessoal e profissional diante da natureza e da vida.
S ILVIA MATTOS
Professora
2015
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BOTÂNICA
INTRODUÇÃO
Botânica, palavra de origem grega, é o nome da Ciência que estuda tudo o que se
refere às Plantas.
Esta Ciência se divide em Botânica Pura e Botânica Aplicada.
A Botânica Pura estuda os vegetais do ponto de vista descritivo e se subdivide como
segue:
MORFOLOGIA ANATOMIA
CITOLOGIA
HISTOLOGIA
GERAL
FISIOLOGIA
PURA
GENÉTICA
HEREDITARIEDADE
ESPECIAL
SISTEMÁTICA/TAXONOMIA
GEOBOTÂNICA
TERATOLOGIA VEGETAL
A Botânica Aplicada estuda os processos de aplicação dos vegetais segundo sua
utilização e se subdivide como segue:
APLICADA
BOTÂNICA AGRÍCOLA
BOTÂNICA FLORESTAL
FARMACOBOTÂNICA (finalidade terapêutica)
FITOPATOLOGIA
BOTÂNICA ECONÔMICA (Ex. perfumaria)
A disciplina BOTÂNICA, principalmente nos cursos de Biologia, constitui-se de
aulas teóricas e práticas.
As aulas práticas são de fundamental importância, pois oferecem aos alunos de
Biologia a oportunidade de vivenciarem em laboratório ou campo, toda
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complexidade e riqueza dos sistemas vivos vegetais e aprender técnicas de estudo
através de acompanhamento didático pedagógico.
O objetivo da disciplina, é o de entendermos estes seres vivos tão ricos em energia,
belos e importantes para a vida de todos os seres vivos, porém estes recursos
vegetais, estão muito ameaçados, são mal utilizados e correm grande risco de
extinção pelo homem. Na medida em que os vegetais são extintos, o mesmo ocorre
com a espécie humana, animais e o meio ambiente em escala variável de tempo e
intensidade. Adquirimos com o estudo da Botânica, uma consciência mais realista
(técnica), moderna e madura (respeitosa) sobre os vegetais, que significam
juntamente com a água, a própria manutenção da vida sobre o planeta.
Por meio de observações e experimentos realizados em laboratório, quando no
laboratório ou campo, com amostras coletadas, deixamos de ver os vegetais apenas
do ponto de vista teórico, para conhecê-los e entendê-los do ponto de vista
fisiológico e morfológico prático.
Os alunos têm com o auxílio da Botânica, uma visão mais ampla da Biologia como
Ciência da Vida.
À medida que os estudos evoluíram, observamos que os seres vivos não vivem
isoladamente ou sós, portanto, devemos também questionar os inter-relacionamentos
e consequentemente o equilíbrio das relações quais sejam: ambiente/ser vivo, ser
vivo/ser vivo.
Neste ponto, os conhecimentos adquiridos em Biologia através de outras disciplinas,
se confluem em um único fim: - o conhecimento e a compreensão da VIDA.
Caracteristicamente, todos os seres vivos são constituídos por células, tecidos,
órgãos e sistemas.
Como os seres vivos, todos os fenômenos da natureza são
decorrentes de reações químicas e bioquímicas, e encontraremos na Botânica,
explicações para os mais surpreendentes efeitos que ocorrem nos vegetais, e em
outros seres vivos como pôr exemplo: respiração, síntese de energia, reprodução,
respostas a estímulos, fatores adaptativos, etc.
O Reino Vegetal é um ambiente sutil, delicado e ao mesmo tempo tão forte que é
capaz de resistir ao mundo mecanicista, reducionista, cartesiano.
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A ciência, a sociedade e a cultura emergentes ainda para alguns parecem temas
“alternativos”, mas é a nossa mais próxima realidade.
Esta realidade só será alcançada com compreensão e respeito pela vida. A vida está
no vegetal que nos alimenta a matéria e no animal que nos alimenta a alma.
Toda vida precisa de abrigo e o homem não está respeitando, entendendo e aceitando
limites.
Vamos conhecer para respeitar; este é um dos caminhos.
HERBÁRIO E CARPOTECA
OS VEGETAIS COMO OBJETO DE ESTUDO
Uma das características dos vegetais é a abundância de elementos que estes nos
oferecem para estudos. Além disso, o vegetal oferece facilidades de manuseio
durante os trabalhos e no arquivamento de organismos inteiros e suas partes
(herbário) ou seus derivados frutos e sementes (carpoteca).
Sobretudo, são necessários cuidados especiais no sentido da conservação do vegetal
contra o ataque de insetos e microorganismos tais como fungos.
A coleta, a preservação e a herborização do material botânico, requerem
metodologias especiais, para que todas suas características sejam mantidas.
Se o vegetal for extremamente delicado, devemos proceder à herborização no local
da coleta para evitar pôr exemplo, o murchamento e o dobramento de flores, folhas,
caules, etc.
Quando se tratar de herborização de aquáticas como algas marinhas bentônicas,
devemos proceder inicialmente à preservação em formalina 40% em água do mar por
aproximadamente 24 horas
(fixação).
Estes são apenas alguns cuidados que devem ser tomados, e é importante saber que
para cada tipo de vegetal como algas marinhas ou continentais, fungos, líquens,
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briófitas, pteridófitas, fanerógamas arbustivas, herbáceas, arbóreas, suculentas ou
volumosas, existe uma técnica especial de coleta, preservação e herborização com
eventuais semelhanças nos métodos utilizados para cada grupo de plantas.
MATERIAIS GERAIS UTILIZADOS NA HERBORIZAÇÃO DE ALGAS
MARINHAS BENTÔNICAS E FANERÓGAMAS HERBÁCEAS (incluindo
coleta e fixação):
Papel mata-borrão, cartolina, papel sulfite, jornal, papelão, etiquetas, linha, agulha,
prensa de madeira, barbante ou corda fina, pincel , espátula, pinça, frascos de vidro
com tampa, estufa (50-800C), bandeja, formalina 40%, naftalina.
ORGANIZAÇÃO DO HERBÁRIO
DEFINIÇÃO:
Herbário é uma coleção de plantas mortas, secas e montadas de forma especial,
destinadas a servir como documentação para vários fins.
O herbário é utilizado nos estudos de identificação de material desconhecido, pela
comparação pura e simples com outros espécimes da coleção herborizada; no
levantamento da flora de uma determinada área; na reconstituição do clima de uma
região; na avaliação da ação devastadora do homem ou da ação deletéria da poluição,
etc.
Recomenda-se que as plantas sejam secas e costuradas em pedaços de cartolina
branca cortados em tamanho padrão de aproximadamente 42x28 cm ou em papel
sulfite. Cola-se o rótulo do material de preferência no canto inferior direito da
cartolina de montagem.
As exsicatas (unidade componente do herbário), após serem montadas, são
guardadas em locais secos e isolados, tais como caixas de madeira, armários de
madeira ou aço para evitar umidade ou acesso de insetos.
Para a profilaxia de insetos de modo geral, utiliza-se naftalina ou submete-se as
exsicatas a tratamento térmico a uma temperatura variável entre 500 C e 800 C,
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variável conforme o material, por cerca de 3 a 4 horas, eliminando assim, os insetos e
suas larvas bem como a umidade.
HERBORIZAÇÃO DE MATERIAL AQUÁTICO:
Quando o material se tratar de plantas aquáticas tais como algas marinhas
bentônicas, procede-se a coleta com auxilio de espátula e logo em seguida a fixação
em formalina 40% em água do mar por aproximadamente 24 horas. Em seguida
destende-se o material em papel sulfite com o auxílio de um pincel. O vegetal e o
sulfite devem estar mergulhados em uma bandeja, para facilitar o trabalho.
Feito isto, alterna-se cada folha de sulfite com o papel mata-borrão e quando
terminado o trabalho, amarra-se as exsicatas entre duas prensas de madeira. Leva-se
esta para uma estufa (500 e 800 C) por no mínimo uma semana. Passado o período de
secagem, abre-se a prensa e o material está pronto para ser arquivado e compor o
herbário.
HERBORIZAÇÃO DE FANERÓGAMAS HERBÁCEAS:
Por outro lado, quando o material a ser herborizado se tratar de fanerógamas
herbáceas, por exemplo, coleta-se material inteiro ou suas partes, e procede-se a
prensagem. Uma atenção especial deve ser dada à organização do material na
cartolina, para que todos os detalhes fiquem evidentes. Caso alguma parte do vegetal
se solte, esta deve ser colocada em um envelope que é colado no canto superior
esquerdo da cartolina. O ideal é que o material herborizado esteja completo e se for
maior que a cartolina, deve ter seu corpo dobrado para que seja adequado ao
tamanho do papel.
Decorrido o período de secagem, desmonta-se a prensa e o herbário pode ser
organizado.
O rótulo de identificação dos vegetais deve conter indispensavelmente: gênero e
espécie do vegetal, nome popular, nome do coletor, local da coleta, data da coleta,
outras observações.
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ORGANIZAÇÃO DA CARPOTECA
DEFINIÇÃO:
Carpoteca é a coleção de frutos e/ou sementes.
A carpoteca é um importante material de estudo pois guarda os representantes
máximos das espécies vegetais: - OS FRUTOS E AS SEMENTES.
Os mesmos cuidados tomados com relação à conservação do herbário devem ser
seguidos neste caso. Devido ao inconveniente da deteriorização dos frutos carnosos,
somente podem ser incluídos na carpoteca os frutos secos. Quanto às sementes e os
frutos secos, não há restrições em seu manuseio ou conservação, porém, é importante
o uso de naftalina próximo à carpoteca e que os vegetais estejam secos no momento
da montagem da coleção.
As sementes ou frutos a serem estudados são coletados e guardados em sacos
plásticos, em caixas adequadas com divisórias e tampa de vidro ou a critério do
colecionador.
O material da carpoteca deve ser etiquetado como descrito para o herbário.
Para que cheguemos à classificação dos materiais coletados, quais sejam: componentes do herbário ou carpoteca, recorremos a consultas em livros de
taxonomia vegetal, chaves dicotômicas, herbário e carpoteca de institutos de
pesquisa, especialistas, etc.
SISTEMÁTICA E TAXONOMIA
Sistemática é a ciência que estuda a classificação, a identificação e a
nomenclatura das plantas.
A palavra originada de duas palavras gregas syn e histanai, significa “colocar com” ,
“juntar”, sem dar idéia de precisão.
Taxonomia, palavra originada de duas palavras gregas: taxis e monos, significa
“dispor segundo uma lei” ou “um princípio”.
Esta ciência tem por objetivo uma melhor compreensão e a melhoria do sistema de
classificação. Esta é, por excelência, uma ciência de organização e de elaboração de
síntese de informações.
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Com o desenvolvimento das pesquisas, novas informações estão surgindo
constantemente através da anatomia, morfologia, citologia, fisiologia, ecologia,
fitogeografia, fitoquímica, genética e outras.
Estes recursos auxiliam os especialistas no sentido de executarem classificações mais
precisas.
Cabe aos taxonomistas ordenar as informações.
Segundo os princípios da taxonomia, todas as plantas pertencem a uma dada espécie,
gênero, família, ordem, classe, divisão e reino.
De acordo com a teoria evolucionista, todos os seres vivos apresentam maior ou
menor grau de parentesco, sendo descendentes de gerações anteriores, ligeiramente
diferentes.
Com o decorrer do tempo, surgiram vários tipos de organismos que hoje
conhecemos, diferentes dos que existiram e que serão diferentes dos que existirão no
futuro.
Apesar disso, cada membro da população deve mostrar um certo grau de
diferenciação em relação ao grupo.
Por isso devemos recolher muitos indivíduos de cada espécie de uma determinada
população.
Isto nos permitirá conhecê-los razoavelmente e o grau de diferenciação existente
entre os indivíduos que coabitam a mesma área.
Assim teremos uma visão real da espécie como conjunto dinâmico de indivíduos de
uma determinada população e não apenas o indivíduo estático e isolado, recolhido ao
acaso num determinado período de tempo.
DESENVOLVIMENTO VEGETAL
A partir do zigoto, os processos de crescimento, diferenciação e morfogênese,
operando conjuntamente irão produzir um indivíduo adulto. É assim que uma única
célula irá dar origem a dois organismos unicelulares ou multicelulares. Por exemplo,
na alga Acetabulária (unicelular), pode ser observado que após a divisão celular, as
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células filhas crescem até o tamanho da mãe e diferencia o chapéu.
Morfologicamente é difícil separá-los.
Desenvolvimento é a união de processos dinâmicos onde ocorre:
1) Mudanças na quantidade – crescimento (aumento irreversível de massa),
2) Mudanças na qualidade – diferenciação (definição e aumento da
especialidade celular),
3) Mudanças na aparência - morfogênese (aparecimento espacial de todas as
partes da planta).
CRESCIMENTO
Para o organismo autótrofo, o crescimento consiste na conversão de substâncias
inorgânicas relativamente simples (H2O, CO2 e elementos minerais) em quantidades
cada vez maiores de carboidratos, proteínas e gorduras. Quando o crescimento é
visto como aumento de tamanho, esse aumento depende grandemente da absorção de
H2O. Os estímulos ambientais causam drásticas alterações nas plantas. Em
contraste pouco afetam o curso e maneira do desenvolvimento animal.
A razão plausível dessa diferença é que os animais passam apenas uma vez pelo
crescimento formativo não apresentando crescimento progressivo e indefinido; não
formam uma multiplicidade de centros de crescimento. É importante reconhecer este
efeito, razão pela qual os trabalhos de pesquisa sobre efeito dos ciclos alternados de
luz ou temperatura sobre o comportamento das plantas foram pioneiros.
DIFERENCIAÇÃO
Ocorre quando a célula passa por transformação e especialização de tecidos e órgãos.
Nos meristemas, as novas células formadas desenvolvem-se inicialmente por
crescimento plástico, isto é, por síntese de protoplasma; a massa de células dobra
após divisão, ao passo que, aquelas que vão se diferenciar, alongam-se, aumentam de
volume pela entrada de água, sofrem vacuolização e surge a parede celular.
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A diferenciação pode ser:
a-) Estrutural: quando visualizamos diferenças entre as células.
Ex: células epidérmicas, xilemáticas, etc.
b-) Diferencial : diferenciação bioquímica.
MORFOGÊNESE
É o estudo da emergência e da forma de novos órgãos e seu arranjo no espaço.
O DESENVOLVIMENTO É PORTANTO ALCANÇADO, ATRAVÉS DA
UNIÃO
DOS
PROCESSOS
DINÂMICOS
DE
CRESCIMENTO,
DIFERENCIAÇÃO E MORFOGÊNESE.
A CÉLULA VEGETAL
Parede celular: a parede celular é uma estrutura que permite diferenciar
grandemente uma célula vegetal de uma célula animal, pois é exclusiva dos vegetais.
A parede celular delimita o espaço intracelular; sendo resistentes mesmo em
condições de tensão hídrica elevada, evita o rompimento celular e estas
características são muito importantes aos vegetais.
A parede celular é composta por celulose, hemicelulose, substâncias pecticas,
lignina, gomas, substâncias minerais e água.
Celulose: carboidrato (glicose), mais exatamente um polissacarídeo. Constituído pôr
moléculas longas unidas pelas extremidades.
Hemicelulose: polossacarídeo semelhante à glicose, porém mais solúvel.
Substâncias pécticas: ácidos pécticos, protopectina e pectina (substância orgânica
glicídica). Protopectina - substância rica em cálcio e magnésio com a função de
cimento.
Lignina: polímero de unidade fenilpropanóides, é um dos mais importantes
componentes da parede secundária.
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Gomas, mucilagens e lipídios: termo não técnico, aplicado ao material resultante da
decomposição
de
células
vegetais,
principalmente
de
seus
carboidratos.
Desempenham funções específicas superficiais em plantas superiores pois restringe
em alto grau a perda de água.
Lamela média: une uma parede primária à outra, através de polissacarídeos não
celulósicos.
Parede primária: camada parietal ativa, parede depositada durante o período de
crescimento celular.
Parede secundária: camada mais interna da parede celular, formada em certas
células após ter cessado o alongamento celular. A parede secundária tem estrutura
microfibrilar altamente organizada.
Plasmodesmas: canalículos revestidos de membrana plasmática e atravessados pôr
um túbulo de retículo endoplasmático que tem a função de unir as células do
organismo vegetal em uma unidade integra.
Parênquima: (do grego para, junto à + en, em + chein, fluir): Tecido composto de
células parenquimáticas, tecido de preenchimento.
Meristema: (do grego merizein, dividir): Tecido vegetal indiferenciado, do qual se
originam novas células.
TECIDO EMBRIONÁRIO
O EMBRIÃO
O embrião maduro das fanerógamas consiste de um eixo semelhante a um caule com
um ou dois cotilédones (Kotyledon - depressão em forma de taça, folha seminal).
Nas duas extremidades do eixo do embrião são encontrados os meristemas apiciais
(com grande capacidade de divisão de suas células) do caule e da raiz, os quais são
fisiologicamente jovens.
Acima dos cotilédones o meristema apical forma o epicótilo. O epicótilo, juntamente
com suas folhas jovens forma a plúmula.
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A porção do eixo entre a raiz e os cotilédones, recebe o nome de hipocótilo. Em
alguns vegetais a extremidade inferior do eixo possui características nítidas de raiz,
sendo chamada de radícula.
Se o embrião não contem radícula o eixo abaixo do cotilédone recebe o nome de eixo
hipocótilo radicular.
Coifa: massa de células semelhantes a um capuz que protege o meristema aplical e
auxilia a penetração do vegetal.
No inicio do seu desenvolvimento o embrião consiste em uma massa de células
relativamente indiferenciadas. A futura epiderme é a protoderme.
Diferenças no grau de vacuolização e densidade das células dentro do embrião
resultam a iniciação do procâmbio e meristema fundamental.
Tecido fundamental: altamente vacuolizado e menos denso. O meristema
fundamental e o procâmbio são denominados “Meristemas Primários”.
Procâmbio: menos vacuolizado e mais denso (precursor dos tecidos vasculares xilema e floema).
Protoderme: é a futura epiderme. Esse fenômeno ocorre por divisões periclinais e
anticlinais.
Caliptrógeno ou calíptra: responsável pela formação da coifa.
O crescimento observado pelos meristemas apiciais é conhecido como crescimento
primário.
O pequeno crescimento em espessura resulta apenas de hipertrofia das células.
Os tecidos ou sistemas vegetais são definidos em três tipos:
- Sistema dérmico
- Sistema fundamental
- Sistema condutor
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COMPONENTES DA EPIDERME
EPIDERME:
Geralmente uma camada de células que possuem cutina. É tecido vivo, capacitado
para atividade mitótica. Esta característica é importante levando-se em conta as
tensões a que o tecido é submetido durante o crescimento primário e secundário. As
células respondem à tensão por um aumento tangencial e divisão radial.
A epiderme de caules jovens contém estômatos, mas neste caso, as funções dos
mesmos são menos importantes que suas funções nas folhas.
ESTÔMATOS
Estômatos são aberturas ou poros limitados pelas células-guarda, as quais, mediante
mudança de formato, ocasionam abertura ou fechamento da fenda dependendo da
turgescência das células.
As células estomáticas podem ou não vir acompanhadas de células de diferentes
formatos das demais, estas células são denominadas células subsidiárias. Os
estômatos são encontrados em caules jovens e em folhas. Na folha, o estômato pode
aparecer na epiderme superior e epiderme inferior, sendo este tipo de folha
denominada anfiestomática. Os estômatos interrompem a continuidade da epiderme e
colocam o sistema de espaços intercelulares dos tecidos subepidérmicos em
comunicação com o ar exterior. O espaço intercelular em conexão com o estômato
recebe o nome de câmara subestomática.
Segundo a constituição do conjunto - estômatos e células subsidiárias temos os
seguintes padrões:
a) Anomocítico: Sem células subsidiárias Impatiens sp. (beijo).
b) Anisocítico: Três células subsidiárias sendo uma de menor tamanho. Sedum sp.
(dedinho de moça).
c) Paracítico: Duas células subsidiárias paralelas às células-guarda. Trasdescantia
sp.
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d) Diacítico: Duas células subsidiárias dispostas na diagonal em relação ao maior
comprimento da célula estomática.
TRICOMAS
São apêndices da epiderme, muito variáveis em forma, função e estrutura, podendo
ser definidos como qualquer saliência da epiderme. Podem ser unicelulares,
multicelulares, ramificados, digitados, estrelados, etc. Os tricomas ou pêlos, podem
ser encontrados em qualquer órgão do vegetal e tem as funções de proteção, absorção
(na raiz) e secreção (glandulares).
ACÚLEOS
São formações da epiderme que devido à forma e função, são freqüentemente
confundidos com espinhos. Diferem, entretanto, destes, por serem facilmente
destacáveis pois, não apresentam elementos condutores.
PAPILAS
São pequenas saliências da epiderme, encontradas na face superior de pétalas, dando
às mesmas um aspecto aveludado É um tipo especial de tricoma com pequeno
volume.
ESCAMAS
Também são tricomas, chamados pêlos peltados, têm forma discóide e pedunculadas,
paralelas à epiderme. Nas bromeliáceas epífitas, funcionam como elementos de
absorção de água e nutrientes minerais, recebendo o nome de escamas absorventes.
SISTEMA FUNDAMENTAL
PARÊNQUIMA
Definição: Sistema fundamental mais comum com células vivas na maturidade,
constituindo um tecido simples.
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Localização: ocorre na medula e córtex de caules e raízes, mesófilo de folhas,
endosperma de sementes e polpa de frutos.
As células parenquimatosas podem aparecer sob a forma de cordões verticais nos
tecidos vasculares primários e secundários.
Função: desempenham papel importante na cicatrização de feridas e processos de
regeneração. Iniciam a formação de estruturas adventícias dos caules, realizam
fotossíntese, armazenamento de alimentos e secreção.
Características: O parênquima que contem numerosos cloroplastos é denominado
clorênquima
(folhas e periferia de caules jovens).
As células do parênquima podem estar arranjadas com espaços intercelulares e neste
caso são chamados aerênquima.
Suas células são delgadas mas, podem aparecer lignificadas. As células são
predominantemente isodiamétricas mas, podem variar possuindo várias facetas. Na
prática horticultural, um órgão cindido de uma planta que é usada como muda, se
desenvolve a partir das células do parênquima.
COLÊNQUIMA
Assim como as células do parênquima, as células do colênquima são vivas na
maturidade.
Estas células tem parede primária, de espessura irregular relativamente flexíveis ,
aparecem sob a forma de cordões ou cilindros contínuos sob a epiderme de caules,
pecíolos e margem de folhas de dicotiledôneas.
Tanto o Colênquima como o esclerênquima é especializado quanto à sustentação, o
que equivale dizer que são tecidos mecânicos. O colênquima pode ser:
Angular: o espessamento da parede celular se dá nos ângulos das células . Ex.
Begônia sp e Apium sp.
Lamelar: o espessamento é depositado nas paredes tangenciais das células. Ex.
Sambucus sp. (sabugueiro)
Lacunar: o espessamento é depositado nos espaços intercelulares. Ex. Ambrosia sp.
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As paredes do colênquima começam a espessar-se bem cedo, durante o
desenvolvimento da gema apical, mas tal espessamento é plástico e apto a distenderse. Portanto, não impede o alongamento de folhas e caules.
As células do colênquima são brilhantes nos cortes a fresco e o espessamento é
desigualmente distribuído. Contêm, em adição à celulose, pectina e outras
substâncias parietais mas não lignina.
As células do colênquima podem se transformar em esclerenquimáticas e nos casos
de espessamento secundário, o xilema passa a ter papel mais importante na
sustentação devido a presença de suas fibras.
ESCLERÊNQUIMA
Desenvolvem-se nas partes primárias e secundárias ou em todas as partes do vegetal.
Não possuem protoplasma na maturidade, possuem parede secundária espessa e
lignificada, são importantes elementos de resistência e sustentação. Existem dois
tipos de células esclerenquimáticas: as fibras e os esclereídeos.
As fibras podem ser floemáticas, xilemáticas ou extra xilemáticas. Nas
monocotiledôneas, as fibras podem envolver completamente cada um dos feixes
vasculares formando uma bainha de feixe completa ou meia - bainha, de um ou de
ambos os lados ou formar cordões ou camadas que parecem ser independentes dos
feixes vasculares.
As fibras são células longas, com paredes secundárias espessas e geralmente ocorrem
em feixes, estes constituem as fibras do comércio.
As fibras do floema são também denominadas fibras liberianas.
Alguma mais importante são: cânhamo, Cannabis sativa, juta, Corchorus
capsularis, linho, Linum usitatissimum, entre outras.
Tais fibras são classificadas como “fibras macias”, pois são relativamente moles e
flexíveis.
As fibras de monocotiledôneas, geralmente são denominadas “fibras duras” porque
tem paredes fortemente lignificadas, são firmes e rígidas.
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São fibras extraídas de folhas e alguns exemplos são: Espada-de-São Jorge ou
Canhamo da África, Sanseveria sp; sisal, Agave sisalana entre outros.
No comércio utiliza-se o termo “fibra” para designar inclusive outros fios que não
são fibras no sentido da botânica. Como exemplo, podemos citar o algodão - cujos
fios são pelos epidérmicos de sementes de Gossypium sp; a ráfia que constitui
segmentos foliares da palmeira Raphia e a rota
(junco), de caule da palmeira Calamus sp.
ESCLERÓCITOS
Os esclerócitos são chamados células pétreas, devido sua parede altamente
lignificada que lhe conferem textura “empedrada”.
Os esclerócitos podem aparecer em caules, folhas, frutos e sementes e muito embora
seja difícil classificá-los, são eles :
Tricoesclereídeos: esclereídeo filiforme de mesófilo foliar de oliveira, Oliva sp.
Braquiesclereídeos: formato aproximadamente arredondado, polpa de pêra, Pyrus
sp.
Astroesclereídeos: são ramificados, estrelares, Thea sp. (chá), entre outros.
SISTEMA VASCULAR
XILEMA
ESTRUTURA GERAL E TIPOS CELULARES
É o principal tecido de condução de água das plantas vasculares, Transporta ainda,
sais minerais, armazena substâncias e faz sustentação. Juntamente com o floema está
presente em todo o corpo da planta traqueófita.
Pode ter origem primária - quando deriva do procâmbio. Pode ter origem secundária
- quando deriva do câmbio vascular.
As células que constituem o xilema são elementos vasculares ou Traqueais, que são
de dois tipos: Traqueídeos e os Elementos ou Membros dos vasos.
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Tanto os traqueídeos como os membros dos vasos são células alongadas de parede
espessa, sofre lignificação e morrem na maturidade.
1- TRAQUEÍDEOS:
São pontiagudos nas duas extremidades e não são perfurados, ou seja, a parede
primária é continua com membrana de pontuação.
2- ELEMENTOS DOS VASOS
São elementos perfurados, agregados longitudinalmente em fileiras. As perfurações
são áreas destituídas de parede primária ou secundária; a perfuração pode estar nas
partes superior e inferior e/ou lateralmente. A parte da parede que possui perfuração
é chamada placa perfurada. Estas células reúnem-se formando tubos chamados
vasos .
Quando o poro é único, é dito perfuração simples; porém se está agrupado a
múltiplos poros pode ser denominado:
Escalariforme: arranjo tipo escada,
Foraminado: perfurações circulares e agrupadas.
Reticulado: poros pequenos separados por espessamento da parede.
Helicoidal: perfurações em hélice.
Diagrama representativo do desenvolvimento dos elementos dos vasos:
3- FIBRAS
As fibras são células alongadas com paredes secundárias lignificadas. A espessura
varia e são mais espessas que as dos traqueídeos do mesmo lenho. São de dois tipos:
- Fibrotraqueídeos.
- Fibras libriformes
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4- PARÊNQUIMA XILEMÁTICO
As células do parênquima xilemático armazenam amido, óleos e outras substâncias
ergásticas como compostos tânicos e cristais, formam cordões celulares
longitudinais.
XILEMA SECUNDÁRIO
O parênquima do xilema secundário está representado pelos parênquimas axial e
radial.
À medida que a madeira envelhece, ocorrem alterações visíveis que envolvem perda
de substâncias de reserva, infiltração de substâncias tais como óleos, gomas, resinas
e tanino que colorem o lenho e o tornam aromático. Em seguida as células
parenquimatosas morrem. O LENHO MAIS ESCURO E NÃO CONDUTOR
RECEBE O NOME DE CERNE E O LENHO CONDUTOR É CHAMADO
ALBURNO.
A relação entre alburno e cerne é bastante variável sendo que em algumas plantas
não exibem nítida separação.
Atividades do câmbio vascular, tanto do xilema como do floema secundários,
produzem os anéis de crescimento. Alterações repentinas na água e outros fatores
ambientais podem produzir falsos anéis de crescimento. Sob condições favoráveis os
anéis são mais estreitos.
Esquema de um segmento de caule com crescimento secundário:
FLOEMA
Principal tecido de condução de alimento das plantas vasculares com crescimento
primário e secundário.
Assim como o xilema, o floema primário é destruído durante o alongamento do
órgão.
As principais células componentes do floema são os elementos crivados que são de
dois tipos:
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1 - Células crivadas
2 - Membros dos tubos crivados
Tanto o floema como o xilema primário são classificados como pró e meta em partes
do vegetal que ainda estão em crescimento em extensão.
Já a nomenclatura floema e xilema secundários, devem ser especificados somente em
vegetais com crescimento em espessura.
Diagrama representativo do desenvolvimento de um membro do tubo crivado.
SISTEMA VASCULAR
Os tecidos vasculares aparecem como um cilindro central entre o córtex e a medula
ou assumem vários padrões mais complexos. O cilindro parece ser contínuo em
alguns casos, em outros e com maior frequência encontra-se separado por regiões
interfasciculares em unidades denominadas feixes vasculares e a camada de
parênquima interfascicular é denominada raios medular.
CAULE
MORFOLOGIA EXTERNA
Características: As partes aéreas das plantas vasculares consistem de um eixo, o
Caule, sustentando órgãos laterais. É o elemento de ligação entre a raiz e as folhas e
contem em seu interior os vasos liberolenhosos que conduzem água e seiva; pode
realizar fotossíntese e fazer reserva.
A cor acinzentada que ocorre com o tempo, se dá pela degradação da clorofila e
outras substâncias produzidas pelas plantas.
Durante a fase vegetativa os órgãos laterais que o caule sustenta são de dois tipos:
folhas - com crescimento potencialmente ilimitado e indeterminado. A relação do
caule com as folhas é muito íntima o que faz com que esta parte seja mais complexa
que a raiz e a separação dos componentes da parte aérea é um tanto artificial.
As posições no caule onde ocorrem as folhas são chamadas NÓS.
As porções desfolhadas são chamadas ENTRENÓS. As gemas geralmente aparecem
na AXILA das folhas, geralmente uma gema para cada axila.
22
Durante a fase reprodutiva do desenvolvimento, nascem as flores ou inflorescências
lateralmente ou terminalmente ao caule ou em ambas as posições. As flores se
desenvolvem de meristemas de gemas laterais ou terminais. Neste caso o crescimento
do eixo termina e somente pode continuar através de gemas laterais originando um
sistema caulinar.
Não possuem coifa e tem morfologia bastante variada. Tal como a raiz, o caule
consiste de três sistemas de tecidos:
Sistema dérmico - endoderme, epiderme, periderme
Sistema fundamental - parênquima, colênquima, esclerênquima
Sistema vascular - xilema, floema.
FUNÇÕES:
SUSTENTAÇÃO,
ARMAZENAMENTO,
CONDUÇÃO
OU
TANSPORTE E FOTOSSÍNTESE
Sustentação: folhas, flores, e frutos.
Armazenamento: amido, substâncias ergásticas, água.
Condução ou transporte : xilema e floema
Fotossintetizantes: totalmente ou parcialmente
ORIGEM
O crescimento da planta, a partir do embrião é possível devido à organização dos
meristemas do caule e da raiz. O meristema apical do caule pode ser encarado como
um resíduo de tecido embrionário, localizado entre os cotilédones ou cotilédone. O
caule e as folhas começam a formar-se durante o desenvolvimento do embrião, onde
são representados pela plúmula. A plúmula pode ser considerada como a primeira
gema consistindo de um râmulo (epicótilo), folhas rudimentares (primórdios foliares)
e meristema apical.
Desenvolvimento: a partir do meristema apical e do meristema intercalar.
Meristema apical: células produzidas para o corpo da planta através de um sistema
chamado
“túnica-corpo”.
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Túnica: camada ou camadas de células que contribuem para o crescimento
superficial.
Corpo: massa de células que aumentam o volume do caule.
Meristema intercalar: região meristemática entre duas regiões mais diferenciadas
(próximo ao entrenó) .
DOMINÂNCIA APICAL
A dominância apical é um fenômeno observado nos vegetais em decorrência da
presença do Ácido Indolil Acético (AIA). O AIA é produzido pelo coleoptile de
gramíneas, meristemas de caules, raízes e primórdios foliares. “Ver experimento de
WENT”.
TIPOS DE CAULES
Os tipos de caules são definidos de acordo com o seu habitat:
- tronco
eretos
- estipe
- colmo
AÉREOS
- haste
rastejantes - estolho
trepadores - sarmentosos
- volúveis
SUBTERRÂNEOS
- rizoma
- tubérculo
- bulbo
- cormo.
AQUÁTICOS
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CONSISTÊNCIA:
Quanto à consistência, os caules podem ser herbáceos, sublenhosos e lenhosos.
Herbáceos: são caules tenros. Ex. alface, begônia.
Sublenhosos: são caules duros na base e tenros no ápice. Ex. milho (Zea mays),
Hibiscus sp, são comuns em arbustos.
Lenhosos: são caules comuns em árvores. São resistentes devido ao acentuado
desenvolvimento dos tecidos de sustentação. Ex. palmeira, mangueira.
MODIFICAÇÕES DOS CAULES
As principais adaptações dos caules são: gavinhas, espinhos, órgãos de reserva,
cladódios, filocládios, caulifloria e xilopódio.
Gavinha: podem produzir folhas e até flores. Ex: videira.
Espinhos: são ramos curtos, funcionando como órgão de proteção. Ex: citrus.
Reserva: reservam substâncias nutritivas, água e ar.
Cladódios: são ramos longos com crescimento contínuo, lembrando suculentas
folhas. Ex: cactos, carqueja.
Filocládios: são ramos curtos, de crescimento limitado e sua natureza caulinar só é
percebida pela presença de flores. Ex. aspargo.
Caulifloria: certas plantas produzem flores e frutos diretamente em troncos e em
ramos velhos, a partir de gemas dormentes. Ex: jabuticaba.
Xilopódio: órgão subterrâneo de natureza duvidosa (caulinar, radicular ou mista).
Ex: plantas do cerrado.
CAULE - MORFOLOGIA INTERNA
Tal como ocorre com as raízes, nas pteridófitas e na maioria das monocotiledôneas
há uma só estrutura caulinar denominada primária, durante toda a vida da planta. As
gimnospermas e dicotiledôneas desenvolvem estrutura secundária. Distinguimos
vários padrões de estruturas caulinares através do conceito de estelo, termo usado
para o conjunto de tecidos vasculares do eixo da planta.
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DISPOSIÇÃO DO SISTEMA VASCULAR NA RAIZ É RADIAL OU
ALTERNA.
NO CAULE É COLATERAL, podendo ser como em muitas dicotiledôneas
bicolateral ou ainda em feixes vasculares concêntricos quando o floema circunda o
xilema (feixe anficrival) ou quando o xilema circunda o floema (feixe anfivasal).
CÓRTEX E MEDULA
O córtex dos caules pode conter parênquima, colênquima e esclerênquima.
A parte periférica normalmente contém colênquima em cordões ou em camadas mais
ou menos contínuas. Em gramíneas, por exemplo, o tecido de sustentação é o
esclerênquima.
A parte interna do tecido fundamental, é composta por parênquima que pode conter
cloroplastos. Em alguns casos a parte central da medula é destruída durante o
crescimento, frequentemente nos entrenós e os nós mantém sua medula. A parte
periférica da medula recebe o nome de bainha
medular ou zona perimedular. A medula possui muitos espaços intercelulares e as
células da bainha encontram-se mais compactas e com maior longevidade.
CRESCIMENTO SECUNDÁRIO
O câmbio vascular do caule origina-se a partir do procâmbio que permanece
indiferenciado entre floema e xilema primários. A parte do câmbio que surge dos
feixes vasculares é denominada “câmbio fascicular” e aquela que aparece nas regiões
interfasciculares ou raios medulares, é denominada “cambio interfascicular”.
CRESCIMENTO SECUNDÁRIO
É o crescimento em espessura. As células produzidas por estes meristemas são
enviadas lateralmente, razão pela qual são conhecidos como meristemas laterais. Os
meristemas laterais são dois:
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Câmbio da casca ou felogênio - região da casca que produz para fora o suber e para
o interior o feloderma.
Câmbio vascular - surge na região do cilindro central do caule e da raiz e produz
para o interior o xilema secundário e para o exterior o floema secundário.
A epiderme é substituída pela periderme; isto torna possível o desenvolvimento de
plantas avantajadas e ramificadas como as árvores.
PERIDERME
Câmbio, súber e feloderma constituem a periderme.
Tecido protetor de origem secundária que substitui a epiderme nos caules e raízes
com crescimento secundário.
É constituído por células mortas ricas em súber (substância graxa ou gordurosa,
altamente complexa), produzidas pelo câmbio da casca ou felogênio. O câmbio
produz súber ou felema para superfície externa e feloderma em direção à superfície
interna.
FELODERMA - tecido parecido ao parênquima cortical, o feloderma é rico em
lignina que é uma substância ou mistura de substâncias de elevado peso molecular e
número de carbonos, polímeros de unidades fenil propanóide, é um dos mais
importantes constituintes da parede secundária.
CASCA
Refere-se a todos a todos os tecidos externos ao câmbio vascular inclusive
periderme.
No final do primeiro ano de crescimento, a casca inclui quaisquer tecidos ainda
presentes, o floema secundário, a periderme e quaisquer tecidos fora dela. A cada
estação de crescimento, o câmbio vascular acrescenta xilema e floema secundário ao
centro do caule e da raiz.
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LENTICELAS
Porção da periderme onde o felogênio é mais ativo, resultando na formação de um
tecido com numerosos espaços intercelulares, aparece como áreas circulares, ovais
ou alongadas representam uma barreira impermeável à água e realizam trocas
gasosas, aparecem abaixo de estômatos, em troncos, raízes cascas de frutos como
pêra e maçã.
RAIZ
ORIGEM
A primeira raiz de uma planta com sementes , desenvolve-se a partir do meristema da
raiz do embrião, na extremidade inferior do hipocótilo e recebe o nome de raiz
primária ou raiz pivotante.
Nas gimnospermas e dicotiledôneas a raiz principal tem origem na radícula do
embrião (tecido meristemático). Nas monocotiledôneas a radícula degenera e o
sistema radicular é constituído por raízes laterais ou radicelas com origem no
periciclo, portanto endógenas.
Embora o registro fóssil não revele qualquer informação sobre a origem das raízes,
tal como a conhecemos hoje, é razoável supor que evoluíram a partir de porções
subterrâneas ou rizomas, do primitivo corpo axial da planta.
FUNÇÕES:
FIXAÇÃO, ABSORÇÃO, ARMAZENAMENTO E CONDUÇÃO.
Fixação: proporciona maior estabilidade ao vegetal.
Absorção: absorve do solo a água e os sais minerais (macro e micronutrientes).
Armazenamento e reserva: a raiz é um importante órgão de armazenamento de
substâncias como amido, precursores de vitaminas, proteínas, etc.
Algumas raízes como a cenoura (Daucus sp), rabanete (Raphanus sp), beterraba
(Beta sp), batata - doce (Ipomoea sp) e outras armazenam substâncias alimentícias.
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Condução:
as
substâncias
orgânicas
sintetizadas
nas
porções
aéreas
e
fotossintetizantes da planta, são transportadas pelo floema para o tecido de reserva
da raiz; este pode voltar a ser transportado pelo floema para as partes aéreas. Através
do xilema, a água e os sais minerais do solo chegam ao corpo do vegetal pela raiz.
CARACTERÍSTICAS
As raízes não apresentam nós ou entrenós nem órgãos semelhantes a folhas, por isso
o arranjo de tecidos varia pouco de nível para nível. O corte de uma raiz jovem
revela nítida separação entre os três sistemas de tecidos: sistema dérmico - epiderme,
sistema fundamental - córtex, sistema vascular - xilema e floema.
MORFOLOGIA INTERNA
Epiderme: a função da epiderme das raízes jovens, é absorver água e minerais sendo
sua área de absorção ampliada através dos pêlos radiculares. Os pêlos radiculares são
alongamentos tubulares de células com tamanho e metabolismo diferente das demais
células, em diferentes espécies ou sob determinadas condições.
Endoderme: camada de tecido fundamental formando uma bainha ao redor do feixe
vascular apresentando Estrias de Caspary (suberina - gordura - dispostas ao redor da
célula em sentido radial ou transversal; a bainha pode apresentar também a lignina).
Exoderme: camada de células abaixo da epiderme, podem apresentar Estrias de
Cáspary ou não, contém apenas um tipo de células com espessa parede celulósica.
Periciclo: é uma camada única de células parenquimáticas, situadas junto e
internamente à endoderme e periférica ao tecido vascular.
Cilindro Central: é formado pelos tecidos vasculares e pelo periciclo.
Córtex: ocupa a maior área do corpo primário da maioria das raízes. Estas células
armazenam amido; nas monocotiledôneas o córtex é mantido a vida toda, nas
gimnospermas e dicotiledôneas com crescimento secundário permanecem apenas as
células parenquimáticas.
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As células corticais têm diversos contatos entre si. As substâncias que circulam pelo
córtex atravessam a célula do protoplasma, através de plasmodesmas ou pelas
paredes celulares.
PRINCIPAIS ADAPTAÇÕES RADICULARES
As principais adaptações radiculares são :
1) Raíz tuberosa
2) Haustórios
3) Raízes aquáticas
4) Raízes adventícias
5) Raízes suporte
6) Raízes tabulares
7) Raízes grampiformes
8) Raízes respiratórias
9) Raízes de plantas epítitas
RAIZ TUBEROSA OU TUBÉRCULO RADICULAR
Numerosas
variações
da
estrutura
secundária
ocorrem
em
relação
ao
desenvolvimento das raízes de reserva. Na beterraba por exemplo, a maior parte do
crescimento em espessura resulta do assim chamado tipo anômalo de crescimento;
neste caso uma série de câmbios supranumerários, dispostos quase concentricamente
como anéis de crescimento de árvores, origina - se pôr fora do centro vascular
normal. Em batata-doce, o xilema forma-se pelo processo comum e contem grande
quantidade de parênquima.
Estas raízes são também desenvolvidas devido ao acúmulo de substâncias nutritivas
na raiz principal ou nas secundárias. Como exemplo de tubérculo na raiz principal,
podemos citar: nabo, cenoura, rabanete e beterraba.
Nas raízes secundárias: batata-doce, mandioca e dália.
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HAUSTÓRIOS OU RAÍZES SUGADORAS
São raízes desenvolvidas em plantas parasitas, como ocorre por exemplo com a ervade-passarinho, cujo nome provém do modo como as sementes são disseminadas.
Uma vez sobre a árvore hospedeira, germinam e desenvolvem um órgão de contato, o
apressório, de onde saem as raízes muito finas denominadas haustórios, que
penetram até os vasos da planta hospedeira, de onde retiram os alimentos.
As plantas parasitas podem ser holoparasitas e hemiparasitas.
Holoparasitas ou parasitas obrigatórias, devido à ausência de clorofila não podem
viver de outra forma, a não ser dependendo completamente da planta hospedeira em
relação à água e alimentos já elaborados.
Hemiparasitas ou parasitas facultativas, embora possuam folhas verdes, não são
auto-suficientes e dependem parcialmente do hospedeiro, necessitando de água e sais
minerais. Nas holoparasitas os haustórios ficam em contato com o floema; nas
hemiparasitas os haustórios ficam em contato com o xilema e floema.
RAÍZES AQUÁTICAS
Apresentam um parênquima aerífero (aerênquima) muito abundante, com lacunas,
funcionando como elemento de respiração e flutuação. Como exemplo podemos citar
a Ludwigia sp que além das raízes normais, possui outras, curtas e grossas, que
armazenam ar. A espécie citada é comum em terrenos alagadiços.
RAÍZES ADVENTÍCIAS / RAÍZES SUPORTE
São raízes que se originam de partes aéreas da planta, em caules subterrâneos e em
partes mais ou menos velhas das raízes. Podem ocorrer a nível de nó, entrenó, em
associação com gemas de ramos axilares, podem formar-se a partir de folhas e tem
papel importante na propagação vegetativa. Como exemplo podemos citar as raízes
que tem origem em folhas de fortuna, Bryophyllum sp; begônia, raízes escora e
raízes de milho.
As raízes adventícias recebem denominações especiais conforme suas adaptações
(tabulares, grampiformes, suporte, etc.)
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Estas raízes de origem caulinar, fornecem uma fixação suplementar ao vegetal.
Aparecem em plantas que crescem em meios de difícil fixação como o mangue,
pântano, lodo ou em plantas relativamente altas em relação ao seu sistema radicular,
pouco profundo. Podemos citar as raízes do milho, da palmeira e do mangue
vermelho (Rhizophora mangle).
RAÍZES TABULARES
Raízes tabulares são raízes aéreas em forma de tábua que se desenvolvem bem
próximas à superfície do solo. Apresentam um maior crescimento no sentido vertical,
ampliando a superfície de respiração e a estabilidade do vegetal. São comuns em
plantas bem desenvolvidas como figueiras.
RAÍZES GRAMPIFORMES
São raízes aéreas com forma de grampos e tem por função a fixação dos vegetais em
suportes.
São frequentes em trepadeiras, como hera, planta que se fixa a muros e outras
estruturas. Desenvolvem do lado da sombra, constituindo um exemplo de
fototropismo negativo.
RAÍZES RESPIRATÓRIAS OU PNEUMATÓFOROS
Vegetação
de
solos
úmidos
e
alagadiços.
Requerem
adaptações
como
pneumatóforos que contém pneumatódios. Pneumatóforos são raízes que emergem
do solo em sentido vertical com a função de aerar o sistema radicular; os
pneumatóforos possuem orifícios muito estreitos, permeáveis somente ao ar e não à
água. Em situações de maré alta, os pneumatódios são recobertos por água, e o O 2
retido no parênquima cortical é consumido na respiração, o CO 2 é liberado, a pressão
gasosa interna da raiz diminui. Em maré baixa os pneumatódios ficam expostos ao
ar, absorvem O2 e restabelece o equilíbrio.
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Alguns exemplos de vegetais adaptados com pneumatóforos são: Rhizophora
mangle, Laguncularia racemosa, Avicenia tomentosa, todos vegetais de
manguezais.
PLANTAS EPÍFITAS
RAÍZES ESTRANGULANTES:
Envolvem o caule da planta suporte, causando sua morte, pois devido seu
crescimento secundário comprimem e impedem o desenvolvimento da planta
suporte.
Estas raízes chamadas mata-paus, quando causam a morte da suporte, geralmente já
atingiram o solo e nele se fixam. Após a morte da planta, ocorre sua decomposição,
sendo comum encontrarmos a epífita, sustentando a planta suporte.
RAÍZES CINTURAS:
São raízes aéreas, tenras que abraçam o caule da planta suporte. Exemplo: raízes de
orquídeas.
FOLHAS
AS FÁBRICAS DE OXIGÊNIO
Verdadeiros laboratórios naturais, as folhas realizam uma atividade química
considerada a mais importante entre as de todos os seres vivos. Trata-se de um
processo através do qual transformam a energia luminosa em energia química. O
processo chamado fotossíntese, não encontra, em termos de elaboração energética,
nada de comparável em toda a Terra.
Expressa em toneladas, sua produção torna ridícula a das indústrias mantidas pelo
homem . Por ano, as usinas siderúrgicas do planeta produzem cerca de 35 milhões de
toneladas de aço, e as fábricas de cimento 325 milhões deste. No mesmo espaço de
tempo, as plantas verdes produzem 150 bilhões de toneladas de açúcar, por um
processo que ainda não se conseguiu reproduzir em laboratório.
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Muito antes de pensar em qualquer estudo sistemático dos vegetais, milênios antes
das primeiras pesquisas botânicas, os povos primitivos já se preocupavam em
observar as folhas das florestas que habitavam. Dessa curiosidade primária surgiram
as primeiras utilizações da folha. Usaram-na como alimento, matéria-prima para
fabricação de tinturas, medicamentos, etc. Não sabiam, porém, esses povos que as
folhas colaboravam fundamentalmente para a própria existência deles, produzindo
oxigênio e purificando o ar.
Parece claro, desde a era paleozóica, que esse interesse era constante no homem. Em
numerosas de suas representações artísticas, aparece como tema a beleza das folhas,
com sua variedade de formas e cores. Mas o estudo das folhas (e das plantas em
geral) é relativamente recente e , por certo, tem raízes na cultura da Grécia antiga, a
pesar de, no Egito, um papiro conter uma lista de folhas e ervas medicinais, com seus
usos específicos. Entre gregos e egípcios, no entanto, a botânica seria mais uma
observação das propriedades medicinais das plantas. A respeito, Hipócrates, visto
como o maior médico da antiguidade, escreveu, entre os anos de 460 e 370 a.C.,
algumas obras contendo importantes estudos.
As primeiras bases reais da ciência botânica figuram nas obras de Aristóteles (384322 a.C.) e Teofrasto (370 - 287 a.C.), ambos os discípulos de plantão.
Da obra de Aristóteles apenas alguns fragmentos dispersos sobreviveram ao tempo, e
os mais completos são de Teofrasto, que passou a ser conhecido como o pai da
Botânica.
Nascido em Mitilene, pequena ilha próxima à costa da Turquia, Teofrasto foi o
sucessor de Aristóteles na direção do Liceu de Atenas e, assim herdou o jardim do
antecessor, com cerca de 450 espécies de plantas e considerado o primeiro jardim
botânico de que há notícia. Escreveu dois trabalhos que continham idéias e conceitos
bastante avançados para a época e elaborou minuciosa lista de folhas e ervas
medicinais, algumas das quais conhecia por suas experiências com os exércitos de
Alexandre Magno, rei da Macedônia.
34
APARECEM ESTUDOS SÉRIOS
Após a morte de Alexandre e a queda de seu império, Alexandria, fundada pôr ele,
no século III a.C., depois da conquista do Egito, tornou-se o maior centro cientifico
do mundo antigo, e diversos estudiosos da vida vegetal iniciaram tentativas de
descrever as folhas.
SUAS CORES SÃO MARCADAS PELAS ESTAÇÕES DO ANO
No Império Romano, surgiram estudos valiosos para a botânico, destacando-se
Matéria Médica, do médico Dioscórides ( 64 a.C.), que ilustrou e descreveu perto
de 500 plantas e suas propriedades. Esses estudos passaram a construir a base de
tudo quanto se escreveu em botânica nos 16 séculos seguintes, estagnando - se a
pesquisa dos vegetais.
Só no século XVI essa ciência tomou novo impulso. Surgiram muitos herbários de
considerável valor, como os publicados em 1542 por Leonhart Fuchs e em 1576 pôr
L’Obel. Outro trabalho importante, é A História das Plantas, de Valerius Cordus,
publicado na Prússia em 1561.
Em fins desse século, vieram as primeiras tentativas de uma classificação botânica,
discriminando inclusive as espécies úteis ao homem e as “inúteis”. Os autores dos
trabalhos eram geralmente diretores de jardins botânicos (o mais antigo dos quais é o
do Vaticano, fundado em 1227) e basicamente jardins medicinais, o que limitava as
pesquisas quase só a esse ramo.
Entretanto, o desenvolvimento dos aparelhos ópticos, com a invenção do
microscópio, abriu vasto campo de pesquisas para a botânica (também para a
zoologia), desde a descoberta da célula pelo inglês Robert Hooke, em 1667.
Verificou-se a complexidade orgânica dos seres vivos e se iniciou o estudo das
células.
O grande resultado da observação da célula vegetal foi permitir o conhecimento
científico da evolução das plantas em geral, partindo de organismos aquáticos
rudimentares até atingir os vegetais compostos superiores, e se iniciando o estudo
das funções do vegetal.
35
Com o desenvolvimento do estudo da genética vegetal, começa a botânica a se
especializar e subdividir- se em ramos específicos de pesquisa.
Mesmo não existindo um ramo que as estude particularmente, os estudiosos da vida
vegetal dedicam especial atenção às folhas, órgãos em que se concentram as funções
vitais do vegetal.
Apresentam uma estrutura peculiar. São muito resistentes, apesar da aparente
fragilidade, e capazes de suportar o impacto das chuvas, os ventos, o calor, o frio e
todas as agressões do meio, mantendo -se seguras ao caule. Distinguem-se do resto
da planta por sua forma achatada, as dimensões em geral reduzidas e o crescimento
limitado.
PORQUE A FOLHA É COMO É?
ANATOMIA - MORFOLOGIA EXTERNA
A morfologia externa das folhas é um dos elementos que,
depois da flor, os
botânicas utilizam para a identificação e classificação das plantas. A configuração
externa é importante também por demonstrar determinada adaptação do vegetal ao
meio. Há plantas, porém, em que essas modificações quase não ocorreram ou não
foram substanciais. Mantiveram certa forma desde a época em que surgiram até hoje
. Muitas, pôr insuficiência genética, não conseguiram evoluir e se integrar em novas
condições climáticas que surgiram, e desapareceram. A folha é em grande parte
responsável por esse desaparecimento, pois dela depende a realização de operações
indispensável à sobrevivência do vegetal.
De modo geral, as folhas se apresentam de dois modos: o tipo inteira ou simples, em
que o limbo (parte laminar) é completo, sem nenhuma ramificação que atinja a
nervura principal e o tipo composta, no qual o limbo se divide, atendendo a
possíveis adaptações e surgem frações menores, chamadas folíolos.
Há ainda, conforme seu perímetro, outra classificação.
Seriam circulares, ovais, obovais, oblongas e de tipos intermediários, como
deltóides, curbiculares, etc. Não existe nenhuma absolutamente retangular,
quadrada ou de outra qualquer forma.
36
Quanto à consistência, podem ser consideradas herbáceas, de consistência mole,
comum na maioria dos vegetais; escariosas, quando delgadas, secas e mais ou menos
transparentes; coriáceas, semelhantes ao couro, carnosas, crassas ou suculentas, e
de consistência aveludada, de aspecto gordo, volumoso.
Cada espécie vegetal apresenta um padrão de inserção foliar. As folhas diferem em
suas dimensões, na forma e na maneira pela qual se distribuem no caule. O exame do
caule demonstra que a colocação das folhas nos ramos obedecem a uma sequência
muito bem determinada.
A primeira, localizada na ponta do caule, cresce em direção contrária à segunda. A
segunda cresce também em direção oposta à terceira. Só a quarta se encontrará na
mesma direção que a primeira, ou seja , estará exatamente abaixo desta.
Não é acidental essa distribuição. Pelo contrário, existe para permitir maior
circulação do ar e o máximo de aproveitamento da luz. Uma folha não faz sombra
sobre a outra. Aumenta assim, a superfície de absorção de luminosidade para a
realização da fotossíntese. O estudo dessa disposição fica a cargo da Filotaxia, que a
classifica em três disposições básicas.
Quando elas aparecem isoladas em nós sucessivos (os nós são as partes engrossadas
do caule de onde surgem as folhas), como na roseira, o tipo é
alternada. É
verticilada, se duas ou mais folhas saem do mesmo nó, como na espirradeira. Duas
folhas por nó, formando um ângulo de 180 graus entre si, como na fava, são opostas.
Ocorre também uma variação, o tipo opostas cruzadas, como na hortelã, onde a
oposição dos pares for perpendicular ao antecedente.
A forma das folhas é a mais variada possível, mas elas apresentam frequentemente
uma lâmina achatada, ou limbo, adaptada para receber os raios luminosos do Sol, e
uma haste, ou pecíolo, como uma dilatação, ou bainha, que prende a folha ao ramo.
Podem ainda ter estípulas (apêndices que se destacam da base do pecíolo como na
roseira, na hera, etc.), lígulas (lâminas existentes na face interna da bainha, como
nas gramíneas) e ócreas ( membrana que envolve o caule, resultante da fusão de duas
espículas, como nas poligonáceas).
37
No limbo se distingue uma rede de cordões mais ou menos delicados, as nervuras,
cujo conjunto constitui a nervação ou venação das folhas. Esse conjunto, que
apresenta veios principais e secundários, forma uma teia que serve de sustentação do
tecido da folha ( tecido parenquimatoso). Há geralmente uma nervura principal que
divide a folha em duas partes iguais, e dessa partem outras, secundárias, semelhantes
aos capilares sangüíneos dos animais.
SEM ELAS NÃO SERIA POSSÍVEL A VIDA DOS ANIMAIS, NEM DO
HOMEM
Entre eles, o da transpiração, que é a perda de água sob forma de vapor (transpiração
propriamente dita) ou em estado líquido (gutação). Por terem superfície mais ampla,
as folhas se encarregam da operação, embora outros órgãos a possam desenvolver,
como no caso dos cactos, que apresentam folhas transformadas em espinhos e
processam a transpiração por meio do caule.
O vapor de água perdido através dos estômatos (órgãos compostos de duas células,
entre as quais existes uma fenda através da qual se efetuam as trocas gasosas entre a
planta e o meio) é proveniente das paredes úmidas das células, que perdem água para
os espaços intercelulares, saturando-os.
Se houver maior concentração de vapor no interior desses espaços intercelulares do
que na atmosfera ambiente, haverá difusão do vapor através dos estômatos, de
dentro para fora da folha.
Na região da epiderme em que existe um estômato, o mesófilo foliar (tecido
parenquimatoso do meio da folha) forma a câmaras subestomática, que está ligada
aos espaços intercelulares. O vapor eliminando pelas paredes das células difunde-se
ruma às câmaras subestomáticas, e daí para a atmosfera através dos orifícios do
estômato.
As aberturas dos estômatos podem aumentar, diminuir ou anular-se , de acordo com
o movimento realizado por eles e segundo o qual a passagem do vapor é dosada,
controlando a transpiração.
38
Esse movimento resulta da variação de dilatação nas células estomáticas, sendo
provocado de duas maneiras. O movimento hidroativo está relacionado com o
suprimento de água que a planta possui. Se for bem suprida, as células estomáticas
dilatam-se, promovendo a abertura dos estômatos.
Se não for, o resultado é inverso. O movimento fotoativo provém da variação de
pressão nas substâncias do suco celular, provocada pela ação da luz.
Durante o dia, a transpiração das folhas ocorre em estado gasoso. À noite, elas
expelem água, em forma de gotículas. Estas se acumulam na superfície da folha até
formarem gotas maiores, muitas vezes confundidas com o orvalho, que é uma
precipitação atmosférica, mas também cobre as folhas com pequenas gotas.
Nas plantas aquáticas, que se encontram no ambiente ideal para a sobrevivência, as
folhas se apresentam geralmente em formas de fitas, podendo seguir a correnteza
sem sofrer danos. Em muitas plantas se manifesta o fenômeno da heterofilia: a
presença de folhas de formas diferentes numa mesma planta. Essas folhas se
adaptam cada uma ao meio em que se acham, seja dentro da água ou no ar. Realizam
as mesmas funções que as folhas das plantas terrestres, com algumas diferenças,
entre as quais a de encontrarem uma quantidade muito maior de água à sua
disposição ou tipo de fixação. Ex: Ficus sp
AS ESTAÇÕES E AS CORES
Durante o avanço do outono, uma reação química maravilhosa ocorre, e com ela se
dá a mudança de cor nas folhas. Nessa transformação, os pigmentos e as condições
atmosféricas desempenham um papel combinado. Quando termina a fase de atividade
das folhas no outono, com a aproximação do inverno, a produção de clorofila, cujo
pigmento predomina durante o verão e a primavera, vai aos poucos desaparecendo, e
os carotenóides (pigmentos amarelos) se revelam, dando uma tonalidade amarelada
às folhas. Isto ocorre particularmente em olmos, bétulas e álamos. Nos carvalhos e
bordos, a antocianina é produzida em presença do açúcar fixado nas folhas, e a cor
vermelha vai-se tornando predominante. O espetáculo é em geral mais intenso nas
39
regiões em que abundam árvores decíduas. No Brasil, apesar de as estações do ano
serem bem delimitadas, o fenômeno também ocorre e pode ser facilmente observado.
Mas a vegetação tem importância muito maior do que se possa imaginar. Não é só
um espetáculo de beleza, e sim fator essencial para sobrevivência do homem e de
toda a vida na Terra. Os vegetais, e principalmente as folhas, exercem função
purificadora indispensável. Florestas e áreas verdes naturais são hoje as únicas fontes
produtoras de gás carbônico, produzido em quantidades crescentes pela respiração de
homens e animais, motores a combustão, todos os tipos de incêndios e queimadas,
etc. Assim, aumenta a importância das florestas para absorver esse gás e transformálo em oxigênio. Também a exploração das riquezas naturais, a expansão das cidades,
a abertura de rodovias vem destruindo sistematicamente as grandes florestas.
Pelo processo fotossintético, as plantas clorofiladas conseguem consumir cerca de
70% do gás carbônico produzido pelo homem (das mais variadas formas), e o
restante se integra na atmosfera. Mas o grau de contaminação do ar pelo dióxido de
carbono aumenta constantemente, e cada vez mais os vegetais são requisitados para a
purificação. A conclusão é fácil: a destruição das reservas vegetais pode em grande
parte significar a destruição dos seres vivos.
DA LUZ SURGE A ENERGIA
A transformação da energia luminosa em energia química, pela fotossíntese e através
do açúcar (glicose) , será imediata ou não, dependendo das necessidades. Essa
energia existe potencialmente no açúcar, produto quimicamente muito estável,
podendo ser guardados por milhões de anos, sem que se estrague, e depois utilizado
para movimentar motores por reação química, aquecer casas, cozinhar alimentos, etc.
Os estudos de botânica não conseguiram determinar ainda exatamente como se
processa a própria fotossíntese, mas dois princípios fundamentais são conhecidos. O
primeiro consiste no fato de que o efeito da luz não se exerce sobre o dióxido de
carbono, e sim sobre a água, pois a luz contribui de certa forma para a desintegração
das moléculas da água.
40
Nesse processo a clorofila, contida nas células vegetais em forma de um pigmento
verde (o pigmento que dá a cor verde aos vegetais), desempenham seu papel,
resultando daí a libertação do oxigênio.
O outro princípio é o fato de que a energia luminosa concentra-se sob a forma de um
composto químico muito instável, denominado trifosfato de adenosina, ou ATP, que
atua na complementação do processo. O dióxido de carbono existente no ar é
reduzido por esse composto, produzindo o açúcar. Isso foi comprovado pelo
bioquímico Melvin Calvin (Prêmio Nobel), que realizou na Universidade da
California uma série de experiências com o carbono radioativo em algas verdes,
visando a promover a fotossíntese, Calvin conseguiu acompanhar a trajetória dos
átomos de carbono.
NADA HÁ NELAS QUE NÃO TENHA UMA FUNÇÃO
O caminho tomado pelas moléculas de carbono foi rápido e direto. Segundos após
terem penetrado na alga foram vistas, com auxílio do microscópio, no interior de
suas células, como partes integrantes das moléculas de açúcar. Com velocidade
incrível, as moléculas de carbono introduzidas na alga foram captadas por uma
substância ainda desconhecida, existente nas células em que se processa a
fotossíntese, sendo aí compostas. Em seguida, com auxílio do composto ATP,
passaram a constituir moléculas de açúcar.
Há casos de folhas fotossintetizantes cuja cor é vermelha, amarela ou parda. Essas
folhas contêm pigmentos de ficoeritrina, ficocianina, carotenóides, antocianina, etc.,
que recobrem os pigmentos de clorofila. Mesmo encobertos, entretanto, esses
pigmentos clorofilianos conseguem absorver a energia química, realizando a
fotossíntese. As algas vermelhas e pardas, assim como as begônias, entre outras,
servem de exemplos para esses casos. Além do pigmento de clorofila, muitos outros
contribuem para a realização da química da planta e, da mesma forma, para o aspecto
que ela assume.
As folhas operam mais processos, também muito importantes para a vida do vegetal.
41
FOTOSSÍNTESE
No que diz respeito à fotossíntese, sua descoberta data de pouco mais de 210 anos.
Sabia-se que um animal mantido em recinto fechado ia aos poucos viciando o ar e
terminava morrendo asfixiado, mas ignorava-se a razão disso, por não serem
conhecidos os gases que compõem a atmosfera. Em 1774, Joseph Priestley descobriu
o oxigênio, e se tornou possível uma explicação: os animais consumiam o oxigênio,
substituindo-o pelo dióxido de carbono (gás carbônico), que envenena e mata.
Priestley foi adiante em suas pesquisas e constatou que os vegetais realizam o
processo inverso, sendo capazes de purificar o ar viciado pela respiração de homens
e animais. A descoberta levou ao uso, sem precedentes, de flores nos quartos de
doentes hospitalizados, que na época, eram mantidos trancados em seus aposentos
para evitar que o ar exterior “prejudicasse” o paciente em sua recuperação. Mas o
médico holandês Jan Igen-Housz duvidou de que o uso indiscriminado de plantas
pudesse facilitar a cura e iniciou uma série de experiências visando comprovar ou
não a eficácia do método.
Daí resultou a descoberta de que só as partes verdes do vegetal eram capazes de
purificar o ar e de que isso acontecia unicamente em presença de luz. Segundo
verificou, as flores e demais partes não verdes da planta, assim como as partes verdes
mantidas na escuridão, consomem oxigênio da mesma forma que os animais.
Posteriormente, novas experiências, realizadas por Nicholas Théodore Saussurre,
contribuíram para reduzir o processo à seguinte fórmula química:
dióxido de carbono ou gás carbônico (6CO2) + água ( 6H2O) + energia luminosa
glicose (C2H12O6) + oxigênio ( 6O2).
Essa fórmula representa exatamente o inverso daquela que constitui a respiração
animal:
Glicose (C6H12O6) + oxigênio (6O2)
dióxido de carbono ( 6CO2) + água
(6H2O) + energia química.
As duas equações representam os dois processos principais que se verificam nas
plantas, através das folhas e demais partes verdes: a fotossíntese e a captação de
energia luminosa.
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A fotossíntese é o processo responsável pela produção de energia química à custa de
energia luminosa, uma operação que se faz somente em plantas que contenham
pigmentos verdes (clorofilianos). Dessa forma, conclui-se com facilidade ser a
clorofila indispensável a essa operação.
As folhas clorofiladas são capazes de aproveitar a luz solar, fabricando açúcar
(glicose) e oxigênio, a partir do dióxido de carbono e da água (absorvida pelas
superfícies foliares da planta e extraída das chuvas e da umidade do ar.) podem ainda
inverter o processo, decompondo açúcar em presença do oxigênio. Em outras
palavras, respiram, libertando a energia retirada da luz daí decorrendo como
subprodutos, o dióxido de carbono e a água.
FOTOSSÍNTESE – Fórmula química
Fotossíntese é o processo de transformação da energia luminosa em energia química.
A fotossíntese é realizada por vegetais autótrofos e clorofilados.
Equação geral: CO2 + H2O + luz => O2 + matéria orgânica + energia química
Cloroplastos: São organelas que ocorrem em maior número no mesófilo foliar.
Ocorrem em número de dez a cem em células do parênquima e tem origem nos
plastídios. O sistema de membranas, representado pelos grana e pelas lamelas, é a
sede das reações fotoquímicas. Estas membranas contem os pigmentos e demais
compostos envolvidos a captura de luz. No estroma ocorrem as reações envolvidas
na fixação de CO2 e consequentemente produção de carboidratos, amido, ácidos
orgânicos e ácidos graxos. Os órgãos sintetizadores das plantas superiores contém
clorofilas e carotenóides. Estes últimos e outros pigmentos são chamados pigmentos
acessórios.
PIGMENTOS FOTOSSINTETIZADORES:
Clorofila
a - verde azulada - todos os organismos fotossintetizadores e algas azuis
a/b - fanerógamas e algas verdes
b - verde azulada
a/c - algas pardas
a/d - algas vermelhas
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Carotenóides - amarelo, alaranjado, vermelho.
Os carotenos não possuem O2 na sua estrutura.
Os carotenóis (xantofilas) possuem O2 em sua estrutura.
Os carotenóides podem ser mascarados pela clorofila, e aparecem em pétalas e
frutos.
Ficobilinas - ficocianina (azul), ficoeritrina (vermelha). Aparecem em algas azuis e
vermelhas.
Tabela de comprimento de onda: Os comprimentos de onda não absorvidos dão a
cor ao vegetal; ou seja, no caso da clorofila, este pigmento absorve os comprimentos
de ondas violeta, azul, vermelho e reflete o verde.
Quando o pigmento absorve luz, os elétrons passam para um nível energético mais
alto com 3 conseqüências possíveis:
a) a energia pode ser convertida em calor
b) a energia pode ser convertida em energia luminosa
c) a energia pode ser capturada numa ligação química como na fotossíntese.
Fatores limitantes da fotossíntese:
1 - luz - a intensidade luminosa tem importância nos processos relacionados à
fotossíntese devido as características das reações à luz e à obscuridade. E quando
submetida a grandes intensidades luminosas ocorre fotoxidação com aparecimento
da cor amarelada, alaranjada ou avermelhada nas folhas.
2 - temperatura: a fotossíntese tem como fator complementar a temperatura
ocorrendo a melhor taxa de fotossíntese a 25º C. Em condições de frio intenso pode
ocorrer fotoxidação com as mesmas características descritas acima.
3 - Concentração de CO2 - a taxa de fotossíntese aumenta com o aumento de CO2,
sendo ótima na proporção de 0,1 a 0,5% na atmosfera.
4 - Água - fator limitante em baixas concentrações. Em condições de seca pode
ocorrer fotoxidação.
5 - Oxigênio - fator limitante em condições extremas como em mangues.
6 - Idade das folhas - as que têm maior taxa são as folhas que estão ao nível do 3º
nó abaixo do botão germinativo.
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Sistemas de pigmentos:
Nas folhas existem dois sistemas de pigmentos conhecidos como sistema de
pigmentos I e sistema de pigmentos II. O sistema I contém maior concentração de
clorofila a que o sistema II.
No sistema I a clorofila é conhecida como P700 (devido a um dos picos de seu
espectro de absorção estar situado em 700 nm).
No sistema II a clorofila é conhecida como P680.
Tabela de comprimentos de onda
ultra violeta
vermelho
400 450 500
violeta
azul
550 600 650 700 750
verde amar. alaranjado vermelho
infra
luz branca - fotossíntese
A FOLHA E A ÁGUA
O conhecimento da ultra-estrutura das plantas, através das observações ao
microscópio eletrônico trouxe indicação sobre a interconexão dos protoplastos de
todas as células da planta, desde as pontas das raízes, até as extremidades dos ramos
e folhas, por meio de plasmodesmas.
Este protoplasto único recebeu o nome simplasto. O conjunto das paredes celulares,
vasculares e revestimentos cuticulares e subéricos constitui o arcabouço inerte,
denominado apoplasto. A cutícula, camada espessa constituída de cutina, cêras,
pectinas e celulose, reveste toda epiderme e por conseguinte, toda a planta,
penetrando pelos poros estomatais, no interior das folhas.
O simplasto foliar é o conjunto dos protoplastos vivos da folha, ligados pelos
plasmodesmas, que atravessam as paredes celulares.
A cutícula em virtude de sua estrutura e composição química, apresenta alguma
propriedades importantes que devem ser consideradas quando se pretende fornecer
nutrientes à planta através das folhas.
As propriedades mais importantes da cutícula são: hidrorrepelência, trocas
catiônicas, hidrofilia e polaridade.
Hidrorrepelência: a cutícula sendo recoberta por cêra, apresenta um grau variável
de hidrorrepelência, dividindo-se em três categorias:
a) superfície de forte hidrorrepelência: ex.: repolho.
b) superfície de média hidrorrepelência (difícil de molha): ex.: café
c) superfície de baixa hidrorrepelência (forte afinidade): ex.: macieira, feijão e
hortênsia.
A cutícula em virtude das propriedades dos seus componentes: cutina, cêras, pectina
e celulose apresenta as propriedades que influenciam a absorção de nutrientes.
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A cutina contem ácidos de cadeias longas, com ligação não saturada e grupos
carboxílicos que geram cargas eletrostáticas negativas.
É um local de trocas iônicas que tende a reter cátions e repelir íons.
As cêras são ésteres de cadeias curtas e álcoois, sendo relativamente inertes. As
pectinas são amorfas, altamente hidrófilas, responsáveis pela capacidade de retenção
de água da cutícula e das paredes celulares. A presença de substâncias hidrófobas
(cêras), semi-hidrófilas (cutina) e hidrófilas (pectina), permite a passagem, através
da cutícula, de substâncias polares.
Quando um nutriente é aplicado na superfície de uma folha, tem um longo caminho a
seguir até penetrar na parede celular, chegar ao plasmalema e finalmente ao
citoplasma. Uma via de entrada que tem sido muito discutida é a dos estômatos.
QUESTIONÁRIO
Parte I
1- Definir os termos sistemática e taxonomia.
2- Porque devemos recolher um grande número de indivíduos de uma população para
classificá-los?
3- Dê um exemplo de um representante do reino monera, protista e fungi.
4- Quais são as classes da divisão Briophyta?
5- Em qual divisão estão incluídas as plantas vasculares?
6- Classifique os vegetais quanto a presença de sementes.
7- Descreva uma célula.
8- Quais são as funções das células?
9- O que são organismos procariontes e eucariontes?
10- O que são plastídios? Descreva cada tipo.
11- Definir crescimento, diferenciação e morfogênese.
12- Fale sobre a escolha de unidades para medir o crescimento.
13- O que é epicótilo. plúmula. hipocótilo, radícula e eixo hipocótilo radicular.
14- Que tipo de tecido encontramos nas extremidades do embrião?
15- O que é felogênio e câmbio?
16- Caracterize a protoderme. Qual sua origem?
17- O que é epiderme?
18- Qual a função da epiderme? Dê suas características.
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19- Todas as células da epiderme são clorofiladas? explique.
20- O que são estômatos e quais sus funções?
21- O que são tricomas?
22- Quais são os padrões estomáticos? Descreva-os.
23- O que é periderme?
24- O que são meristemas e quais suas características?
25- O que é parênquima? Dê suas características, funções e localização.
26- O que é colênquima e esclerênquima? Dê suas características, funções e
localização.
27- O que são esclerócitos?
28- O que é xilema? Dê suas funções e origem.
29- Quais são as células que constituem o xilema? Quais são suas características?
30- O que é floema? Dê sua origem, e funções.
31- Quais são as células que constituem o floema?
32- Quais as características das células floemáticas?
Parte II
33- Definir e caracterizar a raiz. Citar suas funções.
34- Quais as substância geralmente armazenadas nas raízes?
35- Dê as funções das seguintes partes da raiz: coifa, zona lisa e zona pelífera.
36- O que são raízes adventícias.
37- Qual a principal função dos pêlos radiculares?
38- Fale sobre as Estrias de Cáspary. Qual sua função e localização
39- O que é periciclo e a quais elementos ele dá origem?
40- Pôr que o periciclo é denominado região rizogênica?
41- O que é velame? Quais suas funções?
42- Fale sobre o geotropismo positivo das raízes.
43- Fale sobre as adaptações das raízes em relação ao ambiente.
44- O que são pneumatóforos?
45- Qual a função da endoderme? Quais as substâncias que geralmente a reforçam?
47
46- Como surge a periderme em raízes?
47- Fale sobre a origem do crescimento secundário em raízes.
48- O que é cilindro central?
49- O que é caule? Quais suas funções?
50- O que é gema e onde ela se localiza?
51- O que são nós e entrenós?
52- Fale sobre o meristema apical e o sistema túnica corpo.
53- Fale sobre o meristema intercalar.
54- Como se explica a dominância apical? Descreva o experimento de Went.
55- Faça uma chave resumida descrevendo os habitats e tipos de caules.
56- Pôr que a grande atividade mitótica do caule é importante?
57- Como podem ser classificados os sistemas vasculares em caules em relação à
disposição do xilema e floema? Explique.
58- Explique a origem do crescimento secundário em caules.
59- O que é casca? Quais os elementos que a constituem?
60- O que são lenticelas e quais suas funções?
61- O que são madeiras de lei e madeiras brancas?
Parte III
62- Definir folha.
63- Dê as funções das folhas.
64- Como as folhas adaptadas para suas funções?
65- Dê origem das folhas
66- Descreva o tipo de crescimento foliar.
67- Descrever crescimento apical, intercalar e marginal.
68- A folha tem origem endógena ou exógena? Explique.
69- Quais são as partes componentes das folhas?
70- Qual a função da bainha foliar?
71- Dê a classificação das folhas
72- O que são brácteas, quais são suas funções?
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73- Fale sobre a disposição das células na epiderme foliar.
74- Descreva a disposição dos estômatos na epiderme foliar.
75- O que são vegetais higrófitos e xerófitos?
76- Caracterize a distribuição do tecido vascular no mesófilo foliar. O que é
mesófilo?
77- Definir nervura e venação
78- Como pode ser classificado o mesófilo foliar? O que define esta classificação?
Qual seu tecido fundamental?
79- Definir rastro e lacuna foliar.
80- Definir camada de abscisão e camada de proteção
81- Quais os fatores que afetam a abscisão?
82- Fale sobre as adaptações fisiológicas das folhas.
83- Dê as características de folhas de monocotiledôneas e dicotiledôneas.
84- Como pode ser a disposição das folhas no caule?
85- Quanto à composição anatômica as folhas podem ser: complete.
86- Cite exemplos de adaptação das folhas.
FLOR
Definição:
A flor é a principal característica das angiospermas, é o órgão reprodutor destes
vegetais. Alguns botânicos consideram a flor como um ramo modificado, sendo suas
partes componentes homólogas às folhas; outros negam este conceito. As flores tem
como principal característica a atração de polinizadores, estando adaptada para esta
função anatômica e fisiologicamente.
Constituição:
A flor é constituída de um eixo, o receptáculo floral e os apêndices laterais. Sépalas
constituem o (cálice), pétalas constituem a (corola), estas estruturas constituem os
verticilos vegetativos e tem a função de atração de Polinizadores.
Gineceu e androceu tem a função de reprodução, por isso são chamados os verticilos
reprodutivos.
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Verticilo: Círculo composto das peças florais.
Receptáculo floral: estrutura onde estão presos os verticilos
Pedúnculo floral: haste que sustenta a flor ou inflorescência.
Gineceu: estigma, estilete e ovário = pistilo
Androceu: filete e antera = estame
Perianto: cálice e corola
Carpelo: unidade básica do gineceu
Classificação quanto à disposição dos elementos florais:
Flores cíclicas: em relação à implantação dos verticilos no receptáculo floral. Estas
têm seus verticilos implantados no mesmo nível.
Flores acíclicas: implantação helicoidal dos verticilos no receptáculo.
Ex: magnólia.
Flores completas/incompletas/perfeitas/imperfeitas.
Flor completa: é aquela que possui todos os verticilos (pétalas, sépalas, estame e
carpelo).
Flor incompleta: é aquela que não apresenta um dos elementos.
Flor perfeita: ou hermafrodita: quando possuem estame e carpelo.
Flor imperfeita: ou unissexuada: quando falta ou o estame ou o carpelo.
Portanto uma flor imperfeita é também incompleta, porém nem todas as incompletas
são imperfeitas.
Classificação quanto ao perianto:
Aperiantadas: flores sem cálice e sem corola. Ex: Piper sp.
Monoperiantadas: flores com um só verticilo floral. Ex: mamona (Ricinus sp)
Diperiantadas: Flores com cálice e corola. Ex: Hibiscus sp.
Classificação quanto à simetria:
Zigomórfica ou bilateral: um plano de simetria. Ex: Bauhinia sp.
Assimétrica: Ex: cana-da-índia ou biri (Canna sp)
Radial ou actinomórfica: mais de um plano de simetria: Ex: Hibiscus sp
Estame:
Um estame: monandria
Vários estames: poliandria
Estames soldados: pelos filetes - adelfia (adelfos)
pelas anteras - sinanteria (sinânteros)
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Gineceu:
Com um carpelo: apocárpico (unicarpelar)
Com dois carpelos: sincárpicos (pluricarpelar)
Com vários carpelos fundidos: apocárpicos
Classificação quanto à posição do ovário
Ovário súpero: quando o ovário está acima da inserção de sépalas e pétalas - a flor
é hipógina.
Ovário ínfero: quando o ovário está abaixo da inserção de sépalas e pétalas - a flor
é epígena.
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO SEXO DA FLOR E DA PLANTA
Flor
Monóclina ou hermafrodita: quando no mesmo ramo há os dois sexos.
Díclina: quando a flor é unissexuada
Planta
monóica:
dióica:
poligâmica:
hermafrodita:
no mesmo pé em ramos diferentes. Ex: abóbora
em pés diferentes. Ex: mamoeiro
ou estéreis no mesmo pé. Ex: margarida
no mesmo pé, na mesma flor. Ex: cravina
Androceu
O tipo mais típico de estame compreende uma antera bilobada tetraloculada que
nasce no filete, o qual é uma haste delgada provida de único feixe vascular.
Fórmula floral - São determinados símbolos, que reunidos designam as
características de uma dada flor.
K/S = sépala A = androceu T = tépala C = corola G = gineceu
Nº grande de elementos =
Nº de peças variáveis =
Se falta um verticilo = 0
Verticilos repetidos = +
Elementos soldados = ( )
Simetria radial =
Zigomórfica =
Assimétrica =
Acíclica =
Ovário súpero = G
Ovário ínfero = G
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Ex: Salvia =
K(5) C (5) A2 G (2)
Lírio = T3 + 3
A3 G(3)
Diagrama floral: Esquema segundo o qual subentendemos uma flor tal qual ela é.
FAMÍLIAS ESPECIALIZADAS.
Entre as flores mais especializadas no sentido evolutivo, estão as asteráceas
(compostas), dicotiledôneas e as orquidáceas, monocotiledôneas.
ASTERÁCEAS
Flores epígenas relativamente pequenas e intimamente unidas em um capítulo. Em
cada flor há um ovário ínfero, composto de dois carpelos unidos a um "único" óvulo
dentro de um lóculo.
Estames em nº de 5. Pétalas em nº de 5. Não possuem sépalas ou reduzem-se a
papilho.
Em muitos casos cada capítulo inclui dois tipos de flor:
- Tubulosas - centro do capítulo.
- Radiadas - na periferia do capítulo- por vezes estéreis e frequentemente femininas.
Corola gamopétala forma uma grande lâmina linguiforme em espécies como o
girassol, a margarida e a dália.
ORQUIDÁCEAS
Ovário ínfero, contendo "milhares" de "minúsculos" óvulos com produção de um
grande número de sementes. Pétalas e sépalas em número de 3. Flor irregular com
sépalas coloridas e aparência de pétalas.
Geralmente 1 estame acolado ao estilete e ao estigma formando a coluna.
Conteúdo da antera se encontra agregado e distribuído como uma unidade chamada
polinea.
As 3 pétalas modificam-se sendo que as 2 laterais formam asas e a 3ª forma lábio
cratiforme, frequentemente grande e vistoso.
DUPLA FECUNDAÇÃO
I – MICROSPOROGÊNESE
- A vida de uma angiosperma começa com a semente que consiste de um embrião,
reservas nutritivas e envoltório protetor da semente.
- O esporófito se desenvolve e eventualmente floresce
No interior da antera, células-mãe do micrósporo, crescem e dividem-se por
meiose, cada uma delas dando origem a 4 (quatro) micrósporos haplóides.
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- Cada micrósporo se divide uma vez, formando uma célula do tubo polínico e uma
célula geratriz.
- Esta estrutura bicelular é chamada microgametófito jovem ou grão de pólen.
- A célula geratriz divide-se antes ou durante a germinação.
- A célula geratriz divide-se formando dois espermatozóides que são conduzidos à
célula-ovo pelo tubo polínico.
- O grão de pólen germinante com seu núcleo do tubo polínico e dois
espermatozóides, constitui o gametófito masculino maduro.
II- MEGASPOROGÊNESE
- No interior do óvulo, desenvolve-se uma única célula-mãe do megásporo, que dá
origem a quatro megásporos, três dos quais se desintegram e o quarto se
desenvolve até megagametófito feminino.
- Na maturidade, esta é uma estrutura dotada de sete células e oito núcleos (o
megagametófito é conhecido como saco embrionário).
III- FECUNDAÇÃO
- O pólen germina sobre o estigma, produzindo o tubo polínico que desce pelo
estilete até o interior do ovário.
- Um núcleo de espermatozóide do tubo polínico funde-se com a oosfera,
originando o zigoto.
- Um segundo núcleo funde-se com os dois núcleos polares do megagametófito,
produzindo o núcleo endospermático triplóide (3n). Este fenômeno é chamado
“dupla fecundação” e existe somente nas angiospermas.
FRUTO
Definição:
Fruto é o desenvolvimento de um ou mais ovários, de uma ou várias flores, com ou
sem porções acessórias, com ou sem sementes.
Quanto à origem, os frutos podem ser: simples, compostos, múltiplos, complexos,
partenocárpicos.
Quanto ao número de sementes podem ser: polispermos e monospermos.
Quanto à deiscência podem ser: deiscentes e indeiscentes.
Quanto à sua constituição podem ser: carnosos e secos.
Classificação quanto à origem:
1 - Fruto simples: é derivado de um ou vários carpelos unidos de uma única flor.
Ex. mamão (ovário pentacarpelar e unilocular).
2 - Fruto composto ou agregado: é derivado de vários ovários de uma única flor.
53
Ex. morango, magnólia (multicarpelar apocárpico), framboesa.
3 - Fruto múltiplo ou infrutescência: é derivado de vários óvarios de várias flores
Ex. abacaxi (perianto trímero), figo, amora.
4 - Fruto complexo: é derivado de um óvario de uma só flor, mais partes acessórias.
Ex. pêra, maça, marmelo, caju.
5 - Fruto partenocárpico: é aquele que se desenvolve sem que haja fecundação e
sem formação de sementes.
Ex: uva (AIA),banana, laranja.
Nas angiospermas, o fruto é fechado; suas paredes originais do desenvolvimento do
ovário, formam o pericarpo, onde existem três tecidos: o epicarpo (antiga epiderme);
o mesocarpo (antigo parênquima); o endocarpo (endurecimento em caroço nas
drupas, é a camada mais interna do pericarpo).
CHAVE DE CLASSIFICAÇÃO DE FRUTOS
BAGAS - tomate, uva, abacate
INDEISCENTES
DRUPAS
coco, pêssego, cereja, azeitona, ameixa
CARNOSOS
DEISCENTES
POMO - pêra, maça.
CÁPSULA CARNOSA –
melão de São Caetano, noz moscada
AQUÊNIO –
dente-de-leão, morango, figo, etc
FRUTOS
SIMPLES
INDEISCENTES
GRÃO OU CARIÓPSE - gramíneas
SÂMARA - aquênio alado
SECOS
NÚCULA OU NOZ - avelã.
FOLÍCULO - Grevillea sp
DEISCENTES
LEGUME - Bauhinia sp
SÍLIQUA - Rabanete
CÁPSULA - Urucum
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QUESTIONÁRIO
FLOR E FRUTO
1 - Caracterize uma flor.
2 - Qual é a importância das flores?
3 - Como pode ser classificada uma flor, quanto ao seu perianto e quanto ao sexo?
4 - Como podem ser classificadas as plantas quanto ao sexo de suas flores?
5 - O que é simetria e como podem ser classificadas as flores em relação a ela?
6 - Em relação à antera, como pode ser classificada sua deiscência? Definir
deiscência.
7 - Como é classificada a flor em relação à posição do ovário?
8 - Esquematize uma antera jovem e uma adulta identificando suas estruturas.
9 - Esquematize um gineceu identificando suas estruturas.
10 - Qual a característica anatômica que nos permite identificar se a flor é de uma
monocotiledônea ou dicotiledônea?
11 - O que é fórmula floral? Dê 3 exemplos.
12-O que é diagrama floral? Dê exemplos.
13 - O que é microsporogênese? Esquematize.
14 - O que é megasporogênese? Esquematize.
15 - O que é flor cíclica e acíclica?
16 - Definir os termos: verticilo, receptáculo e pedúnculo floral, perianto, carpelo,
saco polínico, endotécio , antípodas, sinérgides, núcleos polares, tubo polínico.
17 - O que é fruto? Dê exemplos.
18 - O que é fruto simples, composto, infrutescência? Dê exemplos.
19 - O que é pericarpo, endocarpo, mesocarpo e exocarpo?
20 -Classifique os frutos quanto à sua abertura. Dê exemplos.
21 - Descreva detalhadamente a polinização em fanerógamas, gimnospermas e
angiospermas.
22 - O que é dupla fecundação?
SEMENTES
Definição:
É a estrutura formada pela fecundação do óvulo. A semente das fanerógamas
consiste de um embrião, um tegumento e substâncias de reserva.
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Organogênese:
O grão de pólen germinante (com dois espermatozóides e um núcleo de tubo
polínico) constitui o microgametófito maduro. Para que ocorra a formação da
semente (fecundação), ocorrem modificações tanto no estigma quando no estilete,
estrutural e fisiologicamente para facilitar a germinação.
Nas gimnospermas apenas um dos espermatozóides é funcional, ou seja, um se liga a
oosfera e outro degenera. Nas angiospermas ocorre dupla fecundação. A dupla
fecundação é o envolvimento de ambos espermatozóides na fecundação; um se une à
oosfera e outro com dois núcleos polares. Esta é uma das principais características do
grupo. Após a fecundação, o núcleo endospermático primário divide-se formando o
endosperma , o zigoto transforma-se em embrião, o tegumento em testa e a parede
do ovário em fruto.
Importância
Para o vegetal - a semente representa a perpetuação da espécie. Esta vantagem é
realizada graças aos recursos de disseminação e dormência (duas dimensões do
universo - espaço e tempo). Isso possibilitou aos vegetais o máximo de combinações
ecológicas resultando em variações das espécies no decorrer do tempo com
conseqüente evolução
Para o homem: na antigüidade o homem era nômade, vivendo da caça de animais; a
partir da utilização da semente, ele se tornou sedentário e a agricultura surgiu na
idade média. A agricultura estabeleceu a importância econômica através de alimentos
(trigo, centeio, milho, cevada, arroz, feijão, ervilha, amendoim, etc), bebidas (café),
tecidos (algodão), óleos (coco, amendoim, milho, mamona, etc).
Para pesquisas: é o melhor objeto de pesquisa de um determinado vegetal devido a
facilidade no manuseio, conservação e por existir em abundância.
CONSTITUIÇÃO
1 - Casca ou tegumento: possui células alongadas, colunares, camada de células
parenquimáticas comprimidas entre as anteriores, mucilagem, e pigmento (arilo). O
tegumento tem como funções:
1 - Proteção contra choques e abrasões.
2 - Manter os elementos unidos,
3 - Manter a hidratação,
4 - Regular as trocas gasosas e hídricas.
2 - Embrião: eixo embrionário (meristemas apicais).
3 - Endosperma: material mais comumente armazenado é o amido.
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QUANTO AO ENDOSPERMA:
Sementes sem endosperma: exalbuminosas - feijão.
Sementes com endosperma: albuminosas - mamona.
Nas exalbuminosas a reserva é feita pelos cotilédones.
Perisperma: resto da nucela (parte principal do óvulo - saco embrionário).
Longevidade: as sementes são as representantes máximas de uma espécie, é a planta
em potencial. As sementes possuem um recurso muito favorável à espécie e ao
homem. Algumas sementes requerem um tempo de dormência para germinar em
condições favoráveis (temperatura, umidade e comprimento do dia). Quando as
condições são desfavoráveis, as sementes podem viver até décadas intactas. Algumas
perdem a dormência pelo frio, fogo, outras precisam ser lixiviadas ou escarificadas.
Cicatrizes:
1 - Hilo - deixada pelo funículo (filamento que sustenta o óvulo), mais permeável à
água e trocas gasosas.
2 - Micrópila - entrou o tubo polínico, agora sai a radícula.
3 - Rafe - aparece a partir da sutura do funículo.
Dispersão:
Pode ser de dois tipos:
Balística ativa - quando a própria planta faz a dispersão.
Balística passiva - quando a dispersão se faz por agentes.
Ex: anemocoria (pelo vento), hidrocoria (pela água), zoocoria (por animais).
A zoocoria pode ser: endozoocoria, epizoocoria e sinzoocoria.
EQUILÍBRIO HÍDRICO - Princípios básicos
1 - Princípios dos movimentos da água:
O movimento da água se dá por três princípios:
- movimento em massa
- difusão
- osmose
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1a) Movimento em massa
É o movimento global da água. Ocorre em resposta à diferença de potencial
energético e é designado por potencial da água.
- Queda d'água - Ex.: Energia mecânica e energia hidroelétrica.
- A pressão constitui outra fonte potencial da água. Ex.: embolo.
A água move-se de uma área de maior potencial para uma de menor potencial
independente da razão do potencial.
O potencial hídrico é medido através da pressão necessária para interromper o
movimento da água - isto é - pressão hidrostática.
A pressão é expressa em bares. (1 bar = 70,3g/cm2 = pressão de ar ao nível do mar).
1b) Difusão:
É o movimento de partículas suspensas ou dissolvidas de uma região mais
concentrada para outra menos concentrada para atingir o equilíbrio.
Velocidade de Difusão:
- Grandeza da diferença de concentração.
- Distância na qual está distribuída a diferença de concentração (gradiente).
Quando as moléculas atingem o equilíbrio (não existe gradiente) ainda se movem
mas não ocorre movimento líquido em ambas as direções.
1c) Osmose
Difusão da água ou qualquer solvente através de membrana semi-permeável de uma
região de menor concentração para uma região de maior concentração de soluto.
Solução isotônica - é aquela que apresenta concentração igual em soluto ao interior
da célula.
Solução hipotônica - apresenta concentração de soluto inferior ao interior da célula
(célula túrgida) deplasmólise.
Solução hipertônica - apresenta concentração de soluto superior ao interior da
célula.
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EQUILÍBRIO HÍDRICO
XILEMA
Movimento de água na planta:
Transpiração - é o processo pelo qual a planta perde água sob a forma de vapor para
a atmosfera. A corrente de transpiração distribui água e íons minerais através das
células externas da raiz, depois córtex e xilema. Este movimento é mais ativo durante
a transpiração.
Gutação - é o aparecimento de gotas de água na borda e superfície das folhas. Esta
água é forçada para o exterior através dos poros pela pressão da raiz; isto é
observado quando a atmosfera está saturada ou há pouca transpiração ou ambas,
normalmente pela manhã.
Absorção via simplasto: a água é conduzida através do interior das células.
Pressão da raiz: Ocorre à noite quando a transpiração é baixa e as células da raiz
secretam íons para o xilema porque devido a endoderme, estes não podem retornar.
Com isto o potencial do xilema fica negativo e água penetra por osmose, através das
células circundantes. Assim desenvolve-se uma pressão positiva denominada
"pressão da raiz" que força tanto os íons quanto água para cima no xilema.
Mecanismo de coesão = aglomeração de substâncias idênticas
adesão = agrupamento de substâncias diferentes
tensão = é causada pela coesão das moléculas de H2O
À medida que a água das folhas evapora, a concentração de íons no interior de suas
células aumenta fazendo com que o potencial hídrico se torne mais negativo. A água
do interior celular se encontra em conexão com a água externa à parede celular
através da membrana, e esta em contato com o xilema, forma ali um potencial
negativo. No xilema desenvolve-se tensão (= de potencial) local e devido a coesão da
água a tensão é transmitida para o xilema do caule e para o xilema da raiz. Isto causa
potencial negativo na raiz e faz com que esta puxe água do solo. Os íons carregados
do solo pela água, ficam nas células do vegetal.
FLOEMA
Movimento de substâncias pelo floema: mecanismo do fluxo por pressão ou
deslocamento em massa.
As substâncias produzidas nas células do mesófilo são bombeadas para os tubos
crivados das nervuras para células parenquimatosas.
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Essa secreção diminui o potencial hídrico do tubo crivado e faz com que a água se
desloque do xilema para o floema. Com esse movimento de água o açúcar é
transportado até o ápice da raiz em crescimento onde o açúcar é consumido. No local
de utilização do açúcar há um aumento do potencial hídrico.
A energia consumida no processo é fornecida pelas células-companheiras.
A força propulsora se deve:
- à diferença de potencial hídrico em ambos os lados da membrana.
- gradiente de pressão ao longo da direção do fluxo.
NUTRIENTES VEGETAIS
A planta produzindo seu próprio alimento, produz vinte vezes mais alimento do que
necessita e utiliza-o em diferentes épocas, mesmo em condições adversas graças ao
recurso da reserva. As plantas podem fazer reserva em folhas, caules e raízes, porém,
as folhas são impróprias para esta função devido sua fragilidade. O órgão mais
eficiente é a raiz por estar mais protegida das alterações de ambiente. Apesar de o
vegetal produzir seu próprio alimento, isto só é possível se alguns elementos
químicos estiverem presentes nas reações que ocorrem a nível de tecido; estes
elementos são portanto essenciais para sua sobrevivência.
A análise elementar completa de uma planta revela a existência de um grande
número de elementos químicos nos organismos vegetais, desde a prata (Ag), até o
zircônio (Zr), contudo nem todos são necessários à sua vida.
Com isto concluímos que todos os elementos essenciais devem ser encontrados
na planta, mas nem todos elementos encontrados são essenciais.
ELEMENTO ESSENCIAL:
É AQUELE QUE FAZ PARTE DE UM COMPOSTO VITAL OU QUANDO
PARTICIPA DE REAÇÕES ENZIMÁTICAS OU NÃO, CRUCIAIS AO
METABOLISMO.
Ex.: N – aminoácidos - proteínas
P - compostos ricos em energia
Mg - faz parte da molécula de clorofila
Não considerando o carbono, hidrogênio e oxigênio, a planta necessita de treze
elementos químicos para sobreviver, os quais se dividem em duas categorias:
- os macronutrientes - N, P, K, Ca, Mg, S.
- os micronutrientes - B, Cl, Fe, M, Mo, Zn, Co.
A divisão em macro e micro nutrientes, refere-se apenas às quantidades dos
elementos químicos, mas ambas as categorias são importantes.
Funções dos macro e micro nutrientes:
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- componentes estruturais de metabólitos e não matabólitos
- parte ou ativador enzimático
MACRONUTRIENTES
N - está presente nas proteínas, ácidos nucleicos e clorofila. As plantas o absorvem
na forma de nitrato. NO3. Pouco nitrogênio - plantas menores, amarelecidas
(clorose), raquíticas. Muito nitrogênio - plantas grandes, não frutificam, requer
diferentes aplicações em pomares ou hortas.
P - fosfolipídios, ATP, ADP. Na deficiência as folhas velhas o redistribuem e estas
apresentam cor verde azulada e nervuras pigmentadas em vermelho. As plantas
podem ficar anãs.
Ca - cofator de várias enzimas, controla a acidez, dificilmente transportado das
folhas velhas para as jovens. Na ausência as folhas jovens apresentam clorose
marginal e entre as nervuras. Gemas jovens morrem.
K - tem função importante como regulador osmótico, cofator em várias enzimas. As
folhas velhas apresentam clorose e necrose marginal.
Mg - importante nos processos relativos à fotossíntese, ativador de várias enzimas,
efeitos nas folhas velhas com clorose internerval.
S- Constitui várias vitaminas e alguns aminoácidos e enzimas. É absorvido na forma
de sulfato (SO4), é pouco móvel e sua deficiência é notada nas folhas jovens com
tonalidade roxa.
MICRONUTRIENTES
1 - BORO
Envolvido com o transporte de açúcar no floema. Atua na formação do tubo polínico.
Em plantas com deficiência de boro, as gemas apicais e partes jovens ficam
envelhecidas e morrem. O boro está presente no solo arenoso do cerrado.
2 - CLORO
Atua durante a fotossíntese. A falta é notada nas folhas velhas que ficam verde
azuladas até bronzeadas.
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3 – FERRO
Entra na formação de clorofila e fixação de Nitrogênio, proteínas enzimas e
coenzimas. A deficiência é percebida nas folhas que se apresentam com clorose (as
nervuras ficam verdes e o meio da folha fica amarelada).
4 - MANGANÊS
É ativador de uma série de enzimas. Participa na captação de oxigênio durante a
fotossíntese, ativa a formação, multiplicação e funcionamento dos cloroplastos. A
deficiência é notada através da clorose das folhas jovens.
5 - MOLIBDÊNIO
É o micronutriente menos abundante no solo e aparece em pequena concentração
nas plantas. É importante na fixação e metabolismo do nitrogênio. Na deficiência
ocorre amarelecimento das folhas e o enrolamento do limbo.
6 - ZINCO
Cofator de muitas enzimas. Cofator de síntese de triptofano (síntese de AIA). Regula
a atividade da ribonuclease que hidrolisando o RNA diminui a síntese protéica e
multiplicação celular, causando menores e menor número de célula, diminuindo
assim os internódios.
7 - COBALTO
É essencial na fixação de nitrogênio por bactérias de vida livre, por algas azuis,
verdes e sistemas simbióticos (Anabaena/ Azolla) e (leguminosas / Rhizobium sp.).
ABSORÇÃO DOS NUTRIENTES PELAS FOLHAS
A vida das plantas bem como dos animais teve origem no mar. Todos os fatores
necessários ao desenvolvimento - água, luz, gás carbônico, sais, etc, eram
absorvidos através de toda superfície das plantas.
Mesmo hoje em dia, levando-se em conta o número de plantas existentes, cerca de
375000 espécies, a maioria é encontrada nos oceanos.
A diferenciação entre a raiz e parte aérea ocorreu dando condições para que
os vegetais se
adaptassem ao meio terrestre.
Essa separação causou de um lado as atividades fotossintéticas, que ocorreu nas
folhas verdes em presença de luz e gás carbono e de outro lado, nas raízes absorção
de nutrientes, na escuridão do solo.
Assim, as raízes perderam a capacidade de fixar gás carbônico na fotossíntese,
mantendo a capacidade de absorver nutrientes e água.
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A capacidade das plantas absorverem nutrientes, aplicados na forma de pulverização,
constitui o fundamento da adubação via foliar.
FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO
Os elementos químicos necessários à vida vegetal, provem da desintegração de
rochas e são captados pelas plantas via solo.
Muito embora as rochas também contenham nitrogênio, este elemento provem da
atmosfera que possui 78% de sua composição determinada por este elemento. O
nitrogênio pode ser fixado por energia elétrica (fixação elétrica), através dos
relâmpagos. Por esta via ocorre formação de nitratos que são utilizados pelos
vegetais.
Fixação biológica: é a obtenção de nitrogênio através da ação de bactérias e algas.
A maioria dos seres vivos são incapazes de utilizar o nitrogênio atmosférico devido
ao fato de este elemento ser muito pouco reativo e apenas algumas algas utilizáveis
pelas células.
Os organismos fixadores podem ser divididos ou classificados em: assimbióticos e
simbióticos.
Assimbióticos: são organismos totalmente autotróficos, sintetizando seu complexo
biológico a partir de CO2, N2, H2O e sais minerais, podendo formar simbiose com
líquens e fungos. Ex. algas azuis (Cyanophyceae), Nostoc, Calothrix. Bactérias,
fotossintetizadoras, pouco representativas pois requerem anaerobiose Ex::
Chlorobium (aparecem recobertas por algas).
Heterotróficos, sua contribuição na fixação de nitrogênio é muito pequena, porém
muito utilizadas em estudos de fixação. Ex: Azotobacter sp e Clostridium sp.
Simbióticos: são inúmeras as associações de organismos e plantas. Ex: angiospermas
e actinomicetos, algas azuis-verdes em líquens, Anabaena sp em Azolla sp,
Rhizobium sp em leguminosas. Este último é de fundamental importância para a
economia como no cultivo do arroz onde a associação Anabaena sp em Azolla sp
aumenta a produtividade em até 30%. A bactéria Rhizobium sp produz nódulos que
são expansões de células da raiz que se transformam em centro de fixação e
distribuição de nitrogênio.
Os nódulos podem ter vários formatos, estar na raiz principal ou também ou também
nas secundárias, de acordo com a espécie cultivada. A bactéria quando associada ao
vegetal é diferente daquela que aparece em meio de cultura. Existe a hipótese de que
a associação ocorra devido à presença de proteínas e polissacarídeos, fazendo com
que ocorra ligação em sítios específicos.
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A bactéria previamente cultivada é adicionada em veículo inerte e depois é inoculada
às sementes ou no solo ao lado da planta.
Ciclo do Nitrogênio
Amonificação: é o processo de formação de amônio através de decomposição de
organismos mortos (proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos e necleotídeos) em
compostos mais simples. Este processo é desenvolvido por bactérias saprófitas e
fungos. Os organismos liberam o excesso de Nitrogênio sob a forma de amônio NH4.
NH3 + H --------NH4
Nitrificação: Processo de oxidação da amônia que leva à formação de Nitrito e
Nitrato.
2NH3 + 302 ---- 2NO2 + 2H + 2H2O
Nitrosococcus (nitrito - tóxico às plantas superiores)
2NO2 + O2 ---- 2NO3 (nitrato - disponível no solo)
Nitrobacter
Plantas carnívoras: Estas plantas por viverem em pântanos, local ácido,
desfavorável às bactérias nitrificantes, possuem adaptações como armadilhas e
enzimas capazes de capturar animais (insetos) de onde retira nitrogênio e sais
minerais, característica que outras plantas não possuem.
Uma das armadilhas seria a presença de tricomas que impedem a fuga do inseto do
interior da planta e a presença de enzimas proteolíticas.
HORMÔNIOS VEGETAIS
Hormônios Vegetais são substâncias produzidas pelo vegetal, que em pequenas
quantidades controlam o crescimento do mesmo. Os hormônios vegetais são os
seguintes:
I
- auxina,
II
- giberelina,
II.
- citocinina,
IV - etileno,
V
- ácido abcísico.
I - AUXINA: Ver experimento de Went. As auxinas são um grupo de substâncias
que podem ser natural ou sintética e tem a função principal de promover o
alongamento celular. O transporte da auxina ocorre do ápice da planta, para a base,
tendo portanto distribuição basípeta. A auxina é um hormônio regulador do
crescimento.
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EFEITOS FISIOLÓGICOS DA AUXINA:
a) Alongamento celular
b) Fototropismo
c) Dominância apical
d) Formadora de raízes
e) Partenocarpia
f) Epinastia
g) Abscisão foliar
h) Efeito herbicida
Descrição resumida dos eventos
a) Alongamento celular: acredita-se que as auxinas (ácido indolil acético)
aumentem a pressão interna das fibras no vegetal, que se destendem, aumentando
a entrada de água neste tecido e a partir delas ocorre nova síntese celular
(facilitador de reações químicas).
b) Fototropismo: se dá pela migração de auxina para o lado não iluminado ou em
uma segunda hipótese, pode se dar pela destruição da auxina do lado iluminado
do caule. Estes dois fenômenos ocorrem na presença de pigmentos.
c) Dominância apical: a auxina é produzida no ápice dos caules e este caule, é até
certo ponto, inibidor das gemas laterais. Quando realizamos uma poda, a
dominância apical cessa e então inicia-se o desenvolvimento das gemas laterais.
d) Raízes adventícias: a auxina é responsável pela formação de raízes adventícias.
e) Partenocarpia: é a produção de frutos sem sementes. Este processo pode ocorrer
de forma natural, como exemplo com a banana e com a laranja baiana, ou pode
ser um processo induzido como ocorre com algumas espécies de uva ou outros
frutos que respondem a este estímulo.
f) Epinastia: é o crescimento diferencial de uma das faces da folha,
predominantemente da face superior. A parte superior cresce e enrola-se sobre a
inferior, enrolando a folha.
g) Abscisão foliar: a falta de auxina na folha causa abscisão. No período de outono,
por exemplo, ocorre um equilíbrio diferencial, fazendo com que as folhas caiam,
sem contudo ocorrer danos ao vegetal.
h) Efeito herbicida: Algumas auxinas podem matar o vegetal em pequenas
concentrações, mata as dicotiledôneas e não as monocotiledôneas. Porém, quando
a concentração da solução for aumentada, pode matar ambas. A utilização de
auxinas sintéticas (por exemplo: 2,4-D), causa câncer em animais e
consequentemente nos profissionais que as aplicam e utilizam, quando cuidados
especiais não são tomados. Dado o risco, o produto teve sua comercialização
proibida.
II - GIBERELINA:
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As giberelinas são o ácido giberélico e é encontrado principalmente nas regiões de
crescimento (tecido meristemático). Para o transporte de giberelina a planta não
consome ATP (adenosina tri fosfato) e ela é transportada pelo xilema e pelo floema.
EFEITOS FISIOLÓGICOS DA GIBERELINA:
a) Efeito sobre plantas anãs
b) Floração
c) Síntese proteica
d) Partenocarpia
e) Estiolamento
Descrição resumida dos eventos
a) Efeito sobre plantas anãs: a planta anã possui uma deficiência na síntese da
giberelina e isto faz com que a região de internós fique bastante reduzida.
b) Floração: giberelina promove a formação de pedúnculo floral.
c) Síntese proteica: tem papel fundamental na síntese de alfa amilase, que é uma
enzima de quebra do amido em glicose, essa enzima é fundamental para o
desenvolvimento dos embriões a partir do endosperma, esta característica é
economicamente muito importante do desenvolvimento da cevada que é utilizada
na produção de cerveja.
d) Partenocarpia: quando aplicada nas flores, estas produzem frutos sem sementes.
e) Estiolamento: Na ausência de luz, a giberelina é inibida, fazendo com que nessa
condição a planta cresça demais, mesmo que a taxa de fotossíntese também esteja
inibida. Nestes casos, o vegetal pode apresentar cor bastante alterada, estando até
mesmo amarelo.
III - CITOCININA:
É um grupo de substâncias que promove a divisão celular, sua distribuição e
translocação ocorre principalmente no meristema da raiz (oposto à auxina), portanto,
sua distribuição é acrópeta (no sentido do ápice), provavelmente pelo xilema.
EFEITOS FISIOLÓGICOS DA CITOCININA:
a) Efeito sobre a germinação de sementes
b) Divisão celular
c) Alongamento celular
d) Diferenciação e morfogênese
e) Retardamento da senescência
Descrição resumida dos eventos
As citocininas são substâncias reguladoras do crescimento que causam divisão
celular nas plantas e tem papel fundamental no seu desenvolvimento.
Desde sua descoberta na década de 50 como hormônio de divisão celular, tem sido
demonstrado que têm efeitos na diferenciação, alongamento, crescimento e
senescência foliar, dominância apical, germinação, desenvolvimento de organelas,
atividade enzimática, abertura estomática, desenvolvimento de frutos e hidrólise de
reservas de sementes.
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Com relação à interação hormonal, a citocinina interage fortemente com os demais
hormônios como citado. Todos os hormônios interagem, porém, a citocinina está
diretamente relacionada à formação, constituição (manutenção) e envelhecimento do
vegetal.
IV- ETILENO:
O Etileno foi estudado pela primeira vez, por um cientista chamado Girardin em
1864, mais tarde foi estudado em 1901 quando se estabeleceu sua fórmula química
H2C = CH2. Em seguida, foi estudado em 1910 e 1934, tendo sido identificado
como o único hormônio gasoso, transportado tanto por tecidos vivos quanto mortos.
EFEITOS FISIOLÓGICOS DO ETILENO:
a) Amadurecimento de frutos
b) Epinastia
c) Floração formação de raiz
d) Abscisão
Descrição resumida dos eventos
O Etileno é um hormônio gasoso que geralmente estimula a respiração, atua
acelerando a senescência e amadurecimento de frutos, consequentemente em função
destas características.
Em muitos frutos, o local de maior liberação de etileno, é o ponto de inserção do
mesmo ao caule.
Na maçã, porém, o principal local de liberação é a casca dos frutos.
Ação do meio ambiente na produção de etileno:
a) Temperatura: em geral, temperaturas relativamente altas, aumentam a produção
de etileno e temperaturas baixas, inibem a produção.
b) Gás carbônico: O CO2, dependendo do tecido pode inibir, promover ou não ter
efeito sobre o etileno
c) Oxigênio: concentrações baixas de O2, inibem a produção de etileno.
d) Luz: a produção do etileno pode ser regulada pela luz. Os comprimentos de onda
vermelho e vermelho extremo, são efetivos na produção de etileno.
e) Ação da injúria sobre a produção de etileno: em geral, há um aumento na
produção de etileno em células danificadas.
V- ÁCIDO ABSCÍSICO:
Este hormônio é fundamental para a controle do desenvolvimento do vegetal, sendo
importante em determinadas épocas para o cumprimento do ciclo de vida, por
exemplo, queda de folhas nos períodos de inverno. Quando a planta é tratada com
ácido abscísico, seu envelhecimento é geral, porém, se uma gota é colocada sobre
uma folha, seu envelhecimento é praticamente imediato.
EFEITOS FISIOLÓGICOS DO ÁCIDO ABSCÍSICO:
a) Efeitos inibidores sobre gemas
b) Deprime a produção de proteínas
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c) Regulação do gasto energético em períodos desfavoráveis
Descrição resumida dos eventos:
No processo dinâmico chamado Desenvolvimento (crescimento, diferenciação e
morfogênese) existe um fator fundamental de interferência, o sol disponível. Todo o
processo está diretamente relacionado com o período do ano em função do
comprimento dos dias (dias curtos e dias longos). Este fator define entre outros
elementos, a temperatura, consequentemente a umidade disponível na atmosfera,
taxas de gases entre outros.
Assim, o vegetal passa por estes estímulos e responde a eles por efeito do ácido
abscísico que tem como papel fundamental, a perda das folhas, a seca fisiológica que
existe para permitir à planta, eficiência na economia de energia. A vantagem desta
estratégia é manter-se estável para os ciclos vitais seguintes (estações do ano).
MOVIMENTOS DOS VEGETAIS
Evidentemente, os vegetais não apresentam movimentos de locomoção, mas, suas
partes como ramos (orientam-se contra a gravidade),
folhas (apresentam
movimentação para orientação em relação à luz, ao toque) e raízes, (orientam-se
para o interior do solo) ou há a confluência de mais de uma característica para cada
efeito.
Os movimentos são chamados:
a) Geotropismo
b) Fototropismo
c) Nastismos
d) Sismonastismos
QUESTIONÁRIO PARA REVISÃO
SEMENTES
12345678-
Definir semente.
Descrever a organogênese da semente.
Citar as importâncias da semente para o vegetal, o homem e as pesquisas.
Quais são os tecidos que compõem a semente?
Quais são os tipos de sementes quanto ao endosperma?
Descreva os recursos dos quais as sementes se valem para manter a longevidade?
Quais são as cicatrizes da semente?
Descreva detalhadamente os processos de dispersão das sementes.
EQUILÍBRIO HÍDRICO
9- Descreva os tipos de movimento de água na natureza.
10- Descreva o processo de movimento de água no xilema e seiva elaborada no
floema.
11- Descreva o processo de transpiração e difusão.
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12-
Definir os termos adesão, coesão e tensão.
FOTOSSÍNTESE
13- O que é Fotossíntese? Fale sobre a interação dos hormônios vegetais,
metabolismo e Fotossíntese.
14- Qual é a equação geral da fotossíntese?
15- Qual organela citoplasmática é responsável pela fotossíntese? Explique a
estrutura desta organela.
16- Quais são os pigmentos fotossintetizadores?
17- Descreva a tabela ou escala de comprimentos de onda e explique porque o
vegetal é verde?
18- Quais são os fatores limitantes da Fotossíntese/
19- Quantos são os sistemas de pigmentos?
20- Descreva resumidamente o histórico da Fotossíntese.
NUTRIENTES VEGETAIS
21- O que é um elemento essencial?
22- Quantos e quais são os elementos químicos essenciais para os vegetais?
23- Quais são as funções dos macro e micro nutrientes?
24- O que caracteriza os elementos químicos serem classificados em macro e
micronutrientes?
25- Cite uma característica da falta de cada um dos macro e micronutrientes.
ABSORÇÃO DE NUTRIENTES PELA FOLHA
26- Caraterize a absorção de nutrientes pela raiz e pelas folhas.
27- O que é hidrorrepelência.
28- Caracterize os tipos de folhas quanto à hidrorrepelência.
29- Descreva detalhadamente as características químicas que definem a
hidrorrepelência.
FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO
30- Quais são as formas de fixação de nitrogênio?
31- Dê exemplos de organismos assimbióticos e simbióticos.
32- Descreva as características dos nódulos de Rhizobium sp nas leguminosas e
em culturas com agar.
33- Descreva a amonificação e a nitrificação.
34- Descreva as características das plantas carnívoras.
HORMÔNIOS VEGETAIS
35- O que são hormônios vegetais?
36- Quais são os hormônios vegetais? Definir.
37- Descreva as características fisiológicas de cada hormônio vegetal.
MOVIMENTOS DOS VEGETAIS
38- Defina “movimentos vegetais”.
39- Como são denominados os movimentos vegetais? Definir e caracterizar cada
um deles.
69
40-
Cite um exemplo de cada movimento vegetal.
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