2. Estrutura, Funções e Evolução das Células_REV

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 Características 
básicas semelhantes; 
 Variam em tamanho, 
forma e funções. 
 Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios; 
 Só se reproduzem através de uma célula hospedeira; os vírus se 
utilizam das enzimas das células hospedeiras para a síntese de 
macromoléculas que vão formar novos vírus. 
 Fora de uma célula o vírus é inativo, por isso sendo considerado 
parasita intracelular obrigatório. 
 Os vírus atacam tipos específicos de células. Existem os vírus que 
atacam células animais, vegetais e bactérias. 
 Os vírus mais conhecidos são os que atacam as bactérias chamados de 
bacteriófagos, ou simplesmente fagos. 
 Cada vírus é formado por duas partes: 
 - 1º) uma porção central que leva a informação genética (RNA ou 
 DNA) - contém todas as informações necessárias para a 
produção de outros vírus. O vírus tem DNA ou RNA, jamais os dois. 
 - 2º) Cápsula protéica – função: proteger o genoma viral, reconhecer 
outras células, facilitar a entrada em outras células. 
 
 
 São bactérias muito pequenas e constituídas por células procariontes 
incompletas, que não possuem a capacidade de autoduplicação 
independente. 
 Também são parasitas intracelular obrigatórias. 
 As células incompletas diferem dos vírus em 3 aspectos: 
◦ contém RNA e DNA ao mesmo tempo 
◦ Realizam parte da sua síntese protéica, mas necessitam da 
suplementação fornecida pelas células parasitadas 
◦ Possuem membrana semi-permeável, através do qual ocorre trocas com 
o meio, o que não acontece com o vírus. 
Acredita-se que as células incompletas são 
células degeneradas, isto é, no decorrer dos 
anos, perderam parte do seu DNA e de suas 
enzimas, e portanto sua autonomia, 
tornando-se dependentes das células que se 
conservaram completamente. 
A microscopia eletrônica (1930) demonstrou que existem duas classes de 
células: 
 Procariontes (pro = primeiro; cario = núcleo) 
 Eucariontes (eu = verdadeiro; cario = núcleo) 
 São caracterizadas pela pobreza de membranas, geralmente a única 
membrana presente é a membrana plasmática. 
 Não possuem membranas separando os cromossomos do citoplasma. 
 Os seres vivos que são células procariontes são denominados 
procariotas; essas células constituem as Bactérias. 
 A célula procarionte mais bem estudada é a bactéria Escherichia coli, 
sua simplicidade estrutural e rapidez de multiplicação, revelou-se 
excelente para estudos de biologia molecular. 
 
células procariontes não se dividem por mitose e seus 
cromossomos não se condensam, portanto, não são 
visíveis ao MO. 
E. coli 
20 nm de espessura, formada por 
proteínas e cadeias de polissacarídeos 
(glicosaminoglicanas). 
proteção mecânica. 
Região onde estão 
os cromossomos 
circulares 
- O citoplasma não apresenta outra membrana além daquela que o separa 
do meio externo (membrana plasmática); 
- Podem ocorrer invaginações da membrana plasmática que penetram no 
citoplasma, onde se enrola, originando estruturas denominadas 
mesossomos. 
Células procariontes 
- No citoplasma de células procariontes que realizam fotossíntese, existem 
algumas pigmentos (p. ex. clorofila) responsáveis pela captação da energia 
luminosa. 
- Ausência de citoesqueleto nas células procariontes. 
- A forma das células procariontes (esféricas ou em bastonetes) é mantida 
pela parede extracelular, sintetizada no citoplasma e agregada a superfície 
 externa da membrana celular. Função: proteção. 
A diferença mais marcante entre células procariontes e eucariontes é a 
pobreza de membranas nas células procariontes. 
- O citoplasma das células procariontes não se apresenta subdividido em 
compartimentos, como ocorre nas células eucariontes. 
- Nas células eucariontes, 
um extenso sistema de 
membranas cria, no 
citoplasma, microrregiões 
que contêm moléculas 
diferentes e executam 
funções especializadas. 
- Estas células apresentam duas partes morfologicamente bem distintas: 
o citoplasma e o núcleo – entre os quais existe um trânsito constante de 
moléculas diversas nos dois sentidos. 
- O citoplasma é envolto pela membrana plasmática, e o núcleo pelo 
envoltório nuclear. 
-O citoplasma é rico em membranas, formando compartimentos que 
separam os diversos processos metabólicos, além disso, existem grandes 
diferenças enzimáticas entre as membranas dos vários compartimentos. 
As endomembranas são responsáveis: 
 * por aumentar a eficiência das atividades metabólicas 
 * a separação das atividades 
 * permite que as células eucariontes atinjam maior tamanho, sem 
prejuízo de suas funções. 
CITOPLASMA 
- É constituído pelas organelas, citosol (ou matriz citoplasmática) e 
depósitos diversos; 
- O citossol contém água, íons diversos, aminoácidos, precursores dos 
ácidos nucléicos, numerosas enzimas. 
- O citossol possui microfribrilas, 
constituídas de actina e microtúbulos 
de tubulina, essas moléculas conferem 
maior fluidez ao citossol. 
- O citoplasma também pode 
apresentar depósitos de substâncias 
diversas (grânulos de glicogênio ou 
gotículas lipídicas). 
 
CITOPLASMA 
-O conceito de organela não é bem definido, variando de autor para autor; 
 * alguns consideram organelas apenas as estruturas envolvidas por 
membranas (p. ex. mitocôndrias e os lisossomos); 
 * outros admitem como organelas todas as estruturas intracelulares 
presentes nas células e que desempenham funções bem definidas, mesmo 
que não sejam delimitadas por membranas (p. ex. centrossomos, 
corpúsculos basais dos cílios). 
- É a parte mais externa do citoplasma, que separa a célula do meio 
extracelular, contribuindo para manter constante o meio intracelular, que é 
diferente do meio extracelular. 
- Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura e aparece nas eletromicrografias como 
2 linhas escuras separadas por uma linha central clara. 
- Esta estrutura trilaminar é comum as outras membranas encontradas nas 
células, sendo chamada unidade de membrana ou membrana unitária. 
- As unidades de membrana são 
bicamadas lipídicas formadas 
principalmente por fosfolipídios e 
contendo uma quantidade variável 
de moléculas protéicas, sendo mais 
numerosas nas membranas com 
maior atividade funcional. 
- O folheto externo da bicamada lipídica da M.P. apresenta muitas moléculas 
de glicolipídios formando cadeias glicídicas que se projetam para o exterior da 
célula. 
- As porções glicídicas dos glicolipídios se juntam a porções glicídicas das 
proteínas da própria membrana, para formar um conjunto denominado 
glicocálise. 
- O glicocálise é uma projeção da 
parte mais externa da membrana, 
com apenas algumas moléculas 
adsorvidas, e não uma camada 
inteira extracelular. 
- São organelas esféricas ou alongadas; 
- Nas micrografias eletrônicas aparecem constituídas por 2 unidade de 
membranas, sendo a interna pregueada, originando dobras em formas de 
prateleiras ou túbulos. 
- Sua principal função é liberar energia gradualmente das moléculas de ácidos 
graxos e glicose, provenientes dos alimentos, produzindo calor e moléculas 
de ATP (adenosina trifosfato). 
- A energia armazenada no ATP é usada pelas 
células para realizar suas diversas atividades, como 
movimentação, secreção e atividade mitótica. 
- As mitocôndrias também participam de outros 
processos do metabolismo celular. 
- É uma rede de vesículas achatadas, vesículas esféricas e túbulos que se 
interconectam, formando um sistema contínuo, embora apareçam separados 
nos cortes examinados no M.E. 
- O RE possui uma membrana que delimita cavidades, as cisternas do RE. As 
cisternas constituem um sistema de túneis, de forma muito variável que 
percorre o citoplasma. 
- O RE é chamado de rugoso quando na superfície voltada para o citosol estão 
aderidos ribossomos. 
- Os ribossomos são constituídos de ácido ribonucléico (RNA ribossômicoou 
rRNA) e proteínas. 
- Os ribossomos das células eucariontes tem um diâmetro de 15 a 20 nm, 
sendo um pouco menores nas células procariontes (bactérias). 
- Cada ribossomo é formado por duas unidade de tamanhos diferentes, que 
 se associam somente quando se 
 ligam aos filamentos de RNA 
 mensageiro (mRNA). 
- Como diversos ribossomos se associam a um único filamento de RNA 
mensageiro (mRNA), formam-se polirribossomos que ficam dispersos no 
citoplasma ou presos à superfície externa RER. 
- Os polirribossomos tem papel fundamental na síntese de proteínas. 
- A principal função do RER 
é separar do citosol 
proteínas destinadas a 
exportação ou para uso 
intracelular. Também é 
responsável pela síntese de 
proteínas, lipídios etc.. 
As proteínas sintetizadas no RER tem vários destinos: armazenamento 
intracelular ou armazenamento intracelular provisório para exportação. 
- O REL não apresentam ribossomos aderidos. 
- O RE liso apresenta-se principalmente como túbulos que se anastomosam e 
se comunicam com o RER. 
- O REL é muito desenvolvido em certos tipos de células, p. ex., nas que 
secretam hormônios esteróides (participam da síntese destes hormônios), nas 
células hepáticas (neutralizam substâncias tóxicas) e nas células da glândula 
adrenal. 
RER 
REL 
Apresentam 
características 
de membrana 
diferente. 
- Os endossomos formam um compartimento que recebe as moléculas 
introduzidas no citoplasma das células pelas vesículas de pinocitose, que se 
originam na membrana plasmática. 
- É um sistema extenso, indo desde a periferia do citoplasma até as 
proximidades do núcleo celular. 
- É formado por vesículas e túbulos, cujo interior apresenta pH ácido. 
 
- Esse compartimento é responsável pela 
separação e endereçamento do material que 
penetra no citoplasma pelas vesículas de 
pinocitose. 
- Grande parte do material é encaminhado para 
os lisossomos, porém, muitas moléculas passam 
dos endossomos para o citosol e outras são 
devolvidas para a superfície da célula. 
- Possuem forma e tamanho muito variáveis, medindo de 0,5-3,0 µm de 
diâmetro, cujo o interior é ácido e contém diversas enzimas hidrolíticas 
(enzimas que rompem moléculas, adicionando os átomos das moléculas de 
água). 
- Enzimas são sintetizadas pelos polirribossomos que se prendem ao RER. 
- Os lisossomos são depósitos de 
enzimas utilizados pelas células 
para digerir moléculas 
introduzidas por pinocitose, por 
fagocitose, ou organelas da 
própria célula. 
- As organelas desgastadas 
pelo uso são eliminadas e 
substituídas por organelas 
novas. As que não são mais 
necessárias são simplesmente 
removidas. 
- A destruição e renovação de organelas é um processo fisiológico que 
permite a célula manter seus componentes em bom estado funcional e 
em quantidade adequada às suas necessidades do momento. 
- Também conhecido como zona ou complexo de Golgi. 
- É constituído por um número variável de vesículas achatadas e esféricas de 
diversos tamanhos, que parecem brotar das primeiras. 
- Quase sempre está posicionado no mesmo lugar dentro da célula, ao lado 
do núcleo; porém, podem encontra-se dispersos no citoplasma. 
- Tem múltiplas funções, sendo muito 
importante na: separação e endereçamento das 
moléculas sintetizadas nas células, 
encaminhando-as para as vesículas de secreção 
(que serão expulsas das células), para os 
lisossomos, para vesículas que permanecem no 
citoplasma ou para a membrana celular. 
- São organelas esféricas caracterizadas pela presença de enzimas 
oxidativas (transferem átomos de hidrogênio de diversos substratos para o 
oxigênio). 
- Os peroxissomos contêm a maior parte da catalase celular, enzima que 
converte peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio. 
- No M.E. é possível ver uma matriz 
granulosa envolta por membrana, seu 
tamanho varia de 0,3 a 1 µm. 
- Essas organelas tem sido bem estudadas 
nas células do rim e do fígado de mamíferos. 
- Tem um papel importante na desintoxicação, p.ex., cerca de metade do 
álcool etílico consumido por uma pessoa é destruído por oxidação nos 
peroxissomos, principalmente nos peroxissomos do fígado e dos rins. 
- O conteúdo enzimático dos peroxissomos varia muito de uma célula para 
outra; em uma mesma célula, nem todos os peroxissomos tem a mesma 
composição enzimática. 
- Essas enzimas são produzidas pelos 
polirribossomos do citosol, conforme as 
necessidade da célula, e muitas vezes, como 
uma adaptação para a destruição de moléculas 
estranhas que penetram na célula, como álcool 
etílico e drogas diversas. 
- Os peroxissomos crescem pela incorporação de proteínas sintetizadas nos 
polirribossomos livres no citosol, e que contêm uma seqüência de 3 aa 
próximos à extremidade carboxila da molécula protéica. 
- Esta seqüência é reconhecida pelos receptores da membrana, e a proteína 
é transportada para o interior dos peroxissomos. 
- Assim os peroxissomos crescem e após 
atingirem um certo tamanho, dividem-se por 
fissão binária. 
- Síndrome do cérebro-hepatorrenal ou Síndrome de Zellweger é um 
distúrbio hereditário raro, onde aparecem diversos defeitos neurológicos, 
hepáticos e renais que levam a morte geralmente na infância. 
- Foi observado que o fígado e os rins desses pacientes apresentavam 
peroxissomos vazios (sem enzimas), constituídos somente pela membrana. 
- As enzimas ficam livres no citosol, onde não podem funcionar 
normalmente. 
- As células desses pacientes não perdem a capacidade de produzir a 
enzima e sim de transportá-la. 
- Ocorre devido a uma mutação de 11 genes. 
- A adrenoleucodistrofia ocorre devido a falta de apenas uma enzima dos 
peroxissomos. 
- Trata-se de uma mutação do cromossomo X, que geralmente se 
manifesta nos meninos antes da puberdade, quando aparecem sintomas de 
deficiência na secreção da glândula adrenal e disfunções neurológicas. 
- Por se tratar de um defeito em um único gene é possível que se chegue a 
um tratamento por meio das técnicas de DNA recombinante (engenharia 
genética). 
O núcleo, organelas, vesículas de secreção e outros componentes celulares tem 
localização definida (quase sempre constante), conforme o tipo celular. 
* Ele estabelece, modifica e mantém a forma das células; 
 * É responsável pelos movimentos celulares como contração, formação de 
pseudópodes e deslocamentos intracelulares de organelas, cromossomos, 
vesículas e grânulos diversos. 
O núcleo, organelas, vesículas de secreção e outros 
componentes celulares tem localização definida (quase sempre 
constante), conforme o tipo celular. 
Os principais elementos do citoesqueleto são os microtúbulos, 
filamentos de actina e filamentos intermediários. 
-O citoplasma pode conter, conforme o 
tipo celular, acúmulos (geralmente 
temporários) de substâncias diversas não 
envoltas por membranas. 
- Freqüentemente são depósitos de 
polissacarídeo glicogênio, sob a forma de 
grânulos esféricos com 30 nm de 
diâmetro que podem existir isoladamente 
ou em grupo. 
- O glicogênio, um polímero de glicose, é 
uma reserva energética para as células 
animais. 
- Muitas células contêm gotículas 
lipídicas de constituição química e 
tamanhos variáveis. 
- Depósitos de pigmentos também 
não são raros, p. ex., a melanina 
encontrada nos cromatóforos e nas 
células da epiderme (camada mais 
superficial da pele). 
- Os depósitos contendo pigmento 
são em parte, responsáveis pela 
cor dos seres vivos. Podem estar 
relacionados aos processos de 
mimetismo, na atração para 
acasalamento e na proteção contra 
radiação ultravioleta da luz do sol. 
Iridóforo – 
cromatóforos 
que produzem 
uma coloração 
prateada ou 
metálica pela 
reflexão da luz.- Outro exemplo é a lipofuscina, 
pigmento pardo que se acumula 
em algumas células de vida longa 
(que não se multiplicam), como: 
neurônios e células musculares 
cardíacas, à medida que elas 
envelhecem. 
- serve para detectar o tempo de 
vida celular. Quanto mais 
lipofuscina presente, mais velha é 
a célula. 
- Uma das principais características da 
célula eucarionte é a presença de um 
núcleo de forma variável e separado do 
restante da célula por duas membranas: 
o envoltório nuclear. 
- O envoltório nuclear possui poros que 
regulam o intenso trânsito de 
macromoléculas do núcleo para o 
citoplasma e deste para o núcleo. 
- Todas as moléculas de RNA do citoplasma são sintetizadas no núcleo, e todas 
as moléculas protéicas do núcleo são sintetizadas no citoplasma. 
- A membrana externa do envoltório nuclear contém polirribossomos, fazendo 
parte do RER. 
- O núcleo contém grânulos de tamanho 
variável e forma irregular, chamado de 
cromatina. 
- Hoje sabe-se que a cromatina é 
constituída por ácidos desorribonucléico 
(DNA) associado a proteínas. 
- Existe 2 tipos de cromatina: 
 * a heterocromatina é bem visível no MO. 
 * a eucromatina aparece granulosa e clara 
entre os grumos de heterocromatina. 
- A heterocromatina é inativa porque nela a 
dupla hélice de DNA está muito compactada, 
o que impede a transcrição dos genes. 
Cromatina 
HC – heterocromatina 
EC – eucromatina 
NU - núcleolo 
- Na eucromatina o filamento de DNA não está condensado e tem condições de 
transcrever os genes. 
Nucléolo 
- São corpúsculos em geral esféricos, 
geralmente visíveis nas células vivas, 
examinadas no microscópio sem qualquer 
coloração. 
- O nucléolos contém grandes quantidades 
de RNA e proteínas básicas, ao lado de 
pequenas quantidades de DNA. 
- O nucléolo tem por função a organização dos ribossomos. Quanto maior o 
número de ribossomos, maior é a síntese protéica da célula. 
As células vegetais assemelham-se em sua estrutura básica, às células 
animais. As principais diferenças são listadas a seguir: 
Presença de paredes – além da 
membrana plasmática, as 
células vegetais contém uma 
ou mais paredes rígidas que 
lhes conferem forma constante 
e protege o citoplasma contra 
agressões mecânicas e a ação 
de parasitas. 
Presença de plastídeos – também chamado 
de plastos. É uma das principais 
características das células vegetais. São 
organelas maiores que as mitocôndrias, e 
como elas, são delimitadas por 2 
membranas. 
Os plastídeos que não contém pigmentos 
são chamados de leucoplastos. Os que 
contém pigmentos são os cromoplastos, 
dos quais os mais freqüentes são os 
cloroplastos, ricos em clorofila, principal 
pigmento fotossintético. 
leucoplastos 
cloroplastos 
Presença de amido – Ao contrário das 
células animais que utilizam o 
polissacarídeo glicogênio como 
reserva energética, nas células 
vegetais o polissacarídeo de reserva 
é o amido. Esta reserva de amido são 
encontradas nos amiloplastos (um 
tipo de plasto). 
Vacúolo citoplasmático – células vegetais 
possuem vacúolo citoplasmático muito 
maiores que os das células animal. 
- Podem ocupar a maior parte do volume 
celular, reduzindo o citoplasma funcional a 
uma delgada faixa na periferia da célula. 
- Seu conteúdo é fluido, armazenam 
produtos de nutrição ou de excreção, 
podendo conter enzimas ou pigmentos. 
Presença de plasmodesmos – As células 
vegetais possuem “canais” com 20-40 nm 
de diâmetro ligando células vizinhas. 
Essas conexões são chamadas 
plasmodesmos e estabelecem canais para 
trânsito de moléculas. 
- As células animais não apresentam 
plasmodesmos, elas se comunicam por 
meio das junções comunicantes que são 
morfologicamente muito diferentes, mas 
semelhante em suas funções 
- O processo evolutivo que originou as primeiras células começou na Terra à 
aproximadamente 4 bilhões de ano. 
- A atmosfera daquela época provavelmente continha: 
 vapor d’água, 
 amônia, 
 metano, 
 hidrogênio, 
 sulfeto de hidrogênio 
 gás carbônico. 
 
 
O oxigênio livre só apareceu muito tempo depois, graças a às atividades 
fotossintética das células autotróficas. 
- Sob ação do calor e radiação ultravioleta, vinda do sol, e de descargas 
elétricas oriundas de tempestades freqüentes, as moléculas no caldo 
primordial combinaram-se quimicamente  primeiros compostos 
contendo carbono. 
- Há 4 milhões de anos atrás, a superfície da Terra estava coberta por água 
(oceanos e lagos) – caldo primordial. 
-Substâncias relativamente complexas como 
proteínas e ácidos nucléicos, que nas 
condições terrestres atuais, só se 
formariam pela ação das células ou por 
síntese em laboratórios químicos, teriam 
aparecidos espontaneamente. 
-Produzindo descargas elétricas em um 
recipiente fechado, contendo vapor de 
água, hidrogênio, metano e amônia, 
descobriu que se formavam aminoácidos, 
tais como alanina, glicina. Esse tipo de 
síntese é chamado de prebiótica. 
- Provavelmente, a primeira célula que surgiu era estruturalmente simples, 
certamente era aquática, procarionte, heterotrófica e anaeróbica. 
- A manutenção da vida na Terra dependeu –> surgimento das células 
autotróficas (capazes de sintetizar moléculas complexas a partir de 
substâncias muito simples e da energia solar). 
- Esse novo tipo celular seria muito semelhante as algas azuis. 
Provavelmente utilizavam a energia solar para sintetizar alimentos e 
liberavam oxigênio. 
algas azuis ou cianobactérias 
- Ela foi formada a partir de invaginações da membrana plasmática, que 
foi puxada por proteínas contráteis presentes no citoplasma. 
- Quando observamos as membranas intracelulares, constatamos que ela 
apresenta a mesma assimetria que existe na M.P. 
- A interiorização da membrana foi 
fundamental para a evolução das 
células eucariontes, pois formou-se 
diversos compartimentos intracelulares 
como: RE, endossomos, lisossomos e 
aparelho de Golgi (são microrregiões 
com atividades específicas). 
Origem das células eucariontes 
- Há evidências que cloroplastos e mitocôndrias se originaram de bactérias 
que foram fagocitadas, escaparam dos mecanismos de digestão intracelular e 
se estabeleceram como simbiontes, criando um relacionamento mutuamente 
benéfico e que se tornou irreversível com o passar dos anos. 
Origem das células eucariontes 
PRINCIPAIS EVIDÊNCIAS A FAVOR DESSA HIPÓTESE SÃO: 
- Mitocôndrias e cloroplastos possuem um genoma de DNA circular, 
como o das bactérias; 
- essas organelas possuem duas membranas, sendo a membrana 
interna semelhante em composição, às membranas bacterianas; já a 
membrana externa é semelhante a membrana da célula hospedeira. 
Além disso, a simbiose entre 
bactérias e células 
eucariontes continua 
acontecendo. 
Do Unicelular ao Multicelular 
Vantagem de viver em colônia 
- Lineu propôs os sistema de classificação mais antigo que se conhece – 
dividiu os seres vivos em dois reinos: animal (heterotróficos) e vegetal 
(plantas, bactérias e fungos). 
- Outras divisões mais elaboradas foram 
criadas. Os cinco reinos leva em consideração 
a estrutura dos seres vivos e seu modo de 
capacitação de nutrientes. 
Formado por bactérias (únicos seres procariontes; 
cianofíceas ou algas azuis) 
Protozoários (Organismos eucariontes unicelulares) 
A
lg
a
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lo
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 v
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o
re
s
 
Classificação atual 
-Avanços tecnológicos da biologia molecular possibilitaram estudos 
(seqüência de aminoácido nas proteínas e seqüência de nucleotídeos nos 
ácidos nucléicos), mais aprimorado das relações evolutivas entre os 
organismos. 
- Atualmente 3 domínios são aceitos: 
 * Bacteria (procariotos) 
 * Archaea (procariotos) 
 * Eucarya (eucariotos) 
A classificação DOMÍNIO 
é superior a reino. 
1. ACELULARES: vírus 
2. CELULARES : 
 2.1.PROCARIONTES: bactérias. 
 2.2. EUCARIONTES: 
 2.2.1. UNICELULARES: protistas. 
 2.2.2. PLURICELULARES: 
 2.2.2.1. SEM TECIDOS: fungos. 
 2.2.2.2. COM TECIDOS: 
 2.2.2.2.1. ACLOROFILADOS: animais. 
 2.2.2.2.2. CLOROFILADOS: plantas.