Célula Vegetal - Anatomia e Morfologia Vegetal

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Introdução à Botânica
Anatomia e Morfologia Vegetal
Semana 1
2
→ Origem da vida há cerca de 3,5 bilhões de anos = Big Bang
└ Explosão formada por partículas atômicas que se expandiram e se reorganizaram ao longo de bilhões de anos
└ Após 13,8 bilhões de anos = conjunto de galáxias formadas = Via Láctea = Sistema Solar = Terra
Vida na Terra: origem
(atmosfera primitiva)
└ Origem: 4,5 bilhões de anos atrás;
└ Intensa atividade vulcânica;
└ Material magmático sendo expulso;
└ Radiação solar com todos os tipos de comprimento de onda;
└ Vapor de água;
└ Ar: hidrogênio, metano, amônia, nitrogênio sofreram descargas elétricas, formando as primeiras moléculas orgânicas simples (aminoácidos, ácidos graxos...) → as matérias orgânicas foram se agrupando de maneira que quando organizadas, passaram a ter RNA. Essas estruturas, passaram a se reproduzir e se duplicar e, são as primeiras manifestações de vida = processo evolutivo
 Biodiversidade biológica
→ 1.750.000 espécies distintas
→ Sistema de Classificação de Whitaker (1969)
Reino monera
· Bactérias e cianobactérias;
· Primeiros seres vivos;
· Unicelulares;
· Aquáticos;
· Procariontes = sem membrana nuclear e poucas organelas simples
Reino protista
· Organismos fotossintéticos = algas;
· Organismos autotróficos = protozoários;
· Unicelulares
· Aquáticos
· Organização celular evoluída = eucariontes = núcleo deliminado por membrana, organelas membranosas
Reino fungi
· Fungos;
· Organismos decompositores;
· Heterotróficos;
· Unicelulares ou pluricelulares
*Não aparece vírus = pois não tem organização celular
Estrutura do reino vegetal
· Algas verdes ancestrais = 600 milhões de anos atrás
└ Formadas antes de algas protistas
↓
· Origem das plantas terrestre/terrícolas 
└ Briófitas (musgos, hepáticas)
└ Saíram do meio aquático para terra firme
↓
· Aparecimento das primeiras plantas vasculares
└ Pteridófitas = nome não mais aceito na taxonomia
└ Licófitas
└ Monilófitas
└ Plantas com xilema e floema
└ Sistema de condução de líquidos
└ Aumento do porte das plantas
↓
· 300 milhões de anos atrás = plantas com semente
└ Embrião protegido
└ Gimnospermas
↓
· 150 milhões de anos atrás = plantas cm flores
└ Angiospermas
· Quantidade de plantas vasculares estimada = 391.000 espécies
· Angiospermas = 369.000 espécies
Utilização de plantas no cotidiano
Caracteristicas do Reino Vegtal
· Organismos pluricelulares (multicelulares);
· Células eucarióticas (mais derivadas evolutivamente);
· Células com parede celular celulósica;
· Autótrofos: (fazem fotossíntese) com clorofila A por endossimbiose primária;
*existem parasitas de raízes heterotróficos
· Alternância de gerações (esporófito (2n) e gametófito (n)).
Esporófitos: produzem esporos (masc. e fem.)
Gametófitos: produzem gametas (masc. e fem.)
· 390.000 espécies de plantas
· Brasil = riqueza de biodiversidade na mata atlântica e na Amazônia = hot spot (pontos quentes)
└ Maior biodiversidade de plantas do mundo
Biomas do brasil
*Mista: mistura de vegetação de climas frios e quentes
Célula vegetal: protoplasto e apoplasto
· Robert Hooke (1665) = começou o uso da expressão “célula”
Núcleo da célula vegetal
· Controle metabólico da célula;
· Uninucleada;
· Muitas vezes degenera o núcleo.
Formado por:
└ Envelope nuclear: duas membranas, continuidade com o reticulo endoplasmático
└ Nucléolo = acumulo de RNA ribossômico
└ Cromatinas = cromossomos
B) Poros = permite a movimentação de moléculas no núcleo (entra e sai)
membranas biológicas
PROTOPLASTO
Membrana plasmática
· Formada por uma bicamada de fosfolipídio, esses formam dois extratos/duas camadas: a inferior e a superior. 
└ Existem proteínas que atravessam a bicamada: proteína integrais e proteínas que estão numa porção interna: proteínas periféricas
· Carboidratos: aderidos a lipídios ou proteínas
· Permeabilidade seletiva (maior função da membrana): escolher o que entra e sai 
Composição molecular do fosfolipidio
· Cabeça do fosfolipídio: porção hidrofílica = afinidade com água
└ Grupos fosfato com cargas elétricas, atraindo moléculas polares, como a água
└ Duas cadeias de carboidrato = regiões hidrofóbicas =sem afinidade com água
Organelas
ribossomos
· Células eucarióticas e procarióticas;
· Formadas no núcleo e lançadas para fora pelos poros;
· No citoplasma, podem ser encontradas em uma subunidade maior e uma subunidade menor e elas se grudam/única, quando existe uma fita de RNA mensageiro
*RNA mensageiro: contem códigos que são lidos pelos ribossomos (acopla aminoácidos, formando uma sequência) = síntese de proteínas
Vacúolo (suco celular)
*No V da imagem é onde são vacúolos
· São bolsas que se formam no complexo de Golgi ou no reticulo endoplasmático;
· Delimitados por membrana lipoproteica = tonoplasto (envolve o vacúolo);
· Dentro do vacúolo existe bastante líquido que podem conter cristais, mas não contém bolsas de ar;
· Guardam ar fora da célula, não dentro = são líquidos;
· As células podem ter um ou mais vacúolos;
*meristemas = n tem vacúolo expressivo
· Pode ocupar 90% do volume celular;
· Controla a pressão de turgor/liquido celular;
· Atua na manutenção do pH, dos íons de Ca2+ e fosfato (PO4-3);
*íons fosfato: por conta delas os vacúolos conseguem controlar o ph da célula toda, pois o fosfato negativo acaba tendo afinidade com o H+ (acidez) e faz o controle de acidez da célula
· Uma mesma célula pode ter vacúolos com funções distintas;
· Armazena nutrientes ou dejetos (água, substâncias orgânicas e inorgânicas).
Plastídios (plastos)
· Apresenta 2 membranas: interna e externa
· Membrana interna = faz dobra sobre ela mesma formando pilhas
· Material genético próprio
└ endosimbiosse = célula de vida livre que não fazia fotossíntese na evolução, deixou entrar plastos que eram bactérias, foram incorporadas e passaram a ter benefício para a célula que incorporou. A célula não digere e um ajuda o outro, pois os plastos podem armazenar substâncias de reservas ou fazer fotossíntese
*pontinhos escuros na imagem = regiões ricas em lipídios
*dobras de membrana = apresentam moléculas de clorofila A, B e carotenoides que absorvem a luz e começam a fotossíntese
· Estroma = interior liquido do plasto
└ o plasto consegue se autodividir/autorreplicar
Cloroplastos
· estão envolvidos na realização da fotossíntese (produção de compostos ricos em energia) e na síntese de aminoácidos e ácidos graxos;
· possui clorofila;
· sitio de assimilação do nitrogênio e enxofre;
· armazenam amido, proteínas e lipídios.
Molécula de clorofila
· Anel tetrapirolico 
└ se tiver um grupo R = CH3 = clorofila A
└ se tiver um grupo R = COH = clorofila B
· No centro possui um átomo de magnésio 
· As moléculas de Clorofila a e b são moléculas grandes e captam energia do sol e depois pedem ao eletro para começar a reação da fotossíntese
· Radiação fotossinteticamente ativa = plantas usam para fotossíntese
· Tanto a clorofila a como a clorofila, possuem picos de absorção nos comprimentos de onda em trono de 450nm (azul), mas também perto dos 700nm (vermelho)
Quais são as cores que a clorofila a e b mais gostam para energizar? Azul e vermelho
Amiloplastos
· Armazenam um ou vários grãos de amido;
· Cada grão é formado por deposição ao redor de um núcleo (hilo = inicia a deposição de amido e é importante para diferenciar os materiais que estamos observando);
· Tamanho e forma dos grãos têm valor taxonômico.
Elaioplastos
· Armazenam óleos (lipídios);
· São sintetizados e tem importância para ser consumida no metabolismo da célula;
· Identificação ao mo deve ser cuidadosa: cloroplastos e cromoplastos contem pequena quantidade de óleo esferossomos (com membrana simples) também armazenam óleo
Reituclo endoplasmático
Rugoso
· Síntese de proteínas;
· Armazenamento e transporte de substancias;
· Ribossomos.
Liso 
· síntese de lipídios;
Complexo de golgi ou dictiossomos
· Bolsas achatadas que ficam dispostas empilhas uma em relação a outra;
· Se origina a partir do reticulo endoplasmático;
└ Face cis = em direção ao reticulo
└ Face trans = em direção a membrana, para ondetransfere as vesículas
· Síntese de carboidratos/polissacarídeos complexos (hemicelulose e pectinas);
· Síntese de glicoproteínas.
microcorpos
Peroxissomos
· Reações de remoção de hidrogênio/oxidação em compostos orgânicos com consumo de oxigênio na fotorrespiração;
(o composto hidrogenado, reage com oxigênio – remove o hidrogênio (perda de elétrons= reação de oxidação: perda de elétron) formação de H202 (peroxido de hidrogênio = água oxigenada))
· degradação de peroxido de hidrogênio pela enzima catalase;
(o peroxissomo forma H202, porem essa molécula de peroxido de hidrogênio é toxica, então é necessário degradar. No interior do peroxissomo ele é quebrado, através da enzima catalase, que quebra o H202 em água e oxigênio, que não são tóxicos)
Glioxissomos
· Quando o peroxissomo está em sementes, as substâncias lipídicas, podem ser oxidadas e convertidas em glicídios para serem consumidas e a planta crescer e se desenvolver;
· Transformação de glicídio para formar moléculas que são facilmente quebradas e energéticas = glioxissomos
Mitocôndrias
· Possuem membrana externa e membrana interna;
· Forma bactérias incorporadas por endossimbiose;
· No seu interior existem dobras da própria membrana = cristas mitocondriais;
· Respiração celular = a célula vegetal absorve o próprio glicídio que ela produz na fotossíntese e esse consumo envolve oxigênio nas reações com a quebra do glicídio no interior da mitocôndria, liberando energia que utilizada para a célula funcionar
*Respiração aeróbica = com oxigênio
Plasmodesmo
· Uma célula está em contato com outra, mas não conseguem se movimentar;
· canais citoplasmáticos comunicadores entre células adjacentes.
APOPLASTO
PAREDE CELULAR:
· É uma secreção da célula;
· Protege o protoplasto interno;
· Envolve externamente a membrana plasmática.
LAMELA MÉDIA:
· Une células vizinhas;
· Constituída de material coloidal de pectina(carboidratos) e substâncias proteicas.
PAREDE PRIMáRIA:
· Primeira parede que a célula forma;
· Reconstituída ao longo da vida da célula vegetal, não é morta;
· Feita de microfibrilas de celulosa emaranhadas com pectinas, hemicelulose e proteínas.
└ Por isso parede celular não é seletiva, mas sim permeável
Molécula de celulose
· Polímero;
· Formada por moléculas de glicose;
· Hexose;
· Carbono 1 faz ligação éster com o carbono vizinha = ligação do tipo beta (1-4);
· Linear e Filamentosa;
· Hidrofílica = muito afinidade com a água.
*Ruminantes tem enzima tipo B (1-4) que conseguem quebrar a glicose e usa-la como fonte de energia
Ácido galactrônico
· Forma as pectinas
PAREDE SECUNDáRIA
· É a segunda parede celular;
· Fica por dentro da parede primaria = interna à primaria;
· Contém microfibrilas de celulose e hemicelulose orientadas e com deposição de: lignina e outras substancias;
Lignificação
· Ligninas: são moléculas que trazem o endurecimento da parede celular
└ Células q tem parede secundaria, são lignificadas, é, portanto, são mais duras. No entanto, essa rigidez acaba bloqueando totalmente a comunicação da célula vegetal com o meio extracelular, ou seja, essa célula tem tendência de morrer, o protoplasto que está lá dentro morre.
Apoptose: morte celular programada
*pode ocorrer lignificação nas paredes primárias, em menor quantidade
Cutinização
· Órgão aéreos começam a adicionar nas paredes externas, cutina, um ácido graxo que impermeabiliza a célula, não deixando a água sair da célula para o ambiente;
· Não mata a célula
Suberização
· Adição de suberina, uma molécula de ácido graxo e normalmente ocorre quando se forma um tecido c de revestimento secundário (periderme);
· Mata a célula
*Outas substâncias: tanino, mucilagem, sílica, ceras, etc.
Lignina
· Composto fenólico;
· Complexidade química D;
· As lignificações se originam de compostos do protoplasto e ocorrem na própria parede celular;
· Impermeável à água e gases;
· Síntese de ligninas no apoplasto: enzimas peroxidades (POX) e lacasses (LAC).
Síntese de parede celular primária
PROCESSO DE FORMAÇÃO: 
O reticulo endoplasmático rugoso sintetiza proteínas que vão para parede celular
↓
Existem vesículas que brotam do reticulo e vão para o golgi
↓
O complexo de golgi acaba produzindo vários compostos de carboidratos, coloca em vesículas e endereçam para fora da célula, se adere a membrana plasmática e joga o conteúdo para fora, ajudando na composição da parede celular
· Molécula mais dominante da parede celular é a celulose
· Para formar celulose, existe participação de enzimas grandes (rosetas) da membrana plasmática da célula vegetal;
· Ocorre na Manutenção do ciclo de vida e na divisão celular, com a formação de fragmoplasto (acumulo de vesículas do golgi) na região central.
SUBSTÂNCIAS DE RESERVA: 
· Amido: reserva de energia (feijão);
· Compostos fenólicos: protegem contra ataques de herbivoria (Pinus);
· Cristais de oxalato de cálcio: cristais no interior de vacúolos (Ocotea);
· Lipídios, mucilagem, sílica...
ASSOCIAÇÕES CELULARES
· Uma célula pode se associar a outra e acaba conversando com outra célula = essas conversas acontecem por meio do plasmodesmo
└ Plasmodesmo: ponte protoplasmática, constituída de cordoes de hialoplasma + desmotubulos (porções de RE), que comunica células vizinhas localizadas nos campos primários de pontoações ou nas pontoações
· Campo primário de pontoação: interrupção de deposição das microfibrilas da parede primaria = onde estão localizados os canais de plasmodesmos = região de comunicação entre células vizinhas
· Pontoação: interrupção de deposição da parede secundaria = região de comunicação entre células vizinhas
Tipos de pontoações
└ A pontoação é sempre uma associação celular, uma célula em contato com outra
└ Bordas: aréola
└ Pode n ter borda: não aureolada ou simples
└ Toros: espaçamento central de parede primaria
Espações intercelulares
· Esquizógenos: desprendimento da lamela media entra as células
· Lisígenos: cavidades resultantes da morte celular (lise)
Divisão celular vegetal (mitose)
· 1 célula forma duas;
· Células se multiplicam;
· Planta cresce em tamanho
Fase em que as células já estão com dois núcleos separados: algumas organelas, como o complexo de golgi, começam a liberar vesículas, formando as vesículas alinhadas no meio da célula – essas organelas alinhas no meio da célula, começam a formar uma barreira, chamada fragmoplasto e isso começa a sintetizar a parede celular dentro das vesículas, começando a separar a célula da esquerda da direita, no momento da formação desse fragmoplasto, já existem buracos propositais, que são os plasmodesmos - A medida que essa parede vai aumentando e indo para as bordas, ocorre a separação total: citocinese (separação do citoplasma), de maneira que persiste os plasmodesmos. Forma-se uma parede celular nova, dividindo uma célula da outa.
Citocinese centrífuga: começa no centro e vai indo para periferia