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Fazemos parte do Claretiano - Rede de Educação FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I Marco Antonio Gomes Souto é biólogo formado pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas. Possui MBA em Sistema de Gestão Ambiental pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná e Mestrado em Ecologia e Conservação pela Universidade Federal do Paraná. Atualmente, é docente do Centro Universitário Claretiano, no ensino presencial e a distância, nos cursos de Pedagogia, Ciências Biológicas e Geografia. Atua nas áreas de Botânica e Ecologia Vegetal, por meio de estudos técnicos e educação ambiental, ministrando palestras e cursos. email: marcosouto@claretiano.edu.br Claretiano – Centro Universitário Rua Dom Bosco, 466 - Bairro: Castelo – Batatais SP – CEP 14.300-000 cead@claretiano.edu.br Fone: (16) 3660-1777 – Fax: (16) 3660-1780 – 0800 941 0006 www.claretianobt.com.br Marco Antonio Gomes Souto Batatais Claretiano 2015 FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I © Ação Educacional Claretiana, 2015 – Batatais (SP) Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução, a transmissão total ou parcial por qualquer forma e/ou qualquer meio (eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação e distribuição na web), ou o arquivamento em qualquer sistema de banco de dados sem a permissão por escrito do autor e da Ação Educacional Claretiana. CORPO TÉCNICO EDITORIAL DO MATERIAL DIDÁTICO MEDIACIONAL Coordenador de Material Didático Mediacional: J. Alves Preparação: Aline de Fátima Guedes • Camila Maria Nardi Matos • Carolina de Andrade Baviera • Cátia Aparecida Ribeiro • Dandara Louise Vieira Matavelli • Elaine Aparecida de Lima Moraes • Josiane Marchiori Martins • Lidiane Maria Magalini • Luciana A. Mani Adami • Luciana dos Santos Sançana de Melo • Patrícia Alves Veronez Montera • Raquel Baptista Meneses Frata • Rosemeire Cristina Astolphi Buzzelli • Simone Rodrigues de Oliveira Revisão: Cecília Beatriz Alves Teixeira • Eduardo Henrique Marinheiro • Felipe Aleixo • Filipi Andrade de Deus Silveira • Juliana Biggi • Paulo Roberto F. M. Sposati Ortiz • Rafael Antonio Morotti • Rodrigo Ferreira Daverni • Sônia Galindo Melo • Talita Cristina Bartolomeu • Vanessa Vergani Machado Projeto gráfico, diagramação e capa: Bruno do Carmo Bulgareli • Eduardo de Oliveira Azevedo • Joice Cristina Micai • Lúcia Maria de Sousa Ferrão • Luis Antônio Guimarães Toloi • Raphael Fantacini de Oliveira • Tamires Botta Murakami de Souza Videoaula: Fernanda Ferreira Alves • José Lucas Viccari de Oliveira • Marilene Baviera • Renan de Omote Cardoso Bibliotecária: Ana Carolina Guimarães – CRB7: 64/11 DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) 581 R699a Souto, Marco Antonio Gomes Fundamentos e métodos do ensino de biologia vegetal I / Marco Antonio Gomes Souto – Batatais, SP : Claretiano, 2015. 221 p. ISBN: 978-85-8377-425-9 1. Célula. 2. Tecidos vegetais. 3. Raiz. 4. Caule. 5. Folha. 6. Herbários. I. Fundamentos e métodos do ensino de biologia vegetal I. CDD 581 CDD 658.151 INFORMAÇÕES GERAIS Cursos: Graduação Título: Fundamentos e Métodos do Ensino de Biologia Vegetal I Versão: dez./2015 Formato: 15x21 cm Páginas: 221 páginas SUMÁRIO CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 7 2. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO ..................................................................... 11 3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 40 4. E-REFERÊNCIA .................................................................................................. 40 UNIdAdE 1 – ANATOMIA VEGETAL 1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 41 2. CONTEÚDOS .................................................................................................... 41 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE .............................................. 41 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE .............................................................................. 43 5. A CÉLULA VEGETAL .......................................................................................... 44 6. TECIDOS VEGETAIS .......................................................................................... 55 7. MÉTODOS DE ENSINO DA ANATOMIA VEGETAL ........................................... 72 8. TEXTO COMPLEMENTAR ................................................................................. 77 9. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 81 10. CONSIDERAÇÕES ............................................................................................. 83 11. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 84 12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 85 UNIdAdE 2 – MORFOLOGIA VEGETAL 1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 87 2. CONTEÚDOS .................................................................................................... 87 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE .............................................. 87 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE .............................................................................. 88 5. O CORPO DOS VEGETAIS ................................................................................. 89 6. RAIZ .................................................................................................................. 90 7. CAULE ............................................................................................................... 96 8. FOLHA ............................................................................................................... 104 9. FLOR.................................................................................................................. 109 10. FRUTO E SEMENTE .......................................................................................... 119 11. MÉTODOS DE ENSINO DA MORFOLOGIA VEGETAL ...................................... 125 12. TEXTO COMPLEMENTAR ................................................................................. 127 13. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 128 14. CONSIDERAÇÕES ............................................................................................. 130 15. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 130 16. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 131 UNIdAdE 3 – SISTEMÁTICA VEGETAL 1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 133 2. CONTEÚDOS .................................................................................................... 133 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE .............................................. 133 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE .............................................................................. 134 5. SISTEMÁTICA E TAXONOMIA ..........................................................................136 6. HISTÓRICO DOS SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO ............................................ 138 7. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO: NATURAL, ARTIFICIAL E FILOGENÉTICO .... 142 8. MÉTODO FILOGENÉTICO ................................................................................ 145 9. NOMENCLATURA BOTÂNICA .......................................................................... 148 10. PRINCIPAIS DIVISÕES VEGETAIS ..................................................................... 153 11. DIVISÃO BRIÓFITA ........................................................................................... 154 12. DIVISÃO PTERIDÓFITA .................................................................................... 161 13. DIVISÃO DAS GIMNOSPERMAS ...................................................................... 165 14. DIVISÃO DAS ANGIOSPERMAS ....................................................................... 170 15. MÉTODOS DE ENSINO DA SISTEMÁTICA VEGETAL ....................................... 175 16. TEXTO COMPLEMENTAR ................................................................................. 177 17. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 180 18. CONSIDERAÇÕES ............................................................................................. 181 19. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 182 20. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 183 UNIdAdE 4 – HERBÁRIOS 1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 185 2. CONTEÚDOS .................................................................................................... 185 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE .............................................. 185 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE .............................................................................. 186 5. O QUE É UM HERBÁRIO? ................................................................................ 187 6. PROCEDIMENTOS BÁSICOS DE UM HERBÁRIO ............................................. 190 7. PREPARAÇÃO DE GRUPOS VEGETAIS ............................................................. 210 8. OUTROS TIPOS DE COLEÇÕES ........................................................................ 212 9. HERBÁRIO NA ESCOLA .................................................................................... 215 10. TEXTO COMPLEMENTAR ................................................................................. 216 11. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 218 12. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................. 219 13. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 220 14. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 221 7 CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Conteúdo ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Célula e tecidos vegetais. Morfologia e anatomia dos órgãos vegetais: raiz, caule, folha, flor, fruto e semente. Histórico dos sistemas de classificação. A Taxonomia e a Sistemática. Métodos filogenéticos modernos. Regras de nomenclatura. Sistemática: caracterização dos principais grupos vegetais. Herbários: utilização e importância. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1. INTRODUÇÃO Os vegetais possuem uma enorme importância para todo o planeta, participando de eventos fundamentais para a manutenção da vida, como a renovação da atmosfera, a liberação de oxigênio e como base da cadeia alimentar. Também fornecem matéria‐prima para a produção de vários produtos indispensáveis para a nossa sociedade atual. Apesar de participar de quase tudo o que fazemos em nosso cotidiano (roupas, construções, alimentação etc.), nem sempre conseguimos enxergar a presença das plantas. Com todo o desenvolvimento tecnológico e industrial que vivemos, deixamos de depender dos vegetais em suas formas mais naturais, mas sua utilização é feita de maneira mais sofisticada. Vamos estudar sobre o uso das plantas no nosso cotidiano? Será que conseguimos identificar sua utilização no exemplo a seguir, uma situação corriqueira que todos nós vivenciamos? 8 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Ao acordarmos de manhã, arrumamos os lençóis da nossa cama, vamos tomar um banho e, para isso, utilizamos sabonete, xampu e, às vezes, uma bucha vegetal. Enxugamo-nos em uma toalha macia, escovamos os dentes, fazemos a barba ou a maquiagem, passamos perfume e penteamos o cabelo. Depois, nós nos vestimos, calçamos um sapato e estamos prontos. Durante o dia, fazemos nossas refeições compostas de grãos, verduras, legumes, pães, carnes, frutas etc. Andamos de carro movido a etanol (álcool) ou transportes públicos que usam biodiesel; utilizamos papel, lápis e caneta; como hobby, podemos tocar um violão, cozinhar, fazer artesanato de madeira, pintura, tricotar, jogar futebol e muitas outras atividades. E se durante seu dia você ficar doente, não se preocupe! Temos avançado muito com a indústria farmacêutica, que descobre cada vez mais substâncias ativas contra várias doenças. Com mais frequência os médicos procuram alternativas mais naturais, como chás, infusões, emplastos ou outro fitoterápico. Em muitos casos, sua eficácia é comprovada! Como podemos observar nessa rápida e superficial análise, apesar de todo o avanço tecnológico, ainda dependemos, direta ou indiretamente, das plantas e seus derivados. Algodão, linho, fragrâncias, saponinas, óleos, fibras de celulose, ceras, pigmentos, flavonoides, álcool, solvente, madeira, resinas, borrachas, taninos, frutos, folhas, raízes, caules, sementes, aromas, condimentos, tintas, combustíveis, óleos lubrificantes, entre outros produtos, estão relacionados diretamente com nossas necessidades mais básicas. Mas se a nossa dependência com relação aos vegetais é tão intensa, porque há essa enorme distância entre nós e o Reino Vegetal? Esse distanciamento se inicia na escola, durante 9© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO o processo de aprendizagem de Botânica? Em parte, essa falta de relação é devida ao sistema tradicional de ensino, em que o aluno participa passivamente da aula e está mais preocupado em decorar nomes, conceitos e ciclos, do que compreender suas funções e relações. Nesse atual cenário, o ensino de Botânica, que já possui suas dificuldades intrínsecas, passa a ter uma complexidade ainda maior, pois a simples descrição não basta para tornar o assunto atrativo para jovens cada vez mais ligados em novidades tecnológicas, resultando em um grande desinteresse por parte dos alunos. Esse fato nos indica que, entre outros fatores, o enfoque tradicional e sistemático utilizado no tratamento de disciplinas da área de Botânica acarreta um baixo rendimento. Essa pouca compreensão sobre os vegetais pode ser constatada quando observamos que alguns alunos nem percebem as plantas como um ser vivo. Há, portanto, a necessidade premente de modificar as metodologias no ensino da Botânica, diminuindo a passividade dos alunos e contextualizando o conteúdo com situações reais e cotidianas, mais próximas da realidade geral, abandonando a característica puramente conteudista e científica no seu estudo. Segundo as palavras de Carraher (1986, p. 2): O modelo de educação trata o conhecimento como um conjunto de informações que são simplesmente passadas dos professores para os alunos, o que nem sempre resulta em aprendizado efetivo. Os alunos fazem papel de ouvintes e, na maioria das vezes, os conhecimentos passados pelos professores não são realmente absorvidospor eles, são apenas memorizados por um curto período de tempo e, geralmente, esquecidos em poucas semanas ou poucos meses, comprovando a não ocorrência de um verdadeiro aprendizado. 10 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Dessa maneira, o ensino perde totalmente seu significado, importância e efetividade, sendo necessário adotar estratégias ativas, em que o aluno participa da construção do conhecimento, organizando e estruturando conceitos na forma de informações coerentes, de forma individual e coletiva. O grande objetivo da educação em Ciências é desenvolver capacidades, habilidades para buscar explicações sobre fatos desconhecidos. Para isso, é necessário uma postura crítica, consciência para realizar julgamentos e decisões baseadas nos conhecimentos adquiridos no processo. Os educadores da área de Ciências e Biologia devem, sobretudo, ter uma abordagem menos compartimentada da situação. Com isso, será mais fácil e interessante cativar os alunos para o estudo das diferentes áreas biológicas e, no nosso caso particular, a compreensão desse vasto, riquíssimo e, em partes, ainda desconhecido mundo vegetal. O livro didático no ensino da Botânica ––––––––––––––––– O livro didático tem se firmado, dentro do cenário de ensino-aprendizagem, mais como protagonista do processo do que propriamente como coadjuvante. Em muitas situações – e no ensino de Botânica não é diferente – ele é mais do que um recurso auxiliar nas mãos do professor: é a fonte de informação sobre conceitos e sobre estratégias de ensino. Por conta dessa distorção no papel desempenhado por esse instrumento, cada vez mais é necessário todo cuidado não apenas na escolha como também no uso de livros didáticos em sala de aula. Primeiro, não existe o livro ideal. Existe, sim, um e outro título que são os mais adequados dentro de certa realidade e de um determinado contexto. É fácil entender que o livro mais apropriado para uma escola rural talvez não seja o mesmo para uma outra localizada num grande centro urbano. Dessa forma, ninguém, senão o professor, será capaz e competente para proceder a essa escolha. Escolha que nem sempre é fácil diante da variedade de títulos e de possibilidades que são apresentados, em geral. 11© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Em outro plano, ainda que a escolha seja acertada, o livro será pouco eficiente como instrumento didático se não tiver um uso adequado. O livro didático não deve ocupar o lugar do professor no processo de aprendizado de seus alunos. Ele deve ser um elemento norteador do processo, uma fonte de referências básicas, de informações relevantes e de estratégias diversificadas em sala de aula. Porém, o professor é quem deve determinar o ritmo, a frequência e a forma em que tais elementos devem ser usados. O perigo de se converter em fonte exclusiva de informações ocorre justamente naqueles conteúdos – como é o caso de Botânica, por exemplo – que em geral não são de domínio amplo do professor. Nesse contexto, muitas vezes o livro didático ao invés de educar os alunos, deseduca também o professor. A Botânica, em geral, é tratada sob dois aspectos principais nos livros didáticos: a morfologia e a classificação. Outro tema central dessa área, a fotossíntese, com frequência é tratado associado a temas de Ecologia, como cadeia alimentar e fluxo de energia. Com isso, tem-se uma Botânica extremamente descritiva, em que são propostos nomes de difícil assimilação associados a figuras nem sempre condizentes com a realidade. Existe uma completa desvinculação do conteúdo com a realidade de alunos e professores. A Botânica é ensinada distanciada do ser humano e dos demais seres vivos, inclusive. A falta de um enfoque evolutivo acaba por tornar esse assunto um tanto árido e pouco atraente tanto para quem o ensina como para quem o aprende (SANO, 2004, p. 43). –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO Abordagem Geral Prof. Ms. Marco Antonio Gomes Souto Neste tópico, apresenta-se uma visão geral do que será estudado nesta obra. Aqui, você entrará em contato com os assuntos principais deste conteúdo de forma breve e geral e terá a oportunidade de aprofundar essas questões no estudo de cada unidade. No entanto, essa Abordagem Geral visa fornecer-lhe 12 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO o conhecimento básico necessário a partir do qual você possa construir um referencial teórico com base sólida – científica e cultural – para que, no futuro exercício de sua profissão, você a exerça com competência cognitiva, ética e responsabilidade social. Vamos começar nossa caminhada pela apresentação das ideias e dos princípios básicos que fundamentam esta obra. A célula é a unidade fundamental de todo ser vivo e, para compreender sua estrutura e seu funcionamento, é necessário conhecê-la. A célula vegetal é composta por várias organelas, cuja quantidade de distribuição nos tecidos tem relação com sua função. Em geral, as células vegetais possuem as seguintes organelas: membrana plasmática, parede celular, núcleo, retículo endoplasmático, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndria, lisossomo, vacúolo e plastídios. As três organelas que diferenciam a célula vegetal da célula animal são a parede celular, o vacúolo e os plastídios, em especial os cloroplastos. As células se diferenciam e se unem para formar os tecidos, que podem ser definidos como um grupo de células que possui estruturas semelhantes e desempenham funções em comum. O corpo vegetal é constituído de alguns tecidos básicos: meristema, tecidos fundamentais, tecidos de revestimento e tecidos vasculares. Os meristemas são os tecidos embrionários que apresentam totipotência, isto é, grande capacidade de multiplicação e especialização, localizados no ápice de caules e raízes, e são responsáveis pela geração de novas células e formação de tecidos. 13© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Os tecidos fundamentais são: parênquima, que podem ser de preenchimento, clorofiliano e reserva; colênquima, tecido de suporte de estruturas jovens formado por células vivas; e esclerênquima, um tecido que possui grande resistência, formado por células mortas com parede celular muito rígida. Os tecidos de revestimento formam a camada externa dos indivíduos que os separam do meio ambiente, a epiderme. Os tecidos vasculares, xilema e floema, são os responsáveis pela condução de água, sais minerais e substâncias nutritivas em todo o corpo do vegetal. O xilema é o tecido condutor que possui como função principal a distribuição de água e sais minerais pelo corpo da planta. O xilema é o principal tecido que constitui a madeira presente nos troncos das árvores e é formado basicamente por dois tipos de células: os traqueídeos e os elementos do vaso. Os traqueídeos são estruturas mortas, isto é, seu conteúdo celular foi perdido, restando apenas a parede celular rica em lignina, o que lhe confere grande resistência. Com formato cilíndrico e alongado, formam canais que se espalham por todos os órgãos da planta, principalmente para aqueles responsáveis pela realização da fotossíntese, já que necessitam de grande quantidade de água. Os elementos de vaso também são células mortas, graças à presença de lignina. Suas células componentes são ligadas para formar longos canais de transporte. Os elementos de vaso realizam a mesma função dos traqueídeos, sendo derivados deles, com a diferença de serem considerados melhor adaptados e estarem presentes nas angiospermas, enquanto os traqueídeos formam o único elemento de condução de pteridófitas e 14 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO gimnospermas. Possuem diversos poros para a passagem da seiva bruta lateralmente. Alémdesses dois elementos, o xilema também pode apresentar as fibras lenhosas, que atuam diretamente na estrutura e suporte dos tecidos condutores, por serem constituídos de células muito lignificadas; e as células do parênquima, que são vivas e têm função de reserva de substâncias como amido, óleos etc. O floema é o tecido condutor da conhecida seiva elaborada, rica em carboidratos formados no processo da fotossíntese. Este tecido é formado por células longas e cilíndricas que podem ser elementos crivados, células companheiras (um tipo de célula parenquimática), fibras e esclereides: 1) As células crivadas estão presentes nas pteridófitas e gimnospermas e são consideradas mais primitivas do que os elementos do tubo crivado, presente nas angiospermas. Células vivas com ausência de núcleo são dispostas para formar um longo canal. Apresentam vários poros em suas paredes celulares. 2) As células companheiras, ou parenquimáticas, são vivas e possuem conteúdo celular completo. Elas estão intimamente ligadas com as células crivadas e liberam substâncias para as células crivadas com o intuito de manter seu metabolismo. 3) As fibras são células mortas e possuem uma função de resistência e suporte. O corpo das plantas é formado por vários órgãos, como raiz, caule, folhas, flores, frutos e sementes. Nem todas as espécies possuem todos esses órgãos. Como veremos a seguir, algumas plantas não possuem flores, frutos ou sementes. Não 15© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO é fácil a diferenciação entre essas partes, pois algumas espécies possuem adaptações que modificam o formato e as funções básicas desses órgãos. Isso pode nos levar a cometer alguns enganos, como classificar um caule do tipo subterrâneo como raiz ou uma folha modificada como flor. Agora vamos caracterizar de forma breve os órgãos vegetais, apresentando sua morfologia e funções básicas. A raiz, geralmente, é um órgão subterrâneo, sem clorofila, que possui as funções de absorver a água e os nutrientes do solo, além de fixar o vegetal ao substrato. Também é comum que a raiz armazene substâncias nutritivas para a planta. Na ponta da raiz, há o meristema radicular, responsável pelo seu crescimento, que é protegido pela coifa, uma estrutura na forma de dedal que protege esse importante tecido contra o atrito e patógenos. Após a coifa, indo em direção ao caule, encontramos a zona lisa, a zona pilífera e o colo, região de transição entre a raiz e o caule. O caule é a parte aérea do vegetal, isto é, que fica acima do nível do solo, responsável por sustentar e posicionar as folhas, flores e frutos para que estes realizem da melhor maneira possível suas funções. Além disso, o caule transporta água e nutrientes, fazendo a ligação entre a raiz e as folhas. Pode ser um órgão de armazenamento e até de reprodução, no caso da reprodução por estacas. Na extremidade superior do caule, encontramos a gema apical, formada por tecido meristemático e que é responsável pela formação de todos os órgãos da planta, com exceção da raiz. Ao longo de sua extensão podemos visualizar os nós, gemas laterais que geram folhas ou ramos, e os entrenós, região compreendida entre dois nós consecutivos. 16 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Alguns tipos de caule possuem crescimento secundário, que os torna mais espessos, formando a madeira tão utilizada em nossa sociedade. Os caules são classificados de diversas maneiras. A classificação mais comum é aquela relacionada ao seu hábitat, podendo ser aéreos, subterrâneos ou aquáticos. Os caules aéreos, mais encontrados em nosso cotidiano, são os troncos, os colmos, as estipes e as hastes. Os caules subterrâneos geralmente desempenham a função de armazenamento de substâncias nutritivas e podem ser do tipo rizoma, bulbo e tubérculo. E o caule aquático, é claro, está presente nas plantas aquáticas e tem como grande diferença a presença de parênquima aerífero, ou seja, acumulador de ar. A folha é um órgão extremamente importante para as plantas, pois é através dela que ocorrem eventos vitais, como a respiração, a fotossíntese e a transpiração. Basicamente, a folha é composta de três partes: a bainha, o pecíolo e o limbo, sendo o limbo a principal delas, pois consiste na lâmina com tecido clorofilado responsável pela realização da maior parte da fotossíntese e trocas gasosas. A folha é um órgão que apresenta enorme plasticidade, isto é, uma grande diversidade de formatos, resultados de processos de adaptação a diversas condições do meio ambiente. Quanto a sua reprodução, as plantas podem se reproduzir de duas maneiras diferentes. Na forma assexuada, também conhecida como propagação vegetativa, a reprodução ocorre por meio de partes do corpo da planta, geralmente o caule ou a folha, e o novo indivíduo é geneticamente igual ao original. 17© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO A reprodução sexuada ocorre com a transferência de células reprodutivas entre um indivíduo e outro, possibilitando maior variabilidade genética, o que aumenta as chances de sobrevivência dos descendentes. A flor é o órgão responsável pela reprodução sexuada dos vegetais. O surgimento desse órgão foi uma novidade evolutiva tão importante que possibilitou a colonização definitiva do ambiente terrestre por um grupo específico de plantas: as angiospermas. A flor é formada por quatro conjuntos de folhas modificadas, chamados verticilos: o cálice (conjunto das sépalas), a corola (conjunto das pétalas), o androceu (conjunto dos estames, parte masculina da flor), e o gineceu (conjunto dos carpelos, parte feminina da flor). Devido à imensa variabilidade das flores, qualquer um desses conjuntos pode apresentar variações significativas quanto a sua posição, formato e presença. Uma característica importante das flores é quanto à presença do androceu e do gineceu. Quando essas duas partes estão presentes, a flor é chamada de monoclina e, quando encontramos apenas uma delas, a flor é classificada como diclina. Em sua disposição, as flores podem se apresentar isoladas ou reunidas, as inflorescências. Os principais tipos de inflorescência são os racemos, as cimeiras e os capítulos. Mas toda essa estrutura floral seria bem pouco eficaz se não existisse o processo ecológico da polinização, que consiste, basicamente, na transferência do pólen de uma flor para outra, o que ocorre de diversas maneiras. 18 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO A polinização pode ocorrer pelo vento, de água e animais. Para cada uma dessas modalidades, existem adaptações específicas da morfologia da flor. Na anemofilia (polinização realizada através do vento), as flores não possuem atrativos, como cores ou néctar, mas, em contrapartida, possuem androceus bem expostos e grande quantidade de pólen. As flores que são polinizadas por animais (zoofilia) apresentam inúmeras adaptações de acordo com o tipo de seus polinizadores. De forma geral, elas possuem características chamativas como perfume, coloração e nectários que indicam, quase sempre, a presença de alimento. Dessa maneira, ao buscar alimento, os polinizadores levam pólen de uma flor para outra. Todo esse processo tem a única finalidade de provocar o contato do grão de pólen com o estigma do androceu, que resultará no encontro das células reprodutoras e, consequentemente, no desenvolvimento do fruto e da semente. Os frutos são o resultado do desenvolvimento do ovário fecundado por meio da ação de fitormônios. Possuem uma enorme variedade de cores e formas, mas de forma geral são formados por: epicarpo, mesocarpo, endocarpo e semente. Em muitas espécies vegetais o mesocarpo é carnoso, possuindo uma polpa com grande quantidade de nutrientes, importante para a proteção e nutrição da sementee, especialmente, para sua dispersão. A dispersão é outro evento ecológico muito importante para o sucesso reprodutivo do vegetal. É pela dispersão que as sementes são levadas para longe da planta-mãe, possibilitando 19© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO uma maior área de colonização da espécie e um aumento da sobrevivência das novas plantas. A dispersão, assim como a polinização, possui diversos agentes, desde o vento (anemocoria) até os animais (zoocoria). Para cada um desses agentes há adaptações dos frutos para resultar no maior sucesso possível. A semente é o resultado do óvulo fecundado e se desenvolve dentro do ovário. É formada basicamente pela casca, pelo embrião e pela endosperma, material nutritivo que proverá o embrião de recursos, enquanto não ocorre a germinação da semente. Tradicionalmente, a Sistemática é considerada uma ciência estática, cujo objetivo é o estudo de espécies vegetais através da análise de fragmentos da planta acondicionados em herbários, tomando como base apenas os aspectos morfológicos dos indivíduos vegetais. Entretanto, atualmente, a considerada Sistemática Moderna, ou Nova Sistemática, está mais direcionada para o estudo das espécies vegetais na natureza e, para isso, considera uma série de outras ciências, além da Morfologia: Genética, Ecologia, Biogeografia etc. A Nova Sistemática busca determinar as verdadeiras relações entre as espécies, identificando graus de parentesco e afinidades de forma realista. Para isso, os estudos sistemáticos se baseiam em algumas hipóteses, sendo a mais fundamental aquela que indica a existência de extensas relações genéticas entre as várias espécies vegetais, estabelecendo-se uma relação direta de descendência entre os vários grupos ou táxons. 20 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Aceita-se que as espécies vegetais encontradas atualmente na biosfera são descendentes de espécies que viveram em épocas passadas, havendo um desenvolvimento gradativo, baseando-se na Teoria da Seleção Natural de Charles Darwin. Podemos definir que a Sistemática Vegetal é a área da Botânica responsável por agrupar as diversas espécies vegetais em sistemas que consideram, principalmente, diversas características anatômicas e morfológicas, sem esquecer as relações genéticas. É importante destacar que Sistemática e Taxonomia não são sinônimos: pode-se considerar, de forma simplificada, que a Taxonomia é a ciência dedicada a elaborar as regras da classificação, enquanto a Sistemática está envolvida, diretamente, com a classificação das espécies vegetais. Entre as atividades relacionadas aos estudos dos sistematas, pesquisadores da Sistemática, podemos destacar duas atividades principais: a classificação e a identificação das espécies vegetais. Pode-se entender a classificação como o processo de enquadrar determinada espécie em um sistema previamente definido. O sistema amplamente difundido e aceito atualmente é aquele que determina componentes hierárquicos de classificação, partindo do mais abrangente para o mais específico, na seguinte ordem: Reino, Filo (ou Divisão), Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. A identificação compreende a comparação e a determinação de uma espécie como igual ou semelhante a outras já identificadas e classificadas. Para a realização da identificação, comumente utiliza-se a bibliografia botânica disponível, assim como a consulta a pesquisadores-especialistas. 21© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Um terceiro processo, tão importante quanto a identificação e a classificação, é a nomeação de um táxon. Esse processo é baseado nas regras da nomenclatura botânica, que define as normas utilizadas para a elaboração e utilização dos nomes científicos. O uso correto dos nomes científicos é fundamental, pois esses nomes são utilizados como referência para a indicação de determinada espécie, fazendo a relação com toda a informação científica disponível sobre determinado táxon, como, por exemplo, uma espécie. Portanto, todas as regras que fundamentam a nomenclatura botânica têm um único objetivo: elaborar e aplicar adequadamente nomes científicos para os diferentes táxons existentes. Atualmente, o sistema de nomenclatura utilizado é a nomenclatura binomial, criada por Carl Linnaeus (1707-1778). Nessa nomenclatura, os nomes científicos são formados por duas palavras: a primeira define o gênero e a segunda, a espécie. A utilização dos nomes científicos é muito importante para os estudos da Sistemática, já que compõem sua unidade básica. Partindo-se da hipótese básica da Sistemática, de que as plantas possuem relações entre si e formam diferentes grupos ou categorias, iremos tratar dos maiores grupos vegetais, as Divisões. De acordo com as Regras Internacionais de Nomenclatura Botânica, a Divisão é a categoria mais abrangente dentro do Reino Vegetal e seu número varia de acordo com o sistema de classificação adotado. 22 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Neste material, será adotado o sistema de classificação mais usual, que apresenta as seguintes divisões: briófita, pteridófita, gimnosperma e angiosperma. As briófitas foram os primeiros organismos fotossinteti- zantes a ocupar o solo. São organismos delicados, de tamanho reduzido, chegando a poucos centímetros de comprimento. As principais características que diferem esse grupo são a ausência de vasos condutores, que resulta em seu pequeno tamanho, já que a água é transportada célula por célula; e na dependência da água para a fecundação, já que os gametas masculinos são flagelados e, para alcançar o gameta feminino (oosfera), precisam nadar. Sua fase predominante é o gametófito, isto é, a estrutura produtora de gametas, células reprodutivas que estão envolvidas por estruturas protetoras, o arquegônio e o anterídio, que evitam a dessecação. Nas briófitas existem três grandes grupos: os antóceros, as hepáticas e os musgos, reconhecidos por apresentarem estruturas simples e semelhantes às raízes, caule e folha das plantas superiores. As pteridófitas constituem o primeiro grupo evolutivo dos vegetais a possuir vasos condutores e raiz, caule e folhas verdadeiros. Por serem vasculares, podem crescer mais que as briófitas. Há espécies de pteridófitas que podem alcançar alguns metros de altura. Sua fase dominante é o esporófito, ou seja, a estrutura que contém os esporângios produtores de esporos. Seus gametas também estão protegidos nos arquegônios e anterídios. 23© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO A grande característica que distingue as pteridófitas das outras plantas vasculares é a ausência de sementes. Como exemplos clássicos de pteridófitas, podemos citar as cavalinhas, os licopódios, as selaginelas e as samambaias. As gimnospermas possuem em seu nome a principal característica que as diferenciam dos outros vegetais, pois gymno significa “nua”, e sperma significa “semente”. Elas são plantas vasculares bem desenvolvidas e que apresentam uma nova característica evolutiva, a presença das sementes, que carregam o embrião juntamente com uma quantidade de material nutritivo, dando maior durabilidade, viabilidade e sobrevivência aos descendentes. Nesse grupo podemos encontrar árvores como os pinheiros, sequoias e a araucária. As angiospermas formam o maior e mais diverso grupo vegetal na atualidade. Seus indivíduos são completos, formados por raiz, caule, folha, flor, fruto e semente. Do seu nome deriva sua característica diferencial em relação aos outros grupos, pois angio significa “bolsa”, ou seja, a semente é envolvida por uma estrutura protetora e que auxilia na dispersão das sementes, o fruto. Suas características morfológicas são extremamente diversificadas,englobando desde ervas, arbustos e árvores encontrados dos desertos até as florestas tropicais. A Sistemática e a Taxonomia são ciências relacionadas à identificação e classificação das espécies vegetais e os herbários auxiliam muito a realização de tais processos, além de apresentar uma finalidade pedagógica muito interessante. Mas o que é um herbário? Herbário é um local onde são armazenadas coleções de amostras botânicas. As amostras mais 24 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO simples e tradicionais são compostas de exsicatas, isto é, o ramo vegetal contendo estruturas reprodutivas devidamente seco, fixo em uma cartolina, identificado e arquivado. Além de ser um material básico para diversos tipos de pesquisas científicas, como o levantamento florístico de uma área ou o estudo de espécies medicinais, as exsicatas são importantes registros da localização de espécies vegetais. De maneira geral, podemos afirmar que os herbários apresentam diversas funções básicas, como armazenar amostras de espécies vegetais (exsicatas); fornecer algumas informações científicas confiáveis sobre as espécies vegetais; e atuar diretamente na sensibilização das pessoas, lançando subsídios básicos para a conscientização ambiental e, em consequência, da conservação do meio ambiente. Mas para abranger tantos objetivos e funções diferentes, um herbário precisa ser adequadamente estruturado. Algumas atividades são básicas e devem ser realizadas de maneira correta. Entre elas atividades podemos destacar a coleta de material botânico, a prensagem e a secagem desse material coletado, a montagem das exsicatas, a identificação das espécies coletadas e a conservação do acervo. A coleta de material botânico possui diferentes técnicas e equipamentos envolvidos, dependendo das espécies que serão coletadas e seus hábitos (arbóreo, arbustivo ou herbáceo). De maneira geral, o processo de coleta pode ser entendido como uma expedição a campo (uma área natural, um bosque ou uma praça de sua cidade) e a retirada de ramos, preferencialmente férteis, das espécies vegetais encontradas ou de interesse. Esse material coletado deve ser levado para um local onde será prensado e seco, de acordo com as possibilidades. A prensa 25© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO utilizada pode ser construída e ter diferentes aspectos, mas deve- se atender a um objetivo particular: prender os ramos coletados de modo que fiquem dispostos adequadamente para o processo de secagem. A secagem pode ser feita em estufas, que podem ser construídas, ou ao ar livre, desde que ao abrigo de umidade. O material botânico deve estar devidamente seco para a montagem das exsicatas. Ele será fixo em uma cartolina branca e, para isso, a maneira mais indicada é costurá-lo com muito cuidado na cartolina, quando seco. Uma ficha de identificação com informações pertinentes do coletor e da espécie coletada deverá ser colada na cartolina. Todas as exsicatas deverão ser arquivadas ou armazenadas em armários devidamente protegidos de insetos, fungos, larvas e ovos. Para isso, é recomendada uma limpeza anual em todos os armários, tomando cuidado para livrá-los de possíveis focos de contaminação, o que poderia prejudicar toda a sua coleção. O uso de naftalina para espantar insetos ainda é o mais usual e largamente empregado. Tome cuidado com a naftalina, já que ela é um produto químico! Além da coleção de exsicatas, um herbário pode apresentar outros tipos de coleção que irão enriquecer seu acervo, como uma carpoteca (coleção de frutos e sementes), uma xiloteca (coleção de madeiras), uma palinoteca (coleção de pólen) ou uma laminoteca (coleção de lâminas com cortes anatômicos). Essas coleções acessórias são interessantes, pois disponibilizam mais material para estudo, dando um ótimo suporte para os estudos botânicos. 26 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Com base nas características de um herbário, poderíamos concluir, equivocadamente, que este espaço possui apenas objetivos relacionados à pesquisa científica, pouco se relacionando com aspectos pedagógicos do ensino de Botânica. É fundamental que os futuros professores de Ciências e Biologia considerem a viabilidade da montagem e manutenção de um herbário escolar, pois, apesar de demandar algum esforço e dedicação, além de conhecimentos específicos, esta atividade proporciona um grande campo de atividades pedagógicas que, se bem exploradas pelos professores, trarão resultados significativos para o aprendizado dos alunos. Montando herbários escolares, mesmo que pequenos, os professores de Ciências e Biologia propiciam a aplicação prática de diversos conteúdos botânicos abordados nos currículos escolares, podendo trabalhar temas transversais, como os relacionados ao meio ambiente. Essa atividade possibilita maior contextualização do conhecimento científico, fato tão necessário para aumentar o interesse e a dedicação dos alunos para essa importante área de estudo e pesquisa da Biologia. Glossário de Conceitos O Glossário de Conceitos permite a você uma consulta rápida e precisa das definições conceituais, possibilitando-lhe um bom domínio dos termos técnico-científicos utilizados na área de conhecimento dos temas tratados na obra Fundamentos e Métodos do Ensino da Biologia Vegetal I. Veja, a seguir, a definição dos principais conceitos de acordo com Raven (2001): 1) Abiótico: relacionado ao que não é vivo. 27© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 2) Adaptação: característica morfológica, fisiológica ou comportamental, que proporciona melhor ajuste do organismo ao meio ambiente. 3) Adventícia: característica de uma estrutura que não se origina no local convencional, como raízes que crescem de folhas ou lateralmente em caules. 4) Alburno: parte de fora do caule tipo tronco, onde ocorre grande transporte de água. 5) Alternância de gerações: ciclo reprodutivo formado por duas fases – a fase haploide contém um número n de cromossomos e a fase diploide contém um número 2n de cromossomos. Presente na maioria dos vegetais. 6) Amido: um tipo de carboidrato; principal substância de reserva dos vegetais; insolúvel, é composto de mais de 1.000 unidades de glicose. 7) Amiloplasto: plastídio responsável por armazenar amido. 8) Androceu: palavra de origem grega, é formada pela união de andros (masculino) e oikos (casa); é o verticilo que contém os estames, onde estão localizados os gametas masculinos. 9) Angiosperma: resultado da união das palavras angeion (urna) e sperma (semente); atualmente, é o maior grupo vegetal composto de espécies cuja semente se encontra no interior do fruto. 10) Antera: parte do estame onde se localizam os grãos de pólen. 11) Anterídio: órgão onde são produzidos os gametas masculinos de alguns grupos vegetais. 28 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 12) Anterozoide: gameta masculino móvel; ocorre principalmente nas briófitas e pteridófitas, além de algas e fungos. 13) Anthophyta: outra designação para o grupo das angiospermas. 14) Aquênio: tipo de fruto seco indeiscente. 15) Arbusto: planta lenhosa de pequeno ou médio porte, com ramificações a partir do nível do solo. 16) Arquegônio: órgão onde é produzido o gameta feminino de alguns grupos vegetais. 17) Árvore: planta lenhosa perene de médio ou grande porte que possui apenas um grande e desenvolvido eixo caulinar. 18) Autótrofo: palavra de origem grega, resultado da união entre autos (próprio) e trophos (alimentar-se); organismo capaz de produzir substâncias nutritivas, utilizando-se de substâncias inorgânicas. Também pode ser chamado de produtor. 19) Baga: fruto carnoso, normalmente indeiscente (que não se abre espontaneamente), contendo um grande númerode sementes. 20) Bainha: tipo de base de uma folha que envolve o caule. 21) Biótico: que é relacionado à vida. 22) Bráctea: estruturas na forma de folhas, com a função de proteção da flor ou inflorescência. 23) Briófitas: designação geral do grupo de plantas avasculares; também especifica um filo de plantas avasculares conhecidas popularmente como musgos. 24) Bulbo: um tipo de caule subterrâneo armazenador. 25) Cálice: verticilo floral mais externo, composto pelas sépalas. 29© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 26) Cápsula: um tipo de fruto seco deiscente; esporângio das briófitas. 27) Cariopse: um tipo de fruto seco indeiscente. 28) Carpelo: parte formadora do gineceu. Cada carpelo encerra um ou mais óvulos que, quando fundidos, formam o gineceu. 29) Caule: parte básica do corpo vegetal, localizada, geralmente, acima do nível do solo. Tem como função o suporte e o posicionamento das folhas. 30) Célula: unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos. 31) Célula companheira: célula parenquimática ligada ao floema das angiospermas. 32) Célula crivada: elemento encontrado no floema das gimnospermas. É pouco especializado, destinado ao transporte de substâncias elaboradas na fotossíntese. 33) Célula parenquimática: tipo celular mais comum nos vegetais que desempenham várias funções, de acordo com sua especialização. 34) Célula somática: todas as células que compõem um organismo e que não estejam diretamente relacionadas à reprodução. 35) Células-guarda: par de células que margeiam o estômato; estão relacionadas ao mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos. 36) Celulose: tipo de carboidrato muito comum nas plantas, responsável pela formação das paredes celulares e importante constituinte de tecidos resistentes dos vegetais. 30 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 37) Ciclo de vida: todas as fases do crescimento e desenvolvimento de um organismo, passando pela sua reprodução. 38) Clorênquima: células que contêm cloroplastos; responsáveis por parte da realização da fotossíntese. 39) Clorofila: pigmento verde receptor de luz solar. 40) Cloroplasto: tipo de plastídio rico em clorofila; sede da fotossíntese. 41) Coevolução: evolução de duas espécies intimamente relacionadas, na qual uma espécie exerce forte pressão seletiva na outra. 42) Coifa: massa celular que protege o ápice da raiz e seu tecido meristemático. 43) Colênquima: tecido de sustentação encontrado em tecidos primários de caules e algumas folhas. 44) Conífera: designação das árvores em forma de cone (gimnospermas). 45) Corola: verticilo floral formado pelas pétalas. 46) Cotilédone: tipo de folha modificada que acumula reservas nutritivas para o embrião. 47) Crescimento primário: originado no meristema apical, é relacionado com o desenvolvimento em comprimento dos vegetais. 48) Crescimento secundário: originado de meristemas secundários, realiza o crescimento em espessura dos vegetais. 49) Cromoplasto: plastídio que contém pigmentos diferentes da clorofila, geralmente caroteoides amarelos e alaranjados. 31© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 50) Cutícula: camada protetora contra a dessecação, presente na epiderme das plantas; é composta de cera e cutina, uma substância lipídica. 51) Decídua: planta que perde suas folhas em determinada estação do ano. 52) Decompositores: organismos que decompõem a matéria orgânica morta; bactérias, fungos, pequenos vermes etc. 53) Deiscência: abertura de uma estrutura vegetal (fruto, antera) com a intenção de liberar seu conteúdo. 54) Dicotiledônea: grupo de espécies das angiospermas, caracterizado por possuir dois cotilédones em sua semente. 55) Dioico: os órgãos masculinos e femininos que são encontrados em indivíduos distintos da mesma espécie. 56) Dominância apical: domínio exercido pela gema apical sobre as gemas axilares, evitando seu desenvolvimento. 57) Drupa: tipo de fruto carnoso contendo uma semente. Exemplo: azeitona. 58) Embrião: planta jovem encontrada no interior da semente, antes da germinação. 59) Embriófita: inclui todas as plantas que produzem embriões – plantas vasculares e avasculares; alguns autores utilizam como sinônimo de “plantas”. 60) Endosperma: tecido acumulador de reservas encontrado na semente. 61) Enxertia: processo de reprodução assexuada, realizada por meio de ramos ou folhas de um indivíduo, que se transformam em um indivíduo completo pela ação de tecidos meristemáticos. 32 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 62) Epífita: organismo que cresce sobre outro, mas não o parasita. 63) Erva: planta produtora de flores, não lenhosa e que possui um período de vida relativamente curto. 64) Esclerênquima: tecido de sustentação e resistência formado por células de esclerênquima, incluindo fibras e esclereídes. 65) Espermatófita: plantas que produzem sementes; fanerógamas. 66) Esporângio: estrutura produtora de esporos. 67) Esporo: célula reprodutiva capaz de originar outro indivíduo sem ocorrer a fusão com outra célula, como ocorre nos gametas. 68) Esporofilo: folha modificada onde se localizam os esporângios; estames ou carpelos das gimnospermas ou estruturas semelhantes. 69) Esporófito: indivíduo que produz esporos. 70) Estame: órgão da flor que produz o grão de pólen; o conjunto de estames forma o androceu. 71) Estigma: estrutura situada no ápice do carpelo, composta por uma superfície receptiva para o grão de pólen. 72) Estolho: também conhecido como estolão; tipo de caule rastejante. 73) Estômato: pequena abertura na epiderme da planta, responsável pelas trocas gasosas. 74) Etileno: tipo de fitormônio gasoso que participa do processo de amadurecimento dos frutos. 75) Filogenia: relação entre as espécies, baseada na evolução e história do desenvolvimento. 33© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 76) Filotaxia: modo de disposição das folhas no caule. 77) Fronde: designação para uma folha grande e dividida como a da samambaia. 78) Gameta: célula reprodutiva com quantidade n de cromossomos. 79) Gametângio: estrutura formadora de gametas. 80) Gametófito: indivíduo (fase n) produtor de gametas; onde está localizado o gametângio. 81) Gema: estrutura formada por meristemas em início de desenvolvimento. 82) Gimnosperma: grupo vegetal que produz sementes expostas, não encerradas no interior do fruto. 83) Gineceu: conjunto de carpelos (órgão reprodutor feminino). 84) Grão de pólen: gametófito masculino. 85) Hidrófita: planta que vive em local com abundante quantidade de água ou parcialmente imersa. 86) Húmus: matéria orgânica decomposta. 87) Lenho: especificação do xilema secundário. 88) Liana: designação de espécies de plantas trepadeiras de grande porte e lenhosas. 89) Magnolídeas: angiospermas primitivas ancestrais das mono e dicotiledôneas. 90) Mesofilo: tecido parenquimático das folhas, rico em cloroplastos. 91) Monocotiledônea: uma das classes das angiospermas caracterizada pela presença de apenas um cotilédone em sua semente. 92) Monofilético: grupo de espécie (taxón) descendente de um único ancestral. 34 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 93) Monoico: espécie vegetal que possui flores com órgãos masculinos e femininos no mesmo indivíduo. 94) Nectário: região da planta responsável por produzir e fornecer néctar. Localiza-se próximo das flores ou até no interior delas. 95) Oosfera: gameta feminino. 96) Organismo: todo e qualquer ser vivo. 97) Partenocarpia: desenvolvimento de fruto sem fecundação do óvulo; consequentemente, esse fruto não possui semente. 98) Pigmento: substância absorvente de luz em faixas específicas, conferindo cores às partes vegetais. 99) Plântula: indivíduovegetal jovem, sem definição muito clara. 100) Polifilético: grupo de espécies (táxon) que tem mais de um ancestral, comum ou não a todos os integrantes. 101) Polinização: transferência do pólen da antera para o estigma. 102) Pressão de turgor: força resultante da entrada de água na célula. 103) Protoplasma: termo que se refere ao conteúdo vivo da célula. 104) Relógio biológico: sistema de marcação do tempo que organiza o ritmo biológico dos seres vivos. 105) Síntese: formação de substâncias complexas a partir de substâncias simples. 106) Talófita: termo pouco usado para especificar algas e fungos. 35© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO 107) Táxon: termo geral utilizado para as categorias taxonômicas – espécie, classe, ordem ou filo. 108) Totipotente: característica da célula capaz de gerar vários tipos celulares diferentes. 109) Traqueófita: sinônimo de planta vascular. 110) Tricoma: formações da epiderme na forma de pelo. Esquema dos Conceitos-chave Para que você tenha uma visão geral dos conceitos mais importantes deste estudo, apresentamos, a seguir (Figura 1), um Esquema dos Conceitos-chave. O mais aconselhável é que você mesmo faça o seu esquema de conceitos-chave ou até mesmo o seu mapa mental. Esse exercício é uma forma de você construir o seu conhecimento, ressignificando as informações a partir de suas próprias percepções. É importante ressaltar que o propósito desse Esquema dos Conceitos-chave é representar, de maneira gráfica, as relações entre os conceitos por meio de palavras-chave, partindo dos mais complexos para os mais simples. Esse recurso pode auxiliar você na ordenação e na sequenciação hierarquizada dos conteúdos de ensino. Com base na teoria de aprendizagem significativa, entende-se que, por meio da organização das ideias e dos princípios em esque- mas e mapas mentais, o indivíduo pode construir o seu conheci- mento de maneira mais produtiva e obter, assim, ganhos pedagógi- cos significativos no seu processo de ensino e aprendizagem. Aplicado a diversas áreas do ensino e da aprendizagem escolar (tais como planejamentos de currículo, sistemas e pesquisas em Educação), o Esquema dos Conceitos-chave 36 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO baseia-se, ainda, na ideia fundamental da Psicologia Cognitiva de Ausubel, que estabelece que a aprendizagem ocorre pela assimilação de novos conceitos e de proposições na estrutura cognitiva do aluno. Assim, novas ideias e informações são aprendidas, uma vez que existem pontos de ancoragem. Tem-se de destacar que "aprendizagem" não significa, apenas, realizar acréscimos na estrutura cognitiva do aluno; é preciso, sobretudo, estabelecer modificações para que ela se configure como uma aprendizagem significativa. Para isso, é importante considerar as entradas de conhecimento e organizar bem os materiais de aprendizagem. Além disso, as novas ideias e os novos conceitos devem ser potencialmente significativos para o aluno, uma vez que, ao fixar esses conceitos nas suas já existentes estruturas cognitivas, outros serão também relembrados. Nessa perspectiva, partindo-se do pressuposto de que é você o principal agente da construção do próprio conhecimento, por meio de sua predisposição afetiva e de suas motivações internas e externas, o Esquema dos Conceitos-chave tem por objetivo tornar significativa a sua aprendizagem, transformando o seu conhecimento sistematizado em conteúdo curricular, ou seja, estabelecendo uma relação entre aquilo que você acabou de conhecer com o que já fazia parte do seu conhecimento de mundo (adaptado do site disponível em: <http://penta2.ufrgs. br/edutools/mapasconceituais/utilizamapasconceituais.html>. Acesso em: 11 mar. 2010). 37© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Figura 1 Esquema dos Conceitos-chave de Fundamentos e Métodos do Ensino da Biologia Vegetal I. Como você pode observar, esse Esquema dá a você, como dissemos anteriormente, uma visão geral dos conceitos mais importantes deste estudo. Ao segui-lo, você poderá transitar entre um e outro conceito e descobrir o caminho para construir o seu processo de ensino-aprendizagem. Podemos perceber que os grandes eixos do estudo da Botânica analisados neste material estão interligados, havendo uma dependência mútua entre seus componentes. Por exemplo, os diferentes tipos de tecidos vegetais foram os vários órgãos da planta que, por sua vez, por meio da sua morfologia, irão influenciar a sua identificação e classificação, cujos exemplares podem compor o acervo de diferentes herbários. O Esquema dos Conceitos-chave é mais um dos recursos de aprendizagem que vem se somar àqueles disponíveis no ambiente virtual, por meio de suas ferramentas interativas, bem como àqueles relacionados às atividades didático-pedagógicas realizadas presencialmente no polo. Lembre-se de que você, aluno EaD, deve valer-se da sua autonomia na construção de seu próprio conhecimento. 38 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Questões Autoavaliativas No final de cada unidade, você encontrará algumas questões autoavaliativas sobre os conteúdos ali tratados, as quais podem ser de múltipla escolha, abertas objetivas ou abertas dissertativas. Responder, discutir e comentar essas questões, bem como relacioná-las com a prática do ensino de Biologia Vegetal pode ser uma forma de você avaliar o seu conhecimento. Assim, mediante a resolução de questões pertinentes ao assunto tratado, você estará se preparando para a avaliação final, que será dissertativa. Além disso, essa é uma maneira privilegiada de você testar seus conhecimentos e adquirir uma formação sólida para a sua prática profissional. Você encontrará, ainda, no final de cada unidade, um gabarito que lhe permitirá conferir as suas respostas sobre as questões autoavaliativas de múltipla escolha ou dissertativas. As questões de múltipla escolha são as que têm como res- posta apenas uma alternativa correta. Por sua vez, entendem-se por questões abertas objetivas as que se referem aos conteú- dos matemáticos ou àqueles que exigem uma resposta determi- nada, inalterada. Já as questões abertas dissertativas obtêm por resposta uma interpretação pessoal sobre o tema tratado; por isso, normalmente, não há nada relacionado a elas no item Gabarito. Você pode comentar suas respostas com o seu tutor ou com seus colegas de turma. Bibliografia Básica É fundamental que você use a Bibliografia Básica em seus estudos, mas não se prenda só a ela. Consulte, também, as bibliografias apresentadas no Plano de Ensino e no item Orientações para o estudo da unidade. 39© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Figuras (ilustrações, quadros...) Neste material instrucional, as ilustrações fazem parte integrante dos conteúdos, ou seja, elas não são meramente ilustrativas, pois esquematizam e resumem conteúdos explicitados no texto. Não deixe de observar a relação dessas figuras com os conteúdos estudados, pois relacionar aquilo que está no campo visual com o conceitual faz parte de uma boa formação intelectual. Dicas (motivacionais) O estudo deste conteúdo convida você a olhar, de forma mais apurada, a Educação como processo de emancipação do ser humano. É importante que você se atente às explicações teóricas, práticas e científicas que estão presentes nos meios de comunicação, bem como partilhe suas descobertas com seus colegas, pois, ao compartilhar com outras pessoas aquilo que você observa, permite-se descobrir algo que ainda não se conhece, aprendendo a ver e a notar o que não havia sido percebido antes. Observar é, portanto, uma capacidade que nos impele à maturidade. Você, como aluno do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas na modalidade EaD, necessita de uma formaçãoconceitual sólida e consistente. Para isso, você contará com a ajuda do tutor a distância, do tutor presencial e, sobretudo, da interação com seus colegas. Sugerimos, pois, que organize bem o seu tempo e realize as atividades nas datas estipuladas. É importante, ainda, que você anote as suas reflexões em seu caderno ou no Bloco de Anotações, pois, no futuro, elas poderão ser utilizadas na elaboração de sua monografia ou de produções científicas. 40 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I CADERNO DE REFERÊNCIA DE CONTEÚDO Leia os livros da bibliografia indicada, para que você amplie seus horizontes teóricos. Coteje-os com o material didático, discuta a unidade com seus colegas e com o tutor e assista às videoaulas. No final de cada unidade, você encontrará algumas questões autoavaliativas, que são importantes para a sua análise sobre os conteúdos desenvolvidos e para saber se estes foram significativos para sua formação. Indague, reflita, conteste e construa resenhas, pois esses procedimentos serão importantes para o seu amadurecimento intelectual. Lembre-se de que o segredo do sucesso em um curso na modalidade a distância é participar, ou seja, interagir, procurando sempre cooperar e colaborar com seus colegas e tutores. Caso precise de auxílio sobre algum assunto relacionado a esta obra, entre em contato com seu tutor. Ele estará pronto para ajudar você. 3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARRAHER, D. Educação Tradicional e Educação Moderna. In: CARRAHER, T. N. (Org.). Aprender pensando: contribuições da psicologia cognitiva para a educação. Petrópolis: Vozes, 1986. RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia Vegetal. Tradução de Ana Paula P. Costa. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. 4. E-REFERÊNCIA SANO, P. T. Propostas para o ensino de Botânica – Manual do Curso para Atualização de Professores dos Ensinos Fundamental e Médio. São Paulo: IB/USP, 2004. Disponível em: <http://felix.ib.usp.br/Apostila_PEB.pdf>. Acesso em: 25 ago. 2015. 41 UNIDADE 1 ANATOMIA VEGETAL 1. OBJETIVOS • Entender a complexidade estrutural dos organismos vegetais por meio do estudo das células. • Abordar aspectos gerais da funcionalidade dos organismos vegetais por meio do estudo dos tecidos. • Analisar algumas especializações dos tecidos vegetais. • Conhecer algumas estratégias e metodologias no ensino de Anatomia Vegetal. 2. CONTEÚDOS • A célula vegetal e suas organelas. • Tecidos vegetais. • Métodos de ensino de Anatomia Vegetal. 3. ORIENTAÇÕES PARA O ESTUDO DA UNIDADE Antes de iniciar o estudo desta unidade, é importante que você leia as orientações a seguir: 1) Para que seu processo de aprendizagem seja satisfatório, busque respostas para todas as suas dúvidas, seja no Glossário de Conceitos, seja em outras 42 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL fontes, tais como os livros técnicos e teóricos sugeridos na bibliografia, sites confiáveis e também com seus tutores, que estarão sempre dispostos a auxiliá-lo em qualquer momento. 2) Durante os estudos, quando encontrar algum esquema, filme, animação, texto complementar ou qualquer outro tipo de informação interessante sobre nosso universo de estudo, disponibilize-o na Sala de Aula Virtual (SAV), com a devida referência. Compartilhar informações e construir conhecimento são as peças- chave para o aprendizado colaborativo. 3) Esta unidade, bem como todo o material, não tem o objetivo de esgotar o tema tratado. É importante que você leia as obras recomendadas no Tópico Referências Bibliográficas e também acesse os sites indicados. Eles contêm um rico material complementar, com muitas imagens, animações e esquemas. 4) Acesse as animações disponibilizadas em nosso material. Elas são um ótimo complemento, com muitas informações extras. 5) Para conhecer mais sobre a Teoria da Endossimbiose, um dos temas abordados nesta unidade, procure sites confiáveis, como, por exemplo, o Simbiótica e o Seara da Ciência. Leia também, no Tópico 14, o texto complementar “Nadando contra a corrente”, da Dra. Lynn Margulis. 43© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL 4. INTRODUÇÃO À UNIDADE Olá! A partir de agora iniciamos, efetivamente, nossos estudos sobre a Biologia Vegetal. Como você já pôde observar no Esquema dos Conceitos- -chave apresentado, nossa obra está estruturada em um cres- cente organizacional de complexidade. Então, como primeira etapa, estudaremos o corpo vegetal e compreenderemos sua formação e estrutura, alvo de análise da Anatomia Vegetal. A Anatomia Vegetal é um ramo da Botânica que trata da morfologia externa e interna das plantas, dedicando-se a estudar a formação e organização das células, tecidos, órgãos e, finalmente, de um indivíduo vegetal (CUTTER, 2002). Como ciência, ela é compreendida como algo estático, como se nesse campo não houvessem muitas modificações ou novas descobertas a serem feitas, porém engana-se aquele que tem esse pensamento. Como ciência de base, seus conceitos são constantemente revistos e aplicados em novas situações. Por exemplo, podemos utilizar as informações anatômicas de um vegetal como ferramenta para estudos ecológicos, já que as plantas respondem ativamente aos estímulos ambientais e econômicos quando aplicamos seus conhecimentos na produção agrícola. Vamos iniciar nosso estudo pela célula, a unidade básica dos vegetais, assim como de todos os outros seres vivos, exceto dos vírus, destacando suas principais características e organelas que as diferenciam das células animais. Após esta primeira parte, veremos que as células se diferenciam em vários tipos e se unem para formar os tecidos, 44 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL que possuem uma função específica. Por fim, esses tecidos se reúnem e formam os órgãos, partes da planta que realizam determinadas atividades necessárias para a manutenção do organismo. Por meio do estudo desta unidade, perceberemos que, apesar da grande diversidade de tamanhos e formas, todos os vegetais são baseados em um mesmo plano funcional. Embora sejam muito diferentes em sua aparência e complexidade, e cada um tenha as suas próprias adaptações, eles realizam basicamente os mesmos processos funcionais e têm a mesma organização celular e tecidual (RAVEN, 2001). Então, vamos iniciar nossa caminhada pelo mundo vegetal? Lembre-se de não deixar dúvidas para depois, consultando sempre a bibliografia sugerida, seus professores e tutores. Bons estudos! 5. A CÉLULA VEGETAL Para iniciarmos nossos estudos sobre as plantas, é fundamental compreendermos sua unidade básica estrutural e funcional: a célula. Cada célula funciona como uma pequena fábrica, obtendo substâncias do ambiente, transformando-as em compostos necessários ao funcionamento e desenvolvimento da planta, utilizando e acumulando energia proveniente do sol. Cada atividade envolvida no metabolismo vegetal atua de maneira sincronizada e organizada, por meio das organelas presentes no interior de cada célula (RAVEN, 2001). 45© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL Mas antes de descobrirmos o interior da célula vegetal, você sabe como as células foram descobertas? Segundo Raven (2001), o primeiro a utilizar o termo célula foi o botânico inglês Robert Hooke, em 1665, ao observar um pedaço de cortiça em um microscópio primitivo. Como a cortiça é um tecido morto e não contém protoplasma, ou seja, o conteúdo das células (citoplasma e núcleo), Hooke visualizou apenas pequenas cavidades separadas pelas paredes celulares que formavam uma estrutura na forma de um favo de mel (Figura 1). Figura 1 Tecido vegetal observado por Robert Hooke em 1665. 46 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL Somente em 1838 houve a constatação, pelo botânico alemão MathiasSchleiden, de que todos os tecidos vegetais são formados por células. No ano seguinte, a mesma afirmação foi feita pelo zoólogo Theodor Schwann para os tecidos animais. Com o avanço tecnológico e o aprimoramento de técnicas de estudo e equipamentos, foram possíveis novas descobertas sobre o mundo microscópico. Um novo olhar foi lançado para a formação dos organismos e para o interior da célula, até alcançarmos os conceitos atuais, que, ao contrário do que muitos pensam, não estão encerrados em si mesmos, isto é, novas descobertas estão sendo realizadas com frequência. Não há "verdades absolutas". Hoje, sabemos que as plantas são organismos multicelulares, constituídos por milhões de células eucarióticas que, de forma geral, apresentam a mesma estrutura básica de organização. É importante lembrar que alguns tipos celulares apresentam modificações e/ou especializações essenciais, que serão tratadas em breve (RAVEN, 2001). Observe, na Figura 2, o esquema geral de uma célula vegetal. 47© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL Figura 2 Esquema geral de uma célula vegetal. Acompanhe o texto a seguir, no qual compreenderemos o que são células procarióticas (ou procariontes) e células eucarióticas (ou eucariontes) e suas diferenças. Células procarióticas e eucarióticas ––––––––––––––––––– As células procariontes se caracterizam pela pobreza da membrana plasmática. Ao contrário dos eucariontes, não possuem uma membrana envolvendo os cromossomos, separando-os do citoplasma. Os seres vivos que são constituídos por estas células são denominados procariotas, compreendendo principalmente as bactérias, e algumas algas (cianofíceas e algas azuis), que também são consideradas bactérias. As células procariontes não se dividem por mitose e seus filamentos de DNA não sofrem o processo de condensação que leva à formação de cromossomos visíveis ao microscópio óptico, durante a divisão celular. Em alguns casos, a membrana plasmática se invagina e se enrola, formando estruturas denominadas mesossomos. 48 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL Diferente das células eucariontes, os procariontes não possuem um citoesqueleto (responsável pelo movimento e forma das células). A forma simples das células procariontes, que em geral é esférica ou em bastonete, é mantida pela parede extracelular, sintetizada no citoplasma e agregada à superfície externa da membrana celular. A célula eucariótica possui três componentes principais: o núcleo, que constitui um compartimento limitado por um envoltório nuclear; o citoplasma, outro compartimento envolvido por membrana plasmática; e a membrana plasmática e suas diferenciações. Existe grande variabilidade na forma das células eucarióticas. Geralmente o que determina a forma de uma célula é sua função específica. Outros determinantes da forma de uma célula podem ser o citoesqueleto presente em seu citoplasma, a ação mecânica exercida por células adjacentes e a rigidez da membrana plasmática. As células eucariontes são usualmente maiores e estruturalmente complexas. As organelas presentes no citoplasma possuem papéis específicos definidos por reações químicas. A presença ou ausência de determinadas organelas definirá se a célula é vegetal ou animal (PORTAL SÃO FRANCISCO, 2011). –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Agora, por meio de um breve resumo, conheceremos as organelas das células vegetais, segundo Raven (2001) e Cutter (2002). Parede celular A presença da parede celular é uma das principais características da célula vegetal que a difere das células animais. Devido à sua rigidez, a parede celular limita o tamanho (volume) e a forma da célula, muitas vezes contribuindo para o formato dos tecidos e órgãos da planta. A parede celular contribui para a sustentação dos tecidos e também é importante na defesa contra agentes infecciosos, como fungos e bactérias. 49© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL Alguns autores consideram a parede celular apenas um envoltório de tecido morto, enquanto outros afirmam que essa organela é parte integrante da célula vegetal, com funções essenciais, como absorção, transporte e secreção de diversas substâncias. Bioquimicamente, a parede celular é composta de um polissacarídeo, isto é, uma longa cadeia formada por moléculas de açúcar (glicose), conhecida como “celulose”, além de outros componentes, como a hemicelulose, compostos pécticos, lignina, suberina, cutina, ceras, entre outros. As paredes celulares são muito importantes para o homem, pois elas são utilizadas na forma de madeira, fibras, alimentos e matéria-prima para diversos produtos industrializados. Ecologicamente, a parede celular pode ser considerada a maior reserva de carbono orgânico dos ecossistemas, e suas substâncias componentes fazem parte do húmus do solo. Membrana plasmática Todas as células são limitadas por uma membrana que as separa do meio externo: a membrana plasmática, também chamada de membrana celular. Devido a uma propriedade chamada permeabilidade seletiva, essa membrana permite que a célula absorva ou exclua determinadas substâncias, de acordo com suas necessidades. Por causa dessas propriedades, muitos autores consideram a membrana celular uma das mais importantes organelas celulares. O modelo básico de todas as membranas celulares é fundamentado no modelo do mosaico fluido, em que, essencialmente, as membranas constituem-se de uma 50 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL bicamada de fosfolipídeos com proteínas imersas, em constante movimento. Dentre as principais funções das membranas plasmáticas, podemos citar: • mediar o transporte de substâncias entre o interior e o exterior das células; • coordenar a síntese das fibras de celulose que formarão a parede celular; • receber e transmitir sinais hormonais e ambientais que atuam no crescimento e na diferenciação celular. A próxima estrutura celular – o núcleo – exerce funções importantíssimas. Vamos conhecê-las? Núcleo O núcleo de uma célula desempenha duas funções extremamente importantes: • controla a síntese proteica e, consequentemente, as atividades que são realizadas pela célula; • armazena as informações genéticas do indivíduo. Vale destacar que a célula vegetal possui duas organelas que contêm carga genética própria: a mitocôndria e os cloroplastos. Por esse motivo, elas são denominadas organelas semiautônomas. Por ser uma célula eucariótica, o núcleo das células vegetais é revestido por um envoltório nuclear que mantém os cromossomos unidos. É interessante refletir, a título de curiosidade, que cada espécie possui um número de cromossomos característico em 51© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA VEGETAL I UNIDADE 1 – ANATOMIA VEGETAL suas células somáticas, e entre os vegetais esse número pode variar bastante. Algumas espécies de ervas anuais podem ter quatro ou dez cromossomos. A couve possui 18, o trigo, 42 e uma espécie de pteridófita, 1.250 cromossomos! Plastídios Os plastídios, juntamente com a parede celular e o vacúolo, são organelas características de células vegetais. Desempenham funções relacionadas aos processos de fotossíntese e armazenamento de substâncias, como os pigmentos vegetais. Vamos conferir as principais características dos três tipos de plastídios? Cloroplasto Os cloroplastos são os responsáveis pela realização da fotossíntese, pois contêm, entre outros pigmentos (carotenoides), as clorofilas, que são as receptoras da energia luminosa do sol que dão a cor verde aos vegetais. Possuem um formato discoide e são muito numerosos na célula vegetal: uma única célula pode conter entre 40 a 50 cloroplastos, e um milímetro quadrado de folha, 500.000! O sistema de membrana interna, tilacoide, é bem desenvolvido. Uma pilha de tilacoides forma um granum,
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