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Exercício 4 – Botânica – Características células e tecidos vegetais 1) Definição no dicionário: designação do grupo de seres vivos eucarióticos, pluricelulares,autotróficos e fo tossintéticos, com tecidos diferenciados e parede celular de natureza celulósica. As plantas, também chamadas de vegetais, são seres vivos, já que nascem, crescem e morrem. Além disso, possuem capacidade de reprodução, ou seja: de dar origem a novas plantas. Algumas plantas nascem naturalmente, pois suas sementes são levadas para outros lugares pelo vento, pela água das chuvas, ou mesmo junto com alguns animais. Outras plantas nascem porque o ser humano planta, seja em jardins, hortas ou em grandes áreas. Nesses casos, falamos que elas são cultivadas. Algumas plantas são capazes de produzir seu próprio alimento, por meio de um processo chamado fotossíntese. Algumas partes das plantas são: Folhas: responsáveis pela transpiração, respiração e alimentação das plantas. Flores: responsáveis pela formação do fruto e da semente. Frutos: responsáveis pela proteção da semente. Sementes: responsáveis pelo nascimento de novas plantas. Caule: responsável pela sustentação da planta e por levar água e sais minerais da raiz para as outras partes dela. Raiz: responsável pela retirada de água e sais minerais do solo para a planta, e pela sustentação dela. * Mas vale lembrar que nem todas as plantas possuem todas essas estruturas. 2) As células vegetais constituem o organismo das plantas Estruturas únicas das células vegetais: Parece celular: a parede das células vegetais é uma parte essencial delas, além de ser um elemento diferenciador em relação às células animais. É uma estrutura relativamente rígida que está localizada externamente à membrana plasmática, restringe o tamanho da célula e impede sua ruptura no momento em que ocorre a entrada de água, além disso, ela também atua na defesa contra organismos patogênicos. Portanto, tem funções de proteção e sustentação. Embora seja formada por celulose, há casos em que se apresenta impregnada com uma substância mais rígida, a lignina, que funciona como um reforço nas paredes celulares. A lignina é encontrada em paredes de células do esclerênquima e xilema, por exemplo. Isso ocorre em muitas células componentes da madeira do tronco das árvores. Além da parede celular, as células vegetais caracterizam-se pela presença de orgânulos chamados plastos (ou plastídios) e pela existência de grandes vacúolos. Os plastídios apresentam genoma próprio e capacidade de se autoduplicar, o que sugere que essas estruturas surgiram por endossimbiose. Eles são classificados em três tipos básicos: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos. Cloroplastos: são os plastídios mais conhecidos e também os mais complexos. Estão relacionados com a fotossíntese e contêm como pigmento principal a clorofila. Eles apresentam formato discoide, dupla membrana e, em seu interior, uma complexa rede de membranas formada por sacos achatados denominados de tilacoides. Cromoplastos: armazenam principalmente carotenoides, pigmentos responsáveis pela coloração que vai do amarelo ao vermelho. Essa organela é encontrada em maior quantidade nas partes coloridas das plantas. http://brasilescola.uol.com.br/biologia/esclerenquima.htm http://brasilescola.uol.com.br/biologia/xilema-floema.htm http://www.brasilescola.com/biologia/plastos.htm http://brasilescola.uol.com.br/biologia/teoria-endossimbiotica.htm http://www.brasilescola.com/biologia/cloroplastos.htm http://www.brasilescola.com/biologia/fotossintese.htm Leucoplastos: são plastídios que não possuem nenhum pigmento, mas armazenam substâncias. Eles recebem nomes diferentes de acordo com a substância armazenada. Aqueles que armazenam amido, por exemplo, são chamados de amiloplastos, e aqueles que armazenam proteínas são chamados de proteinoplastos. Vacúolo de suco celular O vacúolo de suco celular é uma estrutura típica da célula vegetal que atua em diversas atividades da célula, garantindo, por exemplo, o acúmulo de substâncias, a manutenção do pH, a digestão de componentes celulares, a degradação de macromoléculas, a manutenção da rigidez dos tecidos, o controle osmótico, entre outras funções. Essa estrutura é delimitada por uma membrana denominada de tonoplasto e apresenta em seu interior suco celular. 3) Após a fecundação, a célula ovo ou zigoto sofre diversas divisões até resultar no embrião. Inicialmente todas as células se dividem, porém com o desenvolvimento da planta a função de “se dividir para promover o crescimento” vai ficando restrita à um determinado grupo de células. Quando o vegetal atinge a fase adulta, ele ainda apresenta células embrionárias (capazes de se dividir e se multiplicar para continuar o processo de crescimento). Esses tecidos responsáveis pelo desenvolvimento do vegetal são os meristemas. São compostos de células indiferenciadas que se dividem continuamente, são as células meristemáticas. Existem dois tipos de meristemas, se considerarmos a origem deles: Meristema Primário Este meristema tem como função promover o crescimento longitudinal (altura). É este tecido que aparece primeiro na extremidade da radícula e nos cotilédones da semente, denominando-se também meristema apical (quando leva-se em consideração a posição que ocupa no vegetal). A http://www.brasilescola.com/biologia/vacuolos.htm http://www.infoescola.com/histologia/meristema-primario/ http://www.infoescola.com/plantas/cotiledone/ http://www.infoescola.com/plantas/semente/ atividade deste meristema leva à formação do tecido primário ou corpo primário da planta. Meristema Secundário Este promove um crescimento latitudinal (largura, espessura) a partir do tecido primário (produto do meristema primário). São meristemas secundários: câmbio vascular (centro da raiz ou do caule) e felogênio (periferia da raiz ou do caule). Também conhecidos como meristemas laterais, quando a posição que ocupa no vegetal é levada em conta. As células deste meristema se dividem periclinalmente e com isso vão adicionando camadas e mais camadas, aumentando o diâmetro do vegetal. Sempre se sobrepondo aos tecidos já existentes. Resultando no corpo ou tecido secundário. O câmbio aumenta a quantidade de tecidos vasculares e o felogênio originará a epiderme da planta. As dicotiledôneas anuais de pequeno porte assim como a maioria das monocotiledôneas, iniciam e finalizam seu ciclo vital formando apenas a estrutura primária. Em contrapartida, a maioria das dicotiledôneas e também as gimnospermas apresenta um crescimento secundário. 4) As plantas, assim como os animais, possuem um tecido denominado epiderme que envolve o seu corpo. A epiderme vegetal, que é a camada de células mais externa do corpo primário da planta, recobre flores, frutos, sementes, folhas, caules e raízes e permanece até ser substituída pela periderme em plantas que possuem crescimento secundário. Além da função de revestimento, a epiderme protege o http://www.infoescola.com/histologia/meristema-secundario/ http://www.infoescola.com/histologia/felogenio/ http://www.infoescola.com/plantas/monocotiledoneas/ http://www.infoescola.com/biologia/gimnospermas/ http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/08/meristema-secundario.jpg vegetal contra agentes causadores de doenças e choques mecânicos. Em virtude de estruturas presentes nesse tecido, podemos afirmar que ele possui funções como: trocas gasosas, absorção de água e sais, proteção contra raios UV, entre outras. 5) Algumas plantas possuem estruturas semelhantes a pelos na sua epiderme, denominadas de tricomas. Estas estruturas na verdade são apêndices epidérmicos. Esses pelos, que podem ser formados por uma ou mais células, atuam de diferentes formas, mas, na maioria das vezes, promovem a proteção do vegetal. Os tricomas exercem um papel extremamente importantepara o vegetal, principalmente no que diz respeito à defesa. Os tricomas glandulares, por exemplo, eliminam substâncias repelentes ou que provocam irritação, evitando, assim, a herbivoria. Os tricomas tectores, por sua vez, realizam uma barreira mecânica contra os insetos, impedindo seu deslocamento. A defesa contra herbivoria não é o único papel protetor dos tricomas, pois eles atuam ainda reduzindo a perda de água e refletindo a luz solar. Graças a essa capacidade, muitas plantas que vivem em ambientes secos possuem folhas com tricomas em grande quantidade. Vale frisar que a garantia de proteção não é a única função dos tricomas, haja vista que eles atuam ainda na reprodução e na “captura de alimento”. Os tricomas glandulares podem produzir substâncias aromáticas que atraem os polinizadores, garantindo a fecundação. Além disso, tricomas glandulares são encontrados em plantas carnívoras, nas quais produzem substâncias viscosas que aprisionam alguns organismos e possuem enzimas que ajudam na digestão dos seres aprisionados. 6) Os estômatos são estruturas que, vistas ao microscópio, assemelham-se a pequenas bocas, por isso receberam esse nome, que vem do grego stoma, que significa boca. http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/tecidos-revestimento.htm http://www.brasilescola.com/biologia/herbivoria.htm A principal função de um estômato é controlar a entrada e saída de gases, por isso pode-se concluir que estão diretamente relacionados com a realização do processo de fotossíntese. Os estômatos são encontrados principalmente nas folhas e caules, sendo ausentes em raízes. Um estômato apresenta uma estrutura bastante característica: ele é formado por duas células, chamadas de células-guarda, que ficam ao redor de uma abertura denominada de ostíolo. Essa abertura conecta o meio externo com um espaço entre as células chamado de câmara subestomática, através da qual ocorrem as difusões de trocas gasosas entre a planta e o ar atmosférico. Essa abertura é regulada pela quantidade de água no interior das células estomáticas: quando as células estão túrgidas, isto é, com a máxima quantidade tolerante de água absorvida, permitem a abertura do ostíolo; quando na situação flácida, perdem água, e o ostíolo se fecha. O mecanismo de abertura e fechamento estomático é bem complexo, sendo regulado por diversos fatores, dentre eles: a concentração de íons potássio, influenciando na pressão osmótica, a intensidade luminosa, a concentração de gás carbônico e o teor hídrico do vegetal. FATOR AMBIENTAL COMPORTAMENTO ESTOMÁTICO Concentração de K+ Alta concentração - Abertura do ostíolo Baixa concentração - Fechamento do ostíolo Intensidade luminosa Alta intensidade - Abertura do ostíolo Baixa intensidade - Fechamento do ostíolo http://escolakids.uol.com.br/a-fotossintese-nas-plantas.htm Concentração de CO2 Alta concentração - Fechamento do ostíolo Baixa concentração - Abertura do ostíolo Suprimento de água Alto teor - Abertura do ostíolo Baixo teor - Fechamento do ostíolo 7) Os espinhos são órgãos adaptativos presentes em alguns vegetais. Normalmente brotando do caule, mas também pode ser encontrado nas folhas. Primeiramente, temos que ter em mente que existem dois tipos diferentes de espinhos: os caulinares e os foliares. Em diversas plantas, encontramos folhas modificadas em espinhos, conhecidas como espinhos foliares. Eles caracterizam-se por serem secos, resistentes e não realizarem fotossíntese. Como exemplo desses espinhos, podemos citar aqueles encontrados em espécies de Cactaceae. Os espinhos chamados de caulinares caracterizam-se por serem modificações de ramos que surgem na região da axila das folhas. Um exemplo desse tipo de espinho são aqueles encontrados no limoeiro. Os acúleos diferem-se dos espinhos foliares e caulinares por não serem nem modificações de ramos nem modificações de folhas. Essas estruturas são projeções do córtex e epiderme, não possuindo, portanto, tecidos vasculares, diferentemente dos espinhos. O que chamamos de espinhos nas rosas são, na verdade, acúleos. Na prática, podemos diferenciar o acúleo de um espinho tentando destacá-lo de uma planta. Os acúleos tendem a sair facilmente, enquanto os espinhos são de difícil remoção. http://www.infoescola.com/plantas/caule/ Tanto espinhos quanto acúleos estão relacionados com a função de defesa de uma planta, evitando que ela sofra herbivoria. Além da função de proteção, os espinhos podem ajudar contra a perda excessiva de água, como é o caso das Cactaceae. 8) 9) Parênquima é o conjunto de células que são responsáveis pela função de um determinado órgão. O parênquima vegetal (clorofiliano) é encontrado na raiz, caule, folhas, frutos e sementes e tem origem no meristema fundamental. Os parênquimas vegetais são formados por células vivas com parede celular delgada, formadas basicamente por celulose que é parede primária, as células dos parênquimas são poliédricas e isodiamétricas, ou seja, possuem diâmetros iguais nas varias direções. O parênquima vegetal desempenha varias funções e dependendo de sua função pode ser classificado: Os parênquimas de preenchimento ocupam espaços entre outros tecidos, formam boa parte da medula (parênquima medular) e do córtex (parênquima cortical) dos caules e das raízes. Os parênquimas clorofilados contém bastante cloroplastos e são responsáveis pela fotossíntese e em alguns outros órgãos verdes que são também chamados de clorênquimas. Os parênquimas de reserva que são tecidos que predominam em certos órgãos, tuberosos (caules, raízes, frutos) e nas sementes. O parênquima aqüífero tem a função de armazenar água para reserva. Ocorre principalmente em plantas que vivem em ambientes secos (Cactos). http://www.infoescola.com/citologia/cloroplastos/ http://www.infoescola.com/plantas/cactos/ Parênquima aerífero ou aerênquima é tecido de reserva de ar. Ocorrendo principalmente em plantas aquáticas, auxiliando na flutuação e algumas vezes na respiração. Parênquima amilífero tem a função armazenar, proteínas, óleos, sacarose, inulina e amido. E por fim mas não menos importante temos os aerênquimas que são parênquimas com grandes câmaras ou lacunas entre suas células para que possa haver circulação do ar. São comuns em órgãos que garantem a fácil difusão de gases e em órgãos flutuantes, como é o caso das raízes respiratórias e dos pecíolos das folhas do copo-de-leite. 10) O colênquima é um tecido vivo, potencialmente meristemático, com paredes espessadas que conferem sustentação à planta. Esse tecido ocorre em praticamente todo o corpo do vegetal, localizando-se na área mais periférica do órgão. Sua função principal é dar resistência mecânica a órgãos ainda em crescimento e a partes maduras de plantas herbáceas. Ele é importante também em órgãos que estão em constante movimento. Ele é um tecido bastante flexível composto por células vivas, diferentemente do esclerênquima, que possui células mortas. Em virtude de sua capacidade meristemática, também possui papel importante na regeneração. 11) O esclerênquima é um tecido composto por células com paredes secundárias espessas e lignificadas. Juntamente ao colênquima, atua garantindo sustentação à planta. Pode ocorrer em qualquer parte do vegetal, sendo comum em áreas que não estão mais em fase de alongamento. Esse tecido é formado por células mortas na maturidade, com paredes espessadas de forma regular. Suas paredes são compostas por celulose, hemicelulose, substâncias pécticas e lignina. http://www.infoescola.com/bioquimica/amido/ 12) A) Parênquima amilífero: Tem a função de armazenar amido dentro dos leucoplastos. É comum em tubérculos como, por exemplo, mandioca e batata. b) Parênquima aquífero: possuem a função de armazenas grande quantidadede água. Estão presentes, principalmente, em plantas que vivem em regiões áridas como, por exemplo, os Cactaceae ou cactos. c) Parênquima aerífero: comum em vegetais aquáticos que flutuam, tem a função de reservar ar nos espaços entre células. Um exemplo é a aguapé ou Eichhornia crassipes d) Colênquima: e) Esclerênquima: 13) O xilema e o floema são tecidos que compõe o sistema vascular das plantas. São formados por células que tem como origem os meristemas (primários e secundários). O xilema, também conhecido como lenho, possui a função de transportar a seiva bruta dos vegetais, ou seja, os sais minerais e a água. O floema, também conhecido como líber, é responsável pelo transporte da seiva elaborada (substância aquosa rica em substâncias orgânicas) nos vegetais. 14) Mecanismo de transporte da seiva bruta Há três fatores cooperativos na condução da seiva bruta ao longo do corpo vegetal: pressão positiva da raiz, capilaridade dos vasos e sucção das folhas. Pressão positiva da raiz é a força da água que entra neste órgão por osmose, empurrando a coluna líquida já estabelecida no xilema para cima. Porém, só é efetiva para elevar significativa a seiva bruta em plantas herbáceas e pequenos arbustos. A capilaridade é a tendência natural da água subir em ductos finíssimos devida à adesão das moléculas de água em suas paredes. Mas, é a sucção gerada nas folhas a força realmente capaz fazer a seiva bruta subir pelo xilema de árvores. Dixon elaborou a teoria da sucção-coesão-tensão, a mais aceita hoje para explicar a ascensão da seiva bruta. Segundo esta, a perda de água por transpiração nas folhas gera uma força de sucção sobre as moléculas de água no xilema. Como essas moléculas possuem coesão (uma força de atração devida à interação por pontes de Hidrogênio), uma puxa a outra e a coluna de água contínua dentro de cada vaso se comporta como uma corda em estado de tensão, subindo. Dessa forma, concluÍmos que quanto maior for a transpiração da planta, maior serão a absorção de seiva bruta na raiz e sua velocidade de condução pelo xilema sob uma pressão negativa (tensão). Fica evidente a importância do reforço de lignina nas paredes dos elementos de vaso para impedir o colapso dos mesmos submetidos à força de sucção. Se fossem moles, as células teriam coladas as suas paredes, o que interromperia a passagem da seiva. 15) A prática conhecida como Anel de Malpighi consiste na retirada de um anel contendo alguns tecidos do caule ou dos ramos de uma angiosperma. Assim, ao retirarmos um anel completo da casca de uma árvore estaremos destruindo nesta região os seus vasos floemáticos. Quando executado no caule principal, este procedimento resulta na interrupção do fluxo de açúcares em direção à raiz, a qual não os produz, mas depende deles para a manutenção de suas células. A raiz passa, então, a utilizar-se de suas reservas de amido como fonte de carboidratos. O fim das reservas resulta na morte das células radiculares, impedindo a absorção de água e nutrientes minerais. Assim, a parte aérea da planta também morre posteriormente. Logo após a formação do anel é possível verificar inchaço do caule acima do corte. Se o anel de Malpighi for feito especificamente em um galho da planta, este acumulará mais açúcares na região acima do corte, onde pode-se verificar maior desenvolvimento das estruturas caulinares, maior facilidade na floração e a produção de frutos maiores e mais doces. Como a raiz continuará recebendo seiva elaborada de outros ramos Íntegros não haverá prejuízo ao desenvolvimento da planta.
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