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ANATOMIA DAS FANERÓGAMAS Profª Dra. Maria del Pilar Anatomia vegetal “O que guia a vida é... Um pequeno fluxo, mantido pela luz do sol” Prêmio Nobel Albert Szent-Gyorgyi Grandes maravilhas da evolução – A Fotossíntese. Conversão de E.L. em E.Q.; A Produção de carboidratos a partir de C02 e H20 na presença de clorofila usando E.L. Durante o processo fotossintético A energia radiante do sol É capturada e usada para formar os açúcares dos quais toda a vida, incluindo a nossa depende. O oxigênio, também é essencial à nossa existência, É liberado como subproduto. Como começa esse processo? Quando uma partícula de luz atinge uma molécula de pigmento verde clorofila Elevando um dos elétrons da clorofila a um nível energético maior. O elétron “excitado” inicia um fluxo de elétrons que irá, ao final do processo, converter a energia radiante do sol na energia química das moléculas de açúcar. A luz do sol que atinge as folhas da planta É o primeiro passo no processo que levará à produção das moléculas que formam a flor e o pólen, assim como as folhas, o caule e todos os componente moleculares Possibilitando que a planta cresça e se desenvolva. Fig. 12. As plantas capturam a energia do sol e usam-se para formar moléculas orgânicas essenciais à vida. Este processo – a fotossíntese- requer o pigmento verde clorofila, que está presente nas folhas desta pimenteira. As moléculas orgânicas formadas durante a fotossíntese fornecem tanto a energia quanto as grandes moléculas estruturais requeridas pela planta, incluindo os pigmentos carotenoides, que são evidenciados quando a pimenta em amadurecimento muda de verde para amarelo e então para vermelho. Todos os organismos possuem clorofila? Todos os organismos possuem clorofila? Apenas plantas, algas e algumas bactérias. Possuem clorofila, que é essencial para que uma célula viva possa realizar fotossíntese. Uma vez que a energia luminosa é capturada em uma forma química, ela se torna disponível como uma fonte energética para todos os outros organismos, incluindo os seres humanos. Somos totalmente dependentes da fotossíntese Um processo para o qual as plantas estão maravilhosamente bem adaptadas. “Botânica” -gr. Botané - “planta” Estudo dos vegetais sob todos os seus aspectos. Com a utilização do microscópio – permitiu o estudo dos tecidos vegetais. CÉLULA VEGETAL 1665 -Robert Hooke descreveu uma célula vegetal ao examinar amostras de cortiça, cunhando o termo célula. Marcelo Malpighi estudou a anatomia vegetal. Nehemiah Grew em 1671 – descreveu os tecidos vegetais no livro “Anatomia das Plantas”. Importantes progressos destacaram-se também: Em 1831 Robert Brown deu uma notável contribuição, descobriu o núcleo em células epidérmicas de orquídea. Poucos anos mais tarde, 1838, o botânico Mathias Schleiden, a partir de suas observações, afirmou que todos os tecidos vegetais eram formados por células, Um ano depois, o zoólogo Theodor Swann ampliou observações de Schleiden, para os animais, propondo a “base da teoria celular” pela qual “todos os organismos vivos seriam formados por células”. Já no século XX, 1940,-observações em cromossomos de sementes de milho-geneticista Barbara McClintock – ampliou os estudos genéticos –avanços da genética e biologia molecular vegetal. Célula – do latim “cella, pequeno compartimento”. 1.1 Características da Célula Vegetal A célula vegetal é considerada a unidade estrutural e funcional das plantas. O termo célula (do latim cellula = pequena cela) foi designado em 1665 pelo físico inglês Robert Hooke. A célula vegetal é semelhante á célula animal, muitas estruturas são comuns a ambas. Entretanto, existem algumas peculiaridades que cabem, apenas, à célula vegetal. A parede celular envolve a membrana plasmática, que circunda o citoplasma, no qual está contido o núcleo. No citoplasma estão presentes organelas, como: - vacúolos, - plastídios, - mitocôndrias, - microcorpos, - aparelho de Golgi (complexo de golgi) - retículo endoplasmático, - citoesqueleto e - ribossomos. São consideras características típicas da célula vegetal: - parede celular, - vacúolos, - plastídios e - substâncias ergásticas. De modo geral, a célula vegetal pode variar tanto na forma quanto no tamanho, sendo as formas mais comuns : as poliédricas, fusiformes, tabulares, cilíndricas, reniformes e lobuladas. A forma, muitas vezes, está relacionada com a função que a célula desempenha. Quanto ao tamanho, a maioria das células vegetais é microscópica. Entretanto, existem células macroscópicas, como as fibras do algodão, os alvéolos dos gomos de laranja, entre outros. +- rígida Protoplasto-.: - núcleo -citoplasma Plastídios Contêm pig.-clorofila - carotenoides-pig.. Incluem carotenos-amarelos Alaranj. Xantofilas. : cromoplastos Pigmentos responsá.cores amarelo, alaranjado, vermelho de flores, folhas velhas alguns frutos, raízes-cenoura... leucoplastos Plastídios não pigmentados.Há alguns leucoplastos conhecidos como: Amiloplastos é um leucoplasto que forma grãos amido. Relacionados com os processos - fotossíntese e capazes de formar pigmentos (Cromoplastos) ou acumular reserva nutritiva (amido-amilloplasto). Sitio da fotossíntese tonoplasto Componenete celular é a celulose. Situada internamente à parede celular envolve citoplasma e organelas.. 2. de suco celular Principais plastídios: delimitada (carioteca) os plastídios = plastos São organelas capazes de se dividir, crescer e se diferenciar. São componentes característicos das células vegetais e estão relacionados com os processos de fotossíntese e armazenagem de substâncias. São capazes de formar pigmentos (Cromoplastos) ou acumular reserva nutritiva (amido-amiloplasto). Apresentam um envoltório constituído por duas membranas lipoproteicas, contendo uma matriz denominada estroma, onde se situa o sistema de membranas denominado tilacóides, possuem seu próprio DNA e podem apresentar ribossomos. A partir de pro plastídios, que são organelas sem cor e com poucas membranas internas, surgem os demais plastos. No escuro, as plantas desenvolvem estioplastos, causando, assim, um estiolamento nas partes áreas, que é um estágio na diferenciação do cloroplasto. -14- A luz é necessária para converter o precursor protoclorofila em clorofila e, assim, promover a formação e empilhamento das membranas dos tilacóides. possuem seu próprio DNA e podem apresentar ribossomos. Capaz de formar pigmentos(cromoplastos) ou acumular reserva nutritiva (amido-amiloplasto). A partir de pro plastídios, que são organelas sem cor e com poucas membranas internas, surgem os demais plastos. Os plastos são classificados de acordo com o tipo e a presença ou ausência de pigmentos, dividindo-se em três grandes grupos: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos. Os principais tipos de plastídios são os 1.cloroplastos São os sítios da fotossíntese, que na presença de luz e CO2 produzem carboidratos ( são os açucares, amido, glicogênio e celulose). Os cloroplastos contêm pigmentos do grupo das clorofilas, importantes na fotossíntese, além de pigmentos acessórios, como carotenoides. Ocorrem em todas as partes verdes da planta, sendo mais numerosos e diferenciados nas folhas. Apresentam a estrutura mais complexa dos plastídios. Em vista frontal, apresentam forma discoide e lateral lenticular. Os tilacóides formam pilhas de membranas, denominadas Grânulo ou Granum. O conjunto de granum forma a Grana. As membranas dos tilacoides possuemclorofilas e carotenoides, e nelas acontecem as reações fotoquímicas que transformam a energia luminosa em energia química. O estroma é constituído por proteínas responsáveis pela redução do carbono na fotossíntese. Os cloroplastos apresentam DNA próprio. Figura– Diferentes tipos de plastídios, sua formação e interconversão. Na presença de luz, o proplastídio transforma-se em cloroplasto; na ausência de luz, origina o estioplasto. O proplastídio pode dar origem ao amiloplasto e ao cromoplasto na presença ou ausência de luz. O cloroplasto pode se transformar em amiloplasto e cromoplasto, e vice-versa. O amiloplasto transforma-se em cromoplasto, mas não ocorre o inverso. os cloroplastos contêm os pigmentos clorofilas - pigmento responsável pela cor verde desses plastídios e carotenóides – os carotenos (pigmentos amarelos ou alaranjados) e as xantofilas (pigmentos amarelos) encontrados nos cloroplastos e cromoplastos das plantas. Pigmentos lipossolúveis incluem Carotenos – atuam como pigmentos acessórias da fotossíntese; 2. os cromoplastos (grego chromo, cor) São plastídios portadores de pigmentos carotenóides que, geralmente, não apresentam pigmentos associados à fotossíntese. São Plastos que contém pigmentos. responsáveis pelas cores: amarela, alaranjada, ou vermelha de muitas flores, folhas velhas, alguns frutos e também algumas raízes como a cenoura, assim como o amadurecimento de alguns frutos como o tomate; Os cromoplastos, surgem da transformação dos cloroplastos, isto é, ocorre o desarranjo das membranas dos tilacóides e mudanças dos pigmentos acumulados, os quais podem se reverter e voltar a ser um cloroplasto. Sintetizam e acumulam pigmentos em forma de cristais, como nas raízes da cenoura. as funções precisas dos cromoplastos ainda não são bem compreendidas, algumas vezes atuem como atrativos para insetos e outros animais com os quais co-evoluíram, tendo um papel essencial na polinização cruzada das plantas floríferas e na dispersão de frutos e sementes; 3. e os leucoplastos são plastídios que não apresentam pigmentos, mas armazenam substâncias. Eles podem ser classificados em: b) Proteinoplastos: quando armazenam proteínas. São encontrados nos elementos crivados da maioria das angiospermas, geralmente de forma cônica e parcialmente cristaloide. a. Amiloplastos: quando acumulam de um a vários grãos de amido, um dos produtos da fotossíntese, e se encontram em tecidos e órgãos de reserva. Quando expostos à luz, podem se transformar em cloroplastos c) Elaioplastos: quando reservam óleos. Os vacúolos são organelas volumosas das células maduras que, frequentemente, constituem cerca de 90% do total do volume do protoplasma, deixando o resto do protoplasma pressionado junto à parede. Sua estrutura é simples: apenas uma membrana vacuolar, denominada tonoplasto, e o líquido interno, chamado conteúdo vacuolar. Em células pequenas e meristemáticas, os vacúolos são muito pequenos. À medida que a célula cresce, eles se fundem e formam um único vacúolo grande, característico de célula madura. Substâncias Ergásticas São substâncias orgânicas ou inorgânicas resultantes do metabolismo celular que não fazem parte da estrutura da célula. Podem ser substâncias de reserva ou produtos de excreção, que têm função importante na defesa da planta contra predadores. Podem ser armazenados nas paredes celulares ou no vacúolo. Idioblasto é a célula diferenciada que contém as substâncias ergásticas. Dentre as várias substâncias ergásticas, destacamos: a) Lipídios: são óleos e gorduras que ocorrem frequentemente nas sementes, esporos, embriões e células meristemáticas. Podem se apresentar como corpos sólidos ou como gotículas. b) Taninos: é um grupo de substâncias derivadas do fenol que pode ocorrer em todos os órgãos dos vegetais. Apresenta natureza amorfa, sendo comum nos vacúolos, no citoplasma e na parede celular. Evita a decomposição do vegetal e a ação de predadores, como insetos. c) Cristais: são de natureza orgânica ou inorgânica. Os mais comuns nas plantas são os de oxalato de cálcio, de carbonato de cálcio e de sílica. Podem apresentar as seguintes formas: drusas, que possuem numerosas faces e pontos pontiagudos, E os ráfides. que são alongados e em forma de agulhas finas (Figura 1.15B); estilóides, que são longos, estreitos e pontiagudos e ocorrem de forma simples ou em pares ; e cistólitos, que têm forma de bolsa e são comuns em folhas do gênero Ficus, as figueiras. d) Corpos de sílica: são depósitos de dióxido de sílica comuns em monocotiledôneas. São específicos em famílias e gêneros. A sílica também pode estar depositada na parede celular. e) Corpos proteicos: ocorrem como material de reserva em sementes e frutos. Podem se apresentar como corpos amorfos ou com formas distintas. f) Mucilagem: são secreções que contêm carboidratos e água e se acumulam no vacúolo, sendo comum em plantas de ambientes xéricos. Resumo -A célula vegetal apresenta características que a diferenciam da célula animal, como: parede celular, vacúolos, plastídios e substâncias ergásticas. A parede celular primária apresenta, na sua composição química, celulose, hemicelulose, substâncias pécticas e lipídicas e proteínas. Na parede celular secundária, além desses constituintes, ainda ocorre a deposição de lignina. A comunicação entre duas células se dá através da presença de plasmodesmos. Nas células com parede primária, os plasmodesmos se localizam em depressões da parede, denominadas campos primários de pontoação. Nas células com parede secundária, nesses locais ocorrem as pontoações. Os plastídios são organelas que apresentam um envoltório constituído por duas membranas lipoproteicas, contendo uma matriz denominada estroma, onde se situa um sistema de membranas denominadas tilacóides. São classificados de acordo com o tipo e a presença ou ausência de pigmentos, dividindo-se em três grandes grupos: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos. Os cloroplastos acumulam clorofila e são responsáveis pela fotossíntese. Os cromoplastos armazenam outros pigmentos e os leucoplastos armazenam substâncias como amido, proteínas e óleos. Os vacúolos são organelas envolvidas por uma membrana vacuolar, denominada tonoplasto, e por um líquido interno, chamado conteúdo vacuolar. Os vacúolos possuem diferentes funções e propriedades, de acordo com o tipo de célula. As substâncias ergásticas são substâncias orgânicas ou inorgânicas resultantes do metabolismo celular. Elas não fazem parte da estrutura da célula, e podem ser líquidas ou sólidas. Dentre as principais substâncias ergásticas, destacamos: lipídios, taninos e cristais, como drusas e ráfides. A célula diferenciada que reserva tais substâncias é denominada idioblasto.
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