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Girlene Santos de SouzaGirlene Santos de SouzaGirlene Santos de SouzaGirlene Santos de SouzaGirlene Santos de Souza Jaguarao/RS Selbach & autores associados 20145 Manual prático de anatomia vegetal Editor Jeferson Francisco Selbach (Unipampa) Conselho Editorial para a edição Ana Cláudia Padilha (UPF) Anacleto Ranulfo dos Santos (UFRB) Eloisa Capovilla Ramos (UNISINOS) Fernanda Carlota Nery (UFSJ) José Fernando Manzke (PGCult/UFMA) Stephan Tomerius (FH Trier) Weliton Bastos de Almeida (FAMAM) Zuleide Silva de Carvalho (UFRB) Impresso no formato eletrônico - e-book Imagem da Capa XXXXXXXXXXXXXX SANTOS DE SOUZA, Girlene. Manual prático de anatomia vegetal. Jaguarão/ RS: Selbach & autores associados, 2015, 66p.: il ISBN 978-85-917717-1-X CDU 63 - Agricultura. Silvicultura. Agronomia. Zootecnia. Este livro está disponível para visualização no Google Pesquisa de Livros Dados internacionais de catalogação na publicação (CIP) A Anatomia Vegetal estuda as células e os tecidos vegetais, assim como a estrutura interna dos organismos vegetais , desde a sua origem até o desenvolvimento dos seus órgãos vegetativos. O conteúdo abordado neste manual geralmente é usado em disciplinas básicas de diversas áreas do conhecimento como as Ciências Biológicas e Agrárias, o que proporcionará aos acadêmicos conhecimentos cientifico sobre o corpo vegetal. A elaboração deste manual de práticas é fruto do conhecimento da autora, pelo envolvimento com a área vegetal, bem como pela motivação dos discentes que se permitiram envolver com o mundo das plantas. A organização deste material foi desenvolvido de modo a atender às necessidade práticas do professor, dos estudantes e de todos aqueles que se interessam pelo mundo da botânica. Inicialmente será abordado algumas recomendações gerais para aulas práticas, posteriormente será apresentado de forma didática e resumida noções básicas sobre microscópica óptica e algumas técnicas básicas de morfologia e anatomia vegetal. PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO Na sequência são propostas atividades práticas sobre histologia e anatomia dos órgãos vegetativos da planta, por meio de conteúdos simples e informações indispensáveis ao desenvolvimento das práticas. A autora Girlene Santos de Souza é Engenheira Agrônoma, Mestre em Ciências (Universidade de São Paulo - USP) e Doutora em Agronomia/Fisiologia Vegetal (Universidade Federal de Lavras – UFLA). Foi professora da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) de 2006 a 2009, onde trabalhou na área de Anatomia e Morfologia vegetal. Atualmente é Professora Adjunta do Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, onde leciona a disciplina na área de Anatomia Vegetal. Introdução Noções Sobre Microscopia Óptica Técnicas Básicas de Morfologia e Anatomia Vegetal Prática 1: Cortes à Mão Livre Prática 2: Célula Vegetal Eucariótica Prática 3: Parede Celular Prática 4: Meristemas Prática 5: Tecidos de Revestimento: epiderme e periderme Prática 6: Tecidos Fundamentais: parênquima, colênquima e esclerênquima 7 17 19 27 29 31 35 37 41 SUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIO Manuel prático de anatomia vegetal6 Prática 7: Tecidos de Condução: xilema e floema Morfoanatomia dos Órgãos Vegetais Prática 8: Raiz Prática 9: Caule Prática 10: Folha Morfoanatomia dos Órgãos Reprodutivos Prática 11: Diversidade Floral Prática 12: Sementes Referências 45 48 53 55 59 63 65 INTRODUÇAOINTRODUÇAOINTRODUÇAOINTRODUÇAOINTRODUÇAO A Anatomia Vegetal constitui um capítulo da Botânica de grande importância para a compreensão da vida das plantas. Essa linha contempla a caracterização morfológica de órgãos vegetativos e reprodutivos que poderá ser efetuada em uma ou em várias espécies constituindo, neste caso, uma análise compa- rada que se propõe a evidenciar padrões estruturais no grupo avaliado (em diferentes níveis hierárquicos, isto é, família, subfamília, tribo e/ou gênero). As plantas vasculares são formadas por diferentes órgãos, destacando-se a raiz, o caule, a folha e a flor. Cada um destes órgãos é formado por diferentes tecidos vegetais, com composi- ção celular adequada para as diferentes funções que irão desen- volver. A estrutura morfológica, e principalmente anatômica, das plantas superiores é fundamental para o entendimento do funci- onamento destas, a ponto de permitir a compreensão de inúme- ras relações entre as várias áreas do conhecimento das Ciências Biológicas. Assim, o auxílio de um manual no desenvolvimento das aulas práticas é fundamental na consolidação dos conhecimentos dentro dessa área para os alunos, assim como professores. Recomendações gerais para as aulas práticas As aulas práticas têm por objetivo colocar o aluno em contato direto com materiais comentados durante as aulas teóri- cas. Com relação à Anatomia Vegetal, as aulas práticas contribu- em para que os alunos entrem em contato e se familiarizem com os diversos tecidos encontrados nos diferentes órgãos da planta. Desta forma, ao final de cada prática, espera-se que o aluno esteja apto a diferenciar tais tecidos vegetais, bem como os ór- gãos em que eles estão inseridos. Os conhecimentos adquiridos nestas aulas serão aplicados em disciplinas futuras, como por exemplo, Fisiologia Vegetal e Sistemática Vegetal. Anatomia Vegetal é uma disciplina com certo grau de difi- culdade por ser abordada somente no ensino superior, o que faz com que os alunos não tenham familiaridade com os materiais que serão observados. Assim, para obter melhor aproveitamento das aulas práticas, algumas recomendações devem ser seguidas: 1- Compareça a todas as aulas pontualmente e munidos de seus materiais pessoais; 2- Leia atentamente o roteiro antes de iniciar qualquer tipo de procedimento; 3- Observe e esquematize os materiais solicitados, to- mando nota do que é falado durante as aulas ou de observações que ajudem você a identificar as células ou tecidos abordados. 4- Tente, sempre que possível, estar munido de um livro de anatomia vegetal para sanar suas dúvidas. Se as dúvidas não forem solucionadas ao ler o livro, pergunte ao professor ou monitor da disciplina. Nãosaia das aulas com dúvidas! 5- Respeite as normas de uso do laboratório. Manuel prático de anatomia vegetal8 Materiais pessoais Alguns materiais de aula prática são fornecidos pela Uni- versidade. Outros, por se tratarem de material de consumo e de uso pessoal, devem ser trazidos pelos alunos. Procure manter estes materiais reunidos em um estojo, facilitando assim o trans- porte e evitando acidentes. Os seguintes materiais pessoais devem ser providenciados e trazidos em todas as aulas práticas: 1- Jaleco (Uso obrigatório. O aluno que não estiver usan- do o jaleco não poderá frequentar a aula prática); 2- Apostila de Aulas Práticas de Anatomia Vegetal; 3- Lâminas de barbear; 4- Pinça de ponta fina; OBS: Algumas vezes estas serão disponibilizadas pelo la- boratório. Porém, após usar, o aluno é responsável por limpar e guardar tais materiais. 6- Estiletes. Alguns materiais não são obrigatórios, apesar de reco- mendados. São eles: 1- Caixa de lápis de cor; 2- Pedaços de isopor para fazer cortes. Regulamento e normas para uso do laboratório - Ao entrar no laboratório, todos os materiais que não serão usados durante a aula devem ser guardados nas bancadas e prateleiras destinadas a este objetivo. - Na bancada de estudo deve permanecer apenas o ma- terial de uso individual. Girlene Santos de Souza 9 - Deve-se evitar o uso de saia, short e vestido curto. É obrigatório o uso de jaleco, se possível de manga comprida, e sapato fechado. Os cabelos longos devem ser mantidos presos. - A bancada de trabalho deve ser mantida limpa.Os resíduos do material utilizado durante a aula devem ser deposita- dos em recipientes adequados. Jamais deixar resíduos sobre as bancadas dos microscópios. - Antes do início da aula, ao seu final e sempre que necessário, lavar e secar as mãos. - Em caso de ferimento nas mãos ou doenças nas unhas, etc., evitar manusear o material. Dependendo do caso, manusear o material somente com luvas adequadas. Informar a situação ao professor antes do início da aula. - Sempre que manusear materiais químicos ou plantas com características tóxicas, evitar passar as mãos sobre a pele (rosto, boca, olhos, etc.). - Antes de iniciar o preparo de soluções e reagentes, identificar corretamente as amostras, verificar a validade do pro- duto e os procedimentos para o preparo e/ou uso do material a ser utilizado. - Em caso de cortes, ferimentos ou acidentes com ma- terial químico, informar imediatamente o professor para que pos- sam ser tomadas providências adequadas à situação. - É proibido comer, mascar chicletes ou balas, beber ou fumar dentro dos laboratórios. - Manter canetas, dedos e outros objetos longe da boca. - Ao iniciar a aula, descubra o microscópio e ligue-o à tomada. Verifique a tensão e tome cuidado para não ligar o apa- relho na tomada errada! Manuel prático de anatomia vegetal10 - Ao terminar a aula, gire o revolver para a lente objeti- va de menor aumento, diminua a tensão da lâmpada, abaixe a platina, desligue o interruptor do aparelho, tire o plug da toma- da, enrole o fio e cubra o microscópio com a capa. - Não transporte os microscópios de uma bancada para outra. - Não mexa nos parafusos que você não é autorizado. - Não arraste o microscópio sobre a bancada. - É expressamente proibido o uso de celular durante a aula. Desligue-o ao entrar na sala. Técnica para ajuste pessoal do microscópio Durante as aulas práticas, serão utilizados microscópios ópticos biloculares. Desta forma é importante que se usem os dois olhos para uma melhor visualização do material. Para tanto, muitas vezes é necessário que seja feito o ajuste da distância entre os olhos (essa distância é diferente para cada pessoa) para que seja visualizado apenas um campo visual. Esse ajuste pode ser feito da seguinte forma: - Feche ao máximo a distância entre as lentes oculares, pressionando a parte deslizante do canhão; - Tente observar o material. Inicialmente é bem prová- vel que você veja dois campos visuais (duas bolas); - Vá abrindo vagarosamente a distância entre as lentes oculares até que os dois campos visuais se confluam a um só. Além do ajuste da distância entre os olhos, é possível tam- bém corrigir distorções de visão existentes entre os dois olhos, descartando assim a necessidade do uso de óculos. Esse ajuste é feito da seguinte forma. Girlene Santos de Souza 11 - Coloque o material ao microscópio e em seguida ob- serve-o apenas com o olho esquerdo (feche o olho direito ou tampe com sua mão); - Focalize o material observando-o apenas com o olho esquerdo. Use os parafusos de macro e micrométrico para isso; - Depois de ter focalizado o material com o olho es- querdo, feche-o e observe o material com o olho direito. Provavelmente o material estará novamente desfocado quando fizer este procedimento. Não mexa nem no micro nem no macrométrico! - Ajuste o foco para o olho direito girando o pedaço do canhão que segura a lente ocular direita. Está pronto o ajuste! Visualização do material ao microscópio Para visualizar o material que será utilizado durante as aulas, sempre siga os seguintes passos: - Depois do microscópio devidamente ligado, deposite a lâmina sobre a platina, prendendo-a com a presilha; - Coloque a lente objetiva de menor aumento (4x); - Ligue o aparelho e regule a tensão da lâmpada de forma que a mesma ilumine o material mas não deixe sua visão “desconfortável”; - Com o auxilio do charriot, coloque o material encima do ponto em que a luz está direcionada; - Depois de devidamente posicionado o material, utilize o macrométrico para focalizar o objeto. Vá de uma ponta à outra do limite do macrométrico, até encontrar a imagem e deixá-la focada; Manuel prático de anatomia vegetal12 - Use a alavanca do diafragma para dar maior ou me- nor contraste nas estruturas celulares; - Se você quiser aumentar a imagem, gire suavemente o revolver para uma lente objetiva de maior aumento, seguindo a seqüência 10x, 40x e 100x. Gire o revolver até escutar ou sentir o “click”, que indica que a objetiva está encaixada no local corre- to. - Depois de posicionada a lente objetiva, use apenas o micrométrico para ajustar o foco. OBS: Não utilize a lente objetiva de 100x. Esta lente é chamada de lente de imersão e para sua utilização é necessário o uso de um óleo de imersão que atua como um lubrificante. Não passe essa lente pela platina quando o material estiver posicionado. Ela irá relar na lamínula e poderá riscar, danificando a objetiva. Técnica para obtenção de cortes à mão livre Para obtenção de bons cortes há a necessidade de prática, porém, seguindo algumas regras básicas pode-se obter bons re- sultados. a) Sempre utilizar lâminas novas; b) Antes de iniciar os cortes, tornar plana a superfície da peça a ser cortada; c) Molhar a gilete e o material antes de cortar; d) Se o material for resistente, prendê-lo entre o polegar e o indicador, na orientação desejada, fazendo a lâmina deslizar suave e continuamente sobre a superfície do material, sem aprofundar, para obter cortes finos; e) Materiais delicados ou muito pequenos necessitam deum suporte para que possam ser cortados. Pode-se utilizar pedaços de cenoura, cilindros de cortiça, isopor, etc; Girlene Santos de Souza 13 f) Fazer grande número de cortes, colocando-os em um vidro de relógio ou placa de Petri contendo água misturada com uma gota de água sanitária (clareador. Nem sempre esta etapa é empregada.), lavá-los, e, a seguir, selecionar os mais finos; g) Antes da montagem e da observação dos cortes, pode- se proceder à coloração dos mesmos, acentuando os contrastes entre os vários tecidos da planta; h) Transferir os cortes selecionados para a lâmina, utili- zando um pincel fino, em uma gota d’água, cobrindo a seguir com a lamínula. A quantidade de líquido deve ser suficiente para encher o espaço entre a lâmina e a lamínula, evitando bolhas de ar;o excesso deve ser retirado com papel de filtro; i) Deve-se tomar cuidado de nunca molhar a platina do microscópio ou a objetiva, pois isso pode danificá-las; Na realização de cortes paradérmicos, prender o material (geralmente folha), sobre o dedo indicador, firmando-o com os dedos polegar e médio, e realizar um corte superficial. A produção de um bom corte envolve um pouco de técni- ca e muito de prática. Quanto mais material você cortar, melhor sairão os seus cortes. Para facilitar o corte, é indispensável o uso de uma lâmina de corte nova ou em boas condições de corte. Uma boa lâmina deve possuir as seguintes características: - Não conter bolhas de ar. Estas bolhas atrapalham a focalização do material. - O corte deve estar fino o suficiente para que a luz atravesse o material. - A água entre a lâmina e a lamínula deve ser suficiente para preencher todo este espaço. Por outro lado, a lamínula não deve estar “boiando” sobre a água. O excesso de água pode ser Manuel prático de anatomia vegetal14 retirado com papel absorvente. A falta de água pode ser resolvi- da pingando-se algumas gotas na borda da lamínula. - Não deve existir água nem acima da lamínula nem abaixo da lâmina, evitando assim sujar o microscópio. Girlene Santos de Souza 15 NOÇOES SOBRE MICROSCOPIA ÓPTICANOÇOES SOBRE MICROSCOPIA ÓPTICANOÇOES SOBRE MICROSCOPIA ÓPTICANOÇOES SOBRE MICROSCOPIA ÓPTICANOÇOES SOBRE MICROSCOPIA ÓPTICA Microscópio Óptico e suas funções O microscópioé um instrumento utilizado para ampliar e observar estruturas pequenas dificilmente visíveis ou invisíveis a olho nú. O microscópio óptico utiliza luz visível e um sistema de lentes de vidro que ampliam a imagem das amostras. É sabido que o microscópio óptico composto é formado por uma parte mecânica e uma parte óptica. 1 - Lentes oculares: é constituída por duas lentes que am- pliam a imagem formada pelas objetivas e ajusta possíveis defi- ciências ópticas; 2 - Canhão ou Tubo: serve de suporte para as lentes ocu- lares; 3 - Revólver : utensílio giratório que tem como função portar as lentes objetivas; 4 - Lentes Objetivas: são um sistema de lentes com dife- rentes aumentos e seu número varia de acordo com o microscó- pio; 5 - Braço, coluna ou estativa: está fixado à base e serve de estruturação para o restante do aparelho de microscopia; 6 - Platina ou mesa: serve como apoio para o material a ser observado, possui uma passagem de vidro por onde os raios de luz atravessam e também é dotada de parafusos dentados permitindo o deslocamento do material pela mesma; 7 - Condensador: são responsáveis pela uniformidade da iluminação e redução ou ampliação da região a ser iluminada; 8 - Lâmpada embutida; 9 - Base, suporte ou pé: trata-se do apoio e do ponto de fixação do microscópio; 10 - Parafuso Macrométrico: é um objeto passível de rota- ção e permite a movimentação vertical da mesa; 11 - Parafuso Micrométrico: por sua vez é responsável pelos movimentos verticais e sutis da mesa, permitindo aperfei- çoar a focagem.; 12 - Charriot: é responsável pela movimentação lateral da lâmina em observação, sendo possível analisá-la de forma totali- tária; Figura 1: Partes do Microscópio (Fonte: Google Imagens) Manuel prático de anatomia vegetal18 TÉCNICAS BÁSICAS DE MORFOLOGIATÉCNICAS BÁSICAS DE MORFOLOGIATÉCNICAS BÁSICAS DE MORFOLOGIATÉCNICAS BÁSICAS DE MORFOLOGIATÉCNICAS BÁSICAS DE MORFOLOGIA E ANATOMIA VEGETALE ANATOMIA VEGETALE ANATOMIA VEGETALE ANATOMIA VEGETALE ANATOMIA VEGETAL As ciências morfológicas descrevem as relações espaciais dos elementos estruturais. Esses elementos formam um sistema hierárquico, cujos componentes apresentam dimensões diferentes. O estudo interno das estruturas dos vegetais (anatomia) é feito observando-se os cortes finos de tecido vegetal em microscópio óptico. De um modo geral, órgãos vegetais são visíveis ao olho nu ou com um microscópio estereoscópio. Tecidos ou células são visualizados com microscópio de luz e organelas celulares com microscópio eletrônico. Portanto, lembre-se que são necessários cuidados redobrados com este equipamento para sua conservação. Quanto ao material vegetal, normalmente utiliza-se o material vegetal coletado a fresco, com a possibilidade de utilização de material herborizado após sua hidratação. Para a conservação do material vegetal são utilizadas soluções fixadoras, que promovem a morte das células e sua preservação estrutural em estado próximo do material fresco. As principais substâncias fixadoras são formaldeído a 10% ou 4%, o etanol a 70%, FAA (formaldeído a 40%, ácido acético glacial e etanol 95%) e os ácidos: acético, pícrico crômico e ósmico. Os líquidos de preservação podem ser fixadores, ou seja, substâncias químicas Girlene Santos de Souza 19 que detém todos os processos vitais. Na fixação ocorre coagulação ou precipitação das proteínas ou de outros constituintes celulares. A escolha do uso de soluções depende dos objetivos do trabalho a ser realizado. Atenção para evitar o contato das soluções fixadoras com a pele, pois a maioria das substâncias citadas é tóxica. Para que a luz possa atravessar o tecido a ser estudado, os cortes feitos devem ser suficientemente finos e transparentes. Utiliza-se regularmente o micrótomo para obtenção de cortes finos, mas para realização dos cortes neste equipamento, o material vegetal deve estar devidamente desidratado e incluído em um suporte (parafina ou historesina). Podemos também realizar cortes à mão livre, com auxilio de uma lâmina de barbear e um suporte (isopor, pecíolo de embaúba, medula do caule de sabugueiro). O corte deve ser imediatamente transferido para um recipiente contendo água destilada. Os cortes realizados devem ser mais finos o possível, possibilitando a observação das estruturas vegetais. Tipos de cortes Em Anatomia Vegetal são observadas estruturas vegetais através de secções delgadas levadas ao microscópio óptico, que permite somente observações bidimensionais. Faz-se necessária a observação de vários planos de corte. Os planos utilizados parta secção são: a. Transversal: Perpendicular ao maior eixo do órgão. Manuel prático de anatomia vegetal20 b. Longitudinal: Paralelo ao maior eixo do órgão. Quando o órgão cilíndrico, o corte longitudinal pode ser tangencial, tan- gente ao raio cilindro, ou radial, passando pelo diâmetro ou raio. c. Paradérmico: Paralelo à superfície do órgão. Utilizado principalmente em estudos dos tecidos de revestimento. Preparação dos cortes As preparações histológicas para microscopia de luz podem ser permanentes, semi-permanentes e temporárias. Quanto à duração os cortes podem ser provisórios, ou permanentes. Nos provisórios, o líquido de inclusão utilizado é a água, glicerina ou corante. Nas montagens permanentes utiliza-se o Bálsamo do Canadá ou resinas sintéticas. Em nossas aulas utilizaremos lâminas com cortes provisórios confeccionados pelos alunos durante o Girlene Santos de Souza 21 período da aula prática, portanto os procedimentos descritos são os adequados à obtenção desse tipo de material. Clareamento dos cortes O clareamento dos cortes é feito utilizando solução de hipoclorito de sódio comercial ou cloral hidratado. O transporte dos cortes para a solução de hipoclorito deve ser feito com o auxílio de estilete e não com pincel, para não danificar suas cerdas. Transferir os cortes em seguida para outro recipiente com água destilada e enxaguar abundantemente. Com o objetivo de corrigir o pH para que não haja interferência na eficácia do corante, passar os cortes em solução de ácido acético diluído, enxaguando em água em seguida. Técnicas de coloração Os cortes histológicos devem ser corados para facilitar a sua visualização. O uso de corantes é necessário para evidenciar as estruturas celulares, resultando em maior facilidade para observação. Uma dupla coloração simples e fácil de ser realizada é que emprega como corante o azul de Astra e a fucsina ácida. Alguns reagentes são empregados para a definição do tipo de substância encontrada em alguns tipos de células. O corante que será mais utilizado em nossas aulas é o safrablau. Trata-se de uma solução composta por dois tipos de corantes: o azul de astra, que cora paredes celulósicas em azul, e a safranina, que cora paredes lignificadas, suberificadas e cutinizadas em vermelho. Alguns corantes e reagentes: Azul de toluidina: corante metacromático, reage com paredes lignificadas corando-as de azul esverdeado e com paredes celulósicas corando-as em roxo. Fucsina básica e azul de astra (dupla coloração): A fucsina básica cora em vermelho a lignina e o azul de astra cora a celulose de azul. Manuel prático de anatomia vegetal22 Azul de metileno: é um corante vital, ou seja, não mata a célula, por isso é recomendado para observação de material vivo, também é utilizado para corar mucilagem. Sudan III: reagente para substâncias apolares, oleosas ou cerosas (compostos graxos de cadeia longa), que impregnam a parede celular, como a suberina e a cutina. Também cora óleos armazenados no interior da célula; sua coloração vai do amarelo- alaranjado ao vermelho. Lugol: proporciona a reação do iodo com os amilos, resultando em uma coloração azul-negra ou marrom escuro A técnica de seccionamento: é muito variável e seus detalhes somente podemse adquiridos na prática. Entretanto algumas regras básicas, que auxiliam o trabalho do principiante, devem ser seguidas: - utilizar somente navalhas novas; - igualar a superfície do objeto a ser cortado; - orientar a secção de acordo com a posição do tecido a ser observado; - a navalha deve passar com igual pressão sobre toda a superfície do material, retirando assim secções delgadas e o mais homogêneo possível; - se o órgão a ser seccionado é frágil deve ser utilizado um suporte, como por exemplo, um isopor resistente; - fazer um número grande de secções para que se possa selecionar as mais delgadas. Confecção de lâminas semi-permanentes sem coloração: - colocar uma gota de água ou glicerina sobre a lâmina; Girlene Santos de Souza 23 - com o auxílio de pincel ou estilete transferir a secção da placa para a lâmina; - ao cobrir com a lamínula encostar um dos lados da mesma no bordo da gota, esperar que essa se espalhe ao longo da lamínula e descer levemente para evitar a formação de bolhas de ar; - retirar o excesso d’água com papel filtro. Confecção de lâminas semi-permanentes com clarificação e coloração: - passar as secções da placa com água para a placa com hipoclorito diluído e deixar até o material ficar alvejado; - transferir as secções clarificadas para a água, trocando-a várias vezes até eliminar todo o hipoclorito, fazendo então uma troca com água acidulada e novamente água; - passar as secções para uma placa com corante e deixar o tempo suficiente para corarem sem que as mesmas fiquem muito claras ou muito coradas; se a coloração for dupla, passe sempre as secções primeiro no corante para a lignina e depois para a celulose; - lavar a secção corada rapidamente na placa com água; - seguir os passos do item “a”. Roteiro para preparo das lâminas 1. Coloque os cortes em vidro de relógio contendo a solução de hipoclorito de sódio até perderem completamente sua coloração; 2. Enxágüe os cortes em água durante 1 minuto e repita este procedimento 2 vezes, trocando a água de enxágüe; Manuel prático de anatomia vegetal24 3. Transfira os cortes para um vidro de relógio contendo ácido acético diluído (se necessário); 4. Enxágüe novamente durante 1 minuto; 5. Transfira os corte para um vidro de relógio contendo algumas gotas de safrablau durante 20-30 segundos; 6. Enxágüe abundantemente em água; 7. Transfira os cortes com o pincel para uma lâmina contendo uma gota de glicerina ou água; 8. Cubra com lamínula, evitando a formação de bolhas. Desenhos As práticas de Anatomia Vegetal são realizadas mediante a observação de várias estruturas vegetais em diversos grupos, portanto é necessária a documentação das observações através da confecção de desenhos. Os esquemas feitos durante a aula refletem se o aluno compreendeu a organização das estruturas de maneira consistente. Os desenhos devem ser simples e levar em consideração a forma do objeto e as proporções dos componentes dos cortes. Outro aspecto importante é a inclusão de legendas, para que se possa reconhecer as estruturas desenhadas. Sempre anote qual material vegetal e o tipo de corte que estão sendo observados. Anote outras informações que forem importantes no estudo que estiver sendo realizado. Os nomes científicos devem ser anotados de acordo com o Código Internacional de Nomenclatura Botânica. Girlene Santos de Souza 25 PRÁTICA 1:PRÁTICA 1:PRÁTICA 1:PRÁTICA 1:PRÁTICA 1: CORTES À MAO LIVRECORTES À MAO LIVRECORTES À MAO LIVRECORTES À MAO LIVRECORTES À MAO LIVRE A técnica para seccionar um material vegetal à mão livre é uma técnica simples e rápida, que requer certa habilidade manual para obtenção de cortes finos. Algumas regras básicas podem auxiliar o trabalho como: verificar a orientação desejada pelo conhecimento prévio da morfologia do órgão em estudo, antes de cortar o material; caso o material a ser cortado seja muito pequeno ou escorregadio e não possa ser mantido com firmeza entre os dedos da mão, recorremos a suportes como caule de embaúba, isopor, cenoura, etc.; a superfície a ser cortada deverá ser igualada com uma lâmina de barbear antes de realizar os cortes; colocar uma gota de água sobre o material e fazer o corte, segurando a lâmina de barbear entre os dedos polegar e indicador. Devem ser utilizadas lâminas de barbear novas, pois uma lâmina já usada impede a obtenção de um bom corte; durante o corte, a lâmina de barbear deve deslizar suavemente sobre a superfície do material. Exercer pouca pressão. O suficiente para cortar e se obter cortes bem delgados; deve-se fazer um grande número de cortes para posterior seleção dos mais delgados. Estes são mais transparentes e dobram quando suspensos por um pincel ou estilete; à medida que os cortes forem sendo feitos, transferi-los, com o auxílio de um pincel ou estilete, para uma placa de Petri ou vidro de relógio, contendo água ou qualquer outro líquido de inclusão; colocar a placa de Petri sobre um fundo que permita visualizar melhor os cortes e selecionar os mais finos; Por ser uma das maneiras mais simples, rápida e pouco dispendiosa, o procedimento de obtenção de cortes à mão livre é a metodologia que normalmente é escolhida para se iniciar um estudo em anatomia vegetal. Objetivo: Treinar os alunos na obtenção de cortes à mão livre Material: Folha e pecíolo de diferentes espécies vegetais, bulbo da cebola, dois ovos cozidos, lâmina de barbear, lâmina e lamínula. Procedimento: Com o auxílio de uma lâmina de barbear faça cortes transversais, longitudinais e paradérmicos nas folhas e pecíolos da diferentes espécies. Coloque-os em uma lâmina com uma gota de água, cubra com a lamínula, observe ao microscópio e desenhe diferentes tipos de células. Realize um corte transversal no ápice e no centro de um dos ovos, desenhe, depois, realize um corte longitudinal no ápice e no centro de um dos ovos, desenhe. Questões 1) Foram observadas diferenças entre os diferentes cortes? Explique. 2) Qual a relação que podemos fazer entre esse trabalho e a anatomia vegetal? Manuel prático de anatomia vegetal28 PRÁTICA 2:PRÁTICA 2:PRÁTICA 2:PRÁTICA 2:PRÁTICA 2: CÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICACÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICACÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICACÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICACÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICA No século XVII Robert Hooke observou pela primeira vez, em microscópio de fabricação própria, que a curtiça era constituída de pequenas cavidades separadas por paredes. Estas cavidades ficaram então denominadas de células, que significa pequenos compartimentos. Apesar da notável diversidade e similaridade, é possível distinguir dois tipos fundamentais de organização celular: o procariótico e o eucariótico. As células procarióticas se mostram mais simples e no sentido filogenético são mais antigas. Por outro lado, as células eucarióticas, que incluem todas as células vegetais, possuem núcleo e componentes celulares mais complexos que a anterior, e será o foco desta abordagem. A célula vegetal está limitada por uma membrana plasmática. Todas as células vegetais (diferentemente da célula animal) encontram-se envolvidas por uma parede celular, que é externa à membrana plasmática. A unidade viva que se localiza por dentro da parede é conhecida como protoplasto e o seu conteúdo como protoplasma. O protoplasma é constituído de citoplasma e núcleo. O citoplasma caracteriza-se pela presença de numerosos sistemas de membranas e organelas que são notavelmente semelhantes de célula para célula. Embora algumas destas organelas estejam presentes em todas as células vegetais (vivas), outras aparecem apenas em tipos particulares de células. A porção do citoplasma na qual o núcleo, os sistemas de membranas e várias organelas estão suspensos, recebe o nome de substância citoplasmática fundamental. Toda célula vegetal contém um núcleo. Este, é revestido por umamembrana dupla, denominada envoltório nuclear. Assim como no citoplasma, há o chamado nucleoplasma, que representa a substância fundamental do núcleo. A célula vegetal é semelhante à célula animal, mas contém algumas peculiaridades como a presença de uma parede celular, plastídeos e vacúolos. Os plastídeos podem ser divididos em dois tipos: os pigmentados e os não pigmentados. Os plastídeos não pigmentados são denominados de leucoplastos. Os leucoplastos, em função do tipo de reserva que acumulam, recebem diferentes denominações: a) amiloplasto, aqueles que acumulam amido, comuns em órgãos subterrâneos; b) oleoplasto, que acumulam lipídios; c) proteoplastos, os que acumulam proteínas. Os pigmentados são denominados de cloroplastos, os quais predominam o pigmento clorofila e são verdes, e os cromoplastos, que predominam os pigmentos carotenóides. Os cromoplastos, em função do pigmento predominante podem ser classiflcados em: a) eritoplasto, que apresenta o licopeno, um pigmento carotenóide de cor vermelha ou alaranjada; Manuel prático de anatomia vegetal30 b) xantoplasto, que apresenta xantofila, um pigmento carotenóide de cor amarela. Todos os plastídeos são derivados de corpos muitos pequenos, os proplastídeos, que estão presentes nas células meristemáticas. Na presença da luz os proplastídeos se diferenciam, com formação do sistema lamelar e darão origem aos cloroplastos. Se o desenvolvimento de um proplastídeo em cloroplasto é interrompido pela ausência de luz, é formado um etioplasto. Na ausência da luz, os proplastídeos formam corpos prolamelares e darão origem aos leucoplastos e cromoplastos. Os leucoplastos podem vir a ser transformados em cloroplastos se for restabelecida a luminosidade, pois apresentam o pigmento protoclorofila que pode originar a clorofila. Os cloroplastos, por sua vez, podem diferenciar-se em cromoplastos, onde a clorofila e a membrana interna desaparecem, dando lugar à acumulação de massas carotenóides. Também podem desdiferenciar-se em leucoplastos. Objetivo: Reconhecer diferentes tipos de plastídeos nas células vegetais Material: Fruto de pimentão vermelho e verde; tubérculo de batata e cebola; lâmina e lamínula; lenço de papel; Pinça de ponta fina; lâmina de barbear; vidro de relógio; lugol; glicerina; microscópio óptico Procedimento: Realize cortes transversais na polpa dos frutos de pimentão vermelho e verde; selecione os cortes finos e coloque-os em um vidro de relógio contendo água; monte a lâmina; cubra a amostra com a lamínula; evite formação de bolhas de ar; se houver excesso de água na amostra, enxugue a superfície excedente com papel toalha. Para a batatinha, fazer cortes paradérmicos na polpa, corar com lugol e montar a lâmina. Para a cebola retirar um fragmento de um catáfilo de cebola ou escama de modo a obter sua epiderme interna. Montar uma lâmina Girlene Santos de Souza 31 recobrindo o material apenas com lamínula. Levar ao Microscópio óptico, observar os diferentes componentes celulares e desenhar. Questões: 1) O que é uma célula vegetal? 2) Diferencie cromoplastos, leucoplastos e cloroplastos. A seguir cite uma função para cada um destes plastídeos. Manuel prático de anatomia vegetal32 PRÁTICA 3:PRÁTICA 3:PRÁTICA 3:PRÁTICA 3:PRÁTICA 3: PAREDE CELULARPAREDE CELULARPAREDE CELULARPAREDE CELULARPAREDE CELULAR A parede celular (exclusiva de células vegetais) é considerada uma estrutura não protoplasmática, pois se encontra fora do conteúdo protoplasmático. É formada durante o crescimento da célula e suas propriedades são afetadas pelo ambiente, pela nutrição e estágio de diferenciação da célula. As paredes das células vegetais são de considerável importância ao homem. As próprias paredes constituem madeiras, sendo também utilizadas como fibras e algodão. Muitos materiais extraídos da parede servem de cola, alimentos, aditivos alimentares, dentre outros. A parede celular é base de muitas das características das plantas como organismo. Ela limita o tamanho da célula e impede que a mesma seja rompida por indevido aumento de volume do protoplasma, como resultado da absorção de água pelo vacúolo, pois a parede apresenta capacidade de elasticidade limitada. A parede celular não apresenta capacidade de seletividade, que é realizada pela plasmalema. As células que possuem paredes relativamente delgadas dependem da pressão de turgescência para manterem-se rígidas, ao passo que as dotadas de paredes espessas conferem apoio mecânico às partes da planta que a possui. Objetivo: Identificar o principal componente da parede celular nas fibras de algodão. Material: Fibras de algodão, papel filtro, conta-gotas, gilette, ácido sulfúrico e lugol, lâmina e lamínula, Microscópio óptico Procedimento: Retirar de um chumaço de algodão algumas fibras e colocá-las sobre uma lâmina. Em seguida, tratá-las com ácido sulfúrico comercial e aguardar alguns segundos. Acrescentar algumas gotas de lugol, cobrir com lamínula, observar ao M.O. e desenhar. Questões 1) Explique como ocorre a formação da parede celular? 2) Qual o principal componente da parede celular? Qual a sua composição? Manuel prático de anatomia vegetal34 PRÁTICA 4:PRÁTICA 4:PRÁTICA 4:PRÁTICA 4:PRÁTICA 4: MERISTEMASMERISTEMASMERISTEMASMERISTEMASMERISTEMAS O tecido meristemático é considerado o tecido embrionário, pois a primeira célula meristemática é a célula ovo ou zigoto, resultante da fecundação da oosfera. As divisões sucessivas do zigoto darão origem ao embrião, que representa o primeiro conjunto de células meristemáticas. Outra terminologia botânica utilizada para os meristemas é considerá-los como tecidos formativos. As células meristemáticas são totipotentes e através de divisões e diferenciações são capazes de formar os demais tecidos que constituem o corpo do vegetal. O tecido meristemático é constituído de células pequenas, com formato poliédrico (cúbico), isodiamétricas, homogêneas e sem meatos, isto é, sem espaços intercelulares. As paredes celulares são bastante delgadas, e verifica-se ausência de vacúolos, ou quando presentes são pequenos. Esta característica, confere à célula meristemática um citoplasma denso, ou seja, bastante abundante, ocupando quase todo volume da célula e com núcleo volumoso. Outra característica da célula meristemática é a ausência de plastídeos, mas alguma delas apresentam uma organela denominada de proplastídeo. Esta organela é a precursora dos plastídeos, durante o processo de diferenciação celular. A característica mais importante da célula meristemática é a divisão celular. Objetivo: Identificar os principais tipos de meristemas Material: Lâmina permanente do ápice radicular de Monstera deliciosa e lâmina permanente do ápice caulinar Coleus spa (corte longitudinal). Procedimento: Em objetiva de menor aumento, observe a lâmina do ápice radicular e desenhe: a coifa, meristema apical, procâmbio, meristema fundamental e protoderme. Com objetiva de menor aumento localize a região meristemática do ápice caulinar e identifique: meristema apical, primórdio de gema axilar, primórdio foliar, meristema fundamental, protoderme e procâmbio. Em aumento maior, observe as características das células meristemáticas e as células em divisão. Questões a) Os dois meristemas são apicais “ao pé da letra”? Justifique sua resposta; b) Qual dos meristemas é mais complexo? Porque? c) Quais as diferenças entre as células meristemáticas e as demais células do corpo da planta? Manuel prático de anatomia vegetal36 PRÁTICA 5:PRÁTICA 5:PRÁTICA 5:PRÁTICA 5:PRÁTICA 5: TECIDOS DE REVESTIMENTO -TECIDOS DE REVESTIMENTO -TECIDOS DE REVESTIMENTO -TECIDOS DE REVESTIMENTO -TECIDOS DE REVESTIMENTO - EPIDERME E PERIDERMEEPIDERME E PERIDERMEEPIDERME E PERIDERMEEPIDERME E PERIDERMEEPIDERME E PERIDERME A epiderme é a camada mais externa, cujas célulassão originadas pela protoderme. Constitui o revestimento do corpo primário dos vegetais. É o tecido de revestimento das flores, frutos e sementes, bem como dos caules e raízes até que sofram considerável crescimento secundário. Diante disto, desempenha um papel importante na proteção destes órgãos, no intercâmbio gasoso com o meio externo e na absorção de água e nutrientes para a planta. A epiderme constitui um tecido complexo. É possível encontrar diferentes tipos de células na epiderme de diferentes órgãos, destacando-se: a) as células epidérmicas fundamentais, que compõem a maior parte do tecido; b) outras, isoladas ou em grupos, que possuem estrutura ou conteúdo especiais; c) células que são relacionadas com os estômatos e também, apêndices epidérmicos, os pelos ou tricomas. Estas células variam de formato, tamanho e disposição, mas sempre formam uma camada compacta, sem espaços intercelulares. As paredes celulares da epiderme variam em espessura nas diversas partes da mesma planta. Geralmente a parede periclinal externa é mais espessa. Ocorrem pontuações e plasmodesmos nas paredes anticlinais e na periclinal interna das células epidérmicas. Uma característica marcante, principalmente na epiderme das folhas, é a presença da cutícula. A cutícula pode ser definida como uma camada que recobre a parede externa da célula epidérmica. É constituída ou impregnada por uma mistura de substâncias complexas, denominada cutina. Além da cutina ocorrem substâncias pécticas. A observação da cutícula em microscópio de transmissão, mostra que na cutícula existe uma camada epicuticular constituída de ceras. A cutina e a cera são sintetizadas nos protoplastos e migram para a superfície através da parede celular. A cutícula aparece em todas as superfícies da planta que ficam expostas ao ar. Frequentemente é recoberta pela cera epicuticular. A cera epicuticular e a cutícula servem para proteger o órgão contra penetração de agentes patogênicos e para reduzir a perda de água (principalmente em plantas de ambiente xerófitos, onde a cutícula é bastante espessa). A cera superficial contribui também, para que a superfície epidérmica se torne menos molhável, característica essa que deve ser levada em conta quando da aplicação de defensivos agrícolas e de adubação foliar. Os estômatos são aberturas na epiderme, que são limitados por células epidérmicas denominadas de células guardas, que por meio de mudanças na sua forma afetam a abertura e o fechamento do poro (denominado ostíolo). O estômato pode ser circundado por células que não diferem das células fundamentais da epiderme. Em muitas plantas, porém, os estômatos são ladeados por células que diferem, quanto à forma e conteúdo, das células fundamentais. Essas células diferentes são denominadas células subsidiárias ou anexas do estômato e participam nas modificações osmóticas nos movimentos das células guardas (ou oclusivas). Manuel prático de anatomia vegetal38 Os apêndices unicelulares, bem como os pluricelulares, que se encontram na epiderme, são denominados pêlos ou tricomas (tricomonas). Estruturas de grande massa, sendo algumas delas secretoras. Os acúleos não se enquadram nesta classificação. A função dos tricomas não é bem esclarecida. Os mesmos podem contribuir na defesa contra ataque de insetos (tricomas recurvados espetam os insetos e as larvas e os secretores promovem uma defesa química). É provável que os tricomas isolem o mesofilo do calor excessivo. Nos caules e raízes que sofrem crescimento secundário, ou seja crescimento em espessura, como é o caso da maioria dos vegetais dicotilcdôneos, a epiderme é comumente substituída pela periderme. A periderme é a denominação dada a três camadas de células, o súber, o felogênio e a feloderma. A periderme geralmente é formada no córtex, em locais mais próximos ou mais afastados da epiderme, tanto no caule como na raiz. A primeira camada da epiderme a ser formada é o felogênio, que constitui um meristema secundário. Células já diferenciadas do parênquima cortical, se desdiferenciam, e neste caso perdem seus vacúolos centrais, aumentam o seu volume protoplasmático e sofrem divisões periclinais e anticlinais. Como resultado da primeira divisão periclinal, são formadas duas células com formas parecidas. A célula externa sofre uma posterior divisão periclinal, resultando em duas células filhas. Destas duas células, a externa diferencia-se suberificando suas paredes e forma o súber, enquanto que a interna permanece como inicial do felogênio, voltando a se dividir e formando novas camadas de súber. A célula interna resultante da primeira divisão periclinal, continua dividindo-se e as resultantes, para o interior, diferenciam-se em parênquima, formando o feloderma. É importante salientar que as células do felogênio que se dividem no plano anticlinal, Girlene Santos de Souza 39 permanecem como iniciais do felogênio, e podem dividir-se posteriormente em qualquer dos planos. Objetivo: Observar as células epidérmicas e a cutícula da folha; a presença de tricomas tectores e /ou glandulares e os estômatos presentes nas folhas. Material: Folha de boldo, hibiscus, gramínea, café, caule de abóbora, caule da goiabeira; Lâmina e lamínula; Pinça de ponta fina, lâmina de barbear; Vidro de relógio; corante; Microscópio óptico Procedimento: realize cortes transversais e paradérmicos nas folhas e no caule; coloque os cortes em vidros de relógio contendo água; faça a coloração com safranina e azul de toluidina; monte as lâminas e observe ao microscópio; desenhe e pinte as células epidérmicas e a cutícula. Questões 1) Os estômatos ocorreram sempre na mesma face da folha? 2) Dê a função das seguintes estruturas epidérmicas: a) tricomas; b) estômato; c) célula buliforme. 3) Localize e identifique os componentes do estômato. Manuel prático de anatomia vegetal40 PRÁTICA 6:PRÁTICA 6:PRÁTICA 6:PRÁTICA 6:PRÁTICA 6: TECIDOS FUNDAMENTAIS -TECIDOS FUNDAMENTAIS -TECIDOS FUNDAMENTAIS -TECIDOS FUNDAMENTAIS -TECIDOS FUNDAMENTAIS - PARÊNQUIMA, COLÊNQUIMA EPARÊNQUIMA, COLÊNQUIMA EPARÊNQUIMA, COLÊNQUIMA EPARÊNQUIMA, COLÊNQUIMA EPARÊNQUIMA, COLÊNQUIMA E ESCLERÊNQUIMAESCLERÊNQUIMAESCLERÊNQUIMAESCLERÊNQUIMAESCLERÊNQUIMA O parênquima é o principal representante do sistema fundamental. É também chamado tecido de enchimento, porque é o tecido mais abundante em qualquer órgão vegetal e ocupa os intervalos existentes entre a epiderme e os vasos condutores. Representa o primeiro grau de diferenciação das células meristemáticas. É formado por células vivas, capazes de crescerem e readquirirem a capacidade de divisão celular (desdiferenciarem- se). Isto demonstra que o tecido parenquimático tem relativamente pouca especialização, portanto, pode desempenhar variadas funções na planta. É responsável pelas principais funções vegetais, tais como fotossíntese, respiração, secreção e armazenamento de alimentos de vários tipos. Geralmente o parênquima consiste de células de paredes delegadas, ou seja, paredes primárias (unidas pela camada cimentante, denominada lamela média), que são formadas durante o crescimento celular. Depois de completo o crescimento, a célula parenquimática, pode depositar uma parede secundária sobre a primária. O colênquima é um tecido composto por células de paredes espessas, sendo considerado um tecido de sustentação. Assemelha-se ao parênquima pelo fato dos dois possuírem protoplastos vivos e ativos, capazes de reassumir a atividade meristemática. É considerado responsável pela sustentação dos órgãos jovens em crescimento e órgãos da planta que possuem flexibilidade (pecíolo de folhas, pedúnculo de flores e frutos, nervuras foliares e caules herbáceos). As células do colênquima possuem protoplastos vivos e paredes celulósicas espessas. Podem conter cloroplastos e realizam fotossíntese. Assim, diferem das células parenquimáticas principalmentena natureza de sua parede espessa e geralmente são mais alongadas. As paredes das células do colênquima constituem exemplos de paredes primárias espessas. Estas são formadas enquanto a célula está ainda crescendo em volume. O espessamento das paredes de colênquima é depositado durante o crescimento da célula, basicamente por compostos pécticos e hemicelulose e pouca celulose. Em outras palavras, a parede celular aumenta simultaneamente em superfície e espessura. Geralmente, o espessamento da parede inicia nos cantos da célula, mas pode expandir-se, a partir daí, de várias maneiras em espécies diferentes. São reconhecidos três tipos de colênquima, de acordo com a disposição do engrossamento da parede: a) Colênquima angular - o tipo mais comum, no qual o espessamento da parede é depositado, predominantemente nos cantos ou ângulos das células; b) Colênquima lamelar - no qual o espessamento é depositado mais acentuadamente nas paredes tangenciais do que nas radiais da célula; c) Colênquima lacunar - no qual o espessamento é depositado primariamente ao redor dos espaços intercelulares, ocorre em pecíolos de algumas plantas e raízes aéreas. Manuel prático de anatomia vegetal42 O esclerênquima, juntamente com o colênquima, é considerado tecido de sustentação, sendo o esclerênquima um tecido mais especializado nesta função, quando comparado com o colênquima. O esclerênquima é o principal tecido de sustentação mecânica dos vegetais, pois suas células lhe conferem dureza e rigidez. É considerado um tecido morto, devido ao fato de suas células perderem seus conteúdos protoplasmáticos quando maduras. O mesmo distingui-se do colênquima por essa falta de conteúdo vivo e é lignificado (células dotadas de intensa impregnação de lignina na parede celular). Esta lignificação é que determina a morte das células. As células do esclerênquima apresentam paredes secundárias, que se depositam sobre as primárias depois destas completarem o seu crescimento em extensão. As células do esclerênquima são habitualmente divididas em duas categorias, as fibras e os esclereídes (ou esclerócitos). De modo geral a fibra é mais alongada e delgada, muitas vezes mais longa do que larga, ao passo que os esclerócitos variam de uma forma aproximadamente isodiamétrica a alongada e algumas bastantes ramificadas. Objetivo: Observar os diferentes tipos de parênquima, os espaços intercelulares e grãos de amido presentes nas amostras em estudo. Identificar e caracterizar colênquima e esclerênquima. Material: Caule da abóbora, pecíolo da mamona, polpa de pêra; Lâmina e lamínula; Lâmina de barbear; Vidro de relógio; corante; Microscópio óptico Procedimento: Faça cortes transversais finos dos tecidos a serem analisados; Execute o procedimento de descoloração e de coloração (azul de toluidina); Prepare os cortes sobre lâmina com água. Cubra com lamínula e observe ao microscópio. Esquematize. Girlene Santos de Souza 43 Questões a) Que diferenças básicas você destacaria entre os dois tecidos de sustentação? b) Qual a localização dos tecidos de sustentação? c) Que tipo de célula esclerenquimática ocorre no tecido da pêra? Caracterize-a. Qual seria uma possível função deste tecido no fruto? Manuel prático de anatomia vegetal44 PRÁTICA 7:PRÁTICA 7:PRÁTICA 7:PRÁTICA 7:PRÁTICA 7: TECIDOS DE CONDUÇAO -TECIDOS DE CONDUÇAO -TECIDOS DE CONDUÇAO -TECIDOS DE CONDUÇAO -TECIDOS DE CONDUÇAO - XILEMA E FLOEMAXILEMA E FLOEMAXILEMA E FLOEMAXILEMA E FLOEMAXILEMA E FLOEMA O xilema primário contém os tipos celulares chamados, elementos traqueáreos, fibras e células de parênquima. É originado do procâmbio (no meristema apical) e em termos de desenvolvimento reconhecem-se dois tipos de xilema primário: protoxilema e metaxilema. O protoxilema de formação precoce, se diferencia nas partes primárias do corpo da planta que não completam seu crescimento e diferenciação. Seus elementos traqueáreos maduros, não vivos, são distendidos e, eventualmente destruídos, pois amadurecem entre tecidos em fase de alongamento ativo, e está, por conseguinte, sujeito a tensões. O metaxilema inicia-se geralmente no corpo primário da planta ainda em crescimento, mas amadurece só muito depois do alongamento haver concluído. Diante disto, é menos atingido pela extensão primária dos tecidos circundantes do que o protoxilema e contém fibras e as células parenquimáticas. Os elementos traqueáreos do metaxilema tornam-se funcionais após a formação do xilema secundário. Nas plantas sem crescimento secundário, o metaxilema mantém-se funcional até a idade adulta do órgão. O xilema secundário faz parte do corpo secundário da planta e é originado pelo câmbio vascular. Neste xilema há dois sistemas de células, o axial e o radial, o que não ocorre no xilema primário. A deposição da célula no sentido vertical, ou seja, paralelo ao eixo longitudinal do caule ou raiz, caracteriza o sistema axial. O sistema axial contém os componentes citados para o xilema (elementos traqueáreos, fibras e células do parênquima). As células com deposição horizontal formam o xilema radial, que é constituído basicamente de células do parênquima. Os xilemas axial e radial são dispostos como dois sistemas que se interpenetram, intimamente integrados um com o outro, quanto à origem, estrutura e função. O floema também denominado de líber, é o tecido responsável pela condução da seiva elaborada. Da mesma forma que abordou-se no xilema, a origem do floema é dupla: o floema primário tem origem no meristema apical (procâmbio) e o secundário no câmbio vascular. Assim como o xilema o floema é um tecido complexo, formado por diferentes tipos celulares e desempenhando mais de uma função. Compondo o floema tem- se: a) elementos crivados; b) fibras; c) células do parênquima. Da mesma forma que os elementos traqueáreos do xilema, os elementos crivados são de dois tipos: As células crivadas e o elemento de tubo crivado. As células crivadas aparecem em pteridófitas e gimnospermas e são menos especializados que os elementos crivados. Os elementos crivados ocorrem em angiospermas, a justaposição destes elementos (células) formam o tubo crivado. Tais células (elementos crivados) são os mais especializados do floema. As suas principais características são Manuel prático de anatomia vegetal46 as áreas crivadas em suas paredes transversais e a ausência de núcleo nos protoplastos maduros. As áreas crivadas são paredes com poros atravessados por filamentos de conexão, que fazem a ligação entre os protoplastos das células vizinhas. Os poros nada mais são do que pontuações modificadas. As paredes das células que contém as áreas crivadas, são denominadas de placa crivada, sendo equivalente à placa de perfuração do elemento de vaso do xilema. Os protoplastos dos elementos crivados sofrem grandes modificações durante a formação. O núcleo desintegra-se; a delimitação entre vacúolo e o citoplasma parece desaparecer e surgem indícios de diminuição do ritmo metabólico. O protoplasto sem núcleo, entretanto, é capaz de depositar calose e, depois removê-la, sob certas condições. Comparativamente com o xilema as fibras aparecem em menor quantidade no floema. As fibras quando maduras podem ser vivas ou não. Em muitas plantas as fibras do floema são utilizadas como fibras comerciais (linho, hibisco). Esclerócitos, também, são encontrados freqüentemente no floema, podendo aparecer junto com as fibras ou isolados. Estas células esclerenquirnáticas, junto ao floema, desempenham a função de sustentação, e as vezes de reserva (quando elementos vivos). Os elementos crivados das angiospermas, geralmente, estão associados com células parenquimáticas especializadas, denominadas células companheiras. Essas células são originadas pela mesma célula rneristemática que inicia o elemento de tubo crivado. Os dois tipos de células parecem manter estreita relaçãofisiológica porque o término da função de um elemento de tubo crivado é acompanhado pela morte das células companheiras. Nota-se que as paredes celulares entre os dois tipos de células são muito delgadas ou muito densamente pontuadas, fato que Girlene Santos de Souza 47 reforça a idéia anterior. Do ponto de vista funcional, as células companheiras são muito importantes, pelo falo de serem em grande parte responsáveis pela ativa secreção de substâncias no interior dos elementos de tubo crivados e a remoção. É importante salientar que outras células parenquimáticas, contendo numerosas substâncias ergásticas, são componentes regulares do floema. Se comparar com o xilema, a quantidade de células parenquimáticas no floema é mais expressiva. Objetivo: Observar os elementos condutores presentes no caule. Material: Caule de abóbora, caule da mamona; Lâmina e lamínula; Lâmina de barbear; Vidro de relógio; corante; Microscópio óptico Procedimento: Faça cortes transversais e longitudinais dos caules; Core os cortes com azul de toluidina após procedimento de descoloração; Prepare os cortes em lâminas com água, cubra com lamínula e observe; Identifique os elementos condutores e esquematize. Questões a) Qual a diferença entre o câmbio vascular presente em Cucurbita sp. e o apresentado em Ricinus communis. b) Quais as diferenças entre o floema primário e o floema secundário? Cite ao menos duas características distintivas. Manuel prático de anatomia vegetal48 MORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS VEGETAISMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS VEGETAISMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS VEGETAISMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS VEGETAISMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS VEGETAIS PRÁTICA 8: RAIZPRÁTICA 8: RAIZPRÁTICA 8: RAIZPRÁTICA 8: RAIZPRÁTICA 8: RAIZ A raiz é um órgão subterrâneo, aclorofilado e não possui o corpo segmentado em nós e entrenós. É caracterizada pela ausência de gemas laterais, bem como por apresentar geotropismo positivo. Algumas exceções, como raízes aéreas, podem ser clorofiladas e outras podem apresentar geotropismo negativo e gemas laterais. Nas dicotiledôneas a raiz principal tem origem na radícula do embrião da semente. Nas monocotiledôneas as raízes originam- se de forma diferente, ou seja, a radícula se degenera e o sistema radicular é constituído por numerosas raízes com origem no caule (adventícias). As raízes laterais têm origem no periciclo (região interna da raiz) e as adventícias originam-se a partir de tecidos profundos do órgão (neste caso, não é a raiz), são, portanto, em ambos os casos de origem endógena. Na maioria das plantas, uma das finalidades das raízes é fixar o vegetal no solo. Essas raízes ramificam-se ou se apresentam em feixes, formando, desse modo, um conjunto de raízes denominado sistema radicular. Por outro lado, a raiz destina-se a absorver e transportar, às seções superiores da planta, a água e as substâncias químicas indispensáveis ao metabolismo dos vegetais. Assim, ramificando-se, as raízes aumentam sua área de absorção, que é ampliada mais ainda pela existência de uma região, onde se formam pêlos absorventes, denominada de zona pilífera. O estudo anatômico da raiz demonstra duas estruturas de desenvolvimento, as denominadas de estrutura primária e estrutura secundária, que formam, respectivamente, o corpo primário e secundário do órgão. Os vegetais monocotiledôneos e algumas dicotiledôneas apresentam o corpo primário durante todo o seu ciclo de vida, já a maioria das dicotiledôneas substituem, ao longo do seu desenvolvimento, a estrutura primária pela secundária. A estrutura primária é denominada, por alguns autores, de corpo primário. Um corte transversal de uma raiz em estágio primário de crescimento revela nítida separação entre os três sistemas de tecidos: epiderme (sistema dérmico), córtex (sistema fundamental) e o cilindro central (sistema vascular). Objetivo: Conhecer a anatomia e a estrutura geral da raiz, diferenciando os tecidos presentes, bem como os estágios de crescimento. Material: Raiz de feijão, milho, orquídea, gillete, lâmina e lamínula. Procedimento: Faça cortes transversais na raiz de feijão, milho e orquídea, corar com azul de toluidina, montar as lâminas, observar no microscópio óptico, identifique os tecidos e desenhar. Questões 1) O que é uma raiz adventícia? Como podemos diferenciar uma raiz adventícia de uma raiz que teve origem a partir da radícula do embrião? Manuel prático de anatomia vegetal50 2) Qual a diferença entre uma raiz adventícia e uma raiz secundária? Explique como estas raízes são formadas. 3) Quais as diferenças entre o cilindro vascular oco e o cilindro vascular sólido das raízes? Descreva estes dois cilindros. Girlene Santos de Souza 51 PRÁTICA 9:PRÁTICA 9:PRÁTICA 9:PRÁTICA 9:PRÁTICA 9: CAULECAULECAULECAULECAULE O caule é um órgão geralmente aéreo, que, quando jovem ou verde, realiza fotossíntese. Ao contrário da raiz apresenta geotropismo negativo, fototropismo positivo e divide-se em nós e entrenós, com uma ou mais folhas em cada nó. Os nós e entrenós podem ser bem evidentes, bem como muitas vezes, não são identificados. O caule origina-se da gêmula ou plúmula do embrião da semente durante o processo de germinação da mesma. Nas dicotiledôneas, ao se iniciar o desenvolvimento da gêmula origina- se o epicótilo, que representa a parte caulinar dessa gêmula. O hipocótilo, por sua vez, também constitui uma unidade caulinar, pois fica localizado abaixo da inserção do cotilédone e pode grosseiramente ser considerado como o primeiro entrenó. Nas monocotiledôneas, estas duas regiões não se distinguem e o caule forma-se diretamente do desenvolvimento da gêmula. O caule tem como função fundamental o sustento do vegetal, sustentando folhas e flores, isto é, a copa da planta. Esta sustentação permite às folhas, principais órgãos fotossintéticos da planta, uma posição favorável à luminosidade, que é essencial para a fotossíntese. O caule, também, é órgão de ligação entre as raízes e folhas, tendo no seu interior os vasos lenhosos e liberianos, com a finalidade de conduzirem a seiva bruta e elaborada, respectivamente. Pode também funcionar como órgão de reserva e auxiliar na fotossíntese. Tal como ocorre na raiz, na maioria das monocotiledôneas há uma só estrutura caulinar, denominada estrutura primária, que perdura por toda a vida da planta. Já as dicotiledôneas além da estrutura primária, desenvolvem, através desta, a estrutura secundária. A estrutura primária do caule apresenta, como na raiz, três sistemas de tecidos: o dérmico, o fundamental e o vascular originados pela protoderme, meristema fundamental e procâmbio, respectivamente. O sistema dérmico é representado pela epiderme, o fundamental pelo córtex e a medula, sendo que esta última em certas plantas pode estar ausente. Finalmente, no sistema vascular, acham-se o xilema e o floema, que se encontram em feixes, os feixes vasculares. Objetivo: Observar os diferentes tecidos que constituem a anatomia do caule. Material: Caule de abóbora, mamona e goiabeira, lâmina, lamínula, gilete. Procedimento: Faça cortes transversais nos caules das espécies selecionadas, colocar em uma placa de petri com água, depois corar com azul de toluidina e montar a lâmina Com objetiva de menor aumento observe o corte do caule, identifique e desenhe: epiderme, córtex (com colênquima angular e parênquima), os feixes vasculares e a medula. Desenhe um feixe vascular no aumento de 40x. Questão 1) Diferencie anatomicamente os caules de monocotiledônea e dicotiledônea em estrutura Manuel prático de anatomia vegetal54 PRÁTICA 10:PRÁTICA 10:PRÁTICA 10:PRÁTICA 10:PRÁTICA 10: FOLHAFOLHAFOLHAFOLHAFOLHA A folha é um órgão lateral, geralmente verde, que representa uma expansão laminar do caule. Apresenta crescimento determinado e tem como função principal a fotossíntese. Uma folha completa compõe-se de limbo,pecíolo e bainha; qualquer uma das partes pode faltar sendo rara a ausência do limbo. A folha tem constitui-se de um órgão vegetal com importantes funções metabólicas, sendo, portanto o principal responsável pela fotossíntese, respiração, transpiração e distribuição da seiva aos outros órgãos. A folha tem a mesma origem embriológica do caule, ou seja, a partir da gêmula do embrião da semente. Nascem nas proximidades da superfície do meristema apical, como agrupamentos localizados, denominados primórdios foliares. Portanto, sua origem é exógena. Assim como na raiz e o caule, a folha apresenta os três sistemas de tecidos: o dérmico, o fundamental e o vascular. As folhas, geralmente, não apresentam crescimento secundário. Raramente este crescimento pode ocorrer nas nervuras maiores e no pecíolo. Como conseqüência do não crescimento secundário, a epiderme permanece durante a vida da folha como o único sistema de revestimento. Anatomicamente, a folha das angiospermas é composta de epiderme, mesofilo e feixes vasculares, que são bem perceptíveis em corte transversal. Objetivo: Analisar e reconhecer a organização estrutural de folhas de mono e dicotiledôneas.Observar os diferentes tecidos que constituem uma folha. Material: folha de boldo, gramínea ou milho e café, placa de petri, lâmina, lamínula e gillete. Procedimento: Fazer cortes paradérmicos e transversais nas folhas de boldo, milho e café. Colocar os cortes numa placa de petri com água; selecionar os cortes mais finos e preparar a lâmina. Os cortes paradérmicos devem ser corados com safranina e os paradérmicos com azul de toluidina. Com objetiva de menor aumento observe o corte da folha com nervura principal e mesofilo. Com a objetiva de 10x, observe e desenhe: cutícula, epiderme adaxial e abaxial, parênquima clorofiliano. Na nervura principal observe e desenhe o feixe vascular. Nos cortes paradémicos observar estruturas epidérmicas. Questões 1) O que são plantas mesofíticas, xerofíticas e hidrofíticas? Cite ao menos 3 características das folhas destas plantas que ajudem a identificá-las O que é anatomia krans? Qual a importância deste arranjo para as plantas C4? 2) Descreva sucintamente o processo de formação de uma folha (ontogenia). A seguir, destaque os nomes dos principais meristemas envolvidos neste processo e suas respectivas funções. Morfologia da Folha Objetivo: Conhecer os diferentes tipos de folha (completa e incompleta) e identificar suas partes constituintes; classificar quanto à divisão do limbo. Manuel prático de anatomia vegetal56 Material: Folha de diferentes espécies vegetais Procedimento: Vá ao campo (quintal, parque, jardins, etc.) e colete diversos tipos de folhas e as classifique quanto à forma, nervação, bordo e filotaxia. Exemplo Colar a folha Folha: ( ) completa ( ) peciolada ( ) invaginante ( ) séssil Nervação: ( ) uninérvea ( ) peninérvea ( ) curvinérvea ( ) palmatinérvea ( ) paralelinérvea Consistência: ( ) membranácea ( ) coriácea ( ) crassa ( ) cartácea Forma do limbo: ( ) elíptica ( ) ovada ( ) obovada ( ) lanceolada ( ) linear ( ) assimétrica Filotaxia: ( ) alterna ( ) alterna espiralada ( ) oposta simples ( ) oposta cruzada ( ) verticilada Estruturas anexas : ( ) estípulas ( ) espinhos ( ) ócrea ( ) gavinha Girlene Santos de Souza 57 MORFOANATOMIA DOS ÓRGAOSMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOSMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOSMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOSMORFOANATOMIA DOS ÓRGAOS REPRODUTIVOSREPRODUTIVOSREPRODUTIVOSREPRODUTIVOSREPRODUTIVOS PRÁTICA 11: DIVERSIDADE FLORALPRÁTICA 11: DIVERSIDADE FLORALPRÁTICA 11: DIVERSIDADE FLORALPRÁTICA 11: DIVERSIDADE FLORALPRÁTICA 11: DIVERSIDADE FLORAL A flor é o elemento de reprodução das fanerógamas. É constituída por um conjunto de folhas modificadas (antófilos) e quando completa é formada por pedúnculo (ou pedicelo), receptáculo e verticilos florais. Além da importância reprodutiva, a flor constitui-se no mais importante órgão para a taxonomia dos vegetais angiospermas. Também, tem importância industrial, medicinal e ornamental. A função da flor é a multiplicação sexuada dos vegetais. Para isto, geralmente, é constituída de verticilos reprodutores (Androceu e gineceu), responsáveis pela formação dos gametas masculino e feminino. Na conceituação usual, a flor é um ramo curto, portador de folhas modificadas. Do ponto de vista botânico, algumas destas folhas são estéreis (as denominadas protetoras), e outras são obrigatoriamente férteis (as denominadas reprodutivas). Isto significa dizer, que não existe flor sem a presença de um dos aparelhos sexuais, masculino ou feminino, no órgão. Uma flor completa é constituída das seguintes partes: o pedúnculo, o receptáculo, os verticilos protetores (cálice e corola) e os verticilos reprodutores (androceu e gineceu). Anexos as estas partes florais, podem ocorrer, em alguns casos, outras folhas modificadas, denominadas brácteas. As brácteas são constituídas por quaisquer órgãos foliáceos situados nas proximidades da flor e diferentes (pela forma, tamanho, consistência, cor, etc.) das outras partes constituintes da flor. Objetivo: Reconhecer os verticilos protetores e reprodutores de uma flor completa e identificar as principais estruturas observadas em uma flor completa. Analisar e reconhecer a organização estrutural das flores, assim como suas variações morfológicas. Material: Flor de diferentes espécies (mamona, lírio, hibiscus, abóbora, mamão) Procedimento: Pegue cada flor e identificar todas suas partes. Se necessário utilize uma lupa. Observe a forma das peças do perianto. Essas peças se assemelham a qual outro órgão vegetal? Observe o androceu. Identifique as partes dos estames: filete, antera e conectivo; observe o gineceu. Identifique as partes: ovário, estilete e estigma. Corte o ovário e observe o que tem dentro. Questões 1) Quando o fruto amadurece, em que se transformam essas estruturas? 2) Qual a função de cada uma das partes observadas? 3) Classifique os matérias observados quanto:; 3.1 Quanto aos verticilos: ( ) Completa ( ) Incompleta 3.2 Quanto ao perianto: Manuel prático de anatomia vegetal60 ( ) Aclamídea ( ) Monoclamídea ( )Diclamídea: ( ) Homoclamíde ou ( ) Heteroclamídea 3.3. Quanto ao cálice: ( ) Dímera ( ) Trímera ( ) Tetrâmera ( ) Pentâmera 3.4 Quanto à soldadura do cálice: ( ) Dialissépalo ( ) Gamossépalo 3.5. Quanto à corola: ( ) Dímera ( ) Trímera ( ) Tetrâmera ( ) Pentâmera 3.6 Quanto à soldadura da corola: ( ) Dialipétalo ( ) Gamopétalo 3.7 Quanto à simetria: ( ) Actinomorfa ( ) Zigomorfa ( ) Assimétrica 3.8. Quanto ao número de estames em relação às pétalas: ( ) Oligostêmone ( ) Isostêmone ( ) Diplostêmone ( ) Polistômone 3.9 Quanto ao número de carpelos: ( ) unicarpelar ( ) Bicarpelar ( ) tricarpelar ( ) Tetracarpelar ( ) Pentacarpelar ( ) Pluricarpelar 3.10. Quanto ao número de lóculos: ( ) unilocular ( ) Bilocular ( ) trilocular ( ) Tetralocular ( ) Pentalocular ( ) Plurilocular Girlene Santos de Souza 61 PRÁTICA 12:PRÁTICA 12:PRÁTICA 12:PRÁTICA 12:PRÁTICA 12: SEMENTESSEMENTESSEMENTESSEMENTESSEMENTES A semente para dar origem à nova planta, necessita de reservas nutritivas, que podem estar no próprio embrião (cotilédone),ou fora dele (endosperma e perisperma). O início do desenvolvimento da nova planta, a germinação, depende de condições especiais, relacionadas com a própria semente e com o meio ambiente. A primeira fase da germinação é a embebição, que consiste na absorção de água pelas células, devido ao poder higroscópico dos colóides existentes no protoplasma. Em conseqüência disso, ocorre aumento de volume e de peso da semente. Objetivo: Reconhecer os diversos componentes da semente, tanto em nível morfológico quanto anatômico.e comparar o processo de embebição em diferentes sementes.Material: Beckers, provetas de 50mL, 10 sementes secas de feijão, milho e mamona. Procedimento: primeiro determine o volume das sementes secas, colocando 10 mL de água na proveta e acrescentando 10 sementes secas de feijão, milho e mamona. Agite vigorosamente a proveta, para retirar bolhas de ar que tenham ficado entre as sementes. Anote o volume encontrado nesta medida (altura do nível da água sem e com sementes). Coloque as sementes medidas em frascos contendo água, por 24 horas. Determine o volume que passaram a ter as semen- tes depois da embebição, empregando o mesmo método usado para as sementes secas e preencha o quadro abaixo: Questões 1) As sementes de diversas espécies de plantas são revestidas por fibras de esclerênquima, um tipo de tecido vegetal rico em celulose e lignina. 2) Explique como esse revestimento das sementes contribui para a dispersão dessas espécies de plantas. Manuel prático de anatomia vegetal64 REFERENCIASREFERENCIASREFERENCIASREFERENCIASREFERENCIAS APPEZZATO-da-GLORIA, B. & CARMELLO-GUERREIRO, S. M. (editoras) Anatomia Vegetal. 2. ed. Viçosa –MG: Editora da Universidade Federal de Viçosa, 2006. BOLD, H.C. O reino vegetal. São Paulo: Edigard Blucher Ltda, 1988. BONA, C; BOEGER, M. R. & SANTOS, G. O. Guia Ilustrado de Anatomia Vegetal. Ribeirão Preto: Holos, 2004. BURGER, L.M. & RICHTER, H.G. Anatomia da Madeira. São Paulo: Nobel, 1991. CASTRO, E. M. ; PEREIRA, F. J. ; PAIVA, R. 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