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Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição BOTÂNICA: do grego Botanikós – planta, erva. Ciência que estuda os vegetais. Visa o conhecimento dos vegetais sob o ponto de vista científico ou prático. TAXONOMIA VEGETAL Taxonomia: originada de duas palavras de origem grega TAXIS e NOMOS, que juntas significam disposição organizada de algo. Então a Taxonomia é a ciência que elabora as leis de classificação. Sistemática: Estudo descritivo de todas as espécies vivas e suas classificações dentro de uma hierarquia de grupamentos. Grupos taxonômicos: Reino – Filo – Classe – Ordem – Família – Gênero – Espécie • Reino Plantae ou Metaphyta: agrupa os vegetais, subdivididos em: Bryophyta (musgos) e Tracheophyta (Pteridófitas, Gimnospermas e Angiospermas). Nomes de grupos de plantas: Criptógama: palavra composta por cripto, que significa escondido, e gama, cujo significado está relacionado a gameta (estrutura reprodutiva). Esta palavra significa, portanto, "planta que tem estrutura reprodutiva escondida". Ou seja, sem semente. Fanerógama: palavra composta por fanero, que significa visível, e por gama, relativo a gameta. Esta palavra significa, portanto, "planta que tem a estrutura reprodutiva visível". São plantas que possuem semente. Gimnosperma: palavra composta por gimmno, que significa descoberta, e sperma, semente. Esta palavra significa, portanto, "planta com semente a descoberto" ou "semente nua". Angiosperma: palavra composta por angion, que significa vaso (que neste caso é o fruto) e sperma, semente. A palavra significa, "planta com semente guardada no interior do fruto". BRYOPHYTA: Conhecidas como musgos. Denominadas Plantas Criptógamas (kripton = oculto e gamos = reprodução), Assifonógamas (sem tubo político) e avasculares (sem tecidos condutores), logo, são plantas que não possuem flores; suas estruturas reprodutoras denominam-se ANTERÍDIO (masculino) e ARQUEOGÔNIO (feminino). São plantas simples e dependentes da água, são todas de pequeno porte devido a falta de tecidos de condução de seiva, a água é absorvida do ambiente e é transportada de célula para célua, ao longo do corpo de vegetal. Estruturas que compõe as briófitas: - Rizóides: filamentos que fixam a planta no ambiente em que ela vive e absorvem a água e os sais minerais disponíveis nesse ambiente; - Caulóides: pequena haste de onde partem os filoides; - Filóides: estruturas clorofiladas e capazes de fazer fotossíntese. Figura 1: Estrutura das Briófitas Principais briófitas: hepáticas, Antoceros e Musci. O nome hepáticas vem do grego hepathos, que significa 'fígado'; essas plantas são assim chamadas porque o corpo delas lembra a forma de um fígado. Reprodução: metagênese, com fase gametofítica duradoura e a fase esporofítica transitória. Em alguns musgos forma-se um emaranhado filamentoso denominado protonema. Figura 2: Ciclo de vida das briófitas Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01: Taxonomia : Taxonomia : Taxonomia : Taxonomia Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição PTERIDÓFITAS: A palavra pteridófita vem do grego pteridon, que significa 'feto'; mais phyton, 'planta', devido as folhas em brotamento apresentam uma forma que lembra a posição de um feto humano no útero materno. Ao longo da história evolutiva da Terra, as pteridófitas foram os primeiros vegetais a apresentar um sistema de vasos condutores de nutrientes; favorecendo o surgimento de plantas de porte elevado. Exemplos: samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas. Possuem porte maior que as briófitas. O corpo das pteridófitas possui raiz, caule e folha. O caule das atuais pteridófitas é em geral subterrâneo, com desenvolvimento horizontal. Mas, em algumas pteridófitas, como os xaxins, o caule é aéreo. Em geral, cada folha dessas plantas divide-se em muitas partes menores chamadas folíolos. A maioria das pteridófitas é terrestre e, como as briófitas, vivem preferencialmente em locais úmidos e sombreados. Reprodução: fase sexuada e assexuada. As primeiras folhas jovens, em forma de cajado, denominam-se de báculos. Depois de completamente desenvolvidas, as folhas abrigam esporângios ricos em esporos para a reprodução, que, semelhantes às briófitas, é por metagênese, sendo que, neste caso, a fase mais importante é justamente a esporofítica. Neste particular observa-se a formação de uma estrutura cordiforme denominada prótalo, que realizará a fase gametofítica (transitória), para completar a alternância de gerações. GIMNOSPERMAS: Possuem vascularização, mas são mais evoluídas que as pteridófitas, devido apresentarem uma espécie de “flor” denomida de estróbilo, sendo ainda as primeiras plantas produtoras de sementes (espermatófitas). Em muitas gimnospermas, como os pinheiros e as sequóias, os estróbilos são bem desenvolvidos e conhecidos como cones o que lhes confere a classificação no grupo das coníferas. Porém, não formam frutos, daí o nome gimnos = nú e sperma = semente. Exemplos: Pinheiro do Paraná (Araucaria angustifólia), Pinus (Pinus eliotis), Cedro (Cedrus libanis) e as sequóias. Vivem preferencialmente em ambientes de clima frio ou temperado. Reprodução: Observam-se dois tipos de estróbilos, um masculino, denominado de microestróbilo, e um feminino, o megaestróbilo. O elemento masculino produz micipósporos que se modificam, criam expansões aliformes e podem ser levados pelo vento, funcionando como grãos de pólen. Na parte feminina há um óvulo imaturo que é uma estrutura formada por elementos reprodutores revestidos por tegumentos; portanto, não é o gameta, pois o verdadeiro gameta é uma célula denominada oosfera que após fecundada gera um zigoto diploide que dá origem a um embrião que junto com um tecido nutritivo (endosperma) e um conjunto de tecidos protetores formam a semente popularmente conhecida como pinhão, quando se trata de pinheiros. No caso do Pinheiro do Paraná os sexos são separados: a que possui estróbilos masculinos não possuem estróbilos femininos e vice-versa. Em outras gimnospermas, os dois tipos de estróbilos podem ocorrer numa mesma planta. Figura 4: Ciclo reprodutivo do Pinheiro do Paraná. Figura 3: Ciclo reprodutivo das samambaias Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição ANGIOPERMAS: A palavra angiosperma vem do grego angeios, que significa 'bolsa', e sperma, 'semente'. Essas plantas representam o grupo mais variado em número de espécies entre os componentes do reino Plantae ou Metaphyta. É o grupo mais evoluído e variado de plantas. As Angiopermas são traqueófitas, vasculares, fanerógamas, sifonógamas, e espermatófitas, o que significa serem plantas com sistema de condução de seivas bem desenvolvidas, portadoras de flores, formadoras de tubo polínico e sementes, possuindo ainda, raiz, caule, folha e frutos. Desta forma, surge o fruto originado do ovário após a fecundação. Neste grupo têm-se plantas de diversos portes: herbáceas, arbustivas e arbóreas. As Angiospermas são divididas em dois grupos de acordo com a quantidade de cotilédones (folhas modificadas nutritivas): - Monocotiledôneas: aquelas com um cotilédone. - Dicotiledôneas: aquelas com dois cotilédones. Quadro 1: Diferenças entre monocotiledôneas e dicotiledôneas Característi ca Monocotiledôneas Dicotiledôneas Cotilé- dones Caule Sistema radicular Folhas Número de elemen- tos que compõe a flor Exemplos Alho, cebola, aspargo, abacaxi, arroz, trigo, centeio, aveia, cana-de-açúcar, milho, palmeira, coco, banana, orquídeas Abacate, Eucalipto, rosas, morango, pêra, maçã, feijão, ervilha, goiaba, limão , laranja, mamão, maracujá, batata, mandioca, café, abóbora, melancia. CITOLOGIA VEGETAL ou FITOCITOLOGIA: Estudo da célula vegetal. A célula vegetal contémalgumas peculiaridades, como a parede celular, e os cloroplastos. Está dividida em componentes protoplasmáticos, que são um composto de organelas celulares e outras estruturas que sejam ativas no metabolismo celular, são eles: núcleo, retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomo, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos. Componentes não protoplasmáticos são os resíduos do metabolismo celular ou substâncias de armazenamento. Inclui vácuolos, parede celular e substâncias ergástricas. Aula 02: Citologia Aula 02: Citologia Aula 02: Citologia Aula 02: Citologia Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição Núcleo: Está imerso no citoplasma, dentro localiza-se o nucléolo, ou nucléolos. No núcleo está contido o genoma nuclear, que é responsável pela maior parte da informação genética da célula. Controla todas as atividades da célula, regula o metabolismo celular, pois determina quais as proteínas devem ser produzidas e quando devem ocorrer. Membrana plasmática: Está situada internamente à parede celular e envolve o citoplasma com todas as suas estruturas e o núcleo. Função controla a entrada e saída de substâncias da célula, possibilitando a manutenção de sua integridade física e funcional. É semipermeável e seletiva. Retículo endoplasmático: Incluso no citoplasma, próximo a membrana plasmática, permeando toda a célula, e também junto ao núcleo. Funciona como um sistema de comunicação dentro da célula, possibilitando a distribuição das substâncias. O retículo endoplasmático rugoso (RER) com presença de ribossomo tem papel importante na síntese de proteína de exportação, já retículo endoplasmático liso (REL) é responsável pela síntese lipídica. Citoplasma: Local onde se encontram o núcleo e as organelas, como cloroplastos e mitocôndrias, sendo delimitado pela membrana plasmática. Apresenta diversas funções como reações bioquímicas, facilitar a troca de substâncias dentro da célula, bem como entre células adjacentes e acumular substâncias do metabolismo primário e secundário da planta. Ribossomo: Presentes no citoplasma celular, podendo ou não estar associados ao retículo endoplasmático. São também encontrados em plastídios e mitocôndrias. Contêm sítios onde são acoplados o RNAm e o RNAt que transportam os aminoácidos, sendo responsáveis pela síntese protéica. Complexo de Golgi: No citoplasma da célula há um conjunto de dictiossomos ou corpos de Golgi, coletivamente referidos como complexo de Golgi. A maioria dos complexos está associada à síntese dos compostos não- celulósicos da parede celular (pectinas e hemicelulose). Também tem a função de secreção celular. Mitocôndrias: São organelas que contêm seu próprio genoma e se autoduplicam. Elas são os sítios de respiração aeróbica celular. Papel importante na fotorrespiração. Lisossomos: Organelas citoplasmáticas membranosas. Em seu interior existem enzimas que realizam normalmente a digestão intracelular, porém extracelular em casos excepcionais. Plastos: Também chamado de plastídios, contêm seu próprio genoma e se autoduplicam. Estão relacionados com o armazenamento de substâncias variadas. - Cloroplastos: contêm pigmentos do grupo das clorofilas, importante para a fotossíntese, além de outros pigmentos, como os carotenóides, que são acessórios neste processo. - Cromoplastos: portadores de pigmentos carotenóides e usualmente não apresentam clorofila ou outros componentes da fotossíntese. Geralmente encontrados nas células das pétalas e outras partes coloridas de Figura 5: Célula Vegetal Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição flores, em frutos e algumas raízes. Ex: xantoplastos (xantofila, com pigmentos amarelos), eritroplastos (eritrofila, com pigmentos vermelhos). Também acumulam óleos essenciais, sendo denominados elaioplastos. - Leucoplastos: não possuem pigmentos, mas armazenam substâncias. Ex: amiloplastos (armazenam amidos), proteinoplastos (armazenam protéinas), oleoplastos (armazenam lipídios). Vacúolos: Estrutura característica da célula vegetal. Possuem forma de bolsas membranosas responsáveis pelo acúmulo de água e sais minerais. Está relacionado com a plasmólise – perda de água, onde o vacúolo diminue seu volume. Também relaciona-se com o equilíbrio osmótico que é responsável pela pressão de turgor (turgescência), essencial pela alongamento celular, refere-se a forma celular. Parade Celular: Uma das mais significativas características da célula vegetal. A parede celular envolve externamente a membrana plasmática e o conteúdo celular. Sua constituição química é de polissacarídeos, constituindo microfibrilas de celulose envoltas em uma espécie de matriz de glicoproteínas. Podendo ainda ser observada a pectina. Durante o desenvolvimento da planta, suas células no nível de parede celulósica vão adquirindo sais minerais que acumulam-se sobre a lamela média e constituem as paredes primária e secundária, dando mais reforço às células. Substâncias ergástricas: São substâncias de reserva ou resíduos, produtos, do metabolismo celular. - Amido: são partículas sólidas com formas variadas, pode ser encontrado no cloroplasto ou no leucoplasto. Formam grãos com muitas camadas centradas em um ponto chamado hilo. - Proteína: as proteínas ergástricas são material de reserva e se apresentam no endosperma de muitas sementes em forma de grãos de aleurona. - Lípídios: pode ocorrer em forma de óleo ou gordura se for para armazenamento ou em forma de terpenos que são produtos finais como óleos essenciais e resinas. - Taninos: um grupo de compostos fenólicos que podem ficar em vários órgãos vegetais (se acumulam nos vacúolos) e podem impregnar a parede celular. HISTOLOGIA VEGETAL : Estudo dos tecidos vegetais. O estudo dos vegetais é realizado quando a planta é jovem e após desenvolvimento completo, ou seja, quando adulta. No primeiro caso têm-se os Meristemas, e no segundo, os Tecidos Adultos. 1. MERISTEMAS: São tecidos formados por células com grande capacidade de divisão, portanto, dão origem a outros tecidos. Existem dois tipos: meristema primário e meristema secundário. 1.1. Meristema primário Podem ser chamados de meristemas apicais, encontrados no ápice do caule e numa posição subterminal na raiz, sendo responsável pelo crescimento em altura da planta. É originário do embrião e ao multiplicar-se forma qualquer tipo de tecido vegetal, para esta capacidade dá-se o nome de células topipotentes. Constitui quatro tecidos iniciais da planta, que são: - Dermatogênio (Protoderme): formará a epiderme; - Periblema (Região fundamental/Córtex): formará a casca; - Pleroma (Procâmbio/Região vascular): formará o cilindro central; - Caliptrogênio: formará a caliptra ou coifa da raiz. Aula 03: Histologia Aula 03: Histologia Aula 03: Histologia Aula 03: Histologia VegetVegetVegetVegetal al al al –––– parte 1parte 1parte 1parte 1 Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição 1.2. Meristema secundário É o resultado da desdiferenciação celular, ou seja, as células que não são mais embrionárias, mas que continuam com a capacidade de voltar a sê-lo, desde que seja necessário. Normalmente isso ocorre para a planta engrossar ou para reconstituir alguma parte cortada, regenerando a porção perdida, graças as células já diferenciadas no local, que, pelo estímulo, voltam à condição embrionária, refazendo a estrutura ou o órgão perdido. É dividido em: - Felogênio: formará o súber para fora e o feloderme para dentro. O conjunto súber + felogênio + feloderme constitui a Periderme (popularmente chamada de casca). - Câmbio: formará o xilema e o floema. Quadro 2: Tecidos vegetais Meristemas (tecidos de formação ou embrioná-rio) Meristema primário Dermatogênio, Periblema, Pleroma, CaliptrogênioMeristema secundário Felogênio, Câmbio Tecidos Adultos (permanen- tes) De Revestimento Epiderme, Súber De Sustentação Colênquima, Esclerênquima De Condução Xilema e Floema De Preenchimento De assimilação – clorofiliano, de reserva, aquífero, aerífero Figura 6: Corte transversal de uma raiz, demonstrando a evolução do meristema primário. 2. TECIDOS ADULTOS 2.1. Tecidos de revestimento Possuem função protetora contra intempéries. Há dois tipos: a epiderme e o súber. EPIDERME: é o tecido mais externo dos órgãos vegetais em estrutura primária, sendo substituída pela periderme em órgãos com crescimento secundário. Por estar em contato com o ambiente, fica sujeita a modificações estruturais. Sua principal função é de revestimento. A disposição compacta das células impede a ação de choques mecânicos e a invasão de agentes patogênicos, além de restringir a perda de água. O tecido é formado por uma camada de células intimamente unidas (uniestratificadas), pode ocorrer na forma pluriestratificada, no caso das raízes aéreas das orquídeas epífitas, denominando-se hipoderme ou velame. Podem ocorrer adaptações da epiderme, transformando-se sua morfologia nas seguintes estruturas: - Papilas: são pequenas projeções epidérmicas encontradas em algumas flores (amor perfeito e violeta) que lhes configuram um aspecto aveludado, o que facilita a atração dos agentes de polinização (insetos). - Cutícula: camada que é constituída de substancia impermeabilizante (cutina) que torna as folhas mais espessas, reduzindo a transpiração e, consequentemente evitando a perda de água para atmosfera. - Pelos ou tricomas: podem ser uni ou pluricelulares, com células vivas ou mortas, com funções específicas para cada órgão ou planta. Nas raízes os pelos radiculares absorvem água e sais minerais; nas folhas os pelos protegem contra o excesso de transpiração; em plantas carnívoras secretam enzimas digestivas e em plantas como a urtiga, os pelos finos e frágeis sendo ricos em substâncias urticantes - Acúleos: semelhantes a espinhos, são um conjunto de células espessas que podem ser destacados, ao contrário dos espinhos verdadeiros. Ex: roseira. - Estômatos: estruturas responsáveis pelas trocas gasosas entre o vegetal e a atmosfera (transpiração). Possuem caráter taxonômico, pois de acordo com sua localização nas folhas podem classificar os vegetais, exemplo: nas dicotiledôneas, estão presentes na epiderme inferior. Cada estômato é formado por duas células estomáticas ou células-guarda, que delimitam uma abertura denominada ostíolo por onde entram e saem elementos gasosos. Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição SÚBER: tecido morto formado a partir do felogênio, que geralmente, faz a planta crescer em espessura. Quase totalmente impermeável o que garante proteção contra agentes do ambiente como variações de temperatura. Possui dois anexos: - Ritidoma: são pedaços do súber mais velho e externo do caule que se desprendem com o crescimento lateral do caule. Ex: no tronco de plantas como goiabeira, eucalipto, araçá. - Lenticelas: conjunto de células mortas que deixam espaço entre si, ficando orifícios por onde o ar pode passar, portanto são elementos de arejamento do caule. Figura 8: Lenticela 2.2. Tecidos de Sustentação Responsáveis pela sustentação dos vegetais são eles: COLÊNQUIMA: Este termo é derivado da palavra grega colla, que significa cola ou substância glutinosa. Tecido vivo, rico em celulose, a função deste tecido é sustentar as regiões e órgãos da planta que possuem crescimento primário, ou que estão sujeitos a movimentos constantes. É encontrado em caules herbáceos e alguns arbustivos e em pecíolos de folhas, o que lhes permite certa mobilidade. ESCLERÊNQUIMA: O termo é derivado do grego skleros, que significa duro. Tecido morto, rico em lignina que garante uma efetiva sustentação tirando a flexibilidade da estrutura. Pode ser observado nas partes velhas das plantas e, principalmente ao lado de tecidos condutores. Suas células podem ser em forma de fibras ou arredondadas. As células do esclerênquima às vezes funcionam como camada protetora ao redor do caule, sementes e frutos imaturos, evitando que os animais e insetos se alimentem deles, devido à presença de lignina que não pode ser digerida pelos animais. 2.3. Tecidos de Condução Responsáveis pela condução da água com sais minerais (seiva bruta) e da água com açúcar (seiva elaborada), dentro do vegetal, elevando-se ou descendo por toda a planta. Os tecidos condutores são o xilema (ou lenho) e o floema (ou líber) que formam feixes condutores que constituem o complexo sistema de condução das plantas traqueófitas (Pteridófitas, Gimnospermas e Angiospermas). XILEMA OU LENHO: responsável pelo transporte de água e solutos a longa distância, armazenamento de nutrientes e suporte mecânico. É contínuo através de todos os órgãos (vegetativos e reprodutivos) das plantas vasculares. Formado por células mortas, estas apresentam um reforço interno de lignina, que facilita a subida da seiva bruta ou mineral. A lignina pode formar estruturas de várias formas dentro dos vasos: espiraladas, escalariformes, aneladas, reticuladadas ou pontuadas. Composição celular do xilema: elementos traqueais (traqueídes e elemento de vaso), células parenquimáticas lenhosas, fibras lenhosas. Nos vegetais arbóreos o xilema recém produzido pelo câmbio, portanto próximos dele, constituem o alburno que é o xilema funcional, ou seja, para o transporte de seiva Figura 7: Estômato Aula 04Aula 04Aula 04Aula 04: Histologia : Histologia : Histologia : Histologia VegetVegetVegetVegetal al al al –––– parte parte parte parte 2222 Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição bruta. Já o xilema velho, mais distante do câmbio, localizado internamente, perde a função condutora, sofre impregnação de substâncias variadas, como lignina, resina ou pigmentos, passar a exercer a função sustentadora, denominado de cerne, cujo é empregado na indústria madeireira, como construção civil ou confecção de móveis. Anéis de crescimento: São zonas concêntricas sucessivas no xilema. Resultantes da variação de atividade do câmbio vascular em resposta a alterações climáticas. Visibilidade ocorre devido diferença entre os vasos produzidos no final de um ciclo de atividade (xilema tardio ou estival) e os produzidos no início do ciclo seguinte (xilema inicial ou primaveril ), depois de uma fase de repouso. TARDIO: constituído por vasos xilemáticos mais finos e com paredes mais grossas. INICIAL: vasos de grosso calibre e paredes relativamente mais finas. São mais evidentes em madeiras de regiões temperadas, devido às estações serem bem marcadas. Anel anual: estima a idade da árvore, contando-se o número deles. Falsos anéis de crescimento: mudanças bruscas na disponibilidade de água ou de outros fatores ambientais (luminosidade, temperatura, chuva, disponibilidade de água...) podem, entretanto, ser responsáveis pela produção de mais de um anel de crescimento num mesmo ano. Figura 9:Anéis de crescimento FLOEMA OU LÍBER: Tecido vivo, sendo o principal tecido de condução de materiais orgânicos e inorgânicos em solução nas plantas vasculares ou seja seiva elaborada ou orgânica, que é produzida após a fotossíntese. Substâncias transportadas na solução floemática: água, carboidratos na forma de sacarose, substâncias nitrogenadas como aminoácidos e amidas, lipídios, ácidos orgânicos, ácidos nucléicos, substâncias reguladoras de crescimento, vitaminas e íons inorgânicos. O transporte de solutos pelo floema é um movimento entre órgãos produtores (fonte) de carboidratos principalmente e órgãos consumidores (dreno) que consome substâncias orgânicas para a formação de novos órgãos ou para a acumulaçãode substâncias de reserva. Fonte: folhas maduras, cotilédones e endosperma da semente em germinação, tecidos de reserva de raízes e caules em brotamento. Dreno: meristemas, folhas jovens, cotilédones ou endosperma de semente em formação, tecidos de reserva em raiz, caule ou folhas quando estão armazenando substâncias. Composição celular do floema: elementos crivados, células crivadas e elementos de tubo crivado, células parenquimáticas liberianas, células companheiras, albuminosas e intermediárias; fibras liberianas; e esclereídes. Quando as condições climáticas são adversas, a planta pode, no nível de floema, interromper a circulação da seiva elaborada, devido ao polissacarídeo callus, formando uma calosidade que durará o período necessário a sobrevivência da planta. Figura 10: Células que compõe o xilema e o floema Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição 2.4. Tecidos de Preenchimento (Parenquimáticos) Tecidos que preenchem permanentemente os órgãos das plantas, são células vivas, com funções específicas. - Parênquima de assimilação Também chamado de parênquima assimilador, fotossintético, fotossintetizante, clorofiliano ou clorênquima. Função ligada a fotossíntese. Encontra-se no mesófilo foliar e suas células são ricas em cloroplastos com clorofilas. Principais tipos: Parênquima Paliçádico: células intimamente unidas lembrando um paliçada (cerca ou muro de estacas), portanto quase não há espaços entre células. Parênquima Lacunar: células ligeiramente afastadas, apresentando lacunas (espaços) entre si. - Parênquima de Reserva: responsável pela reserva de substâncias como amido. - Parênquima Aquífero: típico de plantas xerófitas (clima seco), como cactáceas. Armazena água em suas células. - Parênquima Aerífero: Acumula ar em lacunas existentes em suas células. Característico de plantas aquáticas. Ex: vitória-régia e o aguapé, o que facilita sua flutuação. Tecidos secretores: Diversos produtos finais do metabolismo das plantas ficam armazenados em células ou agrupamentos de células espalhados pelo vegetal. Embora esses produtos não atuem mais diretamente no metabolismo, eles ainda podem ser úteis à planta. - Bolsas secretoras: são formadas por grupos de células que delimitam um espaço onde acumulam secreções, geralmente oleosos. Elas ocorrem geralmente nos parênquimas das folhas, dos caules e dos frutos. - Vasos Laticíferos: latéx - seringueira - Vasos Resiníferos: resina de pinheiros, ex: Pinus. - Pelos secretores: presente em planta como a urtiga que fabrica um líquido cáustico; e os das plantas insetívoras que fabricam substâncias digestivas. - Nectários: néctar - Hidatódios: são estruturas que eliminam água pura ou soluções diluídas de solutos orgânicos e inorgânicos pelo processo de gutação, do interior da folha para a sua superfície. - Células oleíferas: essas células secretoras normalmente ocorrem isoladas (idioblastos) e contêm substâncias de natureza lipofílica em seu interior, provavelmente com função de defesa contra microrganismos e herbívoros. Fisiologia Vegetal: estuda os processos e funções naturais que ocorrem nas plantas. ABSORÇÃO DE ÁGUA: A água está ligada a vários processos fisiológicos dos vegetais, como: transpiração, fotossíntese, translocação de solutos, entre outros. É um fator limitante na vida dos organismos e participa em três funções: como componente químico, solvente orgânico e atua na hidratação. A água e os nutrientes minerais são retirados do solo e levados até as folhas, constituindo a seiva bruta ou mineral ou inorgânica. Os nutrientes químicos podem ser classificados em dois grupos: - Micronutrientes: necessários em pequenas quantidades. (Cloro, Boro, Zinco, Cobre, Ferro, Molibdênio, Níquel, Manganês). - Macronutrientes: necessários em grandes quantidades. (Nitrogênio, Potássio, Fósforo, Enxofre, Cálcio, Magnésio). Processo de absorção: a água e os sais minerais penetram no vegetal através da raiz, pela zono pilífera ou de absorção, cuja células apresentam paredes celulares permeáveis, que facilitam a entrada de água. Processos de transporte de água: Difusão: movimento de moléculas pela agitação térmica ao acaso, de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração. Fluxo de massa: é o movimento em conjunto de grupos de moléculas em massa, normalmente em resposta a um gradiente de Aula 05: Fisiologia VegetalAula 05: Fisiologia VegetalAula 05: Fisiologia VegetalAula 05: Fisiologia Vegetal Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição pressão. Ex: fluxo de água em uma mangueira. Osmose: ocorre de forma espontânea em função de uma força propulsora, influenciada pelos gradientes de concentração e pressão, atravessando a membrana semi-permeável. Sistema solo – planta – atmosfera: Direção do transporte de água: solo → raízes → caule → folhas → atmosfera Movimento da água na raiz: A água pode passar por entre as células da raiz (apoplasto). O caminho que atravessa as células (simplasto) acaba selecionando os elementos que devem entrar ou não no cilindro central mais rapidamente que o anterior. Mas o apoplasto também acaba sendo interrompido, pois precisa atravessas as estrias de Carpary, sendo obrigatória a sua passagem pelas células, ocorrendo novamente a seletividade. Figura 11: Rotas para absorção de água pelas raízes TRANSPORTE DA ÁGUA NO XILEMA: segue a corrente transpiratória A seiva bruta é elevada através do xilema e depende da transpiração da água pelas folhas. À medida que a água evapora, toda a coluna líquida dos vasos lenhosos é empurrada para cima devido a sucção interna e a tensão superficial das moléculas da água manter-se juntas por forças de coesão, conhecida pela Teoria de Coesão-Tensão. A capilaridade também contribui para este processo, pois a água eleva-se espontaneamente através de um tubo de calibre pequeno devido suas moléculas serem carregadas eletricamente, apresentando afinidade com a parede do tubo. TRANSPORTE DE ÁGUA NO FLOEMA: A seiva elaborada é transportada através do floema das folhas até todas as partes da planta pelo mesmo processo osmótico entre as extremidades dos vasos liberianos. Teoria do fluxo de massa: elaborada por Ernst Munch, em 1930. É a mais aceita atualmente para explicar o transporte de seiva elaborada sob pressão no floema. De acordo com a teoria, a água da seiva bruta que chega pelo xilema ao órgão de maior pressão osmótica (geralmente, a folha) penetra em seus vasos floemáticos por osmose, empurrando a massa de seiva elaborada neles presente em direção ao órgão de menor pressão osmótica (geralmente a raiz). Em outras palavras, a pressão osmótica nas folhas é elevada ao nível dos vasos liberianos, pois o açúcar e outras substâncias são bombeados para seu interior. Como nas outras regiões a pressão osmótica é menor, ocorre um deslocamento em todas as direções do vegetal facilitando a distribuição da seiva elaborada pelo floema. Anel de Malpighi: A maior parte das plantas atuais, incluindo as grandes árvores, está no grupo das angiospermas dicotiledôneas. Neste caso a distribuição dos vasos no caule é organizada de tal forma que os vasos xilemáticos formam um cilindro central maciço coberto por outro cilindro constituído pelos vasos do floema, os quais se encontram aderidos à casca da planta. Movimento da água na raiz: Epiderme → córtex → endoderme → xilema. Rotas de transporte → da epiderme até a endoderme: Rota apoplástica – parede celular (na endoderme movimento obstruído pelas estrias de Caspary - suberina); Rota simplástica – plasmodesmas e membrana plasmática. Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição Figura 12: Distribuição dos vasos no caule. Assim, ao retirar-se um anel completo dacasca de uma árvore a região dos vasos floemáticos será destruída. 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. Figura 13: Anel de Malpighi FOTOSSÍNTESE: o termo significa, literalmente, “síntese utilizando luz”. A fotossíntese é o principal processo autotrófico e é realizada pelos seres clorofilados, representados por plantas, alguns protistas, bactérias fotossintetizantes e cianobactérias. A energia luminosa dirige a síntese de carboidratos a partir do dióxido de carbono e água com liberação de oxigênio. 6 CO 2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Dióxido água carboidrato oxigênio de carbono Local onde a fotossíntese ocorre: Nos organismos mais simples, como as cianobactérias (procariontes, sem organelas dotadas de membrana), a fotossíntese ocorre no hialoplasma, que é onde se encontram diversas moléculas de clorofila, associadas a uma rede interna de membranas, que são extensões da membrana plasmática. Em organismos eucariontes a fotossíntese ocorre totalmente no interior do cloroplasto. Os cloroplastos são um tipo de cromoplastos que contém pigmento chamado clorofila, que são capazes de absorver a energia eletromagnética da luz solar e a convertem em energia química. Figura 14: Interior de um cloroplasto No interior do cloroplasto existe uma matriz amorfa chamada estroma que contém várias enzimas, grãos de amido, ribossomos e DNA. Mergulhado no estroma, existe um sistema de membrana (bicamada) que forma um conjunto de sacos achatados em forma de discos chamados de membrana tilacóide (do grego thylakos, saco). O conjunto de discos empilhados recebe o nome de granum. O lúmen da membrana tilacóide é chamado de espaço tilacóide. Na membrana exposta ao Aula 06: Fisiologia VegetalAula 06: Fisiologia VegetalAula 06: Fisiologia VegetalAula 06: Fisiologia Vegetal Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição estroma se localizam as clorofilas que participam da fotossíntese. Os pigmentos ligados a diferentes proteínas e lipídeos nas membranas dos tilacóides granares e estromáticos formam sistemas complexos de proteínas-clorofila denominados fotossistemas. Há dois tipos de fotossistemas: Fotossistema I: localizado na região da membrana voltada para o estroma, são as menores partículas intramembranosas. Fotossistema II: localizado em tilacóides granares, formado por partículas maiores. As etapas da fotossíntese: São duas etapas que envolvem várias reações químicas: - Fase Clara (também chamada de fotoquímica) - Fase Escura (também chamada de fase química) Em linhas gerais, os eventos principais da fotossíntese são a absorção da energia da luz pela clorofila; a redução de uma aceptor de elétrons chamado NADP, que passa a NADPH2; a formação de ATP e a síntese de glicose. A fase escura da fotossíntese não precisa ocorrer no escuro. O que o nome quer indicar é que ela ocorre mesmo na ausência de luz – ela só precisa de ATP e NADH2 para ocorrer. Fase clara: quebra da água (fotólise) e liberação de oxigênio. Ocorre na membrana dos tilacóides. Como resultado têm-se a produção de oxigênio, ATP e NADPH2. Nesta fase também ocorre a fotofosforilação cíclica e acíclica. Para que isto ocorra participam também a ferridoxina, a plastoquinona e as cadeias de citocromos. Fase escura: nessa fase, a energia contida nos ATP e os hidrogênios dos NADPH2, serão utilizados para a construção de moléculas de glicose. A síntese de glicose ocorre durante um complexo ciclo de reações (chamado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson), do qual participam vários compostos simples. Durante o ciclo, moléculas de CO2 unem-se umas as outras formando cadeias carbônicas que levam à produção de glicose. A energia necessária para o estabelecimento das ligações químicas ricas em energia é proveniente do ATP e os hidrogênio que promoverão a redução dos CO2 são fornecidos pelos NADPH2. Figura 15: Etapas da fotossíntese Fatores que influenciam a fotossíntese: Quando se mede a taxa de fotossíntese de uma planta, percebe-se que essa taxa pode aumentar ou diminuir, em função de certos parâmetros. Esses parâmetros são conhecidos como fatores limitantes da fotossíntese. A fotossíntese tem alguns fatores limitantes, alguns intrínsecos e outros extrínsecos. Limitantes intrínsecos: disponibilidade de pigmentos fotossintetizantes, disponibilidade de enzimas e de cofatores. Limitantes extrínsecos: concentração de CO2, temperatura, comprimento de onda, intensidade luminosa. PONTO DE COMPENSAÇÃO FÓTICO: As células vegetais, assim como a enorme maioria das células vivas, realizam a respiração aeróbica, processo que absorve O2 e elimina CO2. A intensidade desse processo não é influenciada pela luz, e a célula o realiza tanto no claro como no escuro. Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição A intensidade da fotossíntese é influenciada pela luz. Com respeito às trocas gasosas, a fotossíntese tem papel inverso ao da respiração, pois absorve CO2 e elimina O2. Situação A: sob baixa luminosidade, fotossíntese < respiração. A planta absorve O2 e elimina CO2 para o meio ambiente. Situação B: fotossíntese = respiração celular. O O2 fotossíntese é consumido na respiração celular, e CO2 liberado na respiração celular é consumido na fotossíntese. Portanto, as trocas gasosas entre a planta e o ambiente são nulas. Esta intensidade luminosa é chamada Ponto de Compensação Luminoso ou Ponto de Compensação Fótico. Plantas umbrófilas ou de sombra – PCL baixo Plantas heliófilas ou de sol – PCL elevado Situação C: fotossíntese > respiração A planta absorve CO2 e elimina O2 para o ambiente. Como a produção de compostos orgânicos é superior ao consumo, nesta situação a planta cresce e incorpora matéria orgânica. HORMÔNIOS VEGETAIS : o crescimento vegetal é controlado por diversos fatores, entre os quais, destacam-se os hormônios vegetais ou fitormônios. Ocorrência natural na planta, eficientes em quantidades muito pequenas, que atuam como sinais para estimular ou inibir o crescimento ou regular programas de desenvolvimento de plantas. Quadro 3: Hormônios vegetais e suas funções Hormônio Principais funções Auxina Estimula o crescimento do caule e da raiz. Papel importante no foto e geotropismo. Participa no desenvolvimento dos frutos. Giberelina Relacionada a germinação das sementes. Estimula o crescimento das folhas, participa da floração e influência o crescimento da raiz. Citocinina Também afeta o crescimento da raiz, mas principalmente está relacionada a divisão celular (citocinese). Pode estimular a germinação e a floração. Ácido abscísico Inibe o crescimento e atua na quebra da dormência da semente. Etileno Amadurecimento de frutos e, junto com as auxinas participa da abscisão das folhas (queda). Auxina: tendem a migrar para longe das regiões iluminadas das plantas. Então quando seilumina unilateralmente uma planta, as auxinas concentram-se no lado menos exposto a luz, fazendo com que a planta se curve em direção a fonte luminosa, fenômeno conhecido com fototropismo. Atuam também no geotropismo que refere-se a capacidade dos vegetais em crescer no sentido da força gravitacional terrestre (positivo) ou contrária a ele (negativo). As auxinas atuam na dominância apical, ou seja, inibem o crescimento das gemas laterais do caule. Aula 07: Fisiologia VegetalAula 07: Fisiologia VegetalAula 07: Fisiologia VegetalAula 07: Fisiologia Vegetal Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição Então para fins comerciais de plantas ornamentais, ou para cultivos agrícolas faz-se a poda do ápice, induzindo com que ramos laterais se desenvolvam. FOTOPERIODISMO : é a influência da luz na floração que pode varia de espécie para espécie. Fotoperíodo é a duração do dia desde o nascer até o pôr do sol. OS MOVIMENTOS DOS VEGETAIS : Os movimentos dos vegetais respondem à ação de hormônios ou de fatores ambientais como substâncias químicas, luz solar ou choques mecânicos. Estes movimentos podem ser do tipo crescimento e curvatura e do tipo locomoção. • Movimentos de crescimento e curvatura: tropismo e nastimos ou násticos. Tropismo: são movimentos orientados em relação à fonte de estímulo. Estão relacionados com a ação das auxinas (como já comentado anteriormente). - Fototropismo: Movimento orientado pela direção da luz. Existe uma curvatura do vegetal em relação à luz, podendo ser em direção ou contrária a ela, dependendo do órgão vegetal e da concentração do hormônio auxina. O caule apresenta um fototropismo positivo, enquanto que a raiz apresenta fototropismo negativo. - Geotropismo: Movimento orientado pela força da gravidade. O caule responde com geotropismo negativo e a raiz com geotropismo positivo, dependendo da concentração de auxina nestes órgãos. - Quimiotropismo: Movimento orientado em relação a substâncias químicas do meio. - Tigmotropismo: Movimento orientado por um choque mecânico ou suporte mecânico, como acontece com as gavinhas de chuchu e maracujá que se enrolam quando entram em contato com algum suporte mecânico. Nastismo: são movimentos que não são orientados em relação à fonte de estímulo. Dependem da simetria interna do órgão, que devem ter disposição dorso - ventral como as folhas dos vegetais. - Fotonastismo: Movimento das pétalas das flores que fazem movimento de curvatura para a base da corola. Este movimento não é orientado pela direção da luz, sendo sempre para a base da flor. Existem as flores que abrem durante o dia, fechando-se à noite como a "onze horas" e aquelas que fazem o contrário como a "dama da noite". - Tigmonastismo e quimionastismo: Movimentos que ocorrem em plantas insetívoras ou mais comumente plantas carnívoras, que, em contato com um inseto, fecham suas folhas com tentáculos ou com pêlos urticantes, e logo em seguida liberam secreções digestivas que atacam o inseto. Às vezes substâncias químicas liberadas pelo inseto é que provocam esta reação. - Seismonastia: Movimento verificado nos folíolos das folhas de plantas do tipo sensitiva ou mimosa, que, ao sofrerem um abalo com a mão de uma pessoa ou com o vento, fecham seus folíolos. Este movimento é explicado pela diferença de turgescência entre as células de parênquima aquoso que estas folhas apresentam. • Movimentos de locomoção ou deslocamento: Movimentos de deslocamento de células ou organismos que são orientados em relação à fonte de estímulo, podendo ser positivos ou negativos, sendo definidos como tactismos. - Quimiotactismo: Movimento orientado em relação a substâncias químicas como ocorre com o anterozóide em direção ao arquegônio. - Aerotactismo: Movimento orientado em relação à fonte de oxigênio, como ocorre de modo positivo com bactérias aeróbicas. - Fototactismo: Movimento orientado em relação à luz, como ocorre com os cloroplastos na célula vegetal. ORGANOLOGIA VEGETAL: se dedica ao estudo da morfologia externa das plantas. RAÍZES: é um órgão importante que é originado na radícula do embrião. É Aula 08: Organologia Vegetal Aula 08: Organologia Vegetal Aula 08: Organologia Vegetal Aula 08: Organologia Vegetal ---- RaizRaizRaizRaiz Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição responsável pela absorção da seiva, fixação da planta no solo, armazenamento de nutrientes, e condução de seivas. Figura 16: Esquema demonstrando as diferentes regiões de uma raiz. Importante observar a região de ramificação, as regiões pilíferas (principal região de absorção), e região lisa (onde as células se multiplicam acentuadamente e permitem a expansão da raiz) e a coifa (uma massa de células que recobre e protege o meristema apical da raiz). CLASSIFICAÇÃO DAS RAÍZES 1. Quanto à origem: - Normais: desenvolvem-se a partir da radícula. Ex: raiz principal e todas suas ramificações (raízes secundárias). - Adventíceas: não se originam da radícula do embrião ou da raiz principal por ela formada. Podem forma-se nas partes aéreas das plantas e em caules subterrâneos. Ex: grampiformes. 2. Quanto ao habitat: subterrâneas, aéreas e aquáticas. As raízes subterrâneas podem ser divididas em dois grandes grupos: - Raiz axial ou pivotante: com um eixo principal bem desenvolvido. Característica das Angiospermas do tipo dicotiledôneas e as Gimnospermas. - Raiz fasciculada ou cabeleira: não têm um eixo principal. É a raiz encontrada Angiospermas do tipo monocotiledôneas como na cana-de-açúcar, milho, arroz, etc. Figura 17: Tipos de raízes subterrêneas As raízes subterrâneas axiais e as fasciculadas que acumularem reservas nutritivas são chamadas de tuberosas, exemplo: batata. Raízes aéreas: de acordo com o meio em que vivem e com as suas necessidades, as raízes de certas plantas adaptaram-se modificando sua condição normal em formas aéreas. Sendo elas: - Raízes suportes ou fúlcreas: são adventícias, que brotando em direção ao solo, nele se fixam e se aprofundam, podendo atingir grandes dimensões. Auxiliam na sustentação dos vegetais. Ex: milho. - Raízes tabulares: são as que atingem grande desenvolvimento e tomam o aspectos de tábuas perpendiculares ao solo, ampliando a base da planta, dando-lhe maior estabilidade. São em parte aéreas e em parte subterrâneas. Ex: figueira. - Raízes grampiriformes ou aderentes: são adventícias com a forma de grampos, que fixam a planta trepadora a um suporte (seja outra planta ou não). Ex: hera. - Raízes cinturas ou estranguladoras: são adventícias que abraçam outro vegetal e, muitas vezes, o hospedeiro morre. Ex: cipós, mata-pau. - Raízes respiratórias ou pneumatóforos: são raízes com geotropismo negativo, que funcionam, ao fornecer oxigênio às partes submersas, como órgãos de respiração. Apresentam orifícios (lenticelas) chamados pneumatódios, em toda sua extensão, e, internamente, um aerênquima muito desenvolvido. Ex: plantas de mangue. - Raízes sugadoras ou haustórios: são adventícias, com órgãos de contato, os apressórios, em cujo interior, surgem raízes finas, os haustórios, órgãos chupadores que penetram no corpo da hospedeira, absorvendo Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição os alimentos, isto é, parasitando-a. Ex: cuscuta, erva-de-passarinho. Raízes aquáticas: neste caso elas desenvolvem um tipo de raiz com parênquima aerífero para auxiliar na oxigenação e flutuação. Quase não se observam pelos absorventes, mas apresentam uma coifa bem desenvolvida e, as vezes, dupla para proteger contra microorganismos aquáticos. Exemplo: aguapé. Quadro 4: Raízes aéreas Cinturas ou estrangulantes Suportes ou fúlcreas Respiratórias ou pneumatóforos Grampiforme ou aderente Sugadoras ou haustórios TabularesCAULES: elemento de ligação entre as raízes e as folhas. Quando jovens são normalmente clorofilados. Podem ou não apresentar ramifições, sendo normalmente divididos em nós (região de onde partem ramos) e entrenós. Os caules distinguem-se das raízes por apresentarem gemas (terminal ou lateral), que originam ramos, folhas e flores. Função produção e suporte de ramos, flores e frutos; condução da seiva; crescimento e propagação vegetativa; às vezes, fotossíntese e reserva de nutrientes. Normalmente os caules possuem fototropismo positivo (se desenvolvem em direção à luz) e geotropismo negativo (contra a ação da gravidade). Figura 18: Imagem de um caule com as estruturas típicas: as gemas, que representam os meristemas; os nós de onde partem as gemas; e os entrenós, região do caule entre dois nós, a qual pode alongar-se para promover o crescimentodo eixo em comprimento. CLASSIFICAÇÃO DOS CAULES Quanto ao habitat, os caules podem ser classificados aéreos (acima da superfície do solo), subterrâneos (abaixo da suberfície do solo) e aquáticos. Aéreos: são subdivididos em eretos (desenvolvimento quase sempre vertical), rastejantes, trepadores. - Eretos: Tronco ou fuste: lenhoso, resistente, cilíndrico ou cônico, ramificado.Ocorre em árvores e arbustos, típico de dicotiledôneas e gimnospermas. Estipe: lenhoso, resistente, cilíndrico, longo, em geral não ramificado. Em seu ápice apresenta um tufo de folhas que a ele se prendem diretamente. Ex: palmeiras. Colmo: silicoso, cilíndrico, com nós e entre- nós bem marcantes. Podem ser cheios ou oco. Colmo típico é o da cana-de-açúcar, com gomos cheios de medula. No bambu, a medula se desintegra durante o desenvolvimento do colmo, de maneira que Aula 09: Organologia Vegetal Aula 09: Organologia Vegetal Aula 09: Organologia Vegetal Aula 09: Organologia Vegetal ---- CauleCauleCauleCaule Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição ele se torna oco, nesse caso sendo chamado de colmo fistuloso. Haste: herbáceo ou fracamente lenhificado, pouco resistente. Ocorre em ervas e suarbustos. Ex: serralha. Escapo: o que sai do rizoma, bulbo, não ramificado, áfilo e sustenta flores na extremidade. Ocorre em plantas acaules: margarida, falsa tiririca. - Rastejantes: São apoiados e paralelos ao solo, com ou sem raízes, de trechos em trechos. Sarmento ou prostado: caule que se prende ao solo por um único ponto de fixação e cresce rastejando, sem formar outros pontos de enraizamento. Ex: abóbora. Estolonífero ou estolão: alguns autores consideram o estolão ou estolho como caule rastejante, estes surgem de ramos laterais, apoiado no solo ou abaixo dele, que, de espaço em espaço, forma gemas com raízes e folhas rosuladas, assegurando a vegetação vegetativa, ex: violeta, morango. - Trepadores: são os que sobem em algum suporte, por meio de elementos de fixação, ou a ele se enroscam, ex: por meio de raízes adventícias: hera ou gavinhas: chuchu, uva. Volúvel: enroscam-se, mas sem auxílio de órgãos de fixação. Podem ser sinistrorsos (ao passar por trás do suporte, dirigem-se para a esquerda): enrola-semana, e dextrorsos (dirigem-se para esquerda). Subterrâneos: são subdivididos em rizoma, tubérculo e bulbo (bulbo sólido ou cheio, escamoso, tunicado, composto ou bulbilho) Rizoma: geralmente horizontal, emitindo de espaços em espaços, brotos aéreos foliosos e floríferos; dotados de nós, entre nós, gemas e escamas, podendo emitir raízes, ex: bambu, bananeira, escapa de São Jorge. Tubérculo: armazenagem de substâncias de reserva (amido) é sua principal função. Possuem, geralmente, uma forma globosa, ovóide, com gemas nas axilas de escamas ou de suas cicatrizes. Ex: batata – inglesa. Bulbo: formado por um eixo cônico que constitui o prato (caule), dotado de gema, rodeado por catáfilos (folhas modificadas), em geral com acúmulo de reservas, tendo na base raízes fasciculadas. - bulbo sólido ou cheio: açafrão, falsa tiririca. - bulbo escamoso: açucena, lírio. - bulbo tunicado: cebola, alho - bulbo composto ou bulbilho: trevo alho Aquáticos: plantas que se adaptaram e se desenvolveram sob a água. Para tanto apresentam parênquima aerífero que facilita a oxigenação e a flutuação. Ex: aquapé. Quadro 5 : Classificação dos caules Áereo - Haste Áereo - Tronco Áereo - Estipe Áereo – Colmo cheio Áereo – Colmo fistuloso Rastejante – estolão Rastejante – Sarmentoso Trepador - Volúvel Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição Subterrâneo - rizoma Subterrêneo - tubérculo Subterrêneo – bulbo tunicado Caule aquático ADAPTAÇÕES CAULINARES: Modificações dos caules normais, muitas vezes como consequência das funções que exercem ou em razão da influência do meio físico. Cladódio (filocládio): são caules que reassumiram seu papel fotossintético coma redução parcial ou até total da área foliar. São suculentos e normalmente apresentam aspecto de folhas, no entanto, diferem-se destas por apresentarem gemas e darem origem diretamente a flores. Esses caules são denominados cladódios, porém quando chegam a se tornar achatados, são, mais acertadamente, chamados de filocládios. Ex: cactos. Gavinhas: são estruturas de fixação que certas plantas utilizam enrolando-a no suporte. A origem das gavinhas pode ser a partir de folhas modificadas, de profilos modificados, de ramos ou de inflorescências. Ex: maracujá. Espinhos: são ramos caulinares curtos e pontiagudos que agem na proteção do vegetal. Encontrados na laranjeira, no limoeiro, etc. Diferem-se dos acúleos por apresentarem vascularização. Os acúleos são processos epidérmicos superficiais. Quadro 6: Adaptações caulinares Gavinhas Espinhos Cladódio Filocádio FOLHA: expansão lateral e laminar do caule, de simetria bilateral e crescimento limitado, constituindo-se em um orgão vegetativo, com importantes funções metabólicas, são elas: fotossíntese (nutrição), respiração e transpiração; condução e distribuição de seiva. Uma folha completa apresenta as seguintes partes: limbo, pecíolo, bainha ou então estípulas. Figura 19: Composição da folha Limbo: parte laminar e bilateral; Pecíolo: haste sustentadora do limbo; Bainha: parte basal do pecíolo que envolve total ou parcialmente o caule. Nervuras: são os feixes vasculares liberolenhosos, responsáveis pela condução de seiva e manutenção do limbo aberto. Folhas paralelinérveas são típicas de monocotiledôneas, enquanto que folhas reticuladas, peninérveas são de dicotiledôneas. Aula 10: Organologia Vegetal Aula 10: Organologia Vegetal Aula 10: Organologia Vegetal Aula 10: Organologia Vegetal ---- FolhaFolhaFolhaFolha Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição “As folhas que apresentam as quatro partes descritas são ditas folhas completas. As folhas nas quais alguma ou várias destas estruturas estão faltando são chamadas de folhas incompletas”. FOLHAS INCOMPLETAS Folhas pecioladas: quando não apresentam a bainha. O pecíolo está inserido diretamente no caule. Ex: abóbora. Folhas invaginantes: não apresentam pecíolo, apenas bainha, a qual abraça o caule. Ex: gramíneas. Folhas sésseis: não possuem nem pecíolo e nem bainha. O limbo está inserido diretamente no caule. Ex: espada de São Jorge. CLASSIFICAÇÃO DAS FOLHAS ESTUDO DO LIMBO QUANTO À NERVAÇÃO: Uninérvias (única nervura); paralelinérveas (nervuras secundárias paralelas a principal); peninérveas (nervuras secundárias ao longo da principal); palminérveas ou digitinérveas (nervuras saem do mesmo ponto); curvinérveas (nervuras secundárias curvas); peltinérveas (nervuras das folhas peltadas, com nervuras irradiando do pecíolo que se insere no centro ou próximo, na face dorsal do limbo) QUANTO À CONSISTÊNCIA Carnosa ou suculenta (abundante emsucos); coriácea (lembrando couro); herbácea (consistência de erva, sem lenhosidade); membranácea (consistência de membrana, sutil e flexível). QUANTO À SUPERFÍCIE Glabra (desprovida de pelos); lisa (sem acidentes); pilosa (revestida de pelos); rugosa (enrugada). QUANTO A FORMA DO LIMBO Acicular, cordiforme, deltoide, elítica. Ensiforme, escamiforme, espatulada, falciforme, hastada ou alabardina, lanceolada, linear, oblonga, obovada, orbicular, peltada, reniforme, sagitada, subulada. QUANTO AO NÚMERO DE LIMBOS : Folhas simples: apresentam limbo único inteiro, não dividido em folíolos. Folhas compostas: o limbo é dividido em pequenas porções denominadas folíolos. As folhas compostas podem ainda ser divididas em: paripenadas (número par de pinas) E imparipenadas (número ímpar de pinas). Folíolos: cada uma das partes individuais, laminares, dotadas de articulação, de uma composta. ***Ainda há classificações quanto a borda da folha, quanto ao ápice, à base, a disposição das folhas no caule. FOLHAS MODIFICADAS: Brácteas: são folhas geralmente coloridas que protegem as flores ou inflorescências e/ou agem na atratividade de polinizadores. O antúrio, o copo-de-leite, a margarida, são exemplos de plantas que apresentam brácteas. Catáfilos: têm a função de proteção dos meristemas das gemas e/ou de armazenagem de reservas (bulbos). Espinhos: quando estes têm origem foliar, geralmente possuem função de proteção contra a transpiração excessiva, como no caso dos cactos. Espatas: se enrolam e protegem um inflorescência denominada espádice. Escamas: recobrem os brotos dos bulbos subterrêneos. Carnívoras: divididas em duas metades, com bordas em forma de fímbrias que fecham-se rapidamente quando um inseto passa provocando irritação, aprisionado o inseto. FOLHAS COM FUNÇÃO DE REPRODUÇÃO Esporófilos: folhas como as da samambaia que possuem os soros, onde são produzidos os esporos. As samambaias ainda possuem folhas estéreis, apenas com função fotossintética. Antófilos: folhas adaptadas para a reprodução. Formam as estruturas florais: estames, carpelos, pétalas e sépalas. Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição FOLHAS COM FUNÇÃO DE NUTRIÇÃO Cotilédones: são as primeiras folhas de um embrião. São estruturas que podem servir como reserva de nutrientes, encontradas nas sementes de gimnospermas (vários) e em sementes de angiospermas (um – monocotiledôneas; ou dois - dicotiledôneas). Folhas insetívoras: folhas dotadas de glândulas digestivas, encontradas em plantas insetívoras. Folhas coletoras: com função de coleta de água, são folhas características de plantas epífitas como as bromélias. Mais alguns conceitos sobre as folhas Abscisão: trata-se da queda periódica das folhas (ou de outros órgãos) devido a fatores endógenos ou exógenos. As plantas que perdem as folhas na estação seca (outono- inverno) são chamadas decíduas ou caducas. já as plantas cujas folhas não são afetadas pela estação são chamadas plantas perenes. Heterofilia: situação onde dois ou mais tipos de folhas estão presentes em um mesmo vegetal. Filotaxia: é o arranjo das folhas ao redor do caule. existem quatro tipos básicos de filotaxia: oposta dística, oposta cruzada, alterna e verticilada. ÓRGÃOS REPRODUTIVOS FLORES: Aparelho reprodutor sexual das plantas superiores (fanerógramos). Função reprodução sexual. Figura 20: Partes constituintes de uma flor completa. PARTES CONSTITUINTES: Pedúnculo: é a haste que prende a flor ao ramo. Receptáculo floral: extremidade do pedúnculo que sustenta os outros verticilos da flor. Brácteas: folhas modificadas, localizadas próximo aos verticilos florais. Verticilos: são os conjuntos de peças iguais que ocupam o mesmo nível na flor: cálice (sépalas), corola (pétalas), gineceu (carpelos) e androceu (estames). Cálice: conjunto de sépalas, folhas modificadas com função de proteção da flor, localizadas abaixo da inserção das pétalas (geralmente verdes). Corola: formada pelo conjunto de folhas modificadas chamadas pétalas. Androceu: a porção masculina da flor, formado pelo conjunto de folhas modificadas denominados estames. Gineceu (pistilo): porção feminina, formada pelo conjunto de carpelos da flor. Figura 21: Esquema representando um estame à esquerda e um carpelo à direita, assim como as suas partes constituintes. Figura 22: Brácteas Aula 11: Organologia Vegetal Aula 11: Organologia Vegetal Aula 11: Organologia Vegetal Aula 11: Organologia Vegetal ---- FloresFloresFloresFlores Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO SEXO NA FLOR: Díclina: - Unissexual feminina: presença apenas do gineceu. - Unissexual masculina: presença apenas do androceu. Hermafrodita: dois sexos na mesma flor, também chamada de monóclina, o mesmo que andrógina. POLINIZAÇÃO: é o transporte do grão de pólen da antera até o estigma (parte terminal do carpelo) da flor. A autopolinização, autogamia ou polinização direta ocorre em flores monóclinas. A polinização cruzada ou indireta ocorre em flores díclinas, onde se faz necessário o transporte de pólen entre flores diferentes de mesma espécie. Também é comum ocorrer em flores monóclinas na busca de variabilidade genética. Adaptações das plantas à polinização: Plantas anemófila: anemófila, pelo vento Plantas zoófilas: os agentes polinizadores são animais. - Entomófilas: insetos - Ornitófilas: passáros Plantas hidrófilas: algumas plantas aquáticas polinizadas pela própria água. Tipos de polinização: Autogamia ou polinização direta: quando o pólen é recebido no estigma da mesma flor, ex: cleistógamas (flores que se encontram fechadas quando ocorre a polinização, como, por exemplo, a ervilha). Alogamia ou polinização indireta: quando a polinização se faz entre flores diferentes, ex: plantas dioicas, milho. Mecanismos que IMPEDEM a autopolinização: (obs – estes mesmos fatores favorecem a alogamia ou polinização cruzada) Dicogamia: Amadurecimento das estruturas reprodutoras em tempos diferentes. - Protandria: androceu amadurece primeiro que o gineceu. - Protoginia: gineceu amadurece primeiro que o androceu. Heterostilia: quando as flores têm estilete curto e filetes longos; ou quando o estilete é longo e os filetes são curtos. Autoesterilidade: incompatibilidade genética entre os grãos de pólen e o gineceu da mesma flor. Ercogamia: quando há barreira que impede ou dificulta a polinização direta, ex: orquídea. Diclinia: produção de flores com sexo separado impedindo a autopolinização. Formação do tubo polínico: O grão de pólen (gametófito masculino), ao atingir o estigma, adere-se a este por meio de pelos ou de substância pegajosa. O grão de pólen (fase imatura) carrega duas ou três células. Uma destas células germina originando o tubo polínico que adentra ao orifício do estilete em direção ao ovário da flor, enquanto que a outra dá origem a dois gametas (fase madura). O gametófito feminino (óvulo) maduro é chamado de saco embrionário. Este tem vários núcleos e várias células das quais uma é a oosfera. Dos dois gametas masculinos, provenientes do grão de pólen, um se une à oosfera originando o zigoto diplóide, enquanto que o outro se une com dois núcleos polares, dando origem ao endosperma (albúmen) triplóide. Feito isso, o óvulo se desenvolve na semente e o ovário, no fruto. O embrião da semente é proveniente do zigoto de dentro do óvulo. Figura 23: Fecundação O gameta masculino dos vegetais é o núcleo espermático ou gamético. O gameta feminino dos vegetais é a oosfera. Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição Nas gimnospermas não há fruto porque não há ovário. FRUTOS: É o ovário desenvolvido com as sementesjá formadas; ou pode ser ainda constituído de diversos ovários e ter ou não estruturas acessórias. Apenas as angiospermas apresentam fruto, o qual tem como função a proteção das sementes e função auxiliadora na dispersão das mesmas. Constituição: O fruto é formado basicamente pelo pericarpo e pelas sementes. O pericarpo, por sua vez, possui três regiões: epicarpo, mesocarpo (normalmente a parte comestível) e endocarpo. Figura 24: Partes constituintes em um fruto carnoso. TIPOS DE FRUTOS QUANTO A CONSISTÊNCIA DO PERICARPO: Carnosos: pericarpo espesso e suculento Baga: fruto com muitas sementes. Ex: limão, tomate, abóbora, etc. Drupa: possui apenas uma semente, ou caroço. Ex: pêssego, manga. Pomo: pseudofruto formado pela dilatação do receptáculo, o qual chega a envolver o ovário (fruto propriamente dito). Ex: maçã, pêra. Secos: com pericarpo não suculento. Deiscentes: abrem-se quando maduros. Ex: legume ou vagem, fruto das leguminosas como o feijão, a ervilha e a soja. Indeiscentes: não se abrem quando maduros. Ex: cariopse das gramíneas como o milho, o trigo, o arroz. CLASSIFICAÇÃO DOS FRUTOS: Simples: apenas um ovário, de uma flor. Múltiplos: ou agregados, resultam de diversos ovários de uma flor diacarpelar. Ex: morango, framboesa. Compostos: ou infrutescência, resultam da concrescência dos ovários das flores de uma inflorescência. Ex: abacaxi. Complexos: ou pseudofrutos; resultam de uma só flor, quando outras partes florais , além do ovário, participam de sua constituição. Ex: pera, caju. PSEUDOFRUTO – Proveniente de outras partes que não um único ovário. Pseudofrutos simples: são originados do receptáculo floral. Ex: maçã, pêra, caju etc. Pseudofrutos compostos: são originados de vários ovários de uma só flor. Ex: morango. Pseudofrutos múltiplos ou infrutescência: são derivados de diversas partes de várias flores. Ex: abacaxi, figo, amora, etc. FRUTOS PARTENOCÁRPICOS - são frutos que se desenvolvem sem que haja fecundação da oosfera. Esses frutos não desenvolvem semente. Ex: banana, laranja- baiana. Dispersão de frutos: Assim como no caso da polinização, a dispersão de frutos e sementes recebe nomes característicos de acordo com os meios dispersores. Anemocoria: dispersão pelo vento. Zoocoria: dispersão com auxílio de animais. Hidrocoria: com auxílio da água. SEMENTES: é o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, protegido pelo tegumento. Constituição da semente: Tegumento ou casca: - Testa: originada da primina do óvulo; - Tegmen ou tegma: originado da secundina do óvulo. Amêndoa: - Embrião: originado da oosfera fecundada. São partes constituintes do Aula 12: OrgaAula 12: OrgaAula 12: OrgaAula 12: Organologia Vegetal nologia Vegetal nologia Vegetal nologia Vegetal ---- FrutosFrutosFrutosFrutos Biologia - Botânica Grupo de Estudos Pré Vestibular Igreja Imaculada Conceição embrião a radícula, o caulículo, a gêmula e os cotilédones. - Reservas: que podem ser albume ou endosperma (tecido triploide originado da fusão dos núcleos polares com o núcleo espermático) ou perisperma. Tipos de disseminação: Antropocórica: homem Zoocórica: animais Anemocórica: vento Hidrocárica: água Bolocórica: pelo próprio vegetal Geocárpica: quando os pedúnculos, após a fecundação, enterram no solo os próprios frutos, ondem amadurecem. Ex: amendoim. Germinação: A germinação é dependente de muitos fatores externos e internos. Umidade, temperatura, oxigênio, luz, são alguns exemplos de fatores externos que interferem na condição de uma semente germinar ou não. Sementes que estão ainda com o embrião imaturo são ditas dormentes e estas não germinam mesmo que as condições ambientais estejam favoráveis. Os eixos formados pela germinação recebem certos nomes específicos: Plântula: embrião já desenvolvido em consequência da germinação. Epicótilo: eixo embrionário que se posiciona acima da inserção do(s) cotilédone(s). Hipocótilo: eixo embrionário que se estende da inserção do(s) cotilédone(s) até a radícula. Radícula: raiz embrionária presente na extremidade inferior do embrião. Coleóptila: bainha fechada do embrião das gramíneas e de outras monocotiledôneas, dentro está a plúmula. Coleorriza: bainha fechada do embrião das gramíneas e de outras monocotiledôneas, dentro está a radícula. Escutelo: é o cotilédone das gramíneas. Tipos de germinação: Germinação epígea: nas dicotiledôneas os cotilédones ficam acima do solo. Ex: feijão. Germinação hipógea: já nas monocotiledôneas o cotilédone fica abaixo do solo. Ex: milho. Figura 25: Germinação hipógea e epígea Desejo a todos um ótimo vestibular. Paz e Bem
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