Plantas - diversidade

Objetivos da aula:

• Origem das plantas• Ciclo de vida• Corpo da planta• Germinação• Germinação• A célula vegetal• Tecidos vegetais

Bibliografia:Raven, P.H., Biologia Vegetal

Briófita(450*)

Algas verdes

PteridofitaLicófita

Angiospermas235 000 espécies

(130*)

300 000 espécies de plantas

(450*)verdes(700*)

aGymnospermas

(130*)

Ancestral

• Evolução no Reino Plantae

• Todos descendem de uma alga verde ancestral (da Ordem Charales)

• As Angiospermas dominam a face da terra há mais de 100 milhões de anos

*milhões de anos

O que tem em comum?

• Plano arquitetônico• Metabolismo básico

Elementos em comum:o Fotoautotróficoso Fotoautotróficoso Imóveis – devem crescer em direção às suas necessidades

essenciais.o Desenvolveram mecanismos capazes de evitar a dessecação. o Estruturalmente reforçados para crescerem.o Desenvolveram mecanismos de transporte capazes de levar os

produtos da fotossíntese para partes não fotossintetizantes e água e sais minerais para os locais onde ocorre a fotossíntese.

Reprodução:

Tipo de ciclo de vida de todas as espécies do reino Plantae: alternância de gerações heteromórficas

redução do gametófito nas plantas

algas filamentosas briófitas psilotófitas pteridófitas gimnospermas angiospermas

independência da águana fecundação

Ciclo de vida:

alternância de gerações

heteromórficas

2n

esporângeocélulas

esporogênicas

Ciclo de vida de uma Bryophyta

n

gametófito masculino

gametófito feminino

esporos

geração predominante:gametofítica

Ciclo de vida:

alternância de gerações

heteromórficas

geraçãoesporofítica

heteromórficas

Ciclo de vida de uma Pteridophyta

geração predominante:esporofítica

geraçãogametofítica

espo

rogê

nese esporângeo (nucelo)

MEIOSE

saco polínico(esporângeo)

célula esporogênica

4 micrósporos

célula esporogênica

tegumentos

Em angiospermas: a fase gametofítica é

extremamente reduzida(microscópica)

antera

2nn

espo

rogê

nese

gam

etog

ênes

e

MITOSE(nos esporos)

micrósporo

4 megásporos

antípodas

núcleos polares

sinérgides

gametófito masculinoimaturo(pólem)

célulageradora(gameta)

célula do tubo

gametófito feminino

(saco embrionário)

oosfera (gameta)

Ciclo de vida de uma Angiosperma

estigmacélulas espermáticas

grão de pólemantera

grãos de pólem(microgametófito, n)

MEIOSE saco polínicocélulas esporogênicas

(2n)

célulado tubopolínico

óvulo MEIOSE

célulasesporogênicas

(2n)ovário

megagametófito(n)

células espermáticas

formação de tubo polínico

carpelo

fertilização dupla

oosfera

núcleos polares

megagametófito, n

tubo polínico

embriãojóvem(2n)

endosperma (3n)

semente

embrião

esporófitoadulto

com flores

alternância de geraçõesheteromórficas antípodas

células espermáticas

núcleo da célula do tubotubo polínico

Fertilização dupla

estigma

estilete

ovário

óvulo

célulageradora

célula do

tubo

endosperma

zigoto2n

fecundação duplaoosfera

sinérgides

antípodasnúcleospolares

Vegetais inferiores:

microesporângeomegasporângeo

esporo (micrósporo/megásporo)

gametófito masculinogametófito feminino

Angiospermas:

anteranucelo

micrósporo/megásporo (todas heterosporadas)

pólemsaco embrionário

Nomenclatura:

gametófito feminino

gameta masculinogameta feminino (oosfera)

saco embrionário

células espermáticasoosfera

Em Angiospermas o desenvolvimento do gametófito e o início do desenvolvimento do novo esporófito depende totalmente da geração

esporofítica anterior.

fase cordiformefase de globular

zigoto

EMBRIOGÊNESE(início do desenvolvimetno do esporófito)

Definidos:•padrão axial•padrão radial•meristemas primários•tecidos primários

TECIDOS PRIMÁRIOS:

suspensor

fase de torpedo embrião madurofase de bengala

[Yadegari et al, Fig.8A]

TECIDOS PRIMÁRIOS:Pd – protodermePc – procâmbioGm – meristema fundamental

C – cotilédone (primeiras folhas)A – eixo hipocótilo-radicularSM – meristema apical do cauleRM – meristema apical da raizS - suspensor

hipocótilo

epicótilo

cotilédones

folhasfeijão

fase de torpedo

fase de globular

zigoto

embrião madurofase de bengala

fase cordiforme Formação da semente

raízes

radícula• A formação do embrião é acompanhada

pelo desenvolvimento da semente.• Existe um contínuo fluxo de nutrientes

da planta parental (esporófito).• O crescimento do embrião é retardado

até a germinação, que é dependente de fatores externos.

Maturação estrutural:divisão, diferenciação e expansão celularMaturação fisiológica:alocação de substâncias de reserva, redução do metabolismo e desidratação

Emergência da Plântula

germinação

epígea

(a) feijão

germinação

hipógea(b) ervilha

(a) feijão

(c) milho

raíz

Germinação:• hidratação• metabolização das substâncias

de reserva• expansão e divisão celular

rápida às custas das substâncias de reserva

nó

entrenó

flor

meristema apical

pecíolo

folha

meristema secundário(gema lateral) primórdio foliar

ramo lateral

O corpo da Planta(esporófito)

nó

tecido vascular

raíz secundária

raíz primária

raíz

tecidosheterotróficos

sistema radicular

sistema caulinar

monocotiledônea

FOI SEMPRE ASSIM??

Rhynia20 cm

esporófito

dicotiledôneaesporófitos

http://www.palaeobotany.org/

rizoma comrizóides

Células e tecidos vegetais

crescimentoprimário:

meristema apical do caulemultiplicação

celular

extensãocelular

diferenciaçãocelularprimário:

extensão do corpo da planta

crescimento secundário:

espessamento do corpo da planta

meristema apical da raiz multiplicaçãocelular

extensãocelular

diferenciaçãocelular

protoderme1

1

4

pelo

Meristemas apicais

• envolvidos com a extensão do corpo da planta• subdivididos em meristemas primários: protoderme, meristema fundamental e procâmbio• estes meristemas primários darão origem aos tecidos primários da planta

coifa

meristema apical4

protoderme1

meristema fundamental2

pró-cambio33

2

meristema apical do caule meristema apical da raiz

meristemas apicais

protoderme

meristema fundamental

procâmbio

meristemas primários

Crescimento, morfogênesee diferenciação

sistema de revestimento:epiderme

sistema fundamental:parênquima, colênquima,esclerênquima

sistema vascular:xilema e floema

tecidos primários

Tecidos primários: sistema de revestimento

• função geral: fornecer proteção mecânica às diferentes partes da planta• grande variação tanto estrutural como funcional• ex: células guarda, tricomas (absorção, secreção, reflexão de luz, defesa

para herbivoria)pêlos radiculares

exemplos de células da epiderme da parte aérea da planta

exemplos de células da epiderme da parte subterrânea da planta

Tecidos primários: sistema fundamentalCélulas do parênquima: • vivas na maturidade• retém a capacidade de se dividir • envolvidas na fotossíntese, armazenamento e secreção

Células do colênquima: • vivas na maturidade• retém a capacidade de se dividir – paredes primárias não lignificadas e irregularmente

espessadas • envolvidas na sustentação de órgãos jovens em crescimento

Células do esclerênquima: • freqüentemente não apresentam protoplasto na maturidade• incapazes de se dividir, parede secundária espessa e lignificada• envolvidas na sustentação de partes da planta que não mais se alongam

parênquima

colênquima

esclerênquima

Tecidos primários: sistema vascular

Xilema: • tecido condutor de seiva bruta• dois tipos de células principais:

traqueídeselementos de vaso

• células mortas quando maduras

Tipos deelementos de vasos

placas de perfuração (não há parede celular)celular)

pontoações (não há parede celular secundária)

Floema: • tecido condutor de seiva elaborada• dois tipos de células (elementos crivados):

células crivadas elementos do tubo crivado

• células vivas quando maduras, mas sem várias organelas

Semelhanças e diferenças entre células animais e vegetais

Semelhanças:• Células eucarióticas• Várias organelas em comum

Diferenças:Diferenças:• Presença de parede celular

rígida• Presença de vacúolo(s)• Presença de plastídeos

A Célula VegetalMembrana plasmática - funções:-bicamada de fosfolipídeos -semipermeável-mediar o transporte de substâncias para dentro e fora da célula-receber e transmitir sinais para regulação do metabolismo celular -coordenar a síntese de

Núcleo - funções:-Armazena a informação genética da célula-Local de transcrição de genes ativos

Mitocôndrias - funções:-Organelas semi-autônomas –contém DNA, RNA e ribossomas-Sítio de respiração das células

Retículo endoplasmático -funções:-Rugoso – com numerosos ribossomos na sua superfície externa – secreção de proteínas-Liso – geralmente de forma tubular – responsável pela

Complexo de Golgi - funções:-Envolvidos na síntese e excreção de polissacarídeos não celulósicos da parede celular

Microtúbulos - funções:-Coordenam movimentos dentro da célulaRibossomos - funções:-Envolvidos na síntese de proteínasPlasmodesmas - funções:-Protoplasmas de células Vacúolo - funções:

2

3

4

910

tonoplasto

célulajóvem

-coordenar a síntese de microfibrilas de celulosetubular – responsável pela síntese de lipídeos

proteínas-Abundantes em células metabolicamente ativas; livres ou ligados ao RER

-Protoplasmas de células adjacentes estão interligados-Via de transporte inter-celular

Vacúolo - funções:-Envolvido pelo tonoplasto-Armazena as reservas de solutos da planta-Armazena excretas (recicla)

Cloroplasto - funções:-Local da fotossíntese

1

5

67

8

Parede Celular•forma o apoplasto, dividida em primária e secundária.

•contém também enzimas de absorção, transporte, secreção e digestão.

•parede primária –depositada durante a divisão e crescimento da célula.célula.

•parede secundária depositada quando o crescimento cessa.

•ambas contém celulose (componente principal), hemicelulose e pectina, mas em diferentes proporções.

•impede que a célula se rompa.

*

*

*

*observar a disposição das microfibrilas de celulose

http://www.ccrc.uga.edu/~mao/intro/ouline.htm

Plasmodesmas

• continuidade do citoplasma entre células vizinhas (simplasto)

• parte central ocupada pelo retículo endoplasmático (desmotúbulo).

• desenvolvem-se durante a • desenvolvem-se durante a divisão celular ou podem surgir em paredes celulares pré-existentes

• metabólitos e íons difundem através desses canais.

ER – retículo endoplasmáticoPM – membrana plasmática

Vacúolo

pré-

núcleoíons inorgânicosmetabólitos primários:açúcaresácidos orgânicosamino ácidos

metabólitos secundáriospigmentoscompostos tóxicos

águasuco celular

ocupa 80-90%

do volume celular

pré-vacúolo

citoplasmacom organelas

parede celulartonoplasto

compostos tóxicosenzimas digestivas

Pré-vacúolos formados a partir do retículo endoplasmático

Peroxissomos

OOOO2222

Proteínas de transporte

2C

2C

COCOCOCO2222

fotorespiração – atividade oxigenase da rubisco

3C

3C

CLOROPLASTOCLOROPLASTOCLOROPLASTOCLOROPLASTO

• Organela aonde ocorre a fotossíntese• 1 mm2 de folha contém cerca de 500 000 cloroplastos• Organela semi-autônoma

• nucleóide (DNA)• ribossomas

FOLHAFOLHAFOLHAFOLHA

corte transversalcorte transversalcorte transversalcorte transversal

epiderme superiorepiderme superiorepiderme superiorepiderme superior

epiderme inferiorepiderme inferiorepiderme inferiorepiderme inferior

parênquimna parênquimna parênquimna parênquimna

palissádicopalissádicopalissádicopalissádico

parênquimna parênquimna parênquimna parênquimna

lacunosolacunosolacunosolacunoso

Estrutura do CloroplastoEstrutura do CloroplastoEstrutura do CloroplastoEstrutura do Cloroplasto

estroma

tilacóide

granum(pilha de

tilacóides)

tilacóides do estroma

4-6 µµµµm

evoluíram de cianobactérias endosimbiontesevoluíram de cianobactérias endosimbiontesevoluíram de cianobactérias endosimbiontesevoluíram de cianobactérias endosimbiontes

espaço inter membranas

membrana interna

membrana externa

tilacóides do granum

estioplasto

proplastídeocromoplasto

cloroplasto

cloroplast

o

senescentecloroplast

o

senescente

Pró-plastídeos – sem pigmentos, ocorrem em células meristemáticasCloroplastos – contém o aparato fotossintético, presente em tecidos fotossintetizantesCromoplastos – acumulam carotenóidesLeucoplastos – sem pigmentos e sistema

Ciclo de desenvolvimento dos plastídeos

leucoplasto

amiloplasto

Leucoplastos – sem pigmentos e sistema de membranas internas elaborado, acumulam amidoEstioplastos – formados na ausência de luz, presentes em sementes que germinam no escuroAmiloplastos – encontrados em raízes

(modificado)

luz

Próxima Aula

FotossínteseDetalhamento dos processos que

ocorrem no cloropasto