ANATOMOFISIOLOGIA
VEGETAL
PROFs. IONI COLARES e ANGELICA RODO
ANATOMOFISIOLOGIA
VEGETAL
Estudo da estrutura e dos processos
funcionais e metabólicos das plantas.
ANATOMIA VEGETAL = estuda a
estrutura dos vegetais.
FISIOLOGIA VEGETAL = estuda o
funcionamento dos vegetais.
ANATOMOFISIOLOGIA
VEGETAL
ANATOMIA VEGETAL
- célula vegetal
- histologia (meristemas e sistemas de tecidos =
fundamental, vascular e dérmico)
FISIOLOGIA VEGETAL
- relações água-planta
- metabolismo (fotossíntese e respiração)
Biodiversidade
A VIDA VEGETAL
A diversidade vegetal é grande, entretanto, os
vegetais executam processos fisiológicos similares:
- as plantas são produtores primários e convertem a
energia solar em energia química;
- os vegetais crescem em direção à luz e, por serem
privados de movimento, apresentam sistemas
vasculares eficientes para o movimento da água, dos
nutrientes minerais e dos produtos fotossintéticos por
todo o corpo da planta.
A CÉLULA VEGETAL
A célula vegetal é a unidade básica estrutural
e funcional dos vegetais = organismos
multicelulares, constituídos de milhões de células
com funções especializadas.
Estrutura básica da organização eucariótica =
núcleo, citoplasma e organelas subcelulares,
envolvidos por membranas.
A CÉLULA VEGETAL
A CÉLULA ANIMAL
CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL
= principais semelhanças
NÚCLEO
O núcleo contém a maioria do material genético da
célula (DNA) e determina a expressão desse material em
razão do funcionamento celular e de sua duplicação
quando a célula é reproduzida.
RIBOSSOMOS
Os ribossomos são pequenos grânulos onde é
realizada a síntese de proteínas.
Podem ser encontrados livres no citoplasma,
ancorados na superfície do retículo
endoplasmático, dentro da mitocôndria e dos
cloroplastos (célula vegetal).
RETÍCULO
ENDOPLASMÁTICO
Sistema de tubos delimitados por membranas e sacos
achatados, dividido em dois tipos:
Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) =
apresenta ribossomos; segrega certas proteínas
sintetizadas longe do citoplasma e as transporta
para outros locais da célula.
Retículo Endoplasmático Liso (REL) = não apresenta
ribossomos; modifica quimicamente as proteínas
sintetizadas no RER e pequenas moléculas que entram na
célula, como drogas e pesticidas; sintetiza lipídeos.
COMPLEXO DE GOLGI
O Complexo de Golgi consiste de sacos
membranosos achatados e pequenas
vesículas limitadas por membranas, com
as seguintes funções:
- recebe proteínas e lipídeos do Retículo
Endoplasmático e realiza modificações
químicas;
- as proteínas e lipídeos são concentrados,
empacotados, armazenados e transportados
por enzimas específicas.
MITOCÔNDRIA
A mitocôndria é a usina energética da célula onde
é realizada a respiração.
PEROXISSOMO
Local onde ocorrem reações em que peróxidos tóxicos, como
o peróxido de hidrogênio (H2O2), são formados e isolados do
resto da célula.
Obs: nas células vegetais existe um tipo de peroxissomo chamado
glioxissomo, que catalisa reações onde o ácido graxo da semente
é transformado em hidrato de carbono.
CITOESQUELETO
Rede de microtúbulos e microfilamentos que proporciona a
célula sua forma e sua capacidade de arranjar suas
organelas e se mover.
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana plasmática atua
como uma barreira seletiva
semipermeável, impedindo que
certas substâncias atravessem-na
e permitindo que outras entrem e
deixem a célula.
É importante na comunicação com as células adjacentes e
no recebimento de sinais extracelulares.
Permite que a célula mantenha mais ou menos constante o
ambiente interno.
CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL
= principais diferenças
A CÉLULA VEGETAL
A célula vegetal é composta de parede celular
+ protoplasto (componentes celulares no
interior da parede celular).
A célula vegetal se distingue da célula animal pela
presença de parede celular, composta geralmente
por celulose, e de plastos, com especial destaque
para os cloroplastos, também se diferencia pela
ausência de lisossoma e presença de vacúolo.
A CÉLULA VEGETAL
A CÉLULA VEGETAL
A parede celular envolve a
membrana plasmática, a qual,
por sua vez, envolve o
citoplasma, o núcleo e demais
organelas.
No citoplasma estão presentes
o vacúolo, os plastídios, as
mitocôndrias, o complexo de
Golgi e o retículo
endoplasmático, bem como o
citoesqueleto e os ribossomos.
PAREDE CELULAR
Cada célula possui a sua própria parede, que está
cimentada à parede da célula vizinha pela
lamela mediana, composta principalmente de
substâncias pécticas (ácido péctico).
PAREDE CELULAR
Funções da parede celular
- restringe a distensão do protoplasto = o tamanho e
a forma da célula tornam-se fixos na maturidade;
- protege o citoplasma contra agressões mecânicas e
contra a ruptura da célula quando acontece um
desequilíbrio osmótico;
- atua como uma barreira a infecções causadas por
fungos e outros organismos que podem causar
doenças em plantas.
PAREDE CELULAR
A arquitetura da parede celular é determinada,
principalmente, pela celulose (polissacarídeo) que forma
um sistema de fibrilas entrelaçadas, embebidas por
uma matriz formada de polissacarídeos não celulósicos
= hemiceluloses, pectinas, glicoproteínas e enzimas.
PAREDE CELULAR
PAREDE CELULAR
Substâncias incrustantes, tais como a lignina e a suberina,
presentes em certos tecidos, são depositadas nesta matriz
= resistência e rigidez a parede celular.
Lignina = é um polímero de alto teor de carbono, componente
mais abundante da parede celular, depois da celulose =
aparece impregnando as paredes celulares de certos tecidos
como, por exemplo, as células do xilema e do esclerênquima,
conferindo-lhes rigidez e resistência.
Os compostos graxos cutina, suberina e as ceras, são
encontrados, nas paredes celulares dos tecidos de
revestimento. E dentre as substâncias inorgânicas da parede
celular podem ser citados a sílica e o carbonato de cálcio.
PAREDE CELULAR
As primeiras camadas formadas da parede celular
constituem a parede primária, onde a deposição das
microfibrilas ocorre por arranjo entrelaçado.
OBS: em algumas células a parede primária é a única que permanece.
PAREDE CELULAR
Em algumas células, internamente à parede primária, ocorre a
deposição de camadas adicionais que constituem a parede
secundária, onde as microfibrilas são depositadas por
arranjo ordenado = inicio da lignificação.
A primeira, segunda e terceira
camadas da parede secundária
são designadas S1, S2 e S3,
respectivamente, sendo
delimitadas pela mudança de
orientação da deposição, que
varia nas diferentes camadas.
PAREDE CELULAR
Formação da parede secundária em um elemento traqueal do xilema.
PAREDE CELULAR
PAREDE PRIMÁRIA = alto teor de água (65%) + matéria
seca (polissacarídeos e proteínas).
PAREDE SECUNDÁRIA = teor de água reduzido devido à
deposição de lignina (polímero hidrofóbico) + matéria seca
(polissacarídeos e lignina).
PAREDE CELULAR
Lamela média e formação de parede secundária (lignificação = roxo)
PAREDE CELULAR
A parede celular apresenta ainda os plasmodesmas =
continuidades protoplasmáticas entre células vizinhas
(canículo revestido de membrana plasmática +
desmotúbulo = projeção do REL) onde se formam
pequenas depressões (campos de pontoações ou campos
de pontoação primária), resultado de uma menor
deposição de microfibrilas de celulose na parede
primária, conhecidas como pontoações primárias ou
pontoações primordiais.
PAREDE CELULAR
Campo de pontoação
PAREDE CELULAR
PAREDE CELULAR
As pontoações variam
em tamanho e detalhes
estruturais = dentre os
vários tipos de
pontoações os mais
comuns são a
pontoação simples e a
pontoação areolada.
PAREDE CELULAR
A pontoação simples é apenas uma interrupção da parede
secundária sobre a parede primária, geralmente, sobre os
campos de pontoação primários.
Na pontoação areolada a parede secundária forma uma
aréola e a interrupção desta parede, corresponde à
abertura da aréola.
Pontoações areoladas, deste tipo, são encontradas em células
como as traqueídes e os elementos de vaso do xilema.
PAREDE CELULAR
A formação da parede celular se inicia no final da mitose,
durante a telófase, quando os dois grupos de
cromossomos estão se separando, e é bem evidente a
presença de um fuso de aspecto fibroso, o
fragmoplasto.
Ao longo da linha mediana do fragmoplasto começa a
formação da placa celular, que é considerada a primeira
evidência da parede celular que se inicia como um disco
suspenso no fragmoplasto.
PAREDE CELULAR
Esta placa vai crescendo para a periferia, até se fundir com
a parede da célula-mãe = até o contato da placa celular
com as paredes da célula-mãe, o fragmoplasto desaparece
e a placa vai sofrendo modificações graduais para formar a
lamela mediana entre as duas células-filhas.
A seguir, o protoplasma das células-filhas começa a produzir
e a depositar sobre a placa celular, uma parede contendo
celulose, hemicelulose e substâncias pécticas.
PAREDE CELULAR
PLASTÍDEOS
Os plastídeos são uma classe de organelas que
existe somente em plantas:
CROMOPLASTOS = concentram pigmentos vermelhos,
laranjas ou amarelos, dependendo dos tipos de carotenóides
presentes (cor vermelha de uma flor ou de um tomate
maduro) = a coloração auxilia na polinização ou na
dispersão de sementes.
LEUCOPLASTOS = são depósitos de armazenamento para
amido (AMILOPLASTO) e gorduras (OLEOPLASTO).
CLOROPLASTO
Organela formada por duas membranas e por
estruturas discoidais internas, onde ocorre a
fotossíntese, contém moléculas de clorofila
que capturam a energia solar.
CLOROPLASTO
Estão concentrados nas regiões mais
expostas a luz e nas estruturas mais
jovens = folhas e caules.
VACÚOLO
Os vacúolos são organelas que podem
conter líquidos e pigmentos, além de
diversas outras substâncias que formam o
suco celular, como sais, ácidos orgânicos,
açúcares e subprodutos celulares tóxicos.
Estão relacionados com armazenamento e
equilíbrio osmótico e são revestidos por
membrana denominada tonoplasto.
VACÚOLO
Em células jovens existem
numerosos vacúolos
pequenos que durante o
desenvolvimento do vegetal
se fundem formando um
único vacúolo central nas
células maduras; este pode
ocupar 80 a 90% do seu
volume total.
VACÚOLO
Contrastando com os animais, que eliminam para o
exterior o excesso de materiais inorgânicos, as plantas os
depositam completamente nos seus tecidos e vacúolos.
Estes depósitos inorgânicos nos vegetais consistem
principalmente em sais de cálcio (oxalato de cálcio e carbonato
de cálcio). Os cristais de oxalato de cálcio são dificilmente
solúveis, sendo produto final do metabolismo e podem ser
observados freqüentemente dentro de vacúolos.
VACÚOLO
Formas comuns de cristais:
Drusas = são cristais de agregados mais ou menos esféricos,
compostos de muitos prismas ou pirâmides, projetando
pontas em toda sua superfície.
Ráfides = cristais aciculares semelhantes a agulhas,
agrupadas em feixes.
Areia cristalina = são cristais muito pequenos,
freqüentemente uma massa.
Prismas simples ou geminados = prisma
de forma retangular ou piramidal,
também conhecidos como monocristais.
ESPAÇOS
INTERCELULARES
Um grande volume no corpo do vegetal é
ocupado por um sistema de espaços
intercelulares.
Geralmente, apenas o tecido meristemático não
apresenta espaços intercelulares, e bons
exemplos de tecidos com espaços intercelulares
bem desenvolvidos são encontrados nas folhas e
em órgãos submersos de plantas aquáticas
(aerênquima).
ESPAÇOS
INTERCELULARES
Folha de Eucalyptus sp, mostrando um
canal secretor (CS) lisígeno.
Folha flutuante de uma Nymphaeaceae,
mostrando o aerênquima.
MEMBRANA PLASMÁTICA
As membranas biológicas são constituídas de
lipídeos, proteínas e carboidratos.
A estrutura da membrana
do modelo mosaico fluído
é descrita como uma
bicamada fosfolipídica na
qual as proteínas da
membrana estão
embebidas.
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana apresenta
proteínas integrais, que
estão inseridas na
bicamada fosfolipídica e
proteínas periféricas que
fixam-se na superfície da
bicamada por pontes
iônicas.
Os carboidratos fixados nas proteínas ou nos fosfolipídeos se
projetam na superfície externa da membrana e funcionam como
sinais de reconhecimento para interações entre as células.
MEMBRANA PLASMÁTICA
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana permite passagem livre de água e de
pequenas moléculas (O2), entretanto, dificulta
ou impede a passagem de moléculas grandes
(proteínas).
O transporte em membranas pode ocorrer a partir de
Processo Passivo (não tem gasto energético) e
Processo Ativo (tem gasto energético).
PROCESSO PASSIVO
Difusão Simples = duas soluções de concentrações
diferentes são colocadas em contato → movimento de
moléculas no sentido de igualar as concentrações, ou
seja, do meio mais concentrado para o menos
concentrado da solução.
Ex: passagem de substâncias lipossolúveis
Difusão Facilitada = proteínas de membranas atuam
facilitando a passagem de certas moléculas, que por
difusão simples demorariam muito tempo.
Ex: movimento de glicose, aminoácidos e vitaminas
PROCESSO PASSIVO
PROCESSO PASSIVO
Osmose = difusão através de membranas semipermeáveis,
onde há passagem apenas do solvente em maior quantidade
no sentido da solução menos concentrada de soluto para a
mais concentrada.
MEIO
HIPERTÔNICO
MEIO
HIPOTÔNICO
OSMOSE EM CÉLULAS
VEGETAIS
SOLUÇÕES ISOTÔNICAS = iguais
concentrações de solutos.
SOLUÇÃO HIPOTÔNICA = menor concentração
de soluto.
SOLUÇÃO HIPERTÔNICA = maior concentração
de soluto.
PROCESSO ATIVO
Este processo precisa de fornecimento de energia
do metabolismo celular na forma de ATP =
movimento de soluto contra o gradiente de
concentração (soluto vai do meio menos concentrado
para o mais concentrado).
O transporte na membrana contra um gradiente de
potencial de energia tem que estar ligado, direta
ou indiretamente, a uma mecanismo que consome
energia e bombeia o íon para dentro da célula.
PROCESSO ATIVO
PROCESSO ATIVO
Existem bombas de prótons movidas a ATP (força motiva de
prótons) na membrana plasmática e no tonoplasto que
controlam o pH do citoplasma.
As bombas de prótons transportam H+ tanto para fora do
vacúolo quanto do citoplasma, criando um gradiente de pH e
de potencial elétrico entre o meio externo e o interior da célula
= esse é o principal mecanismo (primário) que utiliza energia e que
supre força motiva para o processo secundário que é a absorção
de cátions e ânions através de membranas ao longo de um
gradiente de potencial eletroquímico, mediado por carregadores
específicos ou por canais de íons.
PROCESSO ATIVO
PROCESSO ATIVO
As proteínas que transportam somente um tipo de
soluto são denominadas uniporte, outras dependem
do transporte de um outro soluto, atuando como
carreadores acoplados, que podem ser simporte
(transferência do segundo soluto na mesma direção)
ou antiporte (transferência do segundo soluto na
direção oposta).
Os canais de íons são proteínas com estrutura
especial, cuja existência na membrana plasmática e
no tonoplasto foi recentemente estabelecida.
PROCESSO ATIVO
PROCESSO ATIVO