PROFs. IONI COLARES e ANGELICA RODO ANATOMOFISIOLOGIA VEGETAL

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1 PROFs. IONI COLARES e ANGELICA RODO ANATOMOFISIOLOGIA VEGETAL

2 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.

3 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)

4 Biodiversidade

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7 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.

8 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.

9 A CÉLULA VEGETAL

10 A CÉLULA ANIMAL

11 CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL = principais semelhanças

12 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.

13 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).

14 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.

15 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.

16 MITOCÔNDRIA A mitocôndria é a usina energética da célula onde é realizada a respiração.

17 PEROXISSOMO CITOESQUELETO
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.

18 MEMBRANA PLASMÁTICA 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. A membrana plasmática atua como uma barreira seletiva semipermeável, impedindo que certas substâncias atravessem-na e permitindo que outras entrem e deixem a célula.

19 CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL = principais diferenças

20 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.

21 A CÉLULA VEGETAL

22 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.

23 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).

24 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.

25 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.

26 PAREDE CELULAR

27 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.

28 OBS: em algumas células a parede primária é a única que permanece.
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.

29 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.

30 Formação da parede secundária em um elemento traqueal do xilema.
PAREDE CELULAR Formação da parede secundária em um elemento traqueal do xilema.

31 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).

32 Lamela média e formação de parede secundária (lignificação = roxo)
PAREDE CELULAR Lamela média e formação de parede secundária (lignificação = roxo)

33 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.

34 PAREDE CELULAR Campo de pontoação

35 PAREDE CELULAR

36 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.

37 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.

38 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.

39 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.

40 PAREDE CELULAR

41 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).

42 CLOROPLASTO Organela formada por duas membranas e por estruturas discoidais internas, onde ocorre a fotossíntese, contém moléculas de clorofila que capturam a energia solar.

43 CLOROPLASTO Estão concentrados nas regiões mais expostas a luz e nas estruturas mais jovens = folhas e caules.

44 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.

45 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.

46 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.

47 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.

48 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).

49 ESPAÇOS INTERCELULARES
Folha de Eucalyptus sp, mostrando um canal secretor (CS) lisígeno. Folha flutuante de uma Nymphaeaceae, mostrando o aerênquima.

50 MEMBRANA PLASMÁTICA A estrutura da membrana do modelo mosaico fluído é descrita como uma bicamada fosfolipídica na qual as proteínas da membrana estão embebidas. As membranas biológicas são constituídas de lipídeos, proteínas e carboidratos.

51 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.

52 MEMBRANA PLASMÁTICA

53 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).

54 Ex: passagem de substâncias lipossolúveis
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

55 PROCESSO PASSIVO

56 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 HIPOTÔNICO MEIO HIPERTÔNICO

57 OSMOSE EM CÉLULAS VEGETAIS
SOLUÇÕES ISOTÔNICAS = iguais concentrações de solutos. SOLUÇÃO HIPOTÔNICA = menor concentração de soluto. SOLUÇÃO HIPERTÔNICA = maior concentração de soluto.

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62 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.

63 PROCESSO ATIVO

64 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.

65 PROCESSO ATIVO

66 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.

67 PROCESSO ATIVO

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