Curso Técnico em Agricultura - Módulo I - Morfologia e fisiologia

CURSO TÉCNICO EM AGRICULTURA - MÓDULO ESPECÍFICO I

PRODUÇÃO E MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA MORFOLOGIA E FISIOLOGIA

Formação Técnica

Curso Técnico EaD Senar

Morfologia e Fisiologia

SENAR - Brasília, 2024

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (eDOC BRASIL, Belo Horizonte/MG)

S491m Senar – Serviço Nacional de Aprendizagem Rural. Curso Técnico Senar [livro eletrônico] : Morfologia e Fisiologia — Ensino Híbrido / Serviço Nacional de Aprendizagem Rural. – Brasília, DF: Senar, 2025. — (Senar Formação Técnica) Formato: PDF Requisitos de sistema: Adobe Acrobat Reader Modo de acesso: World Wide Web Inclui bibliografia Ilustrado ISBN 978-85-7664-280-0 1. Ensino híbrido. 2. Fisiologia. 3. Morfologia. I. Título. II. Série. CDU 630

Elaborado por Giulia Ferrazoli Salzgeber | CRB8/010844

Sumário Introdução à Unidade Curricular ��������������������������������������������������������������������������� 7 Tema 1: Fundamentos da morfologia ���������������������������������������������������������������������� 11 Tópico 1: Estrutura morfológica das plantas ����������������������������������������������������� 12 1.1 Introdução à taxonomia e sistemática vegetal �������������������������������������������� 12 1.2 Raízes – Tipos e funções ��������������������������������������������������������������������������������� 19 1.3 Caules – Estrutura e crescimento ������������������������������������������������������������������ 25 1.4 Folhas – Fotossíntese e respiração ���������������������������������������������������������������� 30 1.5 Flores, frutos e sementes – Reprodução e dispersão ��������������������������������� 34 1.6 Anatomia vegetal ��������������������������������������������������������������������������������������������� 45 Atividade de aprendizagem ����������������������������������������������������������������������������������� 51 Tópico 2: Morfologia e manejo agrícola ������������������������������������������������������������� 51 2.1 Classificação dos grupos vegetais ������������������������������������������������������������������ 52 2.2 Famílias botânicas de interesse agronômico ������������������������������������������������ 55 2.3 Planejamento de tratos culturais baseados na morfologia ������������������������ 60 Atividade de aprendizagem ����������������������������������������������������������������������������������� 69 Encerramento do Tema ������������������������������������������������������������������������������������������ 70 Tema 2: Fundamentos da fisiologia vegetal ������������������������������������������������������������ 72 Tópico 1: Fisiologia vegetal ���������������������������������������������������������������������������������� 73 1.1 Transporte de água e nutrientes �������������������������������������������������������������������� 74 1.2 Processos de fotossíntese e respiração ��������������������������������������������������������� 83 1.3 Hormônios vegetais e reguladores de crescimento ������������������������������������ 89 Atividade de aprendizagem ����������������������������������������������������������������������������������� 91 Tópico 2: Fisiologia vegetal e manejo agrícola ������������������������������������������������� 91 2.1 Adaptações vegetais ao ambiente ����������������������������������������������������������������� 91 2.2 Planejamento de tratos culturais com base na fisiologia ��������������������������� 95

2.3 Métodos e controle para determinação do ponto de colheita ����������������� 106 Atividade de aprendizagem �������������������������������������������������������������������������������� 108 Encerramento do Tema ��������������������������������������������������������������������������������������� 109 Tema 3: Reprodução vegetal e material propagativo ����������������������������������������� 111 Tópico 1: Reprodução vegetal �������������������������������������������������������������������������� 111 1.1 Reprodução sexuada ������������������������������������������������������������������������������������� 112 1.2 Reprodução assexuada ��������������������������������������������������������������������������������� 117 1.3 Reprodução vegetal dos grandes cultivos ������������������������������������������������� 119 1.4 Seleção de material e técnicas de propagação ����������������������������������������� 128 Atividade de aprendizagem �������������������������������������������������������������������������������� 135 Tópico 2: Eficiência e controle na propagação vegetal ��������������������������������� 135 2.1 Escolha e uso de equipamentos e implementos na propagação ������������ 138 2.2 Procedimentos operacionais em espécies cultivadas ������������������������������� 140 2.3 Monitoramento e controle de qualidade na propagação ������������������������� 145 2.4 Melhorias no processo de propagação ������������������������������������������������������� 151 Atividade de aprendizagem �������������������������������������������������������������������������������� 159 Encerramento do Tema ��������������������������������������������������������������������������������������� 159 Tema 4: Exigências climáticas e fenologia das culturas ������������������������������������� 161 Tópico 1: Relação solo-água-planta-atmosfera ��������������������������������������������� 162 1.1 Sistema solo-água-planta-atmosfera ��������������������������������������������������������� 163 1.2 Exigências climáticas das culturas agrícolas ��������������������������������������������� 170 1.3 Efeitos da temperatura e fotoperíodo �������������������������������������������������������� 176 1.4 Respostas a estresses hídricos e térmicos ������������������������������������������������ 178 1.5 Adaptações climáticas específicas das plantas ����������������������������������������� 186 Atividade de aprendizagem �������������������������������������������������������������������������������� 189 Tópico 2: Estádios fenológicos das plantas ���������������������������������������������������� 190 2.1 Identificação visual das fases fenológicas ������������������������������������������������� 191 2.2 Registro e monitoramento fenológico �������������������������������������������������������� 203 2.3 Tratos culturais em diferentes estádios ����������������������������������������������������� 207

2.4 Preparo para a colheita e ponto de colheita ���������������������������������������������� 212 Atividade de aprendizagem �������������������������������������������������������������������������������� 214 Encerramento do Tema ��������������������������������������������������������������������������������������� 215 Encerramento da Unidade Curricular �������������������������������������������������������������� 216 Referências �������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 217 Gabarito das atividades de aprendizagem ���������������������������������������������������� 222 Tema 1: Fundamentos da morfologia �������������������������������������������������������������� 222 Tema 2: Fundamentos da fisiologia vegetal ��������������������������������������������������� 222 Tema 3: Reprodução vegetal e material propagativo ����������������������������������� 223 Tema 4: Exigências climáticas e fenologia das culturas ������������������������������� 223

Introdução à Unidade Curricular

Introdução à Unidade Curricular A Unidade Curricular Morfologia e Fisiologia aborda aspectos fundamentais relacio nados às características botânicas, morfológicas e fisiológicas das plantas, com foco nas espécies cultivadas comercialmente no Brasil (algodão, arroz, cana-de-açúcar, fei jão, milho e soja). Ao longo desta apostila, serão apresentados desde conceitos básicos sobre como essas características influenciam os tratos culturais, sistemas de produção agrícola e manejo das plantas até a relação entre a fisiologia das plantas e os fatores climáti cos, bem como a influência dos diferentes tipos de reprodução vegetal nos métodos de propagação. Você também aprenderá a identificar equipamentos e procedimentos essenciais na operação de propagação vegetal e a compreender os estádios fenológicos, essenciais para um manejo agrícola eficaz. Esforce-se nos estudos desta Unidade, para que ficar contextualizado no universo das plantas. Com esses conhecimentos, você estará mais perto de se tornar um(a) Técnico(a) em Agricultura com capacidades técnicas para atuar no processo de planejar, executar e controlar o processo de produção e mecanização agrícola, com visão ampla e susten tável do agronegócio.

Capacidades técnicas Ao fim desta Unidade Curricular, você terá desenvolvido as capacidades téc nicas quanto aos tratos culturais, sistemas de produção, relação com fatores climáticos, reprodução vegetal, equipamentos e procedimentos de propaga ção, estádios fenológicos e terá aumentado seus conhecimentos para atuar no agronegócio.

Com carga horária de 80 horas , a Unidade foi organizada em quatro temas com di versos tópicos e subtópicos relevantes para a sua formação profissional.

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TEMAS

TÓPICOS

SUBTÓPICOS

1 . 1 Introdução à taxonomia e sistemática vegetal 1 . 2 Raízes – Tipos e funções 1 . 3 Caules – Estrutura e crescimento 1 . 4 Folhas – Fotossíntese e respiração 1 . 5 Flores, frutos e sementes – Reprodução e dispersão 1 . 6 Anatomia vegetal 2 . 1 Classificação dos grupos vegetais 2 . 2 Famílias botânicas de interesse agronômico 2 . 3 Planejamento de tratos culturais baseados na morfologia 1 . 1 Transporte de água e nutrientes 1 . 2 Processos de fotossíntese e respiração 1 . 3 Hormônios vegetais e reguladores de crescimento 2 . 1 Adaptações vegetais ao ambiente 2 . 2 Planejamento de tratos culturais baseados na fisiologia 2 . 3 Métodos e controle para determinação do ponto de colheita 1 . 1 Reprodução sexuada 1 . 2 Reprodução assexuada 1 . 3 Reprodução vegetal dos grandes cultivos 1 . 4 Seleção de material e técnicas de propagação 2 . 1 Escolha e uso de equipamentos e imple mentos na propagação 2 . 2 Procedimentos operacionais em espé cies cultivadas 2 . 3 Monitoramento e controle de qualidade na propagação 2 . 4 Melhorias no processo de propagação 1 . 1 Sistema solo-água-planta-atmosfera 1 . 2 Exigências climáticas das culturas agrícolas 1 . 3 Efeitos da temperatura e fotoperíodo 1 . 4 Respostas a estresses hídricos e térmicos 1 . 5 Adaptações climáticas específicas das plantas 2 . 1 Identificação visual das fases fenológicas 2 . 2 Registro e monitoramento fenológico 2 . 3 Tratos culturais em diferentes estádios 2 . 4 Preparo para a colheita e ponto de colheita

Tópico 1: Estrutura morfológica das plantas

Tema 1: Fundamentos da morfologia

Tópico 2: Morfologia e manejo agrícola

Tópico 1: Fisiologia vegetal

Tema 2: Fundamentos da fisiologia vegetal

Tópico 2: Fisiologia vegetal e manejo agrícola

Tópico 1: Reprodução vegetal

Tema 3: Reprodução vegetal e material propagativo

Tópico 2: Eficiência e controle na propagação vegetal

Tópico 1: Relação solo água-planta atmosfera

Tema 4: Exigências climáticas e fenologia das culturas

Tópico 2: Estádios fenológicos das plantas

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Certifique-se de estudá-los com atenção. Para fixar seu conhecimento, ao fim de al guns tópicos você vai encontrar atividades para colocar em prática o aprendizado, imediatamente depois de passar pelos conceitos e teorias.

Comentário do autor Todas as atividades estão planejadas para respeitar seu ritmo de apren dizagem e são coerentes com o que você será capaz de fazer a partir dos assuntos abordados.

Ao fim desta apostila, é disponibilizado um gabarito, para que você verifique suas respostas.

Bons estudos!

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Fundamentos da morfologia 01

Tema 1: Fundamentos da morfologia No Tema Fundamentos da morfologia , você será introduzido aos conceitos básicos da taxonomia e sistemática vegetal. Para isso, você vai aprender a reconhecer as ca racterísticas botânicas e morfológicas em espécies cultivadas e verá como essas ca racterísticas influenciam os tratos culturais dos cultivos agrícolas e o ponto de colheita.

Este conteúdo foi dividido em dois tópicos:

• Estrutura morfológica das plantas; e • Morfologia e manejo agrícola.

Para o(a) futuro(a) Técnico(a) em Agricultura, é fundamental saber identificar as estruturas do organismo vegetal, sua diversidade e fun ções, bem como compreender os tecidos que compõem esses órgãos.

Saber identificar as estruturas do organismo vegetal está intimamente ligado às prá ticas de manejo agrícola, que têm como objetivo principal otimizar o crescimento e desenvolvimento das plantas. Com esse conhecimento, é possível determinar o timing adequado para realizar os tratos culturais e a colheita, evitando prejuízos ao produtor rural decorrentes de uma intervenção inadequada. Além disso, o entendimento da morfologia vegetal ajudará você a compreender os princípios básicos da fisiologia vegetal, assunto que será abordado no próximo tema.

Capacidades técnicas Com os conhecimentos adquiridos, você desenvolverá as seguintes capacidades: • identificar os estádios fenológicos da cultura para efetuar tratos culturais e preparo pré-colheita;

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• selecionar a metodologia para determinação do ponto de colheita; • reconhecer o timing (período) de aplicação de reguladores de crescimen to, maturadores, dessecantes, desfolhantes e outros; • considerar a fase de maturação fisiológica da cultura para realização da colheita; • determinar o ponto de colheita; e • registrar as informações referentes ao ponto de colheita no processo de colheita e transporte da produção agrícola. Ao concluir cada tópico, você poderá reforçar o aprendizado por meio de atividades de aprendizagem. Além disso, não deixe de ler os materiais complementares, pois eles foram desenvolvidos para que você aprofunde seu conhecimento sobre os con teúdos abordados. Tópico 1: Estrutura morfológica das plantas A Botânica é a ciência que estuda os organismos do reino vegetal. Por ser uma ciência ampla, ela apresenta várias subdivisões. Neste tópico, estudaremos noções de taxo nomia e sistemática, morfologia e anatomia vegetal, essenciais para compreendermos a importância de cada estrutura da planta para seu crescimento, desenvolvimento e exploração econômica.

1.1 Introdução à taxonomia e sistemática vegetal

A sistemática vegetal consiste no campo de estudo da diversidade de plantas e sua his tória evolutiva. Nesse contexto, surge a taxonomia vegetal , ciência que estuda o agru pamento de plantas em níveis hierárquicos usando como parâmetro suas características:

• anatômicas; • morfológicas; • genéticas; e • evolutivas.

Seu objeto de estudo é a classificação, identificação e denominação das espécies, como veremos a seguir.

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Classificação: consiste em incluir um ser em uma categoria previamente definida. Quando uma espécie nova é identificada, ela é classificada e ganha uma descrição em latim, uma prancha ilustrativa e cita ção do material.

Na identificação do exemplar coletado, deve ser relatado em qual herbário ele foi cole tado. O herbário é o local onde se colecionam exemplares de plantas e suas informa ções de morfologia e hábitat. Nesse local as amostras coletadas são secas e armaze nadas na forma de exsicatas .

Construção de um herbário. Fonte: Shutterstock.

Glossário Exsicatas: são os exemplares das plantas coletadas que, no herbário, são processadas para poderem ser armazenadas. Elas devem conter os materiais básicos para a correta identificação da espécie (flores, frutos, sementes, fo lhas, pecíolos e caules).

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Para o armazenamento das exsicatas, é importante mencionar as características dos locais onde a planta foi coletada, como tipo de solo, clima e relevo, além das coor denadas geográficas.

Saiba mais Confira a exsicata de soja e observe as informações que constam na legenda. O link de acesso está disponível na biblioteca do AVA.

Os materiais vegetais podem ser armazenados de outras formas. Flores e frutos, por exemplo, podem ser armazenados em soluções líquidas. Os cortes histológicos são pequenas fatias de tecidos obtidas a partir do micrótomo, um aparelho que produz cortes em escala micrométrica. Essas fatias são colocadas sobre as lâminas de vidro e, sob as lamínulas visualizadas em microscópio de luz, os órgãos das plantas e grãos de pólen podem ser preparados em lâminas que são então armazenadas em laminários.

Corte transversal de raiz de algodoeiro em uma lâmina permanente. Fonte: Shutterstock.

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Saiba mais No site da Sociedade Botânica do Brasil você pode acessar o Catálogo da Rede Brasileira de Herbários e verificar detalhes sobre os herbários ativos no Bra sil, como nome do herbário, instituição vinculada, departamento, endereço e contato. Acesse o link disponível na biblioteca do AVA.

Identificação: consiste em determinar se o material coletado é igual a outro já conhecido. Nessa etapa é possível saber se o material já foi catalogado pela ciência. Para a correta identificação das espécies deve-se recorrer a li vros especializados, como chaves analíticas e coleções de her bário, verificando o nome genérico, o nome específico, ou a sua família botânica.

Nomenclatura: consiste em nomear as unidades de classifi cação conforme regras estabelecidas pelo Código Internacional de Nomenclatura Botânica.

O taxonomista vai identificar, classificar e nomear uma espécie vegetal, já o sistemata vai organizar as espécies nos diferentes sistemas de classificação.

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Informação extra Carl von Linnaeus (1707-1778) foi um naturalista sueco que desenvolveu o sis tema binomial para nomear as espécies e introduziu as grandes categorias que até hoje são utilizadas na hierarquia de classificação biológica dos seres vivos.

Agora que você está familiarizado com o processo de identificação das espécies, é o momento de compreender o nome científico. Esse nome é composto por duas partes distintas: o gênero e a espécie. Por exemplo, o nome científico da soja é Glycine max , onde Glycine é o gênero e max é a espécie. O latim é empregado na nomenclatura científica por ser uma língua morta, ou seja, não está sujeita a alterações.

Dica Vale ressaltar que a grafia do nome científico ocorre em itálico, quando im presso, ou sublinhado, quando manuscrito ou datilografado. Além disso, o gênero é escrito em inicial maiúscula e a espécie é escrita em letras minúsculas . Ainda dentro da mesma espécie pode haver subdivisões em duas ou mais subespécies, ou variedades. Os membros pertencentes a uma variedade de uma dada espécie se assemelham entre si e têm características que estão ausentes em outras variedades da mesma espécie. Mesmo nessas situações, o nome binomial permanece e acrescenta- -se um terceiro nome, também escrito em itálico ou sublinhado, precedido da partícula “var.” que é a abreviatura de variedade. Um exemplo curioso ocorre com a Brassica oleracea que se distingue entre diferentes variedades. Note que as brássicas apresentadas nas imagens pertencem ao mesmo gênero e espécie, mas as distintas variedades apresentam caracteres de interesse agronômico diferentes.

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Fonte: Getty Images.

Fonte: Getty Images.

Brassica oleracea var. acephala : couve.

Brassica oleracea var. italica : brócolis.

Fonte: Getty Images.

Fonte: Getty Images.

Brassica oleracea var. capitata : repolho.

Brassica oleracea var. botrytis : couve-flor.

O sistema hierárquico botânico é uma forma de organizar as plantas em diferentes gru pos, começando de níveis mais específicos até níveis mais abrangentes. Cada grupo é chamado de categoria e os grupos menores dentro deles são chamados de táxons .

Por exemplo, começamos com as categorias mais específicas, como o gênero. No caso do milho, o gênero é “ Zea ”. Dentro do gênero, há uma ou mais espécies, e no caso do milho, a espé cie é “ Zea mays ”.

Esses grupos são agrupados em categorias maiores, os gêneros são agrupados em famílias, as famílias em ordens, e assim por diante, até chegarmos ao grupo mais abrangente, que é o reino.

A seguir temos o exemplo da hierarquia botânica da planta do milho, confira:

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Reino

Plantae

Filo (Divisão)

Anthophyta

Classe

Monocotyledoneae

Ordem

Poales

Família

Poaceae

Gênero

Zea

Espécie

Zea mays

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Em relação às plantas cultivadas, existem os híbridos e cultivares, mas que não são táxons. Os híbridos resultam de cruzamentos:

• de variedades diferentes de uma mesma espécie; • espécies diferentes de um mesmo gênero; ou • gêneros diferentes de uma mesma família.

O morangueiro ( Fragaria x ananas sa Duch. ), por exemplo, é um hí brido das espécies F. chiloensis e F. virginiana .

Fonte: Shutterstock.

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Atenção Os cultivares são variedades que apresentam características de interesse agronômico e são cultivadas com fins comerciais. Elas são obtidas pelo ho mem por meio do melhoramento genético, como, por exemplo, a soja Glycine max cultivar Raio.

1.2 Raízes – Tipos e funções

A raiz, com raras exceções, é um órgão subterrâneo e sem clorofila. Suas funções consistem na: • fixação dos vegetais no solo; • absorção de água e nutrientes; e • armazenamento de reservas das plantas. Esta última lhe confere amplo interes se econômico, pois pode ser emprega da como fonte de alimento (mandio ca, batata-doce, cenoura, beterraba) e uso medicinal (gengibre).

Uso medicinal do gengibre. Fonte: Getty Images.

Quando no sistema radicular se destaca uma raiz principal , ela é classificada como axial ou pivotante . Esse tipo de raiz ocorre comumente em eudicotiledôneas, que são plantas que têm dois cotilédones, ou seja, folhas embrionárias que surgem dos embriões e são fundamentais para a sustentação das plantas e para garantir a absor ção de água e nutrientes em profundidade.

19 Produção e Mecanização Agrícola Morfologia e Fisiologia

Quando não é possível distinguir uma raiz principal no sistema radicular, ela é classificada com raiz fasciculada ou em cabeleira.

Ocorre comumente em monocotiledôneas, ou seja, plantas que possuem apenas um cotilédone e, como ficam restritas às camadas mais superficiais do solo, são muito úteis no combate à erosão. Entre elas, encontram-se milho, arroz, trigo e braquiárias.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Raiz pivotante : soja.

Raiz fasciculada: milho.

As raízes finas, também denominadas de raízes de nutrição, são intimamente asso ciadas à absorção de água e nutrientes, pois ocupam os primeiros 15 cm do perfil do solo, região rica em nutrientes. Elas ainda podem se associar aos fungos micorrízicos, aumentando expressivamente a sua área e volume, amplificando assim a sua função de absorção de água e nutrientes.

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Material complementar Na biblioteca do AVA está disponível um texto sobre os fungos micorrízicos e sua importância para a agricultura. Com ele, você pode aprofundar seus conhecimentos. Confira!

Veja a seguir a composição da morfologia da raiz, incluindo suas principais caracterís ticas e funções.

Sistema radicular

Colo

Zona de ramificação

Zona pilosa

Zona de crescimento

Coifa

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

21 Produção e Mecanização Agrícola Morfologia e Fisiologia

Coifa

Envolve e protege o ápice da raiz contra a abrasão (desgaste por atrito), ajudan do-a a penetrar no solo.

Zona de crescimento ou zona lisa

Região onde ocorre o crescimento radicular em função da divisão e alongamen to celular.

Zona pilosa

Caracteriza-se pela presença de pelos radiculares, com função de absorção de água e nutrientes.

Zona de ramificação

Área onde se localizam as raízes mais velhas, com formação de raízes laterais e ausência de pelos absorventes.

Colo

Região de transição entre a raiz e o caule.

Vale ressaltar que não há uma delimitação bem definida entre as diferentes regiões do sistema radicular, ou seja, essa transição ocorre de forma gradativa.

Quanto à sua origem, as raízes podem ser classificadas em:

Normais: que se originam do desenvolvimento da radícula do embrião da semente, composta pela raiz principal e suas ramificações.

Fonte: Shutterstock.

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Adventícias: não se originam da radícula do em brião e nem da raiz principal. Elas se originam da parte aérea das plantas e de caules subterrâneos.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Quanto ao seu hábitat, as raízes podem ser classificadas em aéreas, terrestres e aquá ticas, cada uma adaptada a ambientes específicos, conforme detalhado a seguir.

Aéreas: são as raízes que se desenvolvem acima do solo.

Raízes aéreas

Raiz grampiforme ou aderente

Raiz estranguladora

Raiz respiratória

Raiz suporte

Raiz sugadora

Raiz tabular

Fonte: Elaborado pelo autor (2024). Fonte imagens: Getty Images e Shutterstock.

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Aquáticas: são as raízes que se de senvolvem embaixo d’água.

Fonte: Getty Images.

Subterrâneas: são as que se desenvolvem abaixo do solo.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock. Raiz ramificada.

Raiz axial ou pivotante.

Fonte: Shutterstock. Raiz fasciculada.

Fonte: Getty Images.

Raiz tuberosa.

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Em biologia, o hábitat é o local em que uma espécie vive, desenvolve-se e desempe nha suas funções no ecossistema. A ampla distribuição dos vegetais nos mais diver sos hábitats influencia também a diversidade da morfologia das raízes, possibilitando classificá-las de diferentes formas. Além disso, a diversidade de forma das raízes se deve à sua adaptação às funções que elas exercem ou por influência do ambiente em que crescem.

Comentário do autor A soja, o feijão e o algodão apresentam raízes normais do tipo axial ou pivotante, que podem se ramificar em raízes secundárias, terciárias e assim sucessivamente. O milho, o arroz, o sorgo e a cana-de-açúcar apresentam raízes fasciculadas. Assim, não é possível distinguir uma raiz principal e as adventícias aéreas que brotam do caule, com função de sustentação para a planta.

Atenção A morfologia da raiz não é avaliada para definir o estádio fenológico , ou seja, a fase de desenvolvimento em que está a planta cultivada.

1.3 Caules – Estrutura e crescimento

O caule consiste em um órgão vegetativo aéreo, às vezes subterrâneo , com a função de sustentar órgãos aéreos (folhas, flores e frutos), circulação da seiva, arma zenamento de reservas nutritivas e propagação vegetativa em algumas espécies.

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Com exceção de caules herbáceos, que são aqueles que não se lignificam, ou seja, não se tornam lenhosos, os caules são aclorofilados. Além disso, apresentam geotropismo negativo e fototropismo positivo. Em muitas plantas, o caule repre senta um interesse econômico, pois pode servir tanto como fonte de alimento, como a batata-inglesa, quanto para outras atividades, como o fornecimento de madeira, borracha, coran tes, resinas e compostos medicinais, como no caso do gengi bre e alcaçuz.

Glossário Geotropismo: movimento de crescimento das plantas em resposta à gravi dade. No caule, o geotropismo é negativo, ou seja, o caule cresce contra a força da gravidade, em direção à luz solar. Fototropismo: consiste no crescimento vegetal em resposta ao estímulo luminoso. Quando o crescimento ocorre em função da presença de luz, diz- -se fototropismo positivo. Quando a ausência de luz estimula o crescimento, trata-se de fototropismo negativo. O caule, com exceção dos caules subterrâ neos, cresce em direção à luz. E a raiz, com exceção das raízes aéreas, cresce em direção oposta à luz.

Quanto à estrutura do caule, ele se divide em nós e entrenós, com presença de folhas e gemas, conforme detalhado a seguir. Existem também os catafilos , que são folhas pequenas ou pouco desenvolvidas, que revestem as gemas dormentes e podem ou não acumular reservas.

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Estrutura do caule

Gema terminal

Flor

Nós

Gema lateral

Fruto

Entrenó

Brotos se originando da gema axilar no nó

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Nó

Entrenó ou meritalo

Região do caule localizada entre dois nós seguidos.

Região dilatada de onde surgem as folhas.

Gema terminal

Gema lateral ou axila

Localizada no ápice do caule com os teci dos meristemáticos, onde se formam as fo lhas ou flores. Ela e responsável pelo cres cimento em altura.

Semelhante à gema terminal, mas situa-se na axila de folhas.

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

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Assim como nas raízes, a morfologia do caule é diversa no reino vegetal. Quanto ao seu hábitat , os caules podem ser classificados em:

Aéreos: ocorrem acima da superfície do solo.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Getty Images.

Tronco.

Haste.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Estipe.

Colmo.

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Subterrâneos: ocorrem abaixo da superfície do solo.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Getty Images.

Fonte: Shutterstock.

Bulbo.

Rizoma.

Tubérculo.

Aquáticos: desenvolvem-se dentro da água e são adaptados para ar mazenar ar em estruturas especia lizadas, denominadas aerênquimas, possibilitando que a planta flutue.

Fonte: Getty Images.

Quanto ao desenvolvimento, o caule pode ser do tipo:

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Erva.

Arbusto.

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Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Árvore.

Liana.

Os caules podem apresentar adaptações conforme a função que exercem, ou em res posta ao meio físico onde são encontrados, como mostram as imagens a seguir.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Shutterstock.

Cladódio.

Espinho.

Gavinha.

1.4 Folhas – Fotossíntese e respiração

A folha pode ser definida como um órgão vegetativo oriundo da dilatação do caule, que tem simetria bilateral e exerce funções metabólicas vitais para os vegetais. Ela desem penha um papel fundamental como o principal órgão responsável pela fotossíntese e é o principal local de transpiração nas plantas.

Dessa forma, a morfologia foliar é modificada para se adaptar às diferentes condições ambientais, de modo a maximizar a absorção de luz solar, como em ambientes sombreados, ou minimizar a transpiração, como em ambientes mais secos.

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Elas tendem a apresentar forma achatada, favorecendo a captação de luz solar, colo ração esverdeada pela presença de clorofila, nervuras por onde circula a seiva, e es tômatos, onde ocorre a absorção de CO 2 , perda de vapor de água e eliminação do O 2 oriundo da fotossíntese. De modo geral, a folha é constituída de três partes. Quando falta uma dessas partes, a folha é considerada incompleta.

Partes da folha

Estípulas

Pecíolo

Bainha

Limbo

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Limbo

Porção expandida da folha, de aspecto laminar e bilateral.

É a haste que sustenta o limbo foliar, ligando a folha ao caule. Nem sempre está presente nas folhas. Porção alargada da folha, localizada em sua base, que podem ou não envolver o caule completamente. As estípulas são apêndices laminares adjacentes à base laminar e podem estar presentes ou não. As estípulas são importantes na identificação botânica.

Pecíolo

Bainha ou estipulas

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

A morfologia foliar é diversa, o que possibilita classificá-la de diferentes formas, entre as quais:

• quanto à face (superior, inferior); • filotaxia (arranjo das folhas no caule); • nervação; • consistência;

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• superfície; • forma; • bordadura do limbo; e • disposição da folha no caule.

Na sequência é possível conferir com mais detalhes as características das folhas:

Características das folhas

Folha peciolada: quando o pecíolo está presente ela é peciolada, por exemplo, na abóbora.

Folha séssil: quando o pecíolo está ausente, como na espada-de-são-jorge.

Folhas simples: o limbo é único, como no café.

Folhas compostas: o limbo é dividido em folíolos, que são as menores unidades foliares em uma folha composta. Por exemplo, feijão.

Folhas cotiledonares: são folhas modificadas que acumulam reserva para o crescimento da plântula durante a germinação e sua emergência, até que ela esteja apta para realizar fotossíntese. Em espécies de gramíneas, como o milho, é comum encontrar uma estrutura membranosa entre o limbo e a bainha, denominada lígula, relacionada à estípula.

Fonte: Elaborado pelo autor (2024). Fonte imagens: Getty Images e Shutterstock.

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A morfologia das folhas varia entre as grandes culturas agrícolas. Em algumas, como arroz, cana-de-açúcar, milho e sorgo, a bainha foliar envolve e se alterna ao longo do colmo (tipo de caule).

Exemplo de morfologia foliar

Lâmina foliar

Lígula

Bainha

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Confira em detalhe no quadro a seguir como a morfologia se aplica a cada tipo de planta.

Arroz e demais gramíneas

A última folha que surge em cada colmo é chamada de folha bandeira.

Milho

As suas folhas possuem forma de lança.

Feijão e soja

Apresentam um par de folhas primárias, com as próximas que surgem, denomina das trifólios, formadas por três folíolos.

Algodão

Além da folha cotiledonar em formato de rim (folha reniforme), há também profi los, localizados na base da gema e próximos às folhas verdadeiras. Estas, por sua vez, são do tipo lobada (possuindo lóbulos ou “dedos” na borda da lâmina foliar) e são incompletas, sem bainha. O número de folhas é utilizado como parâmetro para definir as fases do estádio vegetativo nas plantas cultivadas.

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1.5 Flores, frutos e sementes – Reprodução e dispersão

A partir de agora, você vai aprender sobre a reprodução das plantas e os diferentes métodos de dispersão de suas sementes, como foco nos grandes cultivos de interesse econômico do Brasil. Com isso, você vai compreender os mecanismos que asseguram a continuidade da vida vegetal e sua adaptação aos mais variados ambientes.

a) Flores

As flores são folhas modificadas, que apresentam estruturas que envolvem e protegem os órgãos reprodutivos. Uma flor completa é composta de:

• cálice: conjunto de sépalas; • corola: conjunto de pétalas; • androceu: órgão reprodutor masculino; e • gineceu: órgão reprodutor feminino. Na ausência de pelo menos uma dessas estruturas, as flores são denominadas incom pletas. As flores são compostas por diferentes partes, cada uma com funções específi cas no processo de reprodução, conforme a ilustração a seguir:

Partes da flor

Pétala

Estigma

Antera

Estame

Filete

Estilete

Carpelo

Sépala

Ovário

Receptáculo

Pedúnculo

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

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Vamos explicar brevemente cada uma delas:

As sépalas protegem as estruturas florais; seu conjunto denomi na-se cálice.

Sépalas

São responsáveis por proteger os órgãos reprodutivos e sua diver sidade de cores atrai polinizadores. O conjunto de pétalas denomi na-se corola.

Pétalas

Perianto

Corresponde ao cálice e à corola em conjunto.

Estruturas florais responsáveis pela produção de grãos de pólen (gameta masculino). São constituídos de antera, região dilatada onde se alojam os grãos de pólen, e sustentados pelo filete, que é um filamento delgado. O conjunto de estames forma o androceu, a parte masculina da flor. Estrutura reprodutiva feminina da flor, onde os óvulos (gametas fe mininos) são sintetizados e alojados. Os carpelos formam o pistilo, constituído de três partes: o estigma, onde ocorre a deposição dos grãos de pólen; o estilete, por onde ocorre o crescimento do tubo polínico; o ovário, onde se alojam os óvulos. O gineceu consiste no conjunto de carpelos.

Estames

Carpelos

Dilação do pedúnculo que serve como suporte para as estrutu ras florais.

Receptáculo

É uma haste de sustentação, como nas folhas, que sustenta a flor ou inflorescência.

Pedúnculo

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Assim como nos órgãos vegetativos, a diversidade de plantas se traduz na diversidade da morfologia de flores, permitindo agrupá-las de diferentes modos. Elas podem ser classificadas quanto ao pedúnculo ou pedicelo , quanto à disposição das peças florais, diversidade de cálice, corola, androceu, gineceu, tipo de brácteas , sexo, entre outras características.

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Glossário Pedicelo: é uma modificação do caule, responsável pela sustentação e con dução de seiva para as flores. Ele se conecta ao caule ou à raque (eixo prin cipal onde se inserem as flores de uma inflorescência) na base e sustenta o cálice no ápice. Portanto, pedúnculo e pedicelo são estruturas diferentes: o pedúnculo é o eixo principal que sustenta a flor, já o pedicelo é o eixo secun dário que sustenta cada flor individual. Brácteas: são folhas diferenciadas que protegem as flores em desenvolvi mento e se caracterizam pela coloração atrativa aos polinizadores. Geral mente são confundidas com as pétalas. Por exemplo, elas estão presentes na buganvília (ou três-marias), com coloração variada. • hermafroditas: quando ocorrem os dois sexos na mesma flor, como, por exemplo, o hibisco; • unissexuais: quando apenas um sexo está presente na flor, como nas mamonas; ou • estéreis: quando androceu e gineceu não são funcionais, por exemplo, em margaridas. O arroz, a cana-de-açúcar e o sorgo possuem inflorescências do tipo panícula, ca racterizadas por um ramo que contém flores hermafroditas dispostas em um con junto bem ramificado. O milho é uma planta monoica, ou seja, aquela em que flores masculinas e femininas estão presentes na mesma planta, mas cada flor é de um único sexo, cuja inflorescên cia masculina é a haste ou pendão e a inflorescência feminina é a espiga. Quanto ao sexo, as plantas podem ser:

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As flores do algodão, feijão e soja são hermafroditas. A emissão do botão floral caracteriza a transição da fase vegetativa para a fase re produtiva, configurando as flores e frutos como órgãos na definição dos diferentes estádios fenológicos das plantas na sua fase reprodutiva.

Flor de algodão branco florescendo. Fonte: Shutterstock.

b) Frutos

O fruto é um envoltório que protege a semente, garantindo sua dispersão, propagação e perpetuação da espécie. À medida que as sementes amadurecem e se preparam para a dispersão, os frutos passam por alterações bioquímicas. Isso inclui mudanças como a aquisição de uma coloração e odor atraentes, além do amolecimento da estrutura do fruto, tornando-o mais acessível para os animais dispersores e facilitando a ingestão. Enquanto isso, os frutos secos passam por modificações que facilitam sua queda e a subsequente dispersão das sementes. Algumas plantas desenvolvem frutos e semen tes com características morfológicas adaptadas para a dispersão, como estruturas que aderem facilmente ao corpo dos animais, facilitando seu transporte e disseminação.

Botanicamente, o fruto consiste no ovário desenvolvido, onde as sementes ficam alojadas. Pode ser constituído por um ou mais ovários, com ausência ou presença de estruturas acessórias.

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De modo geral, o fruto é constituído pelas seguintes estruturas:

Partes do fruto

Pericarpo Exocarpo

Pedúnculo

Mesocarpo

Semente

Endocarpo

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Confira a seguir a descrição das partes citadas na imagem.

Pedúnculo

Estrutura que liga o fruto à planta.

É o fruto propriamente dito, originado a partir do desenvolvimento do ovário.

Pericarpo

Também chamado de epicarpo, é a porção mais externa do fruto, oriundo da camada mais externa do ovário. Geralmente é a casca do fruto.

Exocarpo

É a parte comestível e intermediária do fruto, situado entre o epi carpo e o endocarpo. Costuma ser espesso e pode ou não apresen tar reservas nutritivas (frutos carnosos e secos, respectivamente).

Mesocarpo

Consiste na porção mais interna do fruto, que fica em contato dire to com a semente. Pode ser lenhificado, como ocorre nas drupas, ou comestíveis, como nas laranjas.

Endocarpo

Formada pelo embrião, tecido de reserva e tecido envoltó rio (tegumento).

Semente

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

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Assim como nos demais órgãos que estudamos até agora, os frutos apresentam diversidade morfológica e podem ser agrupados seguindo diferentes critérios. Eles podem apresentar:

• uma semente: são denominados monospérmicos, como a manga; • mais sementes: são denominados polispérmicos, como a goiaba; • secos: como a soja; e • carnosos: frutos como o abacate.

Os frutos secos podem ser classificados em:

Aquênio: quando a semente está fixa em apenas um ponto do pericarpo. Exemplos: girassol, picão.

Fonte: Shutterstock.

Cápsula: apresenta diferentes números de valvas (aberturas) e carpelos, geralmente com mais de uma semente. Exemplo: algodão.

Fonte: Shutterstock.

Cariopse: quando a semente está totalmente fixa no pericarpo. Exemplos: arroz, cana-de-açúcar, mi lho e sorgo.

Fonte: Shutterstock.

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Folículo: frutos com uma deiscência longitudinal (univalve), geralmente com mais de uma semente. Exemplos: magnólia, xixá.

Fonte: Shutterstock.

Legume: com um par de deiscência longitudinal (bivalve), geralmente com mais de uma semente. Exemplos: feijão, soja.

Fonte: Shutterstock.

Sâmara: com apenas uma semente onde o pe ricarpo apresenta uma expansão alada. Exem plo: cipó-de-asa.

Fonte: Shutterstock.

Síliqua: fruto com deiscências longitudinais que se abrem de baixo para cima, geralmente com mais de uma semente. Exemplos: mostarda, couve.

Fonte: Shutterstock.

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

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Glossário Deiscência: consiste em uma abertura espontânea em alguns frutos, favo recendo a dispersão de suas sementes.

Já os frutos carnosos podem ser classificados da seguinte forma:

• Drupa: corresponde àquelas frutas com um caroço. Geralmente apresentam uma única semente com endocarpo endurecido, como manga, abacate e azeitona. • Baga: diferente da drupa, não forma caroço e pode apresentar mais de um carpelo. Apresenta mais de uma semente, por exemplo, uva, mamão, goiaba, café e tomate. Uma outra classificação dos frutos é quanto à deiscência : alguns são deiscentes, ou seja, abrem-se quando maduros, como é o caso do feijão; outros são indeiscentes, ou seja, não se abrem ao amadurecer, como ocorre com o milho.

Atenção Conforme a nomenclatura botânica, nos grandes cultivos agrícolas as sementes comercializadas são apenas do algodão, feijão e soja. Quando estão muito secas e sob baixa umidade do ar, a vagem de soja e a do feijão se abrem, resultando em potencial perda de grãos.

c) Semente

A semente consiste no óvulo desenvolvido e é constituída do eixo embrionário e das reservas nutritivas, fica envolta por um tecido protetor, o tegumento , ou casca, com posto de testa e tegme (ou tégmen).

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Confira a ilustração de uma semente de feijão e as definições de cada parte da semente:

Semente de feijão

Epicótilo

Hipocótilo

Radícula

Embriões

Tegumento

Cotilédones

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

Dará origem à parte aérea da planta, incluindo o caule, as folhas e as flores.

Epicótilo

Hipocótilo

Liga a radícula à parte aérea da planta.

Estrutura que se desenvolve na raiz da planta, responsável pela absorção de água e nutrientes do solo.

Radícula

Camada externa da semente que protege o embrião contra danos mecânicos e desidratação.

Tegumento

Folhas rudimentares da semente que fornecem nutrientes para o desenvolvimento da plântula até que ela possa realizar fotossínte se. No feijão, há dois cotilédones.

Cotilédones

Planta em miniatura presente dentro da semente, que se desenvol verá na planta adulta.

Embrião

Fonte: Elaborado pelo autor (2024).

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O embrião é composto pela radícula (primórdio da raiz), caulículo (estrutura caulinar), gêmula ou plúmula (primórdios foliares) e cotilédone (um ou mais).

O embrião é formado pelo desenvolvimento das seguintes partes:

• zigoto haploide: primeira célula formada na reprodução sexuada e com apenas um conjunto de cromossomos; • tegumento: resulta do desenvolvimento dos integumen tos, formando a camada protetora dos óvulos; e • tecido de reserva pelo desenvolvimento do núcleo triploide: núcleo com três conjuntos de cromossomos.

O tecido de reserva pode ser o endosperma , o cotilédone ou o perisperma .

Glossário Endosperma: é o tecido de reserva que alimenta o embrião no decorrer do seu desenvolvimento. Ele pode ser totalmente consumido, ou não. As semen tes maduras sem endospermas são denominadas exalbuminosas, como as do feijão e da soja. Aquelas em que o endosperma está presente são denomina das albuminosas, como as do arroz e do trigo. Cotilédone: tem natureza embrionária. Em algumas espécies o endosperma é todo consumido durante o desenvolvimento do embrião, que acumula reservas nos cotilédones, apresentando-se volumosos, como no feijão e na soja. Perisperma: é o tecido de reserva em sementes de algumas plantas, como a beterraba.

As reservas da semente podem ser do tipo:

• Albume ou endosperma secundário: formado após a fecundação, que pode es tar presente na semente ou ser consumido pelo embrião durante o seu desenvol vimento, resultando no desaparecimento desse tecido de reserva. Exemplo: milho. • Perisperma: pode ser a única fonte de reserva da semente ou pode ocorrer com o albume. • Endosperma ou endosperma primário: formado antes da fecundação, a partir da fusão de núcleos haploides.

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Comentário do autor A presença de sementes e vagens e sua morfologia são muito úteis para definir com precisão em qual momento do estádio reprodutivo as plantas cultivadas se encontram.

A semente tem como principal finalidade a perpetuação da espé cie; por isso, precisam ser dispersadas. A dispersão das semen tes é um mecanismo importante para a reprodução das plantas, pois permite que as sementes sejam transportadas para novos locais onde possam germinar e estabelecer novas plantas.

Os diásporos (sementes, frutos ou propágulos) são as estruturas que serão dispersa das e estão diretamente vinculadas à propagação das plantas. A disseminação da semente varia conforme o agente propagador e pode ser classifica da conforme detalhado no quadro a seguir.

Antropocoria

É realizada pelo homem, mesmo que de forma acidental. Um exemplo dessa dis persão acidental ocorre quando nos implementos agrícolas de preparo do solo se acumulam camadas de terra que pode conter propágulos de espécies daninhas.

Zoocoria

Os animais são os agentes dispersores. As sementes ou frutos com adaptações especiais, como espinhos e pelos, podem se aderir ao corpo dos animais, como ocorre com o carrapicho. Além disso, elas podem passar pelo trato digestivo de aves e serem eliminadas com as fezes.

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Anemocoria

O agente dispersor é o vento. Ocorre com sementes leves e de tamanho reduzido. Além disso, podem apresentar adaptações para “voarem”, como expansões de as pecto alado ou pelos semelhantes a paraquedas. Um exemplo é o dente-de-leão.

Hidrocoria

Quando o agente dispersor é a água. Os frutos podem apresentar adaptações para flutuarem na água, como a vitória-régia.

Autocoria

A própria planta atua na dispersão da semente com a abertura pressurizada do fruto, dispersando as sementes para longe da planta mãe, como é o carrapicho.

Barocoria

Ocorre em frutos pesados que caem em decorrência da força da gravidade, da mesma forma que o abacate.

1.6 Anatomia vegetal

A anatomia vegetal é uma das divisões da botânica que estuda a organização das células, tecidos e órgãos das plantas. Vamos iniciar este subtópico definindo a célula.

A célula é microscópica, é a menor unidade estrutural e funcio nal dos seres vivos. Elas são compostas pelo material genético imerso em um fluido, o citoplasma, e delimitado pela membra na plasmática.

Todos os seres vivos possuem células e, quanto à sua complexidade, elas podem ser divididas em procarióticas e eucarióticas, como detalhado a seguir.

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