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title: "Organização funcional de uma planta com flores"
book: "Biologia universitária — 1.º ano"
subject: biology
language: pt
chapter: 3
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores
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# Capítulo 3 — Organização funcional de uma planta com flores

Um carvalho de dois séculos está no mesmo metro quadrado de solo em que germinou. Ele nunca comeu, nunca se moveu, nunca manteve a própria temperatura; e ainda assim construiu quarenta toneladas de madeira, e todo verão espalha quinhentos metros quadrados de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pelo ar e uma superfície ainda maior de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pelo solo. Uma planta com flores é a outra resposta ao problema do [Capítulo 1](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#ch-b1-organism-environment): um autótrofo fixo que encontra o ambiente não interiorizando as trocas dele, e sim fazendo as próprias [superfícies de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces) crescerem para fora, indefinidamente, onde quer que estejam a luz e a água. Este capítulo descreve como um corpo desses é organizado — os [órgãos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) dele, os tecidos, as superfícies que ele desdobra e o crescimento que as constrói.

![Um carvalho solitário no verão. A copa dele é um arranjo de folhas espalhadas para interceptar a luz; o sistema radicular sob a grama é tão largo quanto a copa e a superfície dele, várias vezes maior.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/img-7a24f665821b.jpg)

*Um carvalho solitário no verão. A copa dele é um arranjo de [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) espalhadas para interceptar a luz; o sistema radicular sob a grama é tão largo quanto a copa e a superfície dele, várias vezes maior.*

## 3.1 O corpo vegetativo

**Definição 3.1 (Raiz, caule, folha).**

O corpo vegetativo de uma planta com flores é feito de três tipos de [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ). A *raiz* fixa a planta e absorve água e íons minerais do solo; ela cresce pela ponta, ramifica-se e carrega *pelos radiculares* logo atrás da ponta. O *caule* leva as folhas em direção à luz e conduz entre raízes e folhas; ele é construído a partir de unidades repetidas, cada uma um *nó* que carrega uma folha e uma gema axilar, e um *entrenó* entre dois nós. A *folha* é o [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) da fotossíntese: uma lâmina achatada de superfície grande e espessura pequena, sustentada por um pecíolo. As raízes formam o sistema radicular; os caules e as folhas, a parte aérea.

**Proposição 3.2 (Um corpo modular e aberto).**

O corpo da planta é *modular*: a parte aérea é uma série de unidades idênticas ([nó](#def-b1-flowering-plant-organization-organs), [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs), gema, [entrenó](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)) acrescentadas uma após a outra por uma gema apical, e cada gema axilar pode iniciar uma nova série. O crescimento é *indeterminado*: não há tamanho adulto, e a planta continua acrescentando módulos, e portanto superfície, enquanto viver. O número e a posição dos módulos dependem do local — luz, água, danos —, de modo que a mesma espécie assume formas diferentes em lugares diferentes. O corpo de um mamífero, ao contrário, é fechado: os [órgãos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) dele são fixos em número e ele para de crescer num tamanho determinado.

![A parte aérea como uma pilha de módulos. Cada nó carrega uma folha e uma gema axilar; a gema apical acrescenta módulos acima, e qualquer gema axilar pode iniciar um ramo. O sistema radicular cresce pelas pontas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-2432815453d7.svg)

*A parte aérea como uma pilha de módulos. Cada [nó](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) carrega uma [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e uma gema axilar; a gema apical acrescenta módulos acima, e qualquer gema axilar pode iniciar um ramo. O sistema radicular cresce pelas pontas.*

## 3.2 Os tecidos do corpo primário

**Definição 3.3 (Tecidos de revestimento, fundamental e vascular).**

Todo [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) da planta é construído a partir de três sistemas de tecidos. O *tecido de revestimento* é a *epiderme*, uma única camada de células que recobre o [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ), revestida no ar por uma *cutícula* cerosa e perfurada por *estômatos*, e prolongada na [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pelos [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). O *tecido fundamental* preenche o [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ): o *parênquima* (células vivas de parede fina, para a fotossíntese e o armazenamento), o *colênquima* (células vivas com paredes espessadas de modo desigual, o sustento flexível dos [caules](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) jovens) e o *esclerênquima* (células de paredes espessas e lignificadas, mortas na maturidade, o sustento rígido: fibras e esclereídes). O *tecido vascular* conduz: o *xilema* leva água e minerais para cima nos *traqueídes* e *vasos* ocos, lignificados e mortos ([Capítulo 24](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/24-trocas-gasosas-e-transporte-de-seiva-nas-plantas#ch-b1-plant-transport)); o *floema* leva açúcares nos *tubos crivados* vivos, mantidos vivos pelas células companheiras deles.

![Corte transversal de um caule jovem de dicotiledônea. Os feixes vasculares formam um anel: em cada um, o xilema (corado de vermelho, lignificado) fica voltado para o centro e o floema para fora, sob uma calota de fibras. Dentro do anel, a medula; fora dele, o córtex e a epiderme.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-6dd447380397.svg)

*Corte transversal de um [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) jovem de dicotiledônea. Os feixes vasculares formam um anel: em cada um, o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) (corado de vermelho, lignificado) fica voltado para o centro e o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) para fora, sob uma calota de fibras. Dentro do anel, a medula; fora dele, o córtex e a epiderme.*

![Corte transversal de uma raiz jovem de dicotiledônea. Um único cilindro vascular central: uma estrela de xilema com floema nos ângulos, delimitada pela endoderme; em volta dela um córtex largo; por fora, a epiderme, que carrega pelos radiculares.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-195c14b46f69.svg)

*Corte transversal de uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) jovem de dicotiledônea. Um único cilindro vascular central: uma estrela de [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) com [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) nos ângulos, delimitada pela [endoderme](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot); em volta dela um córtex largo; por fora, a epiderme, que carrega [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).*

**Proposição 3.4 (Caule e raiz diferem na posição dos tecidos vasculares).**

No [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) jovem os [tecidos vasculares](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) formam feixes dispostos em anel (dicotiledôneas) ou espalhados pelo [tecido fundamental](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) (monocotiledôneas), cada feixe com o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) voltado para o centro e o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) para fora; não há [endoderme](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot), e o [tecido fundamental](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) está dividido em uma medula central e um córtex externo. Na [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) jovem há um único cilindro central: o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) forma uma estrela (de dois a cinco braços nas dicotiledôneas, muitos nas monocotiledôneas), o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) fica entre os braços, e o cilindro é delimitado pela *endoderme*, um anel de células cujas paredes radiais levam uma faixa impermeável ([Capítulo 23](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/23-nutricao-hidrica-e-mineral-das-plantas#ch-b1-plant-water-minerals)). A posição corresponde à função: um [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) resiste à flexão, e um anel de feixes perto da superfície dele é o arranjo mais rígido para a sua massa; uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) resiste à tração, e um cilindro central é o arranjo de um cabo.

**Método 3.5 (Identificar um corte de planta).**

1. Um único cilindro vascular central com [endoderme](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) : uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) . Feixes em anel ou espalhados, com medula: um [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) . Um [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) achatado com duas epidermes e uma camada lacunosa: uma [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) .
2. [Raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) com poucos braços de [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) (2–5): dicotiledônea; muitos braços em torno de uma medula: monocotiledônea. [Caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) com feixes em um só anel: dicotiledônea; feixes espalhados: monocotiledônea.
3. O [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) é reconhecido pelas células grandes, de parede espessa e vazias (vermelhas com os corantes usuais); o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) , pelas células vivas pequenas, com [tubos crivados](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) e células companheiras (verdes ou azuis).
4. Num corte de [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) , o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) aponta para dentro e o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) para fora. Numa [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) , [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) e [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) se alternam sobre o mesmo raio.

![Corte transversal de uma folha. Entre as duas epidermes, as células paliçádicas colunares repletas de cloroplastos ficam voltadas para a luz, e as células lacunosas frouxas de baixo deixam espaços de ar que se abrem pelos estômatos. As nervuras trazem a água e levam o açúcar.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-90cd91cc0cab.svg)

*Corte transversal de uma [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Entre as duas epidermes, as células paliçádicas colunares repletas de cloroplastos ficam voltadas para a luz, e as células lacunosas frouxas de baixo deixam espaços de ar que se abrem pelos [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). As nervuras trazem a água e levam o açúcar.*

**Exemplo 3.6 (Onde acontecem as trocas).**

O dióxido de carbono entra numa [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pelos [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), atravessa os espaços de ar da camada lacunosa e se dissolve nas paredes úmidas das células paliçádicas; a água chega pelo [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) das nervuras e sai, como vapor, pelos mesmos [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). A água e os íons entram na [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pelos [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e atravessam o córtex até o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), no centro. Os dois [órgãos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) põem a [superfície de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces) do lado de fora e o tecido condutor no meio.

## 3.3 A vida fixa: superfícies

**Definição 3.7 (Índice de área foliar).**

O *índice de área foliar* $L$ de uma cobertura vegetal é a área foliar total de uma só face por unidade de área de solo. Um prado em junho tem $L \approx 3$, uma floresta caducas $4\text{ to }6\,$, uma floresta tropical úmida até $8\,$: várias camadas de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) estão empilhadas sobre cada metro quadrado de solo.

**Proposição 3.8 (Interceptação da luz por um dossel).**

A fração da luz incidente que chega ao solo sob um dossel de [índice de área foliar](#def-b1-flowering-plant-organization-lai) $L$ decai exponencialmente,

$$
\frac{I(L)}{I_0} = e^{-kL},
$$

com um coeficiente de extinção $k$ entre $0.3$ ([folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) eretas) e $0.8$ ([folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) horizontais), tipicamente $0.5$. Um dossel de $L = 5$ com $k = 0.5$ intercepta $1 - e^{-2.5} = 92\,\%$ da luz.

**Demonstração.** Descendo pelo dossel, cada camada fina de área foliar $\dd L$ intercepta uma fração $k\,\dd L$ da luz que a alcança, sendo $k$ a fração da área horizontal sombreada por uma unidade de área foliar (o que depende da orientação das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)). Daí $\dd I = -kI\,\dd L$, cuja solução é a exponencial. ∎

![A luz sob um dossel em função do índice de área foliar, para três orientações de folha. Além de L 6 uma camada de folhas a mais quase nada acrescenta, e é por isso que os dosséis param aí.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-1783bf9c173b.svg)

*A luz sob um dossel em função do [índice de área foliar](#def-b1-flowering-plant-organization-lai), para três orientações de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Além de $L \approx 6$ uma camada de [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) a mais quase nada acrescenta, e é por isso que os dosséis param aí.*

**Proposição 3.9 (A superfície das raízes supera a das folhas).**

Um único pé de centeio cultivado quatro meses num vaso de $0.05\,\mathrm{m}^{3}$ de solo produziu $620\,\mathrm{km}$ de raízes, de superfície $240\,\mathrm{m}^{2}$, e $1.4 \times 10^{10}$ [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) de outros $400\,\mathrm{m}^{2}$: uma superfície cerca de cem vezes a das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) dele, espalhada pelo solo a uma densidade de dez quilômetros de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) por litro. Os [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs), cada um uma extensão tubular de uma única célula epidérmica, de $5\text{ to }20\,\text{µ}\mathrm{m}$ de largura e até um milímetro de comprimento, são onde ocorre a maior parte da absorção; eles vivem alguns dias e são substituídos à medida que a ponta avança.

**Evidências.** Dittmer (1937) lavou todo o sistema radicular de um pé de centeio para fora do vaso, contou e mediu ao microscópio amostras de cada ordem de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e dos [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs), e extrapolou: $13.8\,$ milhões de raízes somando $623\,\mathrm{km}$, e $14\,$ bilhões de pelos somando $10\,620\,\mathrm{km}$. A água e os minerais do solo se movem tão devagar que uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) precisa estar a menos de um milímetro deles para captá-los; o comprimento enorme é o que põe uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ao alcance de cada gotícula. ∎

![Pelos radiculares numa plântula de rabanete, alguns milímetros atrás da ponta nua. Cada pelo é uma única célula epidérmica crescida para dentro do solo; juntos, eles multiplicam muitas vezes a superfície absorvente.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/img-1cc299c6e625.jpg)

*[Pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) numa plântula de rabanete, alguns milímetros atrás da ponta nua. Cada pelo é uma única célula epidérmica crescida para dentro do solo; juntos, eles multiplicam muitas vezes a superfície absorvente.*

**Exemplo 3.10 (As duas superfícies do carvalho).**

Um carvalho cuja copa sombreia $100\,\mathrm{m}^{2}$ com $L = 5$ carrega $500\,\mathrm{m}^{2}$ de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). As raízes finas dele, a alguns quilômetros por metro cúbico ao longo de $100\,\mathrm{m}^{3}$ de solo, oferecem várias centenas de metros quadrados, e os [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) delas, mais um milhar: a superfície absorvente subterrânea é várias vezes a superfície fotossintética acima, sobre os mesmos metros quadrados de solo.

## 3.4 Crescimento e forma

**Definição 3.11 (Meristemas, crescimento primário e secundário).**

Um *meristema* é um tecido de células pequenas e indiferenciadas que continuam se dividindo. Os *meristemas apicais* nas pontas de cada [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e de cada [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) produzem o *crescimento primário*: o alongamento e os tecidos primários acima. Os *meristemas laterais* — o câmbio vascular entre o [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) e o [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), e o felogênio sob a epiderme — produzem o *crescimento secundário*: o espessamento, que acrescenta madeira ([xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) secundário) para dentro e casca para fora, nos [caules](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e nas raízes de árvores e arbustos. Os mecanismos da atividade meristemática pertencem ao volume do Ano 2.

![Corte longitudinal de uma ponta de raiz. Atrás da coifa protetora, o meristema apical se divide; os produtos dele se alongam e depois se diferenciam nos tecidos da raiz madura e emitem pelos radiculares. Toda a sequência ocupa alguns milímetros e avança à medida que a raiz cresce.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-0c669f35aca7.svg)

*Corte longitudinal de uma ponta de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Atrás da coifa protetora, o [meristema apical](#def-b1-flowering-plant-organization-meristem) se divide; os produtos dele se alongam e depois se diferenciam nos tecidos da [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) madura e emitem [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Toda a sequência ocupa alguns milímetros e avança à medida que a [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) cresce.*

**Proposição 3.12 (A forma segue o local).**

Como o crescimento dela é modular e indeterminado, uma planta molda o próprio corpo ao local (*plasticidade fenotípica*): uma árvore crescida em campo aberto ramifica baixo e largo, e a mesma espécie numa floresta produz um tronco alto e nu; uma planta em solo seco destina mais do crescimento dela às raízes, e na sombra, mais às [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). As espécies de ambientes secos (*xerófitas*) carregam [cutículas](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) espessas, [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) afundados em criptas ou protegidos por pelos, [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) pequenas ou suculentas e raízes profundas; as espécies de ambientes úmidos (*hidrófitas*) carregam [cutículas](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) finas, [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) na face superior de [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) flutuantes, e um tecido cheio de ar (*aerênquima*) que leva oxigênio até as raízes na lama anóxica.

**Exemplo 3.13 (Mamífero e planta, lado a lado).**

Nutrição: o mamífero come matéria orgânica; a planta a fabrica a partir de dióxido de carbono, água e luz. [Superfícies de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces): internas, de tamanho fixo, irrigadas pelo sangue; externas, crescentes, ventiladas pelo vento e pelo solo. [Meio interno](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#def-b1-organism-environment-milieu): um líquido regulado a temperatura e composição constantes; nenhum — as células regulam o próprio conteúdo e a temperatura da planta é a do ar. Crescimento: até uma forma adulta fixa; aberto e modular, a vida inteira. Movimento: o animal vai até o alimento; a planta cresce em direção à luz e à água. Coordenação: nervos e hormônios, em segundos a horas; só hormônios, em horas a dias. Cada coluna é uma maneira coerente de ser um [sistema aberto](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#def-b1-organism-environment-organism).

## 3.5 Exercícios

**Exercício 3.1 ★.**

Cite os três [órgãos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) vegetativos de uma planta com flores e a função principal de cada um.

**Solução de Exercício 3.1.**

[Raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs): fixação, absorção de água e de íons minerais. [Caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs): sustentação das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) em direção à luz, condução entre raízes e [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). [Folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs): fotossíntese (e trocas gasosas, transpiração).

**Exercício 3.2 ★.**

Defina um módulo da parte aérea e explique o que significa “[crescimento indeterminado](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular)”.

**Solução de Exercício 3.2.**

Um módulo é um [nó](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) com a [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e a gema axilar dele, mais o [entrenó](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) de baixo. [Crescimento indeterminado](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular): não há tamanho adulto; as gemas apical e axilares continuam acrescentando módulos enquanto a planta viver.

**Exercício 3.3 ★.**

Para cada tecido — epiderme, [parênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [colênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [esclerênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) —, diga se as células dele estão vivas na maturidade e o que ele faz.

**Solução de Exercício 3.3.**

Epiderme: viva; revestimento, [cutícula](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). [Parênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): vivo; fotossíntese, armazenamento. [Colênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): vivo; sustentação flexível. [Esclerênquima](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): morto; sustentação rígida. Células condutoras do [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): mortas; transporte de água. [Tubos crivados](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) do [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): vivos (com as células companheiras); transporte de açúcar.

**Exercício 3.4 ★.**

A partir da figura da interceptação de luz, que fração da luz chega ao solo sob um prado com $L = 3$ e $k = 0.3$, e sob uma floresta de [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) largas com $L = 6$ e $k = 0.5$?

**Solução de Exercício 3.4.**

$e^{-0.9} = 0.41$, ou seja, $41\,\%$; $e^{-3} = 0.05$, ou seja, $5\,\%$.

**Exercício 3.5 ★★.**

Um corte mostra uma estrela central de [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) com quatro braços, [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) entre os braços, um anel de células com paredes radiais espessadas em volta dele, e uma zona larga de células arredondadas do lado de fora. Identifique o [órgão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) e o grupo, dando as duas características que decidem cada um.

**Solução de Exercício 3.5.**

Uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) (cilindro central único, [endoderme](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot), [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) e [floema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) alternados sobre um raio) de dicotiledônea (poucos braços de [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues), sem medula central).

**Exercício 3.6 ★★.**

Explique, usando a mecânica de uma viga e a de um cabo, por que o [tecido vascular](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) fica num anel periférico no [caule](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e num cilindro central na [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).

**Solução de Exercício 3.6.**

Uma viga fletida é tensionada ao máximo na superfície e nada ao longo do eixo, de modo que material colocado num anel periférico resiste à flexão com a menor massa possível (um tubo). Um cabo sob tração é tensionado uniformemente em toda a seção e se dobra livremente; um cordão central suporta a tração enquanto o córtex permanece flexível, e as raízes laterais podem emergir através dele.

**Exercício 3.7 ★★.**

Uma cultura tem $L = 4$ e $k = 0.6$. Que fração da luz ela intercepta? Quanto subiria a interceptação se $L$ passasse a 6? Comente o retorno das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) a mais.

**Solução de Exercício 3.7.**

$1 - e^{-2.4} = 0.91$; com $L = 6$, $1 - e^{-3.6} = 0.97$: duas camadas de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) a mais acrescentam $6\,\%$ da luz e custam $50\,\%$ mais [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).

**Exercício 3.8 ★★.**

O pé de centeio de Dittmer tinha $623\,\mathrm{km}$ de raízes e $240\,\mathrm{m}^{2}$ de superfície radicular. Calcule o diâmetro médio das raízes. Se as [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) dele somavam $5\,\mathrm{m}^{2}$, qual é a razão entre a superfície de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) mais pelos e a superfície foliar?

**Solução de Exercício 3.8.**

$S = \pi d L$: $d = 240/(\pi\times 623\,000) = 1.2 \times 10^{-4}\,\mathrm{m}$, cerca de $0.12\,\mathrm{mm}$. $(240 + 400)/5 = 128$.

**Exercício 3.9 ★★.**

Os [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) têm $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ de largura e $0.8\,\mathrm{mm}$ de comprimento, a $250\,$ por milímetro de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Por qual fator eles multiplicam a superfície de uma [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) de $0.4\,\mathrm{mm}$ de diâmetro?

**Solução de Exercício 3.9.**

Superfície de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) por mm: $\pi\times 0.4 = 1.26\,\mathrm{mm}^{2}$. Pelos por mm: $250\times\pi\times 0.010\times 0.8 = 6.3\,\mathrm{mm}^{2}$. Total $7.5/1.26 = 6$: os pelos multiplicam a superfície por seis.

**Exercício 3.10 ★★★.**

Uma árvore numa floresta tem um tronco nu de $20\,\mathrm{m}$ e uma copa pequena; a mesma espécie num campo é larga e ramificada desde $2\,\mathrm{m}$. Explique as duas formas a partir do [crescimento modular](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular) e do destino das gemas axilares na sombra e na luz, e diga o que essa plasticidade custa e o que ela rende.

**Solução de Exercício 3.10.**

Na floresta as gemas axilares inferiores ficam sombreadas; os módulos que elas produziriam não conseguem se pagar, de modo que elas permanecem dormentes ou os ramos delas morrem, e o crescimento é destinado à gema apical, que corre para cima em direção à luz. No campo toda gema é iluminada e todo ramo se paga, de modo que a copa se preenche desde baixo. O custo: um tronco alto e fino é um grande investimento em madeira improdutiva, vulnerável ao vento; o ganho: a planta ajusta a forma dela a onde está a luz, sem nenhum plano fixo.

**Exercício 3.11 ★★★.**

Uma [xerófita](#prop-b1-flowering-plant-organization-plasticity) tem os [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) afundados em criptas revestidas de pelos. Explique o que isso faz com o gradiente de vapor de água entre os espaços de ar da [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e o vento, e o que isso custa na captação de dióxido de carbono. Por que essa é uma boa troca num deserto e uma má troca numa floresta tropical úmida?

**Solução de Exercício 3.11.**

A cripta e os pelos retêm uma camada de ar parado e úmido acima do poro; o gradiente de vapor entre os espaços de ar e o ar em movimento se distribui por um caminho mais longo e a transpiração cai. O dióxido de carbono precisa se difundir para dentro pelo mesmo caminho mais longo, de modo que a captação também cai, embora menos, já que o gradiente de $\mathrm{CO_2}$ é fixado pela atmosfera e pelo consumo da [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Num deserto a água é o recurso limitante e a troca salva a vida da planta; numa floresta tropical úmida a água é gratuita e é o ganho de carbono que a competição recompensa.

**Exercício 3.12 ★★★.**

“Uma planta não tem [meio interno](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#def-b1-organism-environment-milieu).” Discuta em um parágrafo: o que falta à planta que o mamífero tem, o que as células dela enfrentam em consequência, e o que ela faz no lugar — superfícies, crescimento e a regulação que ela de fato exerce.

**Solução de Exercício 3.12.**

A planta não tem um [líquido extracelular](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-compartments) regulado, mantido a temperatura e composição constantes entre as células dela e o exterior: as células dela encontram diretamente a água do solo, o ar e a luz do sol, e a temperatura dela é a do ar. Cada célula, portanto, regula o próprio conteúdo (íons, água, pH) através da membrana e da parede; a planta regula as trocas na superfície (os [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) abrem e fecham, a [endoderme](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) seleciona o que entra no [xilema](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)) e ajusta o corpo por crescimento (mais raízes em solo seco, mais [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) na sombra). Ela regula, mas a regulação está nas superfícies e na forma, e não num líquido particular.

## 3.6 Problema: As superfícies de um carvalho

**Problema 3.1.**

Problema de fim de semana — as folhas de um carvalho contadas por área, os estômatos aos bilhões, o carbono e a água aos quilogramas, e as raízes aos quilômetros, terminando na superfície de troca que ele espalha sobre cada metro quadrado do seu solo

A copa de um carvalho sombreia $100\,\mathrm{m}^{2}$ de solo com um [índice de área foliar](#def-b1-flowering-plant-organization-lai) $L = 5$ e um coeficiente de extinção $k = 0.5$. As faces inferiores das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) dele carregam $150\,$ [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) por milímetro quadrado; um poro estomático aberto mede $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ por $5\,\text{µ}\mathrm{m}$. Em média sobre todo o dossel e sobre um dia de $12\,\mathrm{h}$, cada metro quadrado de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) capta $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ de $\mathrm{CO_2}$ e perde $1\,\mathrm{mmol}$ de vapor de água por segundo. As raízes finas (diâmetro $0.5\,\mathrm{mm}$) correm a $5\,\mathrm{km}$ por metro cúbico ao longo de $1\,\mathrm{m}$ de profundidade de solo sob a copa; os [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ($10\,\text{µ}\mathrm{m}$ por $0.5\,\mathrm{mm}$) crescem a $200\,$ por milímetro de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) fina. Massas molares: $\mathrm{CO_2}$ $44\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, C $12\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $\mathrm{H_2O}$ $18\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**Parte I — [Folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e luz.**

1. Calcule a área foliar total de uma só face da copa.
2. Calcule a fração da luz que chega ao solo e a fração interceptada.
3. Calcule a fração interceptada se o carvalho tivesse apenas $L = 2$ , e se tivesse $L = 8$ .
4. Explique, a partir desses números, por que um carvalho para em $L \approx 5$ .
5. A [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) média tem $50\,\mathrm{cm}^{2}$ . Quantas [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) a copa carrega?

**Parte II — [Estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) e carbono.**

6. Calcule o número de [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) da copa.
7. Calcule a área de um poro aberto e a fração da face inferior das [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) que os poros abertos representam.
8. Calcule a captação de $\mathrm{CO_2}$ pela copa em mols por segundo e em gramas por segundo.
9. Calcule o $\mathrm{CO_2}$ captado em um dia de $12\,\mathrm{h}$ , em quilogramas, e o carbono que ele contém.
10. Ao longo de uma estação de crescimento de $150\,$ dias, quanto carbono a copa fixa? Se metade for respirada pela própria árvore, que massa de madeira ( $50\,\%$ de carbono) ela pode acrescentar?

**Parte III — Água.**

11. Calcule a água perdida pela copa em mols e em gramas por segundo.
12. Calcule a perda diária de água em litros.
13. Calcule a razão entre as moléculas de água perdidas e as moléculas de $\mathrm{CO_2}$ ganhas. Por que ela é tão grande?
14. Uma chuva de $2\,\mathrm{mm}$ cai sobre os $100\,\mathrm{m}^{2}$ . Quantos dias de transpiração ela cobre, se toda ela chegar às raízes?

**Parte IV — Raízes.**

15. Calcule o volume de solo explorado e o comprimento total das raízes finas.
16. Calcule a superfície das raízes finas (cilindros).
17. Calcule o número de [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) .
18. Calcule a superfície dos [pelos radiculares](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) .
19. Calcule a superfície absorvente total no subsolo e a razão dela com a área foliar de uma só face.
20. As raízes finas estão a menos de $1\,\mathrm{mm}$ de que fração do volume de solo? (Tome cada [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) como o eixo de um cilindro de raio $1\,\mathrm{mm}$ .)
21. Compare com o pé de centeio do capítulo ( $620\,\mathrm{km}$ de raízes em $0.05\,\mathrm{m}^{3}$ ): qual das duas plantas explora o solo dela mais a fundo, e por qual fator?
22. Some a superfície foliar das duas faces e a superfície radicular. Divida pelos $100\,\mathrm{m}^{2}$ de solo.
23. Compare isso com a razão, para um ser humano, entre as [superfícies de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces) dobradas ( $130\,\mathrm{m}^{2}$ ) e a superfície externa ( $2\,\mathrm{m}^{2}$ ).
24. Explique em duas frases por que a razão da planta pode continuar subindo ao longo da vida dela e a do mamífero não pode.
25. Enuncie o resultado: a [superfície de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces) que um carvalho espalha por metro quadrado do solo dele, acima e abaixo, em metros quadrados.

**Solução de Problema 3.1.**

**1.** $5\times 100 = 500\,\mathrm{m}^{2}$. **2.** $e^{-2.5} = 0.082$ chegam ao solo; $92\,\%$ interceptados. **3.** $L = 2$: $1 - e^{-1} = 63\,\%$; $L = 8$: $1 -
e^{-4} = 98\,\%$. **4.** De 2 a 5 a copa ganha $29\,\%$ da luz por $300\,\mathrm{m}^{2}$ de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs); de 5 a 8 ela ganharia $6\,\%$ por mais $300\,\mathrm{m}^{2}$, que custam o mesmo para construir e para manter abastecidos de água: as [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) a mais não se pagam. **5.** $500/0.005 = 100\,000$ [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). **6.** $500\times 10^6\,\mathrm{mm^2}\times 150 = 7.5 \times 10^{10}$ [estômatos](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). **7.** $50\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$; por mm$^2$: $150\times 50\times
10^{-6} = 7.5 \times 10^{-3}\,\mathrm{mm}^{2}$, ou seja, $0.75\,\%$ da superfície. **8.** $500\times 4\times 10^{-6} = 2 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{s}$, ou seja, $88\,\mathrm{mg}/\mathrm{s}$. **9.** $0.088\times 43\,200 = 3.8\,\mathrm{kg}$ de $\mathrm{CO_2}$, contendo $3.8\times 12/44 = 1.04\,\mathrm{kg}$ de carbono. **10.** $150\times 1.04 = 156\,\mathrm{kg}$ de carbono; a metade, $78\,\mathrm{kg}$, em madeira com $50\,\%$ de carbono: $156\,\mathrm{kg}$ de madeira. **11.** $500\times 10^{-3} = 0.5\,\mathrm{mol}/\mathrm{s}$, ou seja, $9\,\mathrm{g}/\mathrm{s}$. **12.** $9\times 43\,200 = 389\,\mathrm{kg}$, cerca de $390\,\mathrm{L}$. **13.** $0.5/(2\times 10^{-3}) = 250$ moléculas de água por $\mathrm{CO_2}$. O poro que deixa o $\mathrm{CO_2}$ entrar deixa a água sair; o ar de dentro está saturado, ao passo que o $\mathrm{CO_2}$ é apenas $0.04\,\%$ do ar de fora, de modo que o gradiente de vapor para fora é muito mais íngreme que o gradiente de $\mathrm{CO_2}$ para dentro. **14.** $2\,\mathrm{mm}\times100\,\mathrm{m}^{2} = 200\,\mathrm{L}$: meio dia. **15.** $100\,\mathrm{m}^{3}$; $5\times 100 = 500\,\mathrm{km}$. **16.** $\pi\times 0.5\times 10^{-3}\times 5\times 10^5 =
785\,\mathrm{m}^{2}$. **17.** $200\times 5\times 10^8\,\mathrm{mm} = 1 \times 10^{11}$ pelos. **18.** Cada um $\pi\times 10^{-5}\times 5\times 10^{-4} =
1.57 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{2}$; total $1570\,\mathrm{m}^{2}$. **19.** $785 + 1570 = 2355\,\mathrm{m}^{2}$, $4.7$ vezes a área foliar. **20.** Volume a menos de $1\,\mathrm{mm}$: $\pi\times(10^{-3})^2\times 5
\times 10^5 = 1.6\,\mathrm{m}^{3}$, ou seja, $1.6\,\%$ do solo. **21.** Centeio: $\pi\times 10^{-6}\times 6.2\times 10^5 =
1.95\,\mathrm{m}^{3}$ do vaso de $0.05\,\mathrm{m}^{3}$, ou seja, $3900\,\%$: cada ponto do solo está a menos de um milímetro de quarenta raízes. O centeio explora o solo dele mais de duas mil vezes mais a fundo — uma planta de cultura com um orçamento de quatro meses contra uma árvore que explora cem metros cúbicos. **22.** $1000 + 2355 = 3355\,\mathrm{m}^{2}$; $34\,\mathrm{m}^{2}$ por metro quadrado de solo. **23.** Ser humano: $130/2 = 65$; a razão do carvalho é a metade da das superfícies dobradas do ser humano, sem nenhum dobramento. **24.** O carvalho acrescenta módulos, [folhas](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e raízes todo ano, de modo que as superfícies dele crescem com a idade; as superfícies do mamífero são [órgãos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/2-organizacao-funcional-de-um-mamifero#def-b1-mammal-organization-organ) fixos, completos no tamanho adulto, e a única maneira de elevar a razão dele foi dobrá-las durante o desenvolvimento. **25.** Cerca de $34\,\mathrm{m}^{2}$ de [superfície de troca](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/1-o-organismo-um-sistema-em-interacao-com-o-ambiente#prop-b1-organism-environment-surfaces) por metro quadrado de solo: $10\,\mathrm{m}^{2}$ de [folha](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) (as duas faces) acima e $24\,\mathrm{m}^{2}$ de [raiz](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e [pelo radicular](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) abaixo.