Die Bedeutung von Pflanzenzellen

Die Zelle ist die kleinste Lebenseinheit sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren. Ein Bakterium ist ein Beispiel für einen einzelligen Organismus, während ein erwachsener Mensch aus Billionen von Zellen besteht. Zellen sind mehr als wichtig – sie sind lebenswichtig für das Leben, wie wir es kennen. Ohne Zellen würde kein Lebewesen überleben. Ohne Pflanzenzellen gäbe es keine Pflanzen. Und ohne Pflanzen würden alle Lebewesen sterben.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Pflanzen, die aus einer Vielzahl von Zelltypen bestehen, die in Geweben organisiert sind, sind die Hauptproduzenten der Erde. Ohne Pflanzenzellen könnte auf der Erde nichts überleben.

Pflanzenzellen sind im Allgemeinen rechteckig oder würfelförmig und größer als tierische Zellen. Sie ähneln jedoch tierischen Zellen darin, dass es sich um eukaryontische Zellen handelt, was bedeutet, dass die DNA der Zelle im Zellkern eingeschlossen ist.

Pflanzenzellen enthalten viele zelluläre Strukturen, die Funktionen ausführen, die für das Funktionieren und Überleben der Zelle unerlässlich sind. Eine Pflanzenzelle besteht aus einer Zellwand, Zellmembran und vielen membrangebundenen Strukturen (Organellen), wie Plastiden und Vakuolen. Die Zellwand, die äußerste feste Hülle der Zelle, besteht aus Zellulose und bietet Halt und erleichtert die Interaktion zwischen den Zellen. Sie besteht aus drei Schichten: der primären Zellwand, der sekundären Zellwand und der mittleren Lamelle. Die Zellmembran (manchmal auch Plasmamembran genannt) ist der äußere Körper der Zelle innerhalb der Zellwand. Seine Hauptfunktion besteht darin, Kraft zu spenden und vor Infektionen und Stress zu schützen. Es ist semipermeabel, d.h. nur bestimmte Stoffe können es passieren. Als Zytosol oder Zytoplasma bezeichnet man eine gelartige Matrix innerhalb der Zellmembran, in der sich alle anderen Zellorganellen entwickeln.

Jede Organelle innerhalb einer Pflanzenzelle spielt eine wichtige Rolle. Plastiden speichern pflanzliche Produkte. Vakuolen sind wassergefüllte, membrangebundene Organellen, die auch zur Speicherung von Wertstoffen dienen. Mitochondrien führen die Zellatmung durch und geben den Zellen Energie. Ein Chloroplast ist ein länglicher oder scheibenförmiger Plastid, der aus dem grünen Pigment Chlorophyll besteht. Es fängt Lichtenergie ein und wandelt sie über einen Prozess namens Photosynthese in chemische Energie um. Der Golgi-Körper ist der Teil der Pflanzenzelle, in dem Proteine ​​sortiert und verpackt werden. Proteine ​​werden in Strukturen, die Ribosomen genannt werden, zusammengebaut. Endoplasmatisches Retikulum sind membranbedeckte Organellen, die Materialien transportieren.

Der Kern ist ein charakteristisches Merkmal einer eukaryontischen Zelle. Es ist das Kontrollzentrum der Zelle, das von einer Doppelmembran, der sogenannten Kernhülle, umgeben ist und eine poröse Membran ist, die Substanzen durchlässt. Der Zellkern spielt eine wichtige Rolle bei der Proteinbildung.

Pflanzenzellen gibt es in verschiedenen Typen, einschließlich Phloem-, Parenchym-, Sklerenchym-, Kollenchym- und Xylemzellen.

Phloemzellen transportieren Zucker, der von den Blättern produziert wird, durch die Pflanze. Diese Zellen leben über die Reife hinaus.

Die Hauptzellen von Pflanzen sind Parenchymzellen, die Pflanzenblätter bilden und den Stoffwechsel und die Nahrungsproduktion erleichtern. Diese Zellen sind in der Regel flexibler als andere, da sie dünner sind. Parenchymzellen kommen in den Blättern, Wurzeln und Stängeln einer Pflanze vor.

Sklerenchymzellen geben der Pflanze viel Unterstützung. Die zwei Arten von Sklerenchymzellen sind Faser und Sklereid. Faserzellen sind lange, schlanke Zellen, die normalerweise Stränge oder Bündel bilden. Sklereidenzellen können einzeln oder in Gruppen auftreten und kommen in verschiedenen Formen vor. Sie existieren normalerweise in den Wurzeln der Pflanze und leben nicht über die Reife hinaus, da sie eine dicke Sekundärwand haben, die Lignin enthält, den chemischen Hauptbestandteil von Holz. Lignin ist extrem hart und wasserfest, was es den Zellen unmöglich macht, Stoffe lange genug auszutauschen, damit ein aktiver Stoffwechsel stattfinden kann.

Die Pflanze wird auch von Kollenchymzellen unterstützt, die jedoch nicht so starr sind wie Sklerenchymzellen. Collenchymzellen unterstützen in der Regel die noch wachsenden Teile einer jungen Pflanze wie Stängel und Blätter. Diese Zellen strecken sich zusammen mit der sich entwickelnden Pflanze.

Xylemzellen sind wasserleitende Zellen, die Wasser zu den Blättern der Pflanze bringen. Diese harten Zellen, die in den Stängeln, Wurzeln und Blättern der Pflanze vorhanden sind, leben nicht über die Reife hinaus, aber ihre Zellwand bleibt erhalten, um den freien Wasserfluss durch die gesamte Pflanze zu ermöglichen.

Die verschiedenen Arten von Pflanzenzellen bilden unterschiedliche Gewebearten, die in bestimmten Teilen der Pflanze unterschiedliche Funktionen haben. Phloemzellen und Xylemzellen bilden Gefäßgewebe, Parenchymzellen bilden Epidermisgewebe und Parenchymzellen, Kollenchymzellen und Sklerenchymzellen bilden Grundgewebe.

Gefäßgewebe bildet die Organe, die Nahrung, Mineralien und Wasser durch die Pflanze transportieren. Epidermales Gewebe bildet die äußeren Schichten einer Pflanze und bildet eine wachsartige Beschichtung, die verhindert, dass eine Pflanze zu viel Wasser verliert. Grundgewebe bildet den größten Teil der Pflanzenstruktur und erfüllt viele verschiedene Funktionen, einschließlich Speicherung, Unterstützung und Photosynthese.

Pflanzen und Tiere sind beide äußerst komplexe vielzellige Organismen mit einigen Gemeinsamkeiten wie Zellkern, Zytoplasma, Zellmembran, Mitochondrien und Ribosomen. Ihre Zellen erfüllen die gleichen Grundfunktionen: Nährstoffe aus der Umwelt aufnehmen, diese zur Energiegewinnung für den Organismus verwenden und neue Zellen bilden. Je nach Organismus können Zellen auch Sauerstoff durch den Körper transportieren, Abfallstoffe abtransportieren, elektrische Signale an das Gehirn, schützen vor Krankheiten und – im Fall von Pflanzen – gewinnen Energie aus Sonnenlicht.

Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen Pflanzenzellen und Tierzellen. Im Gegensatz zu Pflanzenzellen enthalten tierische Zellen keine Zellwand, Chloroplasten oder prominente Vakuole. Betrachtet man beide Zelltypen unter dem Mikroskop, erkennt man im Zentrum einer Pflanzenzelle große, markante Vakuolen, während eine tierische Zelle nur eine kleine, unscheinbare Vakuole hat.

Tierzellen sind typischerweise kleiner als Pflanzenzellen und haben eine flexible Membran um sich herum. Dadurch gelangen Moleküle, Nährstoffe und Gase in die Zelle. Die Unterschiede zwischen Pflanzenzellen und Tierzellen ermöglichen es ihnen, unterschiedliche Funktionen zu erfüllen. Tiere haben beispielsweise spezialisierte Zellen, die eine schnelle Bewegung ermöglichen, da Tiere mobil sind, während Pflanzen nicht mobil sind und starre Zellwände für zusätzliche Stärke haben.

Tierzellen gibt es in verschiedenen Größen und neigen dazu, unregelmäßige Formen zu haben, Pflanzenzellen sind jedoch ähnlicher in der Größe und typischerweise rechteckig oder würfelförmig.

Bakterien- und Hefezellen unterscheiden sich stark von Pflanzen- und Tierzellen. Für den Anfang sind sie einzellige Organismen. Sowohl Bakterienzellen als auch Hefezellen haben Zytoplasma und eine von einer Zellwand umgebene Membran. Hefezellen haben auch einen Kern, aber Bakterienzellen haben keinen eigenen Kern für ihr genetisches Material.

Pflanzen bieten Lebensraum, Unterschlupf und Schutz für Tiere, tragen zur Bildung und Erhaltung des Bodens bei und werden zur Herstellung vieler nützlicher Produkte verwendet, wie zum Beispiel:

• Fasern
  
• Medikamente

In einigen Teilen der Welt ist Holz aus Pflanzen der Hauptbrennstoff, der verwendet wird, um die Mahlzeiten der Menschen zu kochen und ihre Häuser zu heizen.

Pflanzen produzieren Sauerstoff als Abfallprodukt eines chemischen Prozesses namens Photosynthese, der, wie die University of Nebraska-Lincoln Extension feststellt, wörtlich bedeutet: "mit Licht zusammenzusetzen. " Während der Photosynthese nehmen Pflanzen Energie aus dem Sonnenlicht auf, um Kohlendioxid und Wasser in für das Wachstum notwendige Moleküle wie Enzyme, Chlorophyll und Zucker umzuwandeln.

Das Chlorophyll in Pflanzen absorbiert Energie von der Sonne. Dies ermöglicht die Produktion von Glukose, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen besteht, dank der chemischen Reaktion zwischen Kohlendioxid und Wasser.

Glukose, die während der Photosynthese gebildet wird, kann in Chemikalien umgewandelt werden, die die Pflanzenzellen zum Wachstum benötigen. Es kann auch in das Speichermolekül Stärke umgewandelt werden, das später bei Bedarf von der Pflanze wieder in Glukose umgewandelt werden kann. Es kann auch während eines Prozesses namens Atmung abgebaut werden, der die in den Glukosemolekülen gespeicherte Energie freisetzt.

Viele Strukturen innerhalb der Pflanzenzellen sind für die Photosynthese erforderlich. Chlorophyll und Enzyme sind in den Chloroplasten enthalten. Der Zellkern beherbergt die DNA, die für den genetischen Code der bei der Photosynthese verwendeten Proteine ​​​​notwendig ist. Die Zellmembran der Pflanze erleichtert die Bewegung von Wasser und Gas in die und aus der Zelle und steuert auch den Durchgang anderer Moleküle.

Gelöste Substanzen bewegen sich durch die Zellmembran durch verschiedene Prozesse in die Zelle hinein und aus ihr heraus. Einer dieser Prozesse wird als Diffusion bezeichnet. Dies beinhaltet die freie Bewegung von Sauerstoff- und Kohlendioxidpartikeln. Eine hohe Kohlendioxidkonzentration gelangt in das Blatt, während eine hohe Sauerstoffkonzentration aus dem Blatt in die Luft gelangt.

Wasser bewegt sich durch einen Prozess, der Osmose genannt wird, durch die Zellmembranen. Dies ist es, was Pflanzen über ihre Wurzeln mit Wasser versorgt. Osmose erfordert zwei Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen sowie eine semipermeable Membran, die sie trennt. Wasser bewegt sich von einer weniger konzentrierten Lösung zu einer stärker konzentrierten Lösung, bis das Niveau auf der stärker konzentrierten Seite des Membran steigt und der Pegel auf der weniger konzentrierten Seite der Membran sinkt, bis die Konzentration auf beiden Seiten der Membran gleich ist Membran. An diesem Punkt ist die Bewegung der Wassermoleküle in beide Richtungen gleich und der Netto-Wasseraustausch ist null.

Die beiden Teile der Photosynthese sind als Lichtreaktionen (lichtabhängig) und Dunkelreaktionen oder Kohlenstoffreaktionen (lichtunabhängig) bekannt. Die Lichtreaktionen benötigen Energie aus Sonnenlicht, können also nur tagsüber stattfinden. Bei einer leichten Reaktion wird Wasser gespalten und Sauerstoff freigesetzt. Eine Lichtreaktion liefert auch die chemische Energie (in Form der organischen Energiemoleküle ATP und NADPH), die während einer Dunkelreaktion benötigt wird, um Kohlendioxid in Kohlenhydrat umzuwandeln.

Eine dunkle Reaktion erfordert kein Sonnenlicht und findet in dem Teil des Chloroplasten statt, der als Stroma bezeichnet wird. Mehrere Enzyme sind daran beteiligt, hauptsächlich Rubisco, das von allen Pflanzenproteinen am reichlichsten ist und am meisten Stickstoff verbraucht. Eine Dunkelreaktion verwendet das während einer Lichtreaktion produzierte ATP und NADPH, um Energiemoleküle zu produzieren. Der Reaktionszyklus ist als Calvin-Zyklus oder Calvin-Benson-Zyklus bekannt. ATP und NADPH verbinden sich mit Kohlendioxid und Wasser zum Endprodukt Glukose.