L'importanza delle cellule vegetali

La cellula è la più piccola unità di vita sia nelle piante che negli animali. Un batterio è un esempio di organismo unicellulare, mentre un essere umano adulto è costituito da trilioni di cellule. Le cellule sono più che importanti: sono vitali per la vita come la conosciamo. Senza cellule, nessun essere vivente sopravvivrebbe. Senza cellule vegetali, non ci sarebbero piante. E senza piante, tutti gli esseri viventi morirebbero.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

Le piante, che sono costituite da una varietà di tipi di cellule organizzati in tessuti, sono i produttori primari della Terra. Senza cellule vegetali, nulla potrebbe sopravvivere sulla Terra.

In generale, le cellule vegetali sono di forma rettangolare o cubica e sono più grandi delle cellule animali. Tuttavia, sono simili alle cellule animali in quanto sono cellule eucariotiche, il che significa che il DNA della cellula è racchiuso all'interno del nucleo.

Le cellule vegetali contengono molte strutture cellulari, che svolgono funzioni essenziali per il funzionamento e la sopravvivenza della cellula. Una cellula vegetale è costituita da una parete cellulare, una membrana cellulare e molte strutture legate alla membrana (organelli), come plastidi e vacuoli. La parete cellulare, il rivestimento rigido più esterno della cellula, è costituita da cellulosa e fornisce supporto e facilita l'interazione tra le cellule. Consiste di tre strati: la parete cellulare primaria, la parete cellulare secondaria e la lamella media. La membrana cellulare (a volte chiamata membrana plasmatica) è il corpo esterno della cellula, all'interno della parete cellulare. La sua funzione principale è quella di fornire forza e proteggere da infezioni e stress. È semipermeabile, il che significa che solo alcune sostanze possono attraversarlo. Una matrice gelatinosa all'interno della membrana cellulare è chiamata citosol o citoplasma, all'interno della quale si sviluppano tutti gli altri organelli cellulari.

Ogni organello all'interno di una cellula vegetale ha un ruolo importante. I plastidi immagazzinano i prodotti vegetali. I vacuoli sono organelli pieni d'acqua e legati alla membrana che vengono utilizzati anche per immagazzinare materiali utili. I mitocondri svolgono la respirazione cellulare e danno energia alle cellule. Un cloroplasto è un plastide allungato o a forma di disco costituito dalla clorofilla del pigmento verde. Intrappola l'energia luminosa e la converte in energia chimica tramite un processo chiamato fotosintesi. Il corpo del golgi è la parte della cellula vegetale in cui le proteine ​​vengono smistate e confezionate. Le proteine ​​sono assemblate all'interno di strutture chiamate ribosomi. Il reticolo endoplasmatico sono organelli ricoperti di membrana che trasportano materiali.

Il nucleo è una caratteristica distintiva di una cellula eucariotica. È il centro di controllo della cellula delimitata da una doppia membrana nota come involucro nucleare, ed è una membrana porosa che permette alle sostanze di attraversarla. Il nucleo svolge un ruolo importante nella formazione delle proteine.

Le cellule vegetali sono di vari tipi, tra cui floema, parenchima, sclerenchima, collenchima e cellule xilematiche.

Le cellule floematiche trasportano lo zucchero prodotto dalle foglie in tutta la pianta. Queste cellule vivono oltre la maturità.

Le principali cellule delle piante sono le cellule del parenchima, che costituiscono le foglie delle piante e facilitano il metabolismo e la produzione di cibo. Queste cellule tendono ad essere più flessibili di altre perché sono più sottili. Le cellule del parenchima si trovano nelle foglie, radici e steli di una pianta.

Le cellule dello sclerenchima danno alla pianta un grande sostegno. I due tipi di cellule di sclerenchima sono fibra e sclereide. Le cellule fibrose sono cellule lunghe e sottili che normalmente formano filamenti o fasci. Le cellule sclereidi possono verificarsi individualmente o in gruppi e possono presentarsi in varie forme. Di solito esistono nelle radici della pianta e non vivono oltre la maturità perché hanno una spessa parete secondaria contenente lignina, il principale componente chimico del legno. La lignina è estremamente dura e impermeabile, il che rende impossibile alle cellule lo scambio di materiali abbastanza a lungo da consentire il metabolismo attivo.

La pianta riceve anche supporto dalle cellule del collenchima, ma non sono rigide come le cellule dello sclerenchima. Le cellule del collenchima di solito danno supporto alle parti di una giovane pianta che sono ancora in crescita, come il fusto e le foglie. Queste cellule si estendono insieme alla pianta in via di sviluppo.

Le cellule Xylem sono cellule che conducono l'acqua, che portano acqua alle foglie della pianta. Queste cellule dure, presenti negli steli, radici e foglie della pianta, non vivono oltre la maturità, ma la loro parete cellulare rimane per consentire il libero movimento dell'acqua in tutta la pianta.

I diversi tipi di cellule vegetali formano diversi tipi di tessuto, che hanno funzioni diverse in alcune parti della pianta. Le cellule del floema e le cellule dello xilema formano il tessuto vascolare, le cellule del parenchima formano il tessuto epidermico e le cellule del parenchima, le cellule del collenchima e le cellule dello sclerenchima formano il tessuto macinato.

Il tessuto vascolare forma gli organi che trasportano cibo, minerali e acqua attraverso la pianta. Il tessuto epidermico forma gli strati esterni di una pianta, creando un rivestimento ceroso che impedisce alla pianta di perdere troppa acqua. Il tessuto macinato costituisce la maggior parte della struttura di una pianta e svolge molte funzioni diverse, tra cui l'immagazzinamento, il supporto e la fotosintesi.

Sia le piante che gli animali sono organismi multicellulari estremamente complessi con alcune parti in comune, come il nucleo, il citoplasma, la membrana cellulare, i mitocondri e i ribosomi. Le loro cellule svolgono le stesse funzioni di base: prelevare nutrienti dall'ambiente, utilizzare quei nutrienti per produrre energia per l'organismo e creare nuove cellule. A seconda dell'organismo, le cellule possono anche trasportare ossigeno attraverso il corpo, rimuovere i rifiuti, inviare segnali elettrici al cervello, proteggono dalle malattie e – nel caso delle piante – ricavano energia da luce del sole.

Tuttavia, ci sono alcune differenze tra cellule vegetali e cellule animali. A differenza delle cellule vegetali, le cellule animali non contengono una parete cellulare, un cloroplasto o un vacuolo prominente. Se osservi entrambi i tipi di cellule al microscopio, puoi vedere vacuoli grandi e prominenti al centro di una cellula vegetale, mentre una cellula animale ha solo un piccolo vacuolo poco appariscente.

Le cellule animali sono in genere più piccole delle cellule vegetali e hanno una membrana flessibile attorno a loro. Ciò consente alle molecole, ai nutrienti e ai gas di passare nella cellula. Le differenze tra cellule vegetali e cellule animali consentono loro di svolgere diverse funzioni. Ad esempio, gli animali hanno cellule specializzate per consentire un rapido movimento perché gli animali sono mobili, mentre le piante non sono mobili e hanno pareti cellulari rigide per una maggiore resistenza.

Le cellule animali sono di varie dimensioni e tendono ad avere forme irregolari, ma le cellule vegetali sono di dimensioni più simili e sono tipicamente rettangolari o cubiche.

Le cellule batteriche e di lievito sono molto diverse dalle cellule vegetali e animali. Per cominciare, sono organismi unicellulari. Sia le cellule batteriche che le cellule di lievito hanno citoplasma e una membrana circondata da una parete cellulare. Anche le cellule di lievito hanno un nucleo, ma le cellule batteriche non hanno un nucleo distinto per il loro materiale genetico.

Le piante forniscono habitat, riparo e protezione per gli animali, aiutano a creare e preservare il suolo e sono utilizzate per realizzare molti prodotti utili, come:

• fibre
  
• medicinali

In alcune parti del mondo, il legno delle piante è il combustibile principale utilizzato per cucinare i pasti e riscaldare le loro case.

Le piante producono ossigeno come prodotto di scarto di un processo chimico chiamato fotosintesi, che, come osserva l'Università del Nebraska-Lincoln Extension, significa letteralmente "da mettere insieme con la luce. "Durante la fotosintesi, le piante prendono energia dalla luce solare per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in molecole necessarie per la crescita, come enzimi, clorofilla e zuccheri.

La clorofilla nelle piante assorbe energia dal sole. Ciò consente la produzione di glucosio, costituito da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno, grazie alla reazione chimica tra anidride carbonica e acqua.

Il glucosio prodotto durante la fotosintesi può essere trasformato in sostanze chimiche di cui le cellule vegetali hanno bisogno per crescere. Può anche essere convertito nell'amido della molecola di riserva, che può essere successivamente riconvertito in glucosio quando necessario alla pianta. Può anche essere scomposto durante un processo chiamato respirazione, che rilascia energia immagazzinata all'interno delle molecole di glucosio.

Per la fotosintesi sono necessarie molte strutture all'interno delle cellule vegetali. La clorofilla e gli enzimi sono contenuti all'interno dei cloroplasti. Il nucleo ospita il DNA necessario per trasportare il codice genetico delle proteine ​​utilizzate nella fotosintesi. La membrana cellulare della pianta facilita il movimento di acqua e gas dentro e fuori la cellula e controlla anche il passaggio di altre molecole.

Le sostanze disciolte entrano ed escono dalla cellula attraverso la membrana cellulare, attraverso diversi processi. Uno di questi processi è chiamato diffusione. Ciò comporta la libera circolazione delle particelle di ossigeno e anidride carbonica. Un'alta concentrazione di anidride carbonica si sposta nella foglia, mentre un'alta concentrazione di ossigeno si sposta dalla foglia nell'aria.

L'acqua si muove attraverso le membrane cellulari attraverso un processo chiamato osmosi. Questo è ciò che dà l'acqua alle piante attraverso le loro radici. L'osmosi richiede due soluzioni con diverse concentrazioni e una membrana semipermeabile che le separa. L'acqua passa da una soluzione meno concentrata ad una soluzione più concentrata fino al livello sul lato più concentrato del membrana sale e il livello sul lato meno concentrato della membrana scende, fino a quando la concentrazione è la stessa su entrambi i lati della membrana membrana. A questo punto il movimento delle molecole d'acqua è lo stesso in entrambe le direzioni e lo scambio netto di acqua è nullo.

Le due parti della fotosintesi sono note come reazioni alla luce (dipendenti dalla luce) e reazioni al buio o al carbonio (indipendenti dalla luce). Le reazioni alla luce richiedono energia dalla luce solare, quindi possono avvenire solo durante il giorno. Durante una reazione leggera, l'acqua viene scissa e l'ossigeno viene rilasciato. Una reazione leggera fornisce anche l'energia chimica (sotto forma di molecole energetiche organiche ATP e NADPH) necessaria durante una reazione oscura per trasformare l'anidride carbonica in carboidrati.

Una reazione oscura non richiede luce solare e avviene nella parte del cloroplasto chiamata stroma. Sono coinvolti diversi enzimi, principalmente il rubisco, che è il più abbondante di tutte le proteine ​​vegetali e consuma più azoto. Una reazione oscura utilizza l'ATP e il NADPH prodotti durante una reazione leggera per produrre molecole di energia. Il ciclo di reazione è noto come ciclo di Calvin o ciclo di Calvin-Benson. L'ATP e il NADPH si combinano con l'anidride carbonica e l'acqua per produrre il prodotto finale, il glucosio.