მცენარეული უჯრედების მნიშვნელობა

უჯრედი სიცოცხლის ყველაზე პატარა ერთეულია როგორც მცენარეებში, ასევე ცხოველებში. ბაქტერია ერთუჯრედიანი ორგანიზმის მაგალითია, ზრდასრული ადამიანი კი ტრილიონობით უჯრედისგან შედგება. უჯრედები უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე სიცოცხლისთვის, როგორც ჩვენ ვიცით. უჯრედების გარეშე არც ერთი ცოცხალი არსება ვერ გადარჩებოდა. მცენარეული უჯრედების გარეშე მცენარეები არ იქნებოდა. მცენარეთა გარეშე ყველა ცოცხალი არსება მოკვდებოდა.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მცენარეები, რომლებიც შედგება უჯრედების მრავალფეროვანი ტიპებისაგან, ორგანიზმში დედამიწის ძირითადი მწარმოებლები არიან. მცენარეული უჯრედების გარეშე დედამიწაზე ვერაფერი გადარჩებოდა.

ზოგადად, მცენარეთა უჯრედები სწორკუთხა ან კუბის ფორმისაა და უფრო დიდია ვიდრე ცხოველური უჯრედები. ამასთან, ისინი ცხოველური უჯრედების მსგავსია იმით, რომ ეს არის ევკარიოტული უჯრედები, რაც ნიშნავს, რომ უჯრედის დნმ დახურულია ბირთვში.

მცენარეული უჯრედები შეიცავს მრავალ უჯრედულ სტრუქტურას, რომლებიც ახორციელებენ უჯრედის ფუნქციონირებისა და გადარჩენისთვის აუცილებელ ფუნქციებს. მცენარეული უჯრედი შედგება უჯრედის კედლისგან, უჯრედის მემბრანისგან და მრავალი გარსით შეკრული სტრუქტურისგან (ორგანელები), როგორიცაა პლასტიდები და ვაკუოლები. უჯრედის კედელი, უჯრედის ყველაზე გარე მყარი საფარი, დამზადებულია ცელულოზისგან და უზრუნველყოფს მხარდაჭერას და ხელს უწყობს უჯრედებს შორის ურთიერთქმედებას. იგი შედგება სამი შრისგან: პირველადი უჯრედის კედელი, მეორადი უჯრედის კედელი და შუა ლამელა. უჯრედის მემბრანა (რომელსაც ზოგჯერ პლაზმის მემბრანასაც უწოდებენ) უჯრედის გარეთა სხეულია, უჯრედის კედლის შიგნით. მისი მთავარი ფუნქციაა უზრუნველყოს ძალა და დაიცვას ინფექციისა და სტრესისგან. ეს არის ნახევრად გამტარი, ანუ მხოლოდ გარკვეულ ნივთიერებებს შეუძლიათ გაიარონ მასში. უჯრედის მემბრანის შიგნით გელისმაგვარ მატრიქსს ციტოზოლი ან ციტოპლაზმა ეწოდება, რომლის შიგნით ვითარდება ყველა დანარჩენი უჯრედის ორგანელა.

მცენარის უჯრედში შემავალი ყველა ორგანელი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. პლასტიდები ინახავს მცენარეულ პროდუქტებს. ვაკუოლები არის წყლით სავსე, გარსით შეკრული ორგანულები, რომლებიც ასევე გამოიყენება სასარგებლო მასალების შესანახად. მიტოქონდრია ახორციელებს უჯრედულ სუნთქვას და უჯრედებს ენერგიას აძლევს. ქლოროპლასტი არის მოგრძო ან დისკის ფორმის პლასტიდი, რომელიც შედგება მწვანე პიგმენტის ქლოროფილისგან. იგი ხაფანგში სინათლის ენერგიას და გარდაქმნის მას ქიმიურ ენერგიად პროცესის საშუალებით, რომელსაც ფოტოსინთეზი ეწოდება. გოლჯის სხეული არის მცენარეული უჯრედის ნაწილი, სადაც ხდება ცილების დალაგება და შეფუთვა. ცილები აგროვებენ სტრუქტურებში, რომლებსაც რიბოსომები ეწოდება. ენდოპლაზმური ბადე არის გარსით დაფარული ორგანულები, რომლებიც ტრანსპორტირებენ მასალებს.

ბირთვი არის ეუკარიოტული უჯრედის გამორჩეული მახასიათებელი. ეს არის უჯრედის საკონტროლო ცენტრი, რომელიც შეკრულია ორმაგი მემბრანით, რომელიც ცნობილია როგორც ბირთვული კონვერტი და წარმოადგენს ფოროვან გარსს, რომელიც საშუალებას აძლევს მასში გაიაროს ნივთიერებები. ბირთვი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცილების წარმოქმნაში.

მცენარეული უჯრედები გვხვდება სხვადასხვა ტიპის, მათ შორის ფლომის, პარენქიმის, სკლეერენქიმის, კოლენქიმისა და ქსილემის უჯრედებში.

ფლოემიური უჯრედები ფოთლების მიერ წარმოებულ შაქარს ტრანსპორტირდება მთელ მცენარეში. ეს უჯრედები ცხოვრობენ წარსულ სიმწიფემდე.

მცენარეთა ძირითადი უჯრედები პარენქიმის უჯრედებია, რომლებიც ქმნიან მცენარეთა ფოთლებს და ხელს უწყობენ მეტაბოლიზმს და საკვების წარმოებას. ეს უჯრედები უფრო მოქნილია, ვიდრე სხვები, რადგან ისინი უფრო თხელია. პარენქიმის უჯრედები გვხვდება მცენარის ფოთლებში, ფესვებსა და ღეროებში.

სკლეერენქიმის უჯრედები დიდ დახმარებას უწევენ მცენარეს. სკლერენქიმის უჯრედების ორი ტიპია ბოჭკოვანი და სკლერეიდი. ბოჭკოვანი უჯრედები გრძელი, სუსტი უჯრედებია, რომლებიც ჩვეულებრივ ქმნიან ძაფებს ან შეკვრას. სკლერიდის უჯრედები შეიძლება წარმოიშვას ინდივიდუალურად ან ჯგუფურად და გვხვდება სხვადასხვა ფორმით. ისინი, როგორც წესი, მცენარის ფესვებში არსებობენ და არ ცხოვრობენ წარსულში, რადგან მათ აქვთ სქელი საშუალო კედელი, რომელიც შეიცავს ლიგინს, ხის მთავარ ქიმიურ კომპონენტს. ლიგნინი არის უკიდურესად მყარი და წყალგაუმტარი, რაც უჯრედებს შეუძლებელს ხდის მასალების გაცვლას იმდენ ხანს, რომ აქტიური მეტაბოლიზმი მოხდეს.

მცენარე ასევე იღებს მხარდაჭერას კოლენქიმის უჯრედებისგან, მაგრამ ისინი არ არიან ისეთი ხისტი, როგორც სკლერენქიმის უჯრედები. კოლენქიმის უჯრედები ჩვეულებრივ მხარს უჭერენ ახალგაზრდა მცენარის იმ ნაწილებს, რომლებიც ჯერ კიდევ იზრდება, მაგალითად, ღეროსა და ფოთლებს. ეს უჯრედები ვითარდება მცენარეულ განვითარებასთან ერთად.

ქსილემის უჯრედები წყლის გამტარი უჯრედებია, რომლებიც წყალს მცენარის ფოთლებს აწვება. ეს მყარი უჯრედები, რომლებიც გვხვდება მცენარის ღეროებში, ფესვებსა და ფოთლებში, არ ცხოვრობენ წარსულში სიმწიფემდე, მაგრამ მათი უჯრედის კედელი რჩება წყლის თავისუფალი გადაადგილების საშუალებას მთელ მცენარეში.

სხვადასხვა ტიპის მცენარეული უჯრედები ქმნიან სხვადასხვა ტიპის ქსოვილს, რომელსაც მცენარის გარკვეულ ნაწილებში სხვადასხვა ფუნქცია აქვს. ფლომის უჯრედები და ქსილემის უჯრედები ქმნიან სისხლძარღვოვან ქსოვილს, პარენქიმის უჯრედები ქმნიან ეპიდერმისულ ქსოვილს და პარენქიმის უჯრედებს, კოლენქიმის უჯრედები და სკლეერენქიმის უჯრედები ქმნიან მიწის ქსოვილს.

სისხლძარღვთა ქსოვილი ქმნის ორგანოებს, რომლებიც მცენარის საშუალებით გადააქვს საკვები, მინერალები და წყალი. ეპიდერმული ქსოვილი ქმნის მცენარის გარე ფენებს, ქმნის ცვილისებრ საფარს, რომელიც აჩერებს მცენარეს ზედმეტი წყლის დაკარგვაში. მიწისქვეშა ქსოვილი ქმნის მცენარის სტრუქტურის დიდ ნაწილს და ასრულებს უამრავ სხვადასხვა ფუნქციას, მათ შორის შენახვას, საყრდენს და ფოტოსინთეზს.

მცენარეები და ცხოველები ორივე უკიდურესად რთული მრავალუჯრედიანი ორგანიზმია, რომელთა საერთო ნაწილებიც არის ბირთვი, ციტოპლაზმა, უჯრედის მემბრანა, მიტოქონდრია და რიბოსომები. მათი უჯრედები ასრულებენ ერთსა და იმავე ძირითად ფუნქციებს: გარემოდან საკვები ნივთიერებების აღებას, ამ საკვები ნივთიერებების გამოყენებას ორგანიზმის ენერგიის მისაღებად და ახალი უჯრედების წარმოებას. ორგანიზმიდან გამომდინარე, უჯრედებმა შესაძლოა ორგანიზმში გადაიტანონ ჟანგბადი, გამოყონ ნარჩენები, გაგზავნონ ელექტროსიგნალები თავის ტვინში, იცავს დაავადებებისგან და - მცენარეთა შემთხვევაში - ქმნის ენერგიას მზის შუქი.

ამასთან, არსებობს გარკვეული განსხვავებები მცენარეთა უჯრედებსა და ცხოველურ უჯრედებს შორის. მცენარეული უჯრედებისგან განსხვავებით, ცხოველური უჯრედები არ შეიცავს უჯრედის კედელს, ქლოროპლასტს ან გამოჩენილ ვაკუოლს. თუ მიკროსკოპით დაინახავთ უჯრედის ორივე ტიპს, მცენარის უჯრედის ცენტრში შეგიძლიათ იხილოთ დიდი, თვალსაჩინო ვაკუოლები, ხოლო ცხოველურ უჯრედს მხოლოდ მცირე, შეუმჩნეველი ვაკუოლი აქვს.

ცხოველური უჯრედები, როგორც წესი, უფრო მცირეა, ვიდრე მცენარეული უჯრედები და მათ გარშემო მოქნილი გარსი აქვთ. ამით მოლეკულები, საკვები ნივთიერებები და გაზები უჯრედში გადადის. მცენარეთა უჯრედებსა და ცხოველურ უჯრედებს შორის განსხვავებები მათ საშუალებას აძლევს შეასრულონ სხვადასხვა ფუნქციები. მაგალითად, ცხოველებს აქვთ სპეციალიზებული უჯრედები, რაც საშუალებას იძლევა სწრაფი მოძრაობა, რადგან ცხოველები მობილურია, ხოლო მცენარეები არ არიან მობილური და აქვთ ხისტი უჯრედების კედლები დამატებითი სიმტკიცისთვის.

ცხოველური უჯრედები სხვადასხვა ზომისაა და აქვთ არარეგულარული ფორმა, მაგრამ მცენარეთა უჯრედები უფრო მსგავსია ზომით და, როგორც წესი, მართკუთხა ან კუბის ფორმისაა.

ბაქტერიული და საფუარიანი უჯრედები საკმაოდ განსხვავდება მცენარეული და ცხოველური უჯრედებისგან. დამწყებთათვის ისინი ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია. როგორც ბაქტერიულ უჯრედებს, ისე საფუარის უჯრედებს აქვთ ციტოპლაზმა და უჯრედის კედლით გარშემორტყმული მემბრანა. საფუარის უჯრედებს აქვთ ბირთვი, მაგრამ ბაქტერიულ უჯრედებს არ აქვთ მკაფიო ბირთვი მათი გენეტიკური მასალისთვის.

მცენარეები უზრუნველყოფენ ცხოველების ჰაბიტატს, თავშესაფარს და დაცვას, ხელს უწყობენ ნიადაგის დამზადებასა და შენარჩუნებას და იყენებენ მრავალი სასარგებლო პროდუქტის დასამზადებლად, როგორიცაა:

• ბოჭკოები
  
• წამლები

მსოფლიოს ზოგიერთ ნაწილში მცენარეებისგან მიღებული ხე არის პირველადი საწვავი, რომელსაც იყენებენ ხალხის საჭმლის მოსამზადებლად და სახლების გასათბობად.

მცენარეები აწარმოებენ ჟანგბადს, როგორც ნარჩენი პროდუქტი ქიმიური პროცესის სახელწოდებით ფოტოსინთეზი, რაც, როგორც ნებრასკა-ლინკოლნის გაფართოების უნივერსიტეტი აღნიშნავს, სიტყვასიტყვით ნიშნავს "სინათლესთან ერთად. ”ფოტოსინთეზის დროს მცენარეები ენერგიას იღებენ მზის სხივიდან, ნახშირორჟანგი და წყალი გარდაქმნის ზრდისთვის საჭირო მოლეკულად, როგორიცაა ფერმენტები, ქლოროფილი და შაქრები.

მცენარეებში არსებული ქლოროფილი ენერგიას შთანთქავს მზისგან. ეს საშუალებას იძლევა წარმოქმნას გლუკოზა, ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომებისაგან, ნახშირორჟანგსა და წყალს შორის ქიმიური რეაქციის წყალობით.

ფოტოსინთეზის დროს მიღებული გლუკოზა შეიძლება გარდაიქმნას ქიმიკატებად, რომლებიც მცენარის უჯრედებს სჭირდებათ გასაზრდელად. ის ასევე შეიძლება გადაკეთდეს შენახვის მოლეკულის სახამებლად, რომელიც შემდგომში მცენარისთვის საჭიროების შემთხვევაში შეიძლება ისევ გლუკოზად გადაიქცეს. ის ასევე შეიძლება დაიშალოს სუნთქვის პროცესის დროს, რომელიც გამოყოფს გლუკოზის მოლეკულების შიგნით დაგროვილ ენერგიას.

მცენარის უჯრედების შიგნით მრავალი სტრუქტურაა საჭირო, რომ ფოტოსინთეზი მოხდეს. ქლოროფილი და ფერმენტები შეიცავს ქლოროპლასტებს. ბირთვში განთავსებულია დნმ, რომელიც აუცილებელია ფოტოსინთეზში გამოყენებული ცილების გენეტიკური კოდის გადასაცემად. მცენარის უჯრედული მემბრანა ხელს უწყობს წყლისა და გაზის მოძრაობას უჯრედში და მის გარეთ, ასევე აკონტროლებს სხვა მოლეკულების გადასვლას.

გახსნილი ნივთიერებები უჯრედული მემბრანის საშუალებით, სხვადასხვა პროცესების საშუალებით გადადიან უჯრედში და გარეთ. ერთ-ერთ ამ პროცესს დიფუზია ეწოდება. ეს გულისხმობს ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის ნაწილაკების თავისუფალ გადაადგილებას. ნახშირორჟანგის მაღალი კონცენტრაცია ფოთოლში გადადის, ჟანგბადის მაღალი კონცენტრაცია კი ფოთლიდან ჰაერში გადადის.

წყალი უჯრედის მემბრანებზე გადადის პროცესით, რომელსაც ოსმოსს უწოდებენ. სწორედ ეს აძლევს მცენარეებს წყალს მათი ფესვების საშუალებით. ოსმოსისთვის საჭიროა ორი განსხვავებული კონცენტრაციის ხსნარი, აგრეთვე ნახევრად გამტარი მემბრანა, რომელიც მათ ჰყოფს. წყალი გადადის ნაკლებად კონცენტრირებული ხსნარიდან უფრო კონცენტრირებულ ხსნარში, ვიდრე დონე უფრო კონცენტრირებულ მხარეზეა მემბრანა იზრდება და დონის დაწევა ხდება მემბრანის ნაკლებად კონცენტრირებულ მხარეზე, მანამ სანამ კონცენტრაცია არ იქნება იგივე ორივე მხარეს გარსი ამ ეტაპზე წყლის მოლეკულების მოძრაობა ერთნაირია ორივე მიმართულებით და წყლის წმინდა გაცვლა ნულოვანია.

ფოტოსინთეზის ორი ნაწილი ცნობილია როგორც სინათლის (შუქზე დამოკიდებული) რეაქციები და ბნელი ან ნახშირბადის (სინათლისგან დამოუკიდებელი) რეაქციები. სინათლის რეაქციებს მზის სხივიდან ენერგია სჭირდებათ, ამიტომ მათი მიღება მხოლოდ დღის განმავლობაში შეიძლება. მსუბუქი რეაქციის დროს ხდება წყლის გაყოფა და გამოიყოფა ჟანგბადი. მსუბუქი რეაქცია ასევე უზრუნველყოფს ქიმიურ ენერგიას (ორგანული ენერგიის მოლეკულების ATP და NADPH სახით), რომელიც საჭიროა ბნელი რეაქციის დროს ნახშირორჟანგის ნახშირწყლად გარდაქმნისთვის.

მუქი რეაქცია არ საჭიროებს მზის სინათლეს და ხდება ქლოროპლატის იმ ნაწილში, რომელსაც ეწოდება სტრომა. მონაწილეობს რამდენიმე ფერმენტი, ძირითადად რუბიკოს, რომელიც მცენარეულ ცილებს შორის ყველაზე მეტს შეიცავს და ყველაზე მეტ აზოტს მოიხმარს. ბნელი რეაქცია იყენებს ATP და NADPH წარმოქმნილ სინათლის რეაქციის დროს ენერგიის მოლეკულების წარმოქმნას. რეაქციის ციკლი ცნობილია როგორც კალვინის ციკლი ან კალვინ-ბენსონის ციკლი. ATP და NADPH აერთიანებს ნახშირორჟანგს და წყალს და ქმნის საბოლოო პროდუქტს, გლუკოზას.