Augu šūnu nozīme

Šūna ir mazākā dzīves vienība gan augos, gan dzīvniekos. Baktērija ir vienšūnas organisma piemērs, savukārt pieaugušu cilvēku veido triljoni šūnu. Šūnas ir vairāk nekā svarīgas - tās ir vitāli nepieciešamas dzīvībai, kā mēs to zinām. Bez šūnām neviena dzīvā būtne neizdzīvotu. Bez augu šūnām nebūtu augu. Un bez augiem visas dzīvās būtnes nomirtu.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Augi, kas sastāv no dažādiem šūnu veidiem, kas sakārtoti audos, ir Zemes primārie ražotāji. Bez augu šūnām nekas nevarētu izdzīvot uz Zemes.

Parasti augu šūnas ir taisnstūra vai kuba formas un ir lielākas nekā dzīvnieku šūnas. Tomēr tās ir līdzīgas dzīvnieku šūnām, jo ​​tās ir eikariotu šūnas, kas nozīmē, ka šūnas DNS ir noslēgta kodola iekšienē.

Augu šūnās ir daudz šūnu struktūru, kas veic šūnas funkcionēšanai un izdzīvošanai būtiskas funkcijas. Augu šūna sastāv no šūnas sienas, šūnu membrānas un daudzām ar membrānu saistītām struktūrām (organoīdiem), piemēram, plastīdām un vakuolām. Šūnas siena, šūnas visstingrākais cietais apvalks, ir izgatavota no celulozes un nodrošina atbalstu un atvieglo mijiedarbību starp šūnām. Tas sastāv no trim slāņiem: primārā šūnas sieniņa, sekundārā šūnas siena un vidējā lamella. Šūnas membrāna (dažreiz to sauc arī par plazmas membrānu) ir šūnas ārējais korpuss, kas atrodas šūnas sienas iekšpusē. Tās galvenā funkcija ir nodrošināt spēku un pasargāt no infekcijas un stresa. Tas ir daļēji caurlaidīgs, tas nozīmē, ka caur to var iziet tikai noteiktas vielas. Šūnu membrānas iekšpusē esošo želejveida matricu sauc par citozolu vai citoplazmu, kuras iekšpusē attīstās visi pārējie šūnu organoīdi.

Katrai augu šūnai ir svarīga loma. Plastīdi uzglabā augu produktus. Vakuolas ir ar ūdeni piepildīti, membrānai piesaistīti organelli, kurus izmanto arī noderīgu materiālu uzglabāšanai. Mitohondrijas veic šūnu elpošanu un dod šūnām enerģiju. Hloroplasts ir iegarena vai diska formas plastīda, kas sastāv no zaļā pigmenta hlorofila. Tas notver gaismas enerģiju un pārveido to par ķīmisko enerģiju, izmantojot procesu, ko sauc par fotosintēzi. Golgi ķermenis ir augu šūnas daļa, kurā olbaltumvielas tiek sakārtotas un iepakotas. Olbaltumvielas ir samontētas struktūru iekšienē, ko sauc par ribosomām. Endoplazmatiskais tīklojums ir ar membrānu pārklāti organelli, kas pārvadā materiālus.

Kodols ir raksturīga eikariotu šūnas īpašība. Tas ir šūnas vadības centrs, ko saista dubultā membrāna, kas pazīstama kā kodola apvalks, un tā ir poraina membrāna, kas ļauj vielām iziet caur to. Kodolam ir svarīga loma olbaltumvielu veidošanā.

Augu šūnas ir dažāda veida, ieskaitot flīma, parenhīmas, sklerenhīmas, kolenhīmas un ksilēma šūnas.

Flīma šūnas transportē cukuru, ko lapas ražo visā augā. Šīs šūnas dzīvo pagātnē.

Augu galvenās šūnas ir parenhīmas šūnas, kas veido augu lapas un atvieglo vielmaiņu un pārtikas ražošanu. Šīs šūnas mēdz būt elastīgākas nekā citas, jo tās ir plānākas. Parenhīmas šūnas atrodas augu lapās, saknēs un stublājos.

Sklerenhīmas šūnas dod augam lielu atbalstu. Divu veidu sklerenhīmas šūnas ir šķiedra un sclereid. Šķiedru šūnas ir garas, slaidas šūnas, kas parasti veido pavedienus vai saišķus. Sclereid šūnas var notikt atsevišķi vai grupās, un tās var būt dažādās formās. Parasti tās pastāv augu saknēs un nedzīvo pēc brieduma, jo tām ir bieza sekundārā siena, kas satur lignīnu, galveno koka ķīmisko sastāvdaļu. Lignīns ir ārkārtīgi ciets un ūdensizturīgs, kas padara šūnas neiespējamu pietiekami ilgi apmainīties ar materiāliem, lai notiktu aktīvs metabolisms.

Augs saņem atbalstu arī no kolenhīmas šūnām, taču tās nav tik stingras kā sklerenhīmas šūnas. Kolenhīmas šūnas parasti atbalsta jauna auga daļas, kas joprojām aug, piemēram, kātu un lapas. Šīs šūnas stiepjas kopā ar augošo augu.

Ksilēma šūnas ir ūdeni vadošas šūnas, kas ūdens nogādā augu lapās. Šīs cietās šūnas, kas atrodas auga stublājos, saknēs un lapās, nedzīvo agrāk, bet to šūnu siena paliek brīva ūdens kustība visā augā.

Dažādi augu šūnu veidi veido dažāda veida audus, kuriem ir atšķirīgas funkcijas noteiktās auga daļās. Flīma šūnas un ksilēma šūnas veido asinsvadu audus, parenhīmas šūnas veido epidermas audus un parenhīmas šūnas, kolenhīmas šūnas un sklerenhīmas šūnas veido zemes audus.

Asinsvadu audi veido orgānus, kas transportē pārtiku, minerālvielas un ūdeni caur augu. Epidermas audi veido auga ārējos slāņus, izveidojot vaska pārklājumu, kas neļauj augam zaudēt pārāk daudz ūdens. Zemes audi veido lielāko daļu auga struktūras un veic daudz dažādu funkciju, tostarp uzglabāšanu, atbalstu un fotosintēzi.

Augi un dzīvnieki ir ārkārtīgi sarežģīti daudzšūnu organismi, kuriem ir dažas kopīgas daļas, piemēram, kodols, citoplazma, šūnu membrāna, mitohondriji un ribosomas. Viņu šūnas pilda tās pašas pamatfunkcijas: uzņem barības vielas no vides, izmanto šīs barības vielas, lai iegūtu enerģiju organismam, un izveido jaunas šūnas. Atkarībā no organisma šūnas var arī transportēt skābekli caur ķermeni, noņemt atkritumus, nosūtīt elektriskie signāli smadzenēm, pasargā no slimībām un - augu gadījumā - rada enerģiju no saules gaisma.

Tomēr ir dažas atšķirības starp augu šūnām un dzīvnieku šūnām. Atšķirībā no augu šūnām, dzīvnieku šūnās nav šūnu sienas, hloroplastu vai izcilu vakuolu. Ja aplūkojat abus šūnu veidus mikroskopā, augu šūnas centrā var redzēt lielas, izcilas vakuolas, turpretī dzīvnieku šūnā ir tikai maza, neuzkrītoša vakuola.

Dzīvnieku šūnas parasti ir mazākas nekā augu šūnas, un tām apkārt ir elastīga membrāna. Tas ļauj molekulām, barības vielām un gāzēm nokļūt šūnā. Atšķirības starp augu šūnām un dzīvnieku šūnām ļauj tām veikt dažādas funkcijas. Piemēram, dzīvniekiem ir specializētas šūnas, kas ļauj ātri pārvietoties, jo dzīvnieki ir kustīgi, turpretī augi nav kustīgi, un to stiprībai ir stingras šūnu sienas.

Dzīvnieku šūnām ir dažādi izmēri, un tām parasti ir neregulāras formas, bet augu šūnas pēc izmēra ir vairāk līdzīgas un parasti ir taisnstūrveida vai kuba formas.

Baktēriju un rauga šūnas ir diezgan atšķirīgas no augu un dzīvnieku šūnām. Iesācējiem tie ir vienšūnas organismi. Gan baktēriju šūnām, gan rauga šūnām ir citoplazma un membrāna, ko ieskauj šūnu siena. Rauga šūnās ir arī kodols, bet baktēriju šūnām nav atšķirīga kodola to ģenētiskajam materiālam.

Augi nodrošina dzīvnieku dzīvotni, pajumti un aizsardzību, palīdz veidot un saglabāt augsni, un no tiem tiek ražoti daudzi noderīgi produkti, piemēram:

• šķiedras
  
• zāles

Dažās pasaules daļās augu koksne ir galvenā degviela, ko izmanto cilvēku ēdienu gatavošanai un māju sildīšanai.

Augi ražo skābekli kā ķīmiskā procesa, ko sauc par fotosintēzi, atkritumus, kas, kā atzīmē Nebraskas Universitāte-Linkolna pagarinājums, burtiski nozīmē "salikt kopā ar gaismu. "Fotosintēzes laikā augi uzņem enerģiju no saules gaismas, lai oglekļa dioksīdu un ūdeni pārvērstu augšanai nepieciešamās molekulās, piemēram, fermentos, hlorofilā un cukuros.

Augos esošais hlorofils absorbē enerģiju no saules. Tas ļauj ražot glikozi, kas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa atomiem, pateicoties ķīmiskajai reakcijai starp oglekļa dioksīdu un ūdeni.

Glikoze, kas radusies fotosintēzes laikā, var tikt pārveidota par ķīmiskajām vielām, kas nepieciešamas augu šūnām. To var arī pārveidot par uzglabāšanas molekulu cieti, kuru vēlāk var pārveidot atpakaļ glikozē, kad tas nepieciešams augam. To var sadalīt arī procesā, ko sauc par elpošanu, kas atbrīvo glikozes molekulās uzkrāto enerģiju.

Lai notiktu fotosintēze, ir nepieciešamas daudzas struktūras augu šūnās. Hlorofils un fermenti atrodas hloroplastos. Kodolā atrodas DNS, kas nepieciešama fotosintēzē izmantoto olbaltumvielu ģenētiskā koda pārnēsāšanai. Augu šūnu membrāna atvieglo ūdens un gāzes kustību šūnā un ārpus tās, kā arī kontrolē citu molekulu pāreju.

Izšķīdušās vielas dažādos procesos pārvietojas šūnā un ārpus tās caur šūnas membrānu. Vienu no šiem procesiem sauc par difūziju. Tas ietver skābekļa un oglekļa dioksīda daļiņu brīvu pārvietošanos. Augsta oglekļa dioksīda koncentrācija pārvietojas lapā, savukārt liela skābekļa koncentrācija no lapas pārvietojas gaisā.

Ūdens pārvietojas pa šūnu membrānām, izmantojot procesu, ko sauc par osmozi. Tas dod augiem ūdeni caur saknēm. Osmozei nepieciešami divi šķīdumi ar dažādu koncentrāciju, kā arī daļēji caurlaidīga membrāna, kas tos atdala. Ūdens pāriet no mazāk koncentrēta šķīduma uz koncentrētāku šķīdumu līdz līmenim koncentrētākā šķīduma pusē membrāna paaugstinās un līmenis mazāk koncentrētā membrānas pusē krīt, līdz koncentrācija ir vienāda abās pusēs membrāna. Šajā brīdī ūdens molekulu kustība abos virzienos ir vienāda, un ūdens neto apmaiņa ir nulle.

Abas fotosintēzes daļas ir pazīstamas kā gaismas (no gaismas atkarīgas) reakcijas un tumšās vai oglekļa (no gaismas neatkarīgas) reakcijas. Gaismas reakcijām ir nepieciešama saules gaismas enerģija, tāpēc tās var notikt tikai dienas laikā. Vieglas reakcijas laikā ūdens tiek sadalīts un izdalās skābeklis. Viegla reakcija nodrošina arī ķīmisko enerģiju (organisko enerģijas molekulu ATP un NADPH formā), kas tumšās reakcijas laikā nepieciešama oglekļa dioksīda pārveidošanai ogļhidrātā.

Tumšai reakcijai nav nepieciešama saules gaisma, un tā notiek hloroplasta daļā, ko sauc par stromu. Ir iesaistīti vairāki fermenti, galvenokārt rubisco, kas ir visplašākais no visiem augu proteīniem un patērē visvairāk slāpekļa. Tumšā reakcijā enerģijas molekulu ražošanai izmanto gaismas reakcijas laikā radušos ATP un NADPH. Reakcijas cikls ir pazīstams kā Kalvina cikls vai Kalvina-Bensona cikls. ATP un NADPH kopā ar oglekļa dioksīdu un ūdeni iegūst galaproduktu - glikozi.