Znaczenie komórek roślinnych

Komórka jest najmniejszą jednostką życia zarówno roślin, jak i zwierząt. Bakteria jest przykładem organizmu jednokomórkowego, podczas gdy dorosły człowiek składa się z bilionów komórek. Komórki są więcej niż ważne – są niezbędne do życia, jakie znamy. Bez komórek nie przetrwałaby żadna żywa istota. Bez komórek roślinnych nie byłoby roślin. A bez roślin wszystkie żywe istoty zginą.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Rośliny, które składają się z różnych typów komórek zorganizowanych w tkanki, są głównymi producentami Ziemi. Bez komórek roślinnych nic nie mogłoby przetrwać na Ziemi.

Ogólnie komórki roślinne mają kształt prostokąta lub sześcianu i są większe niż komórki zwierzęce. Są jednak podobne do komórek zwierzęcych, ponieważ są komórkami eukariotycznymi, co oznacza, że ​​DNA komórki jest zamknięte w jądrze.

Komórki roślinne zawierają wiele struktur komórkowych, które pełnią funkcje niezbędne do funkcjonowania i przetrwania komórki. Komórka roślinna składa się ze ściany komórkowej, błony komórkowej i wielu struktur związanych z błoną (organelli), takich jak plastydy i wakuole. Ściana komórkowa, najbardziej zewnętrzna sztywna powłoka komórki, jest wykonana z celulozy i zapewnia wsparcie oraz ułatwia interakcję między komórkami. Składa się z trzech warstw: pierwotnej ściany komórkowej, wtórnej ściany komórkowej i środkowej blaszki. Błona komórkowa (czasami nazywana błoną plazmatyczną) jest zewnętrznym korpusem komórki, znajdującym się wewnątrz ściany komórkowej. Jego główną funkcją jest zapewnienie siły oraz ochrona przed infekcjami i stresem. Jest półprzepuszczalny, co oznacza, że ​​mogą przez nią przechodzić tylko niektóre substancje. Matryca przypominająca żel wewnątrz błony komórkowej nazywana jest cytozolem lub cytoplazmą, wewnątrz której rozwijają się wszystkie inne organelle komórkowe.

Każda organella w komórce roślinnej odgrywa ważną rolę. Plastydy przechowują produkty roślinne. Wakuole to wypełnione wodą organelle związane z błoną, które są również używane do przechowywania przydatnych materiałów. Mitochondria przeprowadzają oddychanie komórkowe i dostarczają komórkom energii. Chloroplast to wydłużony lub w kształcie dysku plastyd złożony z chlorofilu zielonego pigmentu. Wychwytuje energię świetlną i przekształca ją w energię chemiczną w procesie zwanym fotosyntezą. Ciało Golgiego jest częścią komórki roślinnej, w której białka są sortowane i pakowane. Białka są gromadzone w strukturach zwanych rybosomami. Retikulum endoplazmatyczne to organelle pokryte błoną, które transportują materiały.

Jądro jest charakterystyczną cechą komórki eukariotycznej. Jest to centrum kontrolne komórki połączone podwójną błoną znaną jako otoczka jądrowa i jest porowatą błoną, która umożliwia przenikanie substancji. Jądro odgrywa ważną rolę w tworzeniu białek.

Komórki roślinne występują w różnych typach, w tym komórki łyka, miąższu, sklerenchymy, kollenchymy i ksylemu.

Komórki łyka transportują cukier wytwarzany przez liście w całej roślinie. Te komórki żyją po osiągnięciu dojrzałości.

Głównymi komórkami roślin są komórki miąższu, które tworzą liście roślin i ułatwiają metabolizm i produkcję żywności. Te komórki są bardziej elastyczne niż inne, ponieważ są cieńsze. Komórki miąższu znajdują się w liściach, korzeniach i łodygach rośliny.

Komórki sklerenchymy dają roślinie ogromne wsparcie. Dwa rodzaje komórek twardzinowych to włókno i sklereid. Komórki włókien to długie, smukłe komórki, które normalnie tworzą pasma lub wiązki. Komórki sklereidów mogą występować pojedynczo lub w grupach i przybierać różne formy. Zwykle znajdują się w korzeniach rośliny i nie osiągają dojrzałości, ponieważ mają grubą ściankę wtórną zawierającą ligninę, główny składnik chemiczny drewna. Lignina jest niezwykle twarda i wodoodporna, co uniemożliwia komórkom wymianę materiałów na tyle długo, aby mógł zachodzić aktywny metabolizm.

Roślina otrzymuje również wsparcie z komórek kollenchymy, ale nie są one tak sztywne jak komórki sklerenchymy. Komórki Collenchyma zwykle wspierają części młodej rośliny, które wciąż rosną, takie jak łodyga i liście. Komórki te rozciągają się wraz z rozwijającą się rośliną.

Komórki ksylemu to komórki przewodzące wodę, które dostarczają wodę do liści rośliny. Te twarde komórki, obecne w łodygach, korzeniach i liściach rośliny, nie dożywają okresu dojrzałości, ale ich ściana komórkowa pozostaje, aby umożliwić swobodny przepływ wody po całej roślinie.

Różne typy komórek roślinnych tworzą różne typy tkanek, które pełnią różne funkcje w niektórych częściach rośliny. Komórki łyka i komórki ksylemu tworzą tkankę naczyniową, komórki miąższu tworzą tkankę naskórka i komórki miąższu, komórki kollenchymy i komórki sklerenchymy tworzą tkankę gruntową.

Tkanka naczyniowa tworzy narządy transportujące żywność, minerały i wodę przez roślinę. Tkanka naskórka tworzy zewnętrzne warstwy rośliny, tworząc woskową powłokę, która powstrzymuje roślinę przed utratą zbyt dużej ilości wody. Tkanka naziemna stanowi większość struktury rośliny i pełni wiele różnych funkcji, w tym przechowywanie, podtrzymywanie i fotosyntezę.

Zarówno rośliny, jak i zwierzęta są niezwykle złożonymi organizmami wielokomórkowymi, których niektóre części są wspólne, takie jak jądro komórkowe, cytoplazma, błona komórkowa, mitochondria i rybosomy. Ich komórki spełniają te same podstawowe funkcje: pobierają składniki odżywcze ze środowiska, wykorzystują je do wytwarzania energii dla organizmu i tworzą nowe komórki. W zależności od organizmu komórki mogą również transportować tlen przez organizm, usuwać odpady, wysyłać sygnały elektryczne do mózgu, chronią przed chorobami i – w przypadku roślin – wytwarzają energię z światło słoneczne.

Istnieją jednak pewne różnice między komórkami roślinnymi a komórkami zwierzęcymi. W przeciwieństwie do komórek roślinnych, komórki zwierzęce nie zawierają ściany komórkowej, chloroplastu ani wyraźnej wakuoli. Jeśli spojrzysz na oba typy komórek pod mikroskopem, zobaczysz duże, wyraźne wakuole w środku komórki roślinnej, podczas gdy komórka zwierzęca ma tylko małą, niepozorną wakuolę.

Komórki zwierzęce są zazwyczaj mniejsze niż komórki roślinne i mają wokół siebie elastyczną błonę. Dzięki temu cząsteczki, składniki odżywcze i gazy przedostają się do komórki. Różnice między komórkami roślinnymi a komórkami zwierzęcymi pozwalają im pełnić różne funkcje. Na przykład zwierzęta mają wyspecjalizowane komórki, które umożliwiają szybki ruch, ponieważ zwierzęta są ruchome, podczas gdy rośliny nie są ruchome i mają sztywne ściany komórkowe zapewniające dodatkową siłę.

Komórki zwierzęce mają różne rozmiary i zwykle mają nieregularne kształty, ale komórki roślinne są bardziej podobne pod względem wielkości i zazwyczaj mają kształt prostokąta lub sześcianu.

Komórki bakteryjne i drożdżowe są zupełnie inne niż komórki roślinne i zwierzęce. Na początek są to organizmy jednokomórkowe. Zarówno komórki bakteryjne, jak i komórki drożdży mają cytoplazmę i błonę otoczoną ścianą komórkową. Komórki drożdży również mają jądro, ale komórki bakteryjne nie mają odrębnego jądra dla swojego materiału genetycznego.

Rośliny zapewniają zwierzętom siedlisko, schronienie i ochronę, pomagają w produkcji i ochronie gleby oraz są wykorzystywane do wytwarzania wielu użytecznych produktów, takich jak:

• włókna
  
• leki

W niektórych częściach świata drewno roślinne jest podstawowym paliwem używanym do gotowania posiłków i ogrzewania domów.

Rośliny wytwarzają tlen jako produkt odpadowy procesu chemicznego zwanego fotosyntezą, co, jak zauważa University of Nebraska-Lincoln Extension, dosłownie oznacza: „połączyć ze światłem. Podczas fotosyntezy rośliny pobierają energię ze światła słonecznego, aby przekształcić dwutlenek węgla i wodę w cząsteczki niezbędne do wzrostu, takie jak enzymy, chlorofil i cukry.

Chlorofil w roślinach pochłania energię słoneczną. Umożliwia to produkcję glukozy, składającej się z atomów węgla, wodoru i tlenu, dzięki reakcji chemicznej między dwutlenkiem węgla a wodą.

Glukoza wytwarzana podczas fotosyntezy może zostać przekształcona w substancje chemiczne potrzebne komórkom roślinnym do wzrostu. Może również zostać przekształcony w skrobię magazynującą, która później może zostać z powrotem przekształcona w glukozę, gdy jest potrzebna przez roślinę. Może również ulec rozkładowi podczas procesu zwanego oddychaniem, który uwalnia energię zmagazynowaną w cząsteczkach glukozy.

Do fotosyntezy koniecznych jest wiele struktur wewnątrz komórek roślinnych. Chlorofil i enzymy są zawarte w chloroplastach. W jądrze znajduje się DNA niezbędny do przenoszenia kodu genetycznego białek wykorzystywanych w fotosyntezie. Błona komórkowa rośliny ułatwia przepływ wody i gazu do iz komórki, a także kontroluje przechodzenie innych cząsteczek.

Rozpuszczone substancje przemieszczają się do iz komórki przez błonę komórkową w różnych procesach. Jeden z tych procesów nazywa się dyfuzją. Wiąże się to ze swobodnym przepływem cząsteczek tlenu i dwutlenku węgla. Wysokie stężenie dwutlenku węgla przenosi się do liścia, podczas gdy wysokie stężenie tlenu unosi się z liścia do powietrza.

Woda przemieszcza się przez błony komórkowe w procesie zwanym osmozą. To właśnie dostarcza roślinom wodę poprzez korzenie. Osmoza wymaga dwóch roztworów o różnych stężeniach oraz oddzielającej je półprzepuszczalnej membrany. Woda przemieszcza się z mniej stężonego roztworu do bardziej stężonego roztworu, aż do poziomu po bardziej skoncentrowanej stronie membrana podnosi się, a poziom po mniej skoncentrowanej stronie membrany spada, aż stężenie będzie takie samo po obu stronach membrany membrana. W tym momencie ruch cząsteczek wody jest taki sam w obu kierunkach, a wymiana netto wody wynosi zero.

Dwie części fotosyntezy są znane jako reakcje jasne (zależne od światła) oraz reakcje ciemne lub węglowe (niezależne od światła). Reakcje świetlne wymagają energii ze światła słonecznego, więc mogą zachodzić tylko w ciągu dnia. Podczas lekkiej reakcji woda ulega rozszczepieniu i uwalniany jest tlen. Lekka reakcja dostarcza również energii chemicznej (w postaci organicznych cząsteczek energii ATP i NADPH) potrzebnej podczas ciemnej reakcji do przekształcenia dwutlenku węgla w węglowodan.

Ciemna reakcja nie wymaga światła słonecznego i zachodzi w części chloroplastu zwanej zrębem. Zaangażowanych jest kilka enzymów, głównie rubisco, które jest najbardziej obfite ze wszystkich białek roślinnych i zużywa najwięcej azotu. Ciemna reakcja wykorzystuje ATP i NADPH wytworzone podczas jasnej reakcji do wytworzenia cząsteczek energii. Cykl reakcji jest znany jako cykl Calvina lub cykl Calvina-Bensona. ATP i NADPH łączą się z dwutlenkiem węgla i wodą, tworząc produkt końcowy, glukozę.