Dôležitosť rastlinných buniek

Bunka je najmenšou jednotkou života rastlín i živočíchov. Baktéria je príkladom jednobunkového organizmu, zatiaľ čo dospelý človek je tvorený biliónmi buniek. Bunky sú viac ako dôležité - sú životne dôležité pre život, ako ho poznáme. Bez buniek by neprežil žiadny živý tvor. Bez rastlinných buniek by neexistovali žiadne rastliny. A bez rastlín by všetko živé zomrelo.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Rastliny, ktoré sú zložené z rôznych typov buniek usporiadaných do tkanív, sú primárnymi producentmi Zeme. Bez rastlinných buniek by na Zemi nemohlo prežiť nič.

Rastlinné bunky majú spravidla obdĺžnikový alebo kockový tvar a sú väčšie ako živočíšne bunky. Sú však podobné živočíšnym bunkám v tom, že sú to eukaryotické bunky, čo znamená, že DNA bunky je uzavretá vo vnútri jadra.

Rastlinné bunky obsahujú veľa bunkových štruktúr, ktoré vykonávajú funkcie nevyhnutné pre fungovanie a prežitie bunky. Rastlinná bunka je tvorená bunkovou stenou, bunkovou membránou a mnohými štruktúrami viazanými na membránu (organely), ako sú plastidy a vakuoly. Bunková stena, najvzdialenejší tuhý obal bunky, je vyrobená z celulózy a poskytuje podporu a uľahčuje interakciu medzi bunkami. Skladá sa z troch vrstiev: primárna bunková stena, sekundárna bunková stena a stredná lamela. Bunková membrána (niekedy nazývaná plazmatická membrána) je vonkajšie telo bunky vo vnútri bunkovej steny. Jeho hlavnou funkciou je dodávať silu a chrániť pred infekciou a stresom. Je polopriepustný, čo znamená, že ním môžu prechádzať iba určité látky. Gélovitá matrica vo vnútri bunkovej membrány sa nazýva cytosol alebo cytoplazma, vo vnútri ktorej sa vyvíjajú všetky ostatné bunkové organely.

Každá organela v rastlinnej bunke má dôležitú úlohu. Plastidy skladujú rastlinné produkty. Vakuoly sú vodou plnené, na membránu viazané organely, ktoré sa tiež používajú na ukladanie užitočných materiálov. Mitochondrie uskutočňujú bunkové dýchanie a dodávajú bunkám energiu. Chloroplast je podlhovastý alebo diskovitý plastid vyrobený zo zeleného pigmentu chlorofylu. Zachytáva svetelnú energiu a prevádza ju na chemickú energiu pomocou procesu nazývaného fotosyntéza. Golgiho telo je časť rastlinnej bunky, v ktorej sú bielkoviny triedené a balené. Proteíny sa zhromažďujú vo vnútri štruktúr nazývaných ribozómy. Endoplazmatické retikulum sú membránou pokryté organely, ktoré transportujú materiály.

Jadro je charakteristickou vlastnosťou eukaryotickej bunky. Je to riadiace centrum bunky viazané dvojitou membránou známou ako jadrový obal a je to porézna membrána, ktorá umožňuje látkam prechádzať cez ňu. Jadro hrá dôležitú úlohu pri tvorbe bielkovín.

Rastlinné bunky prichádzajú v rôznych druhoch, vrátane buniek floému, parenchýmu, sklerenchýmu, kolenchymu a xylemových buniek.

Floemové bunky prenášajú cukor produkovaný listami v celej rastline. Tieto bunky žijú v dospelosti.

Hlavnými bunkami rastlín sú bunky parenchýmu, ktoré tvoria listy rastlín a uľahčujú metabolizmus a produkciu potravy. Tieto bunky majú tendenciu byť pružnejšie ako iné, pretože sú tenšie. Bunky parenchýmu sa nachádzajú v listoch, koreňoch a stonkách rastliny.

Bunky sklerenchýmu poskytujú rastline veľkú podporu. Dva typy buniek sklerenchýmu sú vláknina a skleroid. Vláknové bunky sú dlhé, štíhle bunky, ktoré zvyčajne tvoria vlákna alebo zväzky. Skleroidné bunky sa môžu vyskytovať jednotlivo alebo v skupinách a majú rôzne formy. Spravidla existujú v koreňoch rastliny a nežijú po zrelosti, pretože majú hrubú sekundárnu stenu obsahujúcu lignín, hlavnú chemickú zložku dreva. Lignin je extrémne tvrdý a vodotesný, čo znemožňuje bunkám výmenu látok dostatočne dlho na to, aby došlo k aktívnemu metabolizmu.

Rastlina tiež dostáva podporu z buniek kolenchymu, ale nie sú také tuhé ako bunky sklerenchymu. Bunky collenchyma obyčajne poskytujú podporu mladým rastlinám, ktoré stále rastú, ako napríklad stonka a listy. Tieto bunky sa tiahnu spolu s vyvíjajúcou sa rastlinou.

Xylemové bunky sú bunky vodivé vo vode, ktoré privádzajú vodu do listov rastliny. Tieto tvrdé bunky prítomné v stonkách, koreňoch a listoch rastliny nežijú po dospelosti, ale ich bunková stena zostáva tak, aby umožňovala voľný pohyb vody v celej rastline.

Rôzne typy rastlinných buniek tvoria rôzne typy tkanív, ktoré majú v určitých častiach rastliny odlišné funkcie. Floemové bunky a xylemové bunky tvoria vaskulárne tkanivo, bunky parenchýmu tvoria epidermálne tkanivo a bunky parenchýmu, bunky kolenchymu a bunky sklerenchymu tvoria mleté ​​tkanivo.

Cievne tkanivo tvorí orgány, ktoré transportujú potravu, minerály a vodu cez rastlinu. Epidermálne tkanivo vytvára vonkajšie vrstvy rastliny a vytvára voskovitý povlak, ktorý bráni rastline stratiť príliš veľa vody. Pomleté ​​tkanivo tvorí podstatnú časť štruktúry rastliny a vykonáva mnoho rôznych funkcií, vrátane skladovania, podpory a fotosyntézy.

Rastliny aj zvieratá sú mimoriadne zložité mnohobunkové organizmy, ktoré majú spoločné niektoré časti, ako napríklad jadro, cytoplazma, bunková membrána, mitochondrie a ribozómy. Ich bunky plnia rovnaké základné funkcie: prijímajú živiny z prostredia, používajú ich na výrobu energie pre organizmus a vytvárajú nové bunky. V závislosti na organizme môžu bunky tiež transportovať kyslík cez telo, odstraňovať odpad, odosielať elektrické signály do mozgu, chrániť pred chorobami a - v prípade rastlín - vyrábať energiu z slnečné svetlo.

Medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami však existujú určité rozdiely. Na rozdiel od rastlinných buniek živočíšne bunky neobsahujú bunkovú stenu, chloroplast alebo prominentnú vakuolu. Ak si pozriete obidva typy buniek pod mikroskopom, uvidíte veľké a výrazné vakuoly v strede rastlinnej bunky, zatiaľ čo živočíšna bunka má iba malú, nenápadnú vakuolu.

Živočíšne bunky sú zvyčajne menšie ako rastlinné bunky a majú okolo seba pružnú membránu. To umožňuje molekulám, živinám a plynom prechádzať do bunky. Rozdiely medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami im umožňujú plniť rôzne funkcie. Napríklad zvieratá majú špecializované bunky, ktoré umožňujú rýchly pohyb, pretože zvieratá sú mobilné, zatiaľ čo rastliny nie sú mobilné a pre pevnosť majú pevné steny buniek.

Živočíšne bunky majú rôzne veľkosti a majú tendenciu mať nepravidelné tvary, ale rastlinné bunky sú si svojou veľkosťou podobnejšie a majú zvyčajne obdĺžnikový alebo kockový tvar.

Bakteriálne a kvasinkové bunky sa úplne líšia od buniek rastlinných a živočíšnych. Pre začiatočníkov sú to jednobunkové organizmy. Bakteriálne aj kvasinkové bunky majú cytoplazmu a membránu obklopenú bunkovou stenou. Bunky kvasiniek majú tiež jadro, ale bakteriálne bunky nemajú zreteľné jadro pre svoj genetický materiál.

Rastliny poskytujú zvieratám biotop, úkryt a ochranu, pomáhajú pri vytváraní a ochrane pôdy a používajú sa na výrobu mnohých užitočných produktov, ako napríklad:

• vlákna
  
• lieky

V niektorých častiach sveta je drevo z rastlín primárnym palivom používaným na varenie jedál a ohrievanie ich domovov.

Rastliny produkujú kyslík ako odpadový produkt chemického procesu nazývaného fotosyntéza, čo, ako poznamenáva rozšírenie University of Nebraska-Lincoln, doslova znamená, “dať dokopy so svetlom. „Počas fotosyntézy rastliny berú energiu zo slnečného žiarenia na premenu oxidu uhličitého a vody na molekuly potrebné pre rast, ako sú enzýmy, chlorofyl a cukry.

Chlorofyl v rastlinách absorbuje energiu zo slnka. To umožňuje produkciu glukózy tvorenej atómami uhlíka, vodíka a kyslíka vďaka chemickej reakcii medzi oxidom uhličitým a vodou.

Glukóza vyrobená počas fotosyntézy sa môže transformovať na chemikálie, ktoré rastové bunky potrebujú na rast. Môže sa tiež konvertovať na zásobnú molekulu škrobu, ktorý sa môže neskôr previesť späť na glukózu, ak to rastlina potrebuje. Môže sa tiež rozkladať počas procesu nazývaného dýchanie, pri ktorom sa uvoľňuje energia uložená v molekulách glukózy.

Na uskutočnenie fotosyntézy je potrebných veľa štruktúr vo vnútri rastlinných buniek. Chlorofyl a enzýmy sú obsiahnuté v chloroplastoch. V jadre sa nachádza DNA nevyhnutná na uskutočnenie genetického kódu pre proteíny používané pri fotosyntéze. Bunková membrána rastliny uľahčuje pohyb vody a plynu do a z bunky a tiež riadi priechod ďalších molekúl.

Rozpustené látky sa pohybujú dovnútra a von z bunky cez bunkovú membránu rôznymi procesmi. Jeden z týchto procesov sa nazýva difúzia. Jedná sa o voľný pohyb častíc kyslíka a oxidu uhličitého. Vysoká koncentrácia oxidu uhličitého sa pohybuje do listu, zatiaľ čo vysoká koncentrácia kyslíka z listu do vzduchu.

Voda sa pohybuje cez bunkové membrány procesom nazývaným osmóza. To dáva rastlinám vodu prostredníctvom koreňov. Osmóza vyžaduje dva roztoky s rôznymi koncentráciami, ako aj polopriepustnú membránu, ktorá ich oddeľuje. Voda sa pohybuje z menej koncentrovaného roztoku do koncentrovanejšieho, až kým nedosiahne hladinu na koncentrovanejšej strane membrána stúpa a hladina na menej koncentrovanej strane membrány klesá, kým koncentrácia nie je rovnaká na oboch stranách membrány membrána. V tomto okamihu je pohyb molekúl vody v oboch smeroch rovnaký a čistá výmena vody je nulová.

Dve časti fotosyntézy sú známe ako reakcie svetla (závislé od svetla) a tmy alebo uhlíkové reakcie (nezávislé od svetla). Svetelné reakcie potrebujú energiu zo slnečného žiarenia, takže k nim môže dôjsť iba cez deň. Počas ľahkej reakcie sa voda štiepi a uvoľňuje kyslík. Svetelná reakcia tiež poskytuje chemickú energiu (vo forme molekúl organickej energie ATP a NADPH) potrebnú počas tmavej reakcie na premenu oxidu uhličitého na uhľohydrát.

Tmavá reakcia nevyžaduje slnečné svetlo a prebieha v časti chloroplastov nazývanej stróma. Zahŕňa niekoľko enzýmov, hlavne rubisco, ktoré je najhojnejšie množstvo zo všetkých rastlinných bielkovín a spotrebúva najviac dusíka. Temná reakcia využíva na výrobu molekúl energie ATP a NADPH produkované počas svetelnej reakcie. Reakčný cyklus je známy ako Calvinov cyklus alebo Calvin-Bensonov cyklus. ATP a NADPH sa kombinujú s oxidom uhličitým a vodou, aby vytvorili konečný produkt, glukózu.