ความสำคัญของเซลล์พืช

เซลล์เป็นหน่วยชีวิตที่เล็กที่สุดทั้งในพืชและสัตว์ แบคทีเรียเป็นตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ในขณะที่มนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ประกอบด้วยเซลล์หลายล้านล้านเซลล์ เซลล์มีความสำคัญมากกว่า – มีความสำคัญต่อชีวิตอย่างที่เราทราบ หากไม่มีเซลล์ สิ่งมีชีวิตก็ไม่อาจดำรงอยู่ได้ ถ้าไม่มีเซลล์พืชก็ไม่มีพืช และถ้าไม่มีพืช สิ่งมีชีวิตทั้งหมดก็จะตาย

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

พืชซึ่งประกอบด้วยเซลล์หลายชนิดที่จัดเป็นเนื้อเยื่อ เป็นผู้ผลิตหลักของโลก หากไม่มีเซลล์พืช ก็ไม่มีอะไรสามารถอยู่รอดได้บนโลก

โดยทั่วไป เซลล์พืชจะมีรูปทรงสี่เหลี่ยมหรือลูกบาศก์และมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์สัตว์ อย่างไรก็ตาม พวกมันคล้ายกับเซลล์สัตว์ตรงที่พวกมันเป็นเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งหมายความว่า DNA ของเซลล์นั้นอยู่ภายในนิวเคลียส

เซลล์พืชมีโครงสร้างเซลล์จำนวนมาก ซึ่งทำหน้าที่ที่จำเป็นสำหรับเซลล์ในการทำงานและอยู่รอด เซลล์พืชประกอบด้วยผนังเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ และโครงสร้างที่จับกับเมมเบรน (ออร์แกเนลล์) จำนวนมาก เช่น พลาสติดและแวคิวโอล ผนังเซลล์ซึ่งเป็นส่วนหุ้มชั้นนอกสุดของเซลล์ ทำจากเซลลูโลสและให้การสนับสนุนและอำนวยความสะดวกในการทำงานร่วมกันระหว่างเซลล์ ประกอบด้วยสามชั้น: ผนังเซลล์ปฐมภูมิ ผนังเซลล์ทุติยภูมิ และแผ่นชั้นกลาง เยื่อหุ้มเซลล์ (บางครั้งเรียกว่าพลาสมาเมมเบรน) คือส่วนนอกของเซลล์ ภายในผนังเซลล์ หน้าที่หลักของมันคือการให้ความแข็งแรงและป้องกันการติดเชื้อและความเครียด เป็นแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งหมายความว่ามีเพียงสารบางชนิดเท่านั้นที่สามารถผ่านเข้าไปได้ เมทริกซ์คล้ายเจลภายในเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่า ไซโตซอล หรือ ไซโตพลาสซึม ซึ่งภายในซึ่งออร์แกเนลล์เซลล์อื่นๆ พัฒนา

ทุกออร์แกเนลล์ภายในเซลล์พืชมีบทบาทสำคัญ Plastids เก็บผลิตภัณฑ์จากพืช แวคิวโอลเป็นออร์แกเนลล์ที่หุ้มด้วยเมมเบรนซึ่งเต็มไปด้วยน้ำ ซึ่งใช้สำหรับเก็บวัสดุที่มีประโยชน์ด้วย ไมโตคอนเดรียทำการหายใจระดับเซลล์และให้พลังงานแก่เซลล์ คลอโรพลาสต์เป็นพลาสติดที่ยาวหรือมีรูปร่างเป็นแผ่นซึ่งประกอบด้วยคลอโรฟิลล์เม็ดสีเขียว มันดักจับพลังงานแสงและแปลงเป็นพลังงานเคมีผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ร่างกายกอลจิเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์พืชที่มีการคัดแยกและบรรจุโปรตีน โปรตีนถูกประกอบเข้าด้วยกันภายในโครงสร้างที่เรียกว่าไรโบโซม Endoplasmic reticulum เป็นออร์แกเนลล์ที่หุ้มด้วยเมมเบรนซึ่งขนส่งวัสดุ

นิวเคลียสเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ยูคาริโอต มันคือศูนย์ควบคุมของเซลล์ที่ถูกผูกไว้ด้วยเมมเบรนสองชั้นที่เรียกว่าเปลือกนิวเคลียส และเป็นเมมเบรนที่มีรูพรุนที่ช่วยให้สารผ่านเข้าไปได้ นิวเคลียสมีบทบาทสำคัญในการสร้างโปรตีน

เซลล์พืชมีหลายประเภท ได้แก่ โฟลเอ็ม พาเรงคิมา สเคลอเรนคิมา คอลลินไคมา และเซลล์ไซเลม

เซลล์พลอยขนส่งน้ำตาลที่ผลิตโดยใบทั่วทั้งพืช เซลล์เหล่านี้มีอายุครบกำหนด

เซลล์หลักของพืชคือเซลล์พาเรงคิมาซึ่งประกอบเป็นใบพืชและอำนวยความสะดวกในการเผาผลาญอาหารและการผลิตอาหาร เซลล์เหล่านี้มักจะมีความยืดหยุ่นมากกว่าเซลล์อื่นเพราะบางกว่า เซลล์พาเรงคิมาพบได้ในใบ ราก และลำต้นของพืช

เซลล์ Sclerenchyma ให้การสนับสนุนอย่างมากแก่พืช เซลล์ sclerenchyma สองประเภทคือเส้นใยและเซลล์ประสาท ไฟเบอร์เซลล์เป็นเซลล์ที่ยาวและเรียวซึ่งปกติแล้วจะก่อตัวเป็นเกลียวหรือมัดรวมกัน เซลล์ Sclereid อาจเกิดขึ้นทีละตัวหรือเป็นกลุ่มและมาในรูปแบบต่างๆ มักมีอยู่ในรากของพืชและไม่โตเต็มที่เพราะมีผนังรองหนาที่มีลิกนินซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีหลักของไม้ ลิกนินมีความแข็งมากและกันน้ำได้ ซึ่งทำให้เซลล์ไม่สามารถแลกเปลี่ยนวัสดุได้นานเพียงพอสำหรับการเผาผลาญที่เกิดขึ้น

พืชยังได้รับการสนับสนุนจากเซลล์ collenchyma แต่ก็ไม่แข็งเท่าเซลล์ sclerenchyma เซลล์คอลลินไคมามักจะรองรับส่วนต่างๆ ของต้นอ่อนที่ยังคงเติบโต เช่น ลำต้นและใบ เซลล์เหล่านี้ยืดออกพร้อมกับพืชที่กำลังพัฒนา

เซลล์ไซเลมเป็นเซลล์นำน้ำซึ่งนำน้ำมาสู่ใบพืช เซลล์แข็งเหล่านี้ซึ่งมีอยู่ในลำต้น ราก และใบของพืช ไม่ได้มีอายุเกินกำหนด แต่ผนังเซลล์ของพวกมันจะคงอยู่เพื่อให้น้ำไหลได้อย่างอิสระทั่วทั้งต้น

เซลล์พืชประเภทต่างๆ ก่อให้เกิดเนื้อเยื่อประเภทต่างๆ ซึ่งมีหน้าที่แตกต่างกันไปในบางส่วนของพืช เซลล์ Phloem และเซลล์ xylem ก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อหลอดเลือด เซลล์ parenchyma ก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อผิวหนังและเซลล์ parenchyma เซลล์ collenchyma และเซลล์ sclerenchyma ก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อพื้น

เนื้อเยื่อหลอดเลือดสร้างอวัยวะที่ขนส่งอาหาร แร่ธาตุ และน้ำผ่านพืช เนื้อเยื่อของผิวหนังชั้นนอกสร้างชั้นนอกของพืช ทำให้เกิดชั้นเคลือบคล้ายขี้ผึ้งที่ช่วยป้องกันไม่ให้พืชสูญเสียน้ำมากเกินไป เนื้อเยื่อพื้นดินก่อให้เกิดโครงสร้างส่วนใหญ่ของพืชและทำหน้าที่ต่างๆ มากมาย รวมทั้งการจัดเก็บ การสนับสนุน และการสังเคราะห์ด้วยแสง

พืชและสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง โดยมีบางส่วนที่เหมือนกัน เช่น นิวเคลียส ไซโตพลาสซึม เยื่อหุ้มเซลล์ ไมโทคอนเดรีย และไรโบโซม เซลล์ของพวกมันทำหน้าที่พื้นฐานที่เหมือนกัน นั่นคือ การรับสารอาหารจากสิ่งแวดล้อม การใช้สารอาหารเหล่านั้นเพื่อสร้างพลังงานให้กับสิ่งมีชีวิต และสร้างเซลล์ใหม่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิต เซลล์อาจขนส่งออกซิเจนผ่านร่างกาย กำจัดของเสีย ส่ง สัญญาณไฟฟ้าไปยังสมอง ป้องกันโรค และ – ในกรณีของพืช – สร้างพลังงานจาก แสงแดด.

อย่างไรก็ตาม เซลล์พืชและเซลล์สัตว์มีความแตกต่างกัน เซลล์สัตว์ต่างจากเซลล์พืช เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์ คลอโรพลาสต์ หรือแวคิวโอลที่โดดเด่น หากคุณดูเซลล์ทั้งสองประเภทด้วยกล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นแวคิวโอลขนาดใหญ่ที่โดดเด่นอยู่ตรงกลางเซลล์พืช ในขณะที่เซลล์สัตว์มีเพียงแวคิวโอลขนาดเล็กที่ไม่เด่นสะดุดตา

โดยทั่วไปเซลล์สัตว์จะมีขนาดเล็กกว่าเซลล์พืชและมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่ยืดหยุ่นได้รอบตัว ซึ่งช่วยให้โมเลกุล สารอาหาร และก๊าซผ่านเข้าสู่เซลล์ได้ ความแตกต่างระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ทำให้พวกมันทำหน้าที่ต่างกันไป ตัวอย่างเช่น สัตว์มีเซลล์พิเศษเพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ได้รวดเร็วเนื่องจากสัตว์เคลื่อนที่ได้ ในขณะที่พืชไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และมีผนังเซลล์ที่แข็งเพื่อเพิ่มความแข็งแรง

เซลล์สัตว์มีหลายขนาดและมีแนวโน้มที่จะมีรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอ แต่เซลล์พืชจะมีขนาดใกล้เคียงกันมากกว่าและโดยทั่วไปแล้วจะมีรูปทรงสี่เหลี่ยมหรือรูปทรงลูกบาศก์

เซลล์แบคทีเรียและยีสต์ค่อนข้างแตกต่างจากเซลล์พืชและสัตว์ สำหรับการเริ่มต้น พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ทั้งเซลล์แบคทีเรียและเซลล์ยีสต์มีไซโตพลาสซึมและเยื่อหุ้มเซลล์ล้อมรอบด้วยผนังเซลล์ เซลล์ยีสต์ก็มีนิวเคลียสเช่นกัน แต่เซลล์แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียสที่ชัดเจนสำหรับสารพันธุกรรมของพวกมัน

พืชให้ที่อยู่อาศัย ที่พักพิง และปกป้องสัตว์ ช่วยในการสร้างและอนุรักษ์ดิน และถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์มากมาย เช่น:

• เส้นใย
  
• ยา

ในบางส่วนของโลก ไม้จากพืชเป็นเชื้อเพลิงหลักในการปรุงอาหารของผู้คนและให้ความร้อนแก่บ้านของพวกเขา

พืชผลิตออกซิเจนเป็นของเสียจากกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งตามที่มหาวิทยาลัยเนแบรสกา-ลินคอล์น ส่วนขยายระบุไว้ หมายความตามตัวอักษรว่า "มาประกอบกันด้วยแสง ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะใช้พลังงานจากแสงแดดเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นโมเลกุลที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต เช่น เอนไซม์ คลอโรฟิลล์ และน้ำตาล

คลอโรฟิลล์ในพืชดูดซับพลังงานจากแสงแดด ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตกลูโคสซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ด้วยปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

กลูโคสที่ทำขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงอาจเปลี่ยนเป็นสารเคมีที่เซลล์พืชจำเป็นต้องเติบโต นอกจากนี้ยังอาจถูกแปลงเป็นแป้งโมเลกุลในการเก็บรักษาซึ่งภายหลังสามารถเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสได้เมื่อพืชต้องการ นอกจากนี้ยังอาจถูกทำลายลงในระหว่างกระบวนการที่เรียกว่าการหายใจ ซึ่งจะปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ภายในโมเลกุลกลูโคส

โครงสร้างหลายอย่างภายในเซลล์พืชจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์แสง คลอโรฟิลล์และเอ็นไซม์อยู่ภายในคลอโรพลาสต์ นิวเคลียสเป็นที่อยู่ของ DNA ที่จำเป็นสำหรับการนำรหัสพันธุกรรมของโปรตีนที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง เยื่อหุ้มเซลล์ของพืชอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของน้ำและก๊าซเข้าและออกจากเซลล์ และยังควบคุมการเคลื่อนผ่านของโมเลกุลอื่นๆ

สารที่ละลายน้ำจะเคลื่อนเข้าและออกจากเซลล์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านกระบวนการต่างๆ หนึ่งในกระบวนการเหล่านี้เรียกว่าการแพร่กระจาย สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของออกซิเจนและอนุภาคคาร์บอนไดออกไซด์อย่างอิสระ คาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงจะเคลื่อนเข้าสู่ใบไม้ ในขณะที่ออกซิเจนที่มีความเข้มข้นสูงจะเคลื่อนออกจากใบไม้ไปในอากาศ

น้ำเคลื่อนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าออสโมซิส นี่คือสิ่งที่ให้น้ำแก่พืชผ่านทางรากของมัน ออสโมซิสต้องการสารละลายสองชนิดที่มีความเข้มข้นต่างกัน รวมทั้งเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพื่อแยกสารออกจากกัน น้ำเคลื่อนจากสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าไปเป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่า จนถึงระดับที่ด้านที่มีความเข้มข้นมากกว่าของ เมมเบรนเพิ่มขึ้นและระดับด้านที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าของเมมเบรนลดลงจนความเข้มข้นเท่ากันทั้งสองด้านของเมมเบรน เมมเบรน ณ จุดนี้การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำจะเหมือนกันทั้งสองทิศทางและการแลกเปลี่ยนสุทธิของน้ำเป็นศูนย์

การสังเคราะห์ด้วยแสงทั้งสองส่วนเรียกว่าปฏิกิริยาแสง (ขึ้นอยู่กับแสง) และปฏิกิริยาความมืดหรือคาร์บอน (ที่ไม่ขึ้นกับแสง) ปฏิกิริยาของแสงต้องการพลังงานจากแสงแดด จึงสามารถเกิดขึ้นได้ในเวลากลางวันเท่านั้น ระหว่างปฏิกิริยาเบา น้ำจะถูกแยกออกและปล่อยออกซิเจน ปฏิกิริยาแสงยังให้พลังงานเคมี (ในรูปของโมเลกุลพลังงานอินทรีย์ ATP และ NADPH) ที่จำเป็นในระหว่างปฏิกิริยามืดเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต

ปฏิกิริยาที่มืดไม่ต้องการแสงแดดและเกิดขึ้นในส่วนของคลอโรพลาสต์ที่เรียกว่าสโตรมา เอนไซม์หลายชนิดมีส่วนเกี่ยวข้อง ส่วนใหญ่เป็น rubisco ซึ่งเป็นโปรตีนจากพืชที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดและใช้ไนโตรเจนมากที่สุด ปฏิกิริยามืดใช้ ATP และ NADPH ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาแสงเพื่อผลิตโมเลกุลพลังงาน วัฏจักรปฏิกิริยาเรียกว่าวัฏจักรคาลวินหรือวัฏจักรคาลวิน - เบ็นสัน ATP และ NADPH รวมกับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือกลูโคส