Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Структура на растителните клетки
- Части за растителни клетки
- Видове растителни клетки
- Растителни клетки срещу животински клетки
- Значение на растенията
- Растения и фотосинтеза
- Светли и тъмни реакции
Клетката е най-малката единица от живота както при растенията, така и при животните. Бактерията е пример за едноклетъчен организъм, докато възрастният човек е съставен от трилиони клетки. Клетките са повече от важни - те са жизненоважни за живота, както го познаваме. Без клетки никое живо същество не би оцеляло. Без растителни клетки нямаше да има растения. И без растения всички живи същества щяха да умрат.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Растенията, които се състоят от различни видове клетки, организирани в тъкани, са основните производители на Земята. Без растителни клетки нищо не би могло да оцелее на Земята.
Структура на растителните клетки
По принцип растителните клетки са с правоъгълна или кубична форма и са по-големи от животинските клетки. Те обаче са подобни на животинските клетки по това, че са еукариотни клетки, което означава, че клетките ДНК са затворени вътре в ядрото.
Растителните клетки съдържат много клетъчни структури, които изпълняват функции, необходими за функционирането и оцеляването на клетката. Растителна клетка е изградена от клетъчна стена, клетъчна мембрана и много мембранно свързани структури (органели), като пластиди и вакуоли. Клетъчната стена, най-външната твърда покривка на клетката, е направена от целулоза и осигурява подкрепа и улеснява взаимодействието между клетките. Състои се от три слоя: първичната клетъчна стена, вторичната клетъчна стена и средната ламела. Клетъчната мембрана (понякога наричана плазмена мембрана) е външното тяло на клетката, вътре в клетъчната стена. Основната му функция е да осигурява сила и защита от инфекция и стрес. Той е полупропусклив, което означава, че през него могат да преминават само определени вещества. Гелообразна матрица вътре в клетъчната мембрана се нарича цитозол или цитоплазма, вътре в която се развиват всички останали клетъчни органели.
Части за растителни клетки
Всяка органела в рамките на растителна клетка има важна роля. Пластидите съхраняват растителни продукти. Вакуолите са напълнени с мембрана органели, които също се използват за съхраняване на полезни материали. Митохондриите извършват клетъчно дишане и дават енергия на клетките. Хлоропластът е продълговат или дискообразен пластид, съставен от хлорфила на зеления пигмент. Той улавя светлинната енергия и я превръща в химическа енергия чрез процес, наречен фотосинтеза. Тялото на голги е частта от растителната клетка, където се сортират и пакетират протеини. Протеините са събрани вътре в структури, наречени рибозоми. Ендоплазменият ретикулум е покрит с мембрана органели, които транспортират материали.
Ядрото е отличителна характеристика на еукариотната клетка. Това е контролният център на клетката, свързана с двойна мембрана, известна като ядрената обвивка, и е пореста мембрана, която позволява на веществата да преминават през нея. Ядрото играе важна роля за образуването на протеини.
Видове растителни клетки
Растителните клетки се предлагат в различни видове, включително флоема, паренхим, склеренхим, колленхима и ксилеми.
Флоемните клетки транспортират захар, произведена от листата в цялото растение. Тези клетки живеят минала зрялост.
Основните клетки на растенията са клетките на паренхима, които съставляват листата на растенията и улесняват метаболизма и производството на храна. Тези клетки са склонни да бъдат по-гъвкави от другите, защото са по-тънки. Клетките на паренхима се намират в листата, корените и стъблата на растението.
Клетките на склеренхим осигуряват на растението голяма подкрепа. Двата вида клетки на склеренхима са фибрите и склереидите. Влакнестите клетки са дълги стройни клетки, които обикновено образуват нишки или снопчета. Клетките на склереидите могат да възникнат поотделно или на групи и да се намират под различни форми. Те обикновено съществуват в корените на растението и не живеят минала зрялост, защото имат плътна вторична стена, съдържаща лигнин, основният химичен компонент на дървесината. Лигнинът е изключително твърд и водоустойчив, което прави невъзможно клетките да обменят материали достатъчно дълго, за да се осъществява активен метаболизъм.
Растението също получава подкрепа от колленхимните клетки, но те не са толкова твърди, колкото клетките на склеренхима. Клетките на колленхима обикновено дават подкрепа на частите на младо растение, които все още растат, като стъблото и листата. Тези клетки се простират заедно с развиващото се растение.
Ксилемовите клетки са водопроводими клетки, които носят вода в листата на растенията. Тези твърди клетки, присъстващи в стъблата, корените и листата на растенията, не живеят минала зрялост, но тяхната клетъчна стена остава, за да позволи свободното движение на водата в цялото растение.
Различните видове растителни клетки образуват различни видове тъкан, които имат различни функции в определени части на растението. Флоемните клетки и ксилемовите клетки образуват съдова тъкан, клетките на паренхима образуват епидермална тъкан и клетки на паренхима, клетките на колленхима и склеренхимите образуват земна тъкан.
Съдовата тъкан образува органите, които транспортират храна, минерали и вода през растението. Епидермалната тъкан образува външни слоеве на растенията, създавайки восъчно покритие, което спира растението да не губи твърде много вода. Земната тъкан образува по-голямата част от структурата на растенията и изпълнява много различни функции, включително съхранение, поддръжка и фотосинтеза.
Растителни клетки срещу животински клетки
Растенията и животните са едновременно изключително сложни многоклетъчни организми с някои общи части, като ядрото, цитоплазмата, клетъчната мембрана, митохондриите и рибозомите. Техните клетки изпълняват същите основни функции: приемане на хранителни вещества от околната среда, използване на тези хранителни вещества за производство на енергия за организма и създаване на нови клетки. В зависимост от организма клетките също могат да транспортират кислород през тялото, да премахват отпадъците, електрическите сигнали до мозъка, да предпазват от болести и - в случай на растения - да произвеждат енергия от слънчевата светлина.
Има обаче някои разлики между растителни клетки и животински клетки. За разлика от растителните клетки, животинските клетки не съдържат клетъчна стена, хлоропласт или видна вакуола. Ако гледате и двата типа клетки под микроскоп, можете да видите големи, изпъкнали вакуоли в центъра на растителна клетка, докато животинската клетка има само малка незабележима вакуола.
Животинските клетки обикновено са по-малки от растителните клетки и имат гъвкава мембрана около тях. Това позволява молекулите, хранителните вещества и газовете да преминават в клетката. Разликите между растителните клетки и клетките на животните им позволяват да изпълняват различни функции. Например животните имат специализирани клетки, които позволяват бързо движение, тъй като животните са подвижни, докато растенията не са подвижни и имат твърди стени на клетките за допълнителна сила.
Животинските клетки се предлагат в различни размери и са склонни да имат неправилни форми, но растителните клетки са по-сходни по размер и обикновено са с правоъгълна или кубична форма.
Клетките на бактериите и дрождите са доста различни от растителните и животинските клетки. Като за начало те са едноклетъчни организми. Както бактериалните клетки, така и клетките от дрожди имат цитоплазма и мембрана, заобиколена от клетъчна стена. Клетките от дрожди също имат ядро, но бактериалните клетки нямат отделно ядро за генетичния си материал.
Значение на растенията
Растенията осигуряват местообитание, подслон и защита на животните, спомагат за създаването и опазването на почвата и се използват за направата на много полезни продукти, като влакна и лекарства. В някои части на света дървесината от растенията е основното гориво, използвано за приготвяне на храна на хората и за отопление на домовете им.
Вероятно най-важната функция на растението е да преобразува светлинна енергия от слънцето в храна. Всъщност едно растение е единственият организъм, който може да направи това. Растенията са автотрофни, което означава, че произвеждат собствена храна. Растенията също произвеждат цялата храна, която животните ядат - дори месо, защото животните, които осигуряват месо, ядат растения като трева, царевица и овес.
Когато растенията правят храна, те произвеждат кислороден газ. Този газ представлява решаваща част от въздуха за оцеляването на растенията, животните и хората. Когато дишате, вие отделяте кислород от въздуха, за да поддържате клетките и тялото си живи. С други думи, целият кислород, необходим на живите организми, се произвежда от растенията.
Растения и фотосинтеза
Растенията произвеждат кислород като отпадъчен продукт на химичен процес, наречен фотосинтеза, което, както отбелязва Университетът на Небраска-Линкълн, успоредно, буквално означава, „да се съчетае със светлина“. По време на фотосинтезата растенията поемат енергия от слънчевата светлина, за да превърнат въглеродния диоксид и водата в молекули, необходими за растежа, като ензими, хлорофил и захари.
Хлорофилът в растенията абсорбира енергия от слънцето. Това дава възможност за производството на глюкоза, съставена от въглеродни, водородни и кислородни атоми, благодарение на химическата реакция между въглероден диоксид и вода.
Глюкозата, получена по време на фотосинтезата, може да се трансформира в химикали, на които растителните клетки трябва да растат. Той може също да бъде превърнат в нишесте за съхранение на молекулата, което по-късно може да бъде превърнато обратно в глюкоза, когато е необходимо от растението.Той може също да бъде разграден по време на процес, наречен дишане, който освобождава енергия, съхранявана в молекулите на глюкозата.
За да се осъществи фотосинтезата, са необходими много структури вътре в растителните клетки. Хлорофилът и ензимите се съдържат в хлоропластите. В ядрото се съхранява ДНК, необходим за носенето на генетичния код за протеините, използвани във фотосинтезата. Клетъчната мембрана на растенията улеснява движението на вода и газ в и извън клетката, а също така контролира преминаването на други молекули.
Разтворените вещества се движат в и извън клетката през клетъчната мембрана, чрез различни процеси. Един от тези процеси се нарича дифузия. Това включва свободното движение на частици кислород и въглероден диоксид. Висока концентрация на въглероден диоксид се движи в листата, докато висока концентрация на кислород се движи от листата във въздуха.
Водата се движи по клетъчните мембрани чрез процес, наречен осмоза. Това дава на растенията вода чрез корените им. Осмозата изисква два разтвора с различни концентрации, както и полупропусклива мембрана, която ги разделя. Водата се движи от по-малко концентриран разтвор към по-концентриран разтвор, докато нивото на по-концентрираната страна на мембраната се покачи и нивото от по-малко концентрираната страна на мембраната спадне, докато концентрацията е една и съща от двете страни на мембраната. В този момент движението на водните молекули е едно и също в двете посоки и нетният обмен на вода е нулев.
Светли и тъмни реакции
Двете части на фотосинтезата са известни като светлинни (зависими от светлината) реакции и тъмните или въглеродните (независими от светлината) реакции. Светлинните реакции се нуждаят от енергия от слънчевата светлина, така че те могат да се провеждат само през деня. По време на лека реакция водата се разделя и се отделя кислород. Светлата реакция също осигурява химическата енергия (под формата на органични енергийни молекули ATP и NADPH), необходима по време на тъмна реакция за трансформиране на въглеродния диоксид във въглехидрат.
Тъмната реакция не изисква слънчева светлина и протича в частта на хлоропласта, наречена строма. Включени са няколко ензима, основно рубиско, който е най-изобилен от всички растителни протеини и консумира най-много азот. Тъмната реакция използва ATP и NADPH, получени по време на лека реакция, за да произведат енергийни молекули. Реакционният цикъл е известен като цикъл на Калвин или цикъл на Калвин-Бенсън. ATP и NADPH се комбинират с въглероден диоксид и вода, за да се получи крайният продукт, глюкоза.