Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Struktura rastlinskih celic
- Deli rastlinskih celic
- Vrste rastlinskih celic
- Rastlinske celice proti živalskim celicam
- Pomen rastlin
- Rastline in fotosinteza
- Svetle in temne reakcije
Celica je najmanjša enota življenja tako rastlin kot živali. Bakterija je primer enoceličnega organizma, medtem ko odrasel človek sestavlja trilijone celic. Celice so več kot pomembne - vitalne so za življenje, kot ga poznamo. Brez celic ne bi preživela nobena živa stvar. Brez rastlinskih celic ne bi bilo rastlin. In brez rastlin bi umrla vsa živa bitja.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Rastline, ki jih sestavljajo različne vrste celic, organizirane v tkiva, so glavni proizvajalci Zemlje. Brez rastlinskih celic na Zemlji ne bi moglo preživeti nič.
Struktura rastlinskih celic
Na splošno so rastlinske celice pravokotne ali kockaste oblike in večje od živalskih celic. Vendar so podobne živalskim celicam, ker so evkariontske celice, kar pomeni, da je celica DNK zaprta znotraj jedra.
Rastlinske celice vsebujejo veliko celičnih struktur, ki izvajajo funkcije, ki so bistvene za delovanje celice in preživetje. Rastlinska celica je sestavljena iz celične stene, celične membrane in mnogih membransko vezanih struktur (organelov), kot so plastidi in vakuole. Celična stena, najbolj skrajna toga obloga celice, je izdelana iz celuloze in nudi podporo in olajša interakcijo med celicami. Sestavljen je iz treh plasti: primarna celična stena, sekundarna celična stena in srednja lamela. Celična membrana (včasih imenovana tudi plazemska membrana) je zunanje telo celice, znotraj celične stene. Njegova glavna funkcija je zagotoviti moč in zaščito pred okužbo in stresom. Je polprepustna, kar pomeni, da lahko skozi njo prehajajo samo nekatere snovi. Gel podobni matriks znotraj celične membrane se imenuje citosol ali citoplazma, znotraj katere se razvijejo vse ostale organele celic.
Deli rastlinskih celic
Vsaka organela znotraj rastlinske celice ima pomembno vlogo. Plastidi hranijo rastlinske izdelke. Vakuole so napolnjene z vodo membranske organele, ki se uporabljajo tudi za shranjevanje koristnih materialov. Mitohondriji izvajajo celično dihanje in dajejo celicam energijo. Kloroplast je podolgovat ali disk v obliki plošče, sestavljen iz klorofila zelenega pigmenta. Svetlobna energija lovi in jo pretvori v kemično energijo s postopkom, imenovanim fotosinteza. Telo golgija je tisti del rastlinske celice, kjer se razvrščajo in pakirajo beljakovine. Beljakovine so sestavljene znotraj struktur, imenovanih ribosomi. Endoplazemski retikulum so membransko prekrite organele, ki prevažajo materiale.
Jedro je značilna značilnost evkariontske celice. Je kontrolno središče celice, ki ga veže dvojna membrana, znana kot jedrska ovojnica, in je porozna membrana, ki omogoča, da snovi prehajajo skozi njo. Jedro igra pomembno vlogo pri tvorbi beljakovin.
Vrste rastlinskih celic
Rastlinske celice prihajajo v različnih vrstah, vključno s celicami phloema, parenhima, sklerenhima, kolenhime in ksilema.
Floemske celice prenašajo sladkor, ki ga proizvajajo listi po celotni rastlini. Te celice živijo mimo zrelosti.
Glavne celice rastlin so celice parenhima, ki sestavljajo liste rastlin in olajšajo presnovo in proizvodnjo hrane. Te celice so ponavadi bolj prožne od drugih, ker so tanjše. Celice parenhima najdemo v listih, koreninah in steblih rastline.
Celice sklerenhima dajejo rastlini veliko oporo. Dve vrsti celic sklerenhima sta vlakna in sklereid. Vlaknene celice so dolge vitke celice, ki običajno tvorijo pramene ali svežnje. Celice sklereida se lahko pojavijo posamezno ali v skupinah in so v različnih oblikah. Običajno obstajajo v koreninah rastline in ne živijo mimo zrelosti, ker imajo debelo sekundarno steno, ki vsebuje lignin, glavno kemično sestavino lesa. Lignin je izjemno trden in vodoodporen, zaradi česar celice ne morejo izmenjati materialov dovolj dolgo, da lahko poteka aktivni metabolizem.
Rastlina dobi tudi podporo celic kolenhime, vendar niso tako krute kot celice sklerenhima. Cellenkim celice običajno dajejo podporo delom mlade rastline, ki še vedno rastejo, na primer steblu in listih. Te celice se raztezajo skupaj z rastlino v razvoju.
Ksilemske celice so vodovodne celice, ki prinašajo vodo rastlinskim listjem. Te trde celice, ki so prisotne v steblih rastlin, koreninah in listih, ne živijo zrele, vendar njihova celična stena ostane, da omogoči prosto gibanje vode po celotni rastlini.
Različne vrste rastlinskih celic tvorijo različne vrste tkiva, ki imajo v določenih delih rastline različne funkcije. Phloemske celice in ksilemske celice tvorijo žilno tkivo, celice parenhima tvorijo epidermalno tkivo in celice parenhima, celice kolenhime in sklerenhimi celice tvorijo zemeljsko tkivo.
Vaskularno tkivo tvori organe, ki skozi rastlino prenašajo hrano, minerale in vodo. Epidermalno tkivo tvori zunanje plasti rastlin, kar ustvarja voščen premaz, ki rastlini prepreči izgubo preveč vode. Zobno tkivo tvori glavnino rastlinske strukture in opravlja veliko različnih funkcij, vključno s shranjevanjem, podporo in fotosintezo.
Rastlinske celice proti živalskim celicam
Rastline in živali so izredno zapleteni večcelični organizmi z nekaterimi skupnimi deli, kot so jedro, citoplazma, celična membrana, mitohondriji in ribosomi. Njihove celice izpolnjujejo enake osnovne funkcije: odvzem hranil iz okolja, uporaba teh hranil za pridobivanje energije za organizem in izdelava novih celic. Odvisno od organizma lahko celice prenašajo tudi kisik skozi telo, odstranjujejo odpadke, električne signale v možgane, ščitijo pred boleznimi in - v primeru rastlin - energijo pridobivajo iz sončne svetlobe.
Vendar pa obstajajo nekatere razlike med rastlinskimi in živalskimi celicami. Za razliko od rastlinskih celic živalske celice ne vsebujejo celične stene, kloroplasta ali izrazite vakuole. Če si ogledate obe vrsti celic pod mikroskopom, lahko na sredini rastlinske celice opazite velike, vidne vakuole, medtem ko ima živalska celica le majhno, neopazno vakuolo.
Živalske celice so običajno manjše od rastlinskih celic in imajo prožno membrano okoli sebe. Tako se molekule, hranila in plini prepuščajo v celico. Razlike med rastlinskimi celicami in živalskimi celicami jim omogočajo, da izpolnjujejo različne funkcije. Na primer, živali imajo specializirane celice, ki omogočajo hitro gibanje, ker so živali mobilne, rastline pa niso mobilne in imajo trdne stenske celice za dodatno moč.
Živalske celice so različnih velikosti in imajo ponavadi nepravilne oblike, rastlinske celice pa so bolj podobne velikosti in so običajno pravokotne ali kockaste oblike.
Celice bakterij in kvasovk se precej razlikujejo od rastlinskih in živalskih celic. Za začetek so enocelični organizmi. Tako bakterijske celice kot celice kvasa imajo citoplazmo in membrano, obkroženo s celično steno. Celice kvasovk imajo tudi jedro, bakterijske celice pa nimajo izrazitega jedra za svoj genetski material.
Pomen rastlin
Rastline nudijo življenjski prostor, zavetišče in zaščito za živali, pomagajo pri ustvarjanju in ohranjanju tal in se uporabljajo za izdelavo številnih koristnih izdelkov, kot so vlakna in zdravila. V nekaterih delih sveta je les iz rastlin glavno gorivo, ki se uporablja za kuhanje obrokov ljudi in ogrevanje domov.
Morda je najpomembnejša funkcija rastline pretvorba svetlobne energije iz sonca v hrano. Pravzaprav je rastlina edini organizem, ki to zmore. Rastline so avtotrofne, kar pomeni, da sami proizvajajo hrano. Rastline proizvajajo tudi vso hrano, ki jo živali pojedo - tudi meso, ker živali, ki dajejo meso, jedo rastline, kot so trava, koruza in oves.
Ko rastline izdelujejo hrano, proizvajajo kisik. Ta plin predstavlja ključni del zraka za preživetje rastlin, živali in ljudi. Ko vdihnete, vzamete kisik iz zraka, da ohranite svoje celice in telo žive. Z drugimi besedami, ves kisik, ki ga potrebujejo živi organizmi, proizvajajo rastline.
Rastline in fotosinteza
Rastline proizvajajo kisik kot odpadni produkt kemičnega procesa, ki se imenuje fotosinteza, kar, kot ugotavlja Univerza v Nebraski-Lincoln Extension, dobesedno pomeni, "sestaviti skupaj s svetlobo". Med fotosintezo rastline odvzamejo energijo sončni svetlobi za pretvorbo ogljikovega dioksida in vode v molekule, potrebne za rast, kot so encimi, klorofil in sladkorji.
Klorofil v rastlinah absorbira energijo iz sonca. To omogoča proizvodnjo glukoze, sestavljeno iz atomov ogljika, vodika in kisika, zahvaljujoč kemični reakciji med ogljikovim dioksidom in vodo.
Glukoza, ustvarjena med fotosintezo, se lahko spremeni v kemikalije, ki jih rastlinske celice potrebujejo za rast. Lahko se pretvori tudi v škrobni hranilni molekul, ki ga lahko kasneje rastlina pretvori nazaj v glukozo.Lahko se razgradi tudi med postopkom, imenovanim dihanje, ki sprošča energijo, shranjeno v molekulah glukoze.
Za fotosintezo je potrebno veliko struktur znotraj rastlinskih celic. Klorofil in encimi so vsebovani znotraj kloroplastov. Jedro hrani DNK, ki je potreben za prenašanje genetskega koda za beljakovine, uporabljene pri fotosintezi. Rastlinska celična membrana olajša gibanje vode in plina v celici in iz nje, poleg tega pa nadzira prehod drugih molekul.
Raztopljene snovi se skozi celično membrano premikajo v celico in iz nje skozi različne procese. Eden od teh procesov se imenuje difuzija. To vključuje prosto gibanje delcev kisika in ogljikovega dioksida. Velika koncentracija ogljikovega dioksida se premika v list, velika koncentracija kisika pa iz lista v zrak.
Voda se giblje po celičnih membranah skozi proces, imenovan osmoza. To daje rastlinam vodo skozi korenine. Osmoza zahteva dve raztopini z različnimi koncentracijami, pa tudi polprepustno membrano, ki ju ločuje. Voda prehaja iz manj koncentrirane raztopine v bolj koncentrirano raztopino, dokler se raven na bolj koncentrirani strani membrane ne dvigne in nivo na manj koncentrirani strani membrane pade, dokler koncentracija na obeh straneh ni enaka membrane. Na tej točki je gibanje molekul vode v obeh smereh enako in neto izmenjava vode je nič.
Svetle in temne reakcije
Dva dela fotosinteze sta znana kot svetlobne (od svetlobe odvisne) reakcije in temna ali ogljikova (svetloba neodvisna) reakcija. Svetlobne reakcije potrebujejo energijo sončne svetlobe, zato se lahko odvijajo le čez dan. Med svetlobno reakcijo se voda razcepi in sprosti se kisik. Svetlobna reakcija zagotavlja tudi kemično energijo (v obliki molekul organske energije ATP in NADPH), ki je potrebna med temno reakcijo za pretvorbo ogljikovega dioksida v ogljikov hidrat.
Temna reakcija ne zahteva sončne svetlobe in poteka v delu kloroplasta, imenovanem stroma. Vključenih je več encimov, predvsem rubisco, ki je med vsemi rastlinskimi beljakovinami najbogatejši in porabi največ dušika. Temna reakcija uporablja ATP in NADPH, nastala med svetlobno reakcijo, za proizvodnjo energijskih molekul. Reakcijski cikel je znan kot Calvin cikel ali Calvin-Bensonov cikel. ATP in NADPH se v kombinaciji z ogljikovim dioksidom in vodo tvorita glukoza.