Die Bedeutung von Pflanzenzellen

Inhalt

• TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
• Pflanzenzellstruktur
• Pflanzenzellteile
• Arten von Pflanzenzellen
• Pflanzenzellen vs Tierzellen
• Bedeutung von Pflanzen
• Pflanzen und Photosynthese
• Helle und dunkle Reaktionen

Die Zelle ist sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren die kleinste Lebenseinheit. Ein Bakterium ist ein Beispiel für einen einzelligen Organismus, während ein erwachsener Mensch aus Billionen von Zellen besteht. Zellen sind mehr als wichtig - sie sind lebenswichtig, wie wir es kennen. Ohne Zellen würde kein Lebewesen überleben. Ohne Pflanzenzellen gäbe es keine Pflanzen. Und ohne Pflanzen würden alle Lebewesen sterben.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Pflanzen, die aus einer Vielzahl von Zelltypen bestehen, die in Geweben organisiert sind, sind die Hauptproduzenten der Erde. Ohne Pflanzenzellen könnte auf der Erde nichts überleben.

Pflanzenzellstruktur

Im Allgemeinen sind Pflanzenzellen rechteckig oder würfelförmig und größer als Tierzellen. Sie ähneln jedoch tierischen Zellen, da sie eukaryotische Zellen sind, was bedeutet, dass die DNA der Zellen im Zellkern eingeschlossen ist.

Pflanzenzellen enthalten viele zelluläre Strukturen, die Funktionen erfüllen, die für die Funktion und das Überleben der Zelle unerlässlich sind. Eine Pflanzenzelle besteht aus einer Zellwand, einer Zellmembran und vielen membrangebundenen Strukturen (Organellen) wie Plastiden und Vakuolen. Die Zellwand, die äußerste starre Hülle der Zelle, besteht aus Zellulose und bietet Unterstützung und erleichtert die Interaktion zwischen den Zellen. Es besteht aus drei Schichten: der primären Zellwand, der sekundären Zellwand und der mittleren Lamelle. Die Zellmembran (manchmal auch als Plasmamembran bezeichnet) ist der äußere Körper der Zelle innerhalb der Zellwand. Seine Hauptfunktion ist es, Stärke zu verleihen und vor Infektionen und Stress zu schützen. Es ist semipermeabel, dh nur bestimmte Substanzen können es passieren. Eine gelartige Matrix innerhalb der Zellmembran wird als Cytosol oder Cytoplasma bezeichnet, in dem sich alle anderen Zellorganellen entwickeln.

Pflanzenzellteile

Jede Organelle in einer Pflanzenzelle spielt eine wichtige Rolle. Plastiden lagern pflanzliche Produkte. Vakuolen sind wassergefüllte, membrangebundene Organellen, die auch zur Aufbewahrung nützlicher Materialien verwendet werden. Mitochondrien führen die Zellatmung durch und geben den Zellen Energie. Ein Chloroplast ist ein längliches oder scheibenförmiges Plastid aus dem grünen Pigment Chlorophyll. Es fängt Lichtenergie ein und wandelt sie über einen Prozess namens Photosynthese in chemische Energie um. Der Golgi-Körper ist der Teil der Pflanzenzelle, in dem Proteine ​​sortiert und verpackt werden. Proteine ​​werden in Strukturen zusammengesetzt, die Ribosomen genannt werden. Endoplasmatisches Retikulum sind membranbedeckte Organellen, die Materialien transportieren.

Der Kern ist ein charakteristisches Merkmal einer eukaryotischen Zelle. Es ist das Kontrollzentrum der Zelle, das von einer Doppelmembran, der so genannten Kernhülle, umgeben ist, und es ist eine poröse Membran, durch die Substanzen hindurchtreten können. Der Kern spielt eine wichtige Rolle bei der Proteinbildung.

Arten von Pflanzenzellen

Pflanzenzellen kommen in verschiedenen Typen vor, einschließlich Phloem-, Parenchym-, Sclerenchym-, Collenchym- und Xylem-Zellen.

Phloemzellen transportieren den von den Blättern produzierten Zucker durch die Pflanze. Diese Zellen leben über die Reife hinaus.

Die Hauptzellen von Pflanzen sind Parenchymzellen, die Pflanzenblätter bilden und den Stoffwechsel und die Lebensmittelproduktion fördern. Diese Zellen sind in der Regel flexibler als andere, weil sie dünner sind. Parenchymzellen befinden sich in Blättern, Wurzeln und Stängeln einer Pflanze.

Sclerenchymzellen geben der Pflanze viel Unterstützung. Die zwei Arten von Sclerenchymzellen sind Faser- und Sclereidzellen. Faserzellen sind lange, schlanke Zellen, die normalerweise Stränge oder Bündel bilden. Sclereid-Zellen können einzeln oder in Gruppen auftreten und in verschiedenen Formen vorliegen. Sie kommen normalerweise in den Wurzeln der Pflanze vor und leben nicht über die Reife hinaus, da sie eine dicke Sekundärwand haben, die Lignin enthält, den chemischen Hauptbestandteil von Holz. Lignin ist extrem hart und wasserfest, was es den Zellen unmöglich macht, Materialien lange genug auszutauschen, damit ein aktiver Stoffwechsel stattfinden kann.

Die Pflanze wird auch von Collenchymzellen gestützt, aber sie sind nicht so starr wie Sclerenchymzellen. Collenchymzellen unterstützen normalerweise die Teile einer jungen Pflanze, die noch wachsen, wie den Stamm und die Blätter. Diese Zellen dehnen sich zusammen mit der sich entwickelnden Pflanze aus.

Xylemzellen sind wasserleitende Zellen, die den Pflanzenblättern Wasser zuführen. Diese harten Zellen, die in den Stängeln, Wurzeln und Blättern der Pflanzen vorhanden sind, leben nicht über die Reife hinaus, aber ihre Zellwand bleibt erhalten, um die freie Bewegung von Wasser in der gesamten Pflanze zu ermöglichen.

Die verschiedenen Arten von Pflanzenzellen bilden unterschiedliche Gewebearten, die in bestimmten Teilen der Pflanze unterschiedliche Funktionen haben. Phloemzellen und Xylemzellen bilden Gefäßgewebe, Parenchymzellen bilden Epidermisgewebe und Parenchymzellen, Collenchymzellen und Sclerenchymzellen bilden Grundgewebe.

Gefäßgewebe bildet die Organe, die Nahrung, Mineralien und Wasser durch die Pflanze transportieren. Das epidermale Gewebe bildet die äußeren Schichten der Pflanze und bildet eine wachsartige Beschichtung, die verhindert, dass eine Pflanze zu viel Wasser verliert. Grundgewebe bildet den Hauptteil einer Pflanzenstruktur und erfüllt viele verschiedene Funktionen, einschließlich Speicherung, Unterstützung und Photosynthese.

Pflanzenzellen vs Tierzellen

Pflanzen und Tiere sind beide äußerst komplexe mehrzellige Organismen, von denen einige Teile gemeinsam sind, wie der Zellkern, das Zytoplasma, die Zellmembran, die Mitochondrien und die Ribosomen. Ihre Zellen erfüllen die gleichen Grundfunktionen: Nährstoffe aus der Umwelt entnehmen, diese Nährstoffe zur Energiegewinnung für den Organismus nutzen und neue Zellen bilden. Je nach Organismus können Zellen auch Sauerstoff durch den Körper transportieren, Abfälle entfernen, elektrische Signale an das Gehirn senden, vor Krankheiten schützen und - bei Pflanzen - Energie aus Sonnenlicht gewinnen.

Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen Pflanzenzellen und Tierzellen. Im Gegensatz zu Pflanzenzellen enthalten tierische Zellen keine Zellwand, keinen Chloroplasten oder keine markante Vakuole. Wenn Sie beide Zelltypen unter dem Mikroskop betrachten, sehen Sie große, hervorstehende Vakuolen in der Mitte einer Pflanzenzelle, während eine Tierzelle nur eine kleine, unauffällige Vakuole aufweist.

Tierzellen sind typischerweise kleiner als Pflanzenzellen und mit einer flexiblen Membran umgeben. Dadurch gelangen Moleküle, Nährstoffe und Gase in die Zelle. Die Unterschiede zwischen Pflanzenzellen und Tierzellen ermöglichen es ihnen, unterschiedliche Funktionen zu erfüllen. Zum Beispiel haben Tiere spezialisierte Zellen, um eine schnelle Bewegung zu ermöglichen, da Tiere beweglich sind, während Pflanzen nicht beweglich sind und starre Zellwände für zusätzliche Kraft haben.

Tierzellen kommen in verschiedenen Größen vor und haben tendenziell unregelmäßige Formen, aber Pflanzenzellen haben eine ähnliche Größe und sind typischerweise rechteckig oder würfelförmig.

Bakterien- und Hefezellen unterscheiden sich stark von pflanzlichen und tierischen Zellen. Für den Anfang sind sie einzellige Organismen. Sowohl Bakterienzellen als auch Hefezellen haben ein Zytoplasma und eine Membran, die von einer Zellwand umgeben ist. Hefezellen haben auch einen Kern, aber Bakterienzellen haben keinen bestimmten Kern für ihr genetisches Material.

Bedeutung von Pflanzen

Pflanzen bieten Lebensraum, Schutz und Schutz für Tiere, helfen bei der Herstellung und Erhaltung des Bodens und werden zur Herstellung vieler nützlicher Produkte wie Fasern und Medikamente verwendet. In einigen Teilen der Welt ist Holz aus Pflanzen der Hauptbrennstoff für die Zubereitung von Mahlzeiten und die Beheizung der Häuser.

Möglicherweise besteht die wichtigste Funktion einer Pflanze darin, Lichtenergie von der Sonne in Nahrung umzuwandeln. Tatsächlich ist eine Pflanze der einzige Organismus, der dies kann. Pflanzen sind autotrophe Pflanzen, dh sie produzieren ihre eigenen Lebensmittel. Pflanzen produzieren auch alle Lebensmittel, die Tiere und Menschen essen - sogar Fleisch, weil die Tiere, die Fleisch liefern, Pflanzen wie Gras, Mais und Hafer essen.

Wenn Pflanzen Nahrung herstellen, produzieren sie Sauerstoffgas. Dieses Gas ist ein entscheidender Bestandteil der Luft für das Überleben von Pflanzen, Tieren und Menschen. Wenn Sie atmen, entziehen Sie der Luft Sauerstoff, um Ihre Zellen und Ihren Körper am Leben zu erhalten. Mit anderen Worten, der gesamte von lebenden Organismen benötigte Sauerstoff wird von Pflanzen produziert.

Pflanzen und Photosynthese

Pflanzen produzieren Sauerstoff als Abfallprodukt eines chemischen Prozesses namens Photosynthese, was, wie die University of Nebraska-Lincoln Extension feststellt, wörtlich bedeutet, "sich mit Licht zusammenzufügen". Während der Photosynthese gewinnen Pflanzen Energie aus dem Sonnenlicht, um Kohlendioxid und Wasser in für das Wachstum notwendige Moleküle wie Enzyme, Chlorophyll und Zucker umzuwandeln.

Das Chlorophyll in Pflanzen absorbiert die Energie der Sonne. Dies ermöglicht die Produktion von Glukose aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen dank der chemischen Reaktion zwischen Kohlendioxid und Wasser.

Glukose, die während der Photosynthese hergestellt wird, kann in Chemikalien umgewandelt werden, die die Pflanzenzellen zum Wachsen benötigen. Es kann auch in das Speichermolekül Stärke umgewandelt werden, die später bei Bedarf von der Pflanze wieder in Glucose umgewandelt werden kann.Es kann auch während eines als Atmung bezeichneten Prozesses abgebaut werden, der die in den Glucosemolekülen gespeicherte Energie freisetzt.

Viele Strukturen innerhalb der Pflanzenzellen sind für die Photosynthese erforderlich. Das Chlorophyll und die Enzyme sind in den Chloroplasten enthalten. Der Kern beherbergt die DNA, die für den genetischen Code der in der Photosynthese verwendeten Proteine ​​erforderlich ist. Die pflanzliche Zellmembran erleichtert die Bewegung von Wasser und Gas in und aus der Zelle und steuert auch den Durchgang anderer Moleküle.

Gelöste Substanzen bewegen sich durch die Zellmembran durch verschiedene Prozesse in die Zelle hinein und aus dieser heraus. Einer dieser Prozesse heißt Diffusion. Dies beinhaltet die freie Bewegung von Sauerstoff- und Kohlendioxidpartikeln. Eine hohe Kohlendioxidkonzentration wandert in das Blatt, während eine hohe Sauerstoffkonzentration aus dem Blatt in die Luft wandert.

Wasser bewegt sich durch einen Prozess namens Osmose über Zellmembranen. Dies ist, was Pflanzen Wasser über ihre Wurzeln gibt. Die Osmose erfordert zwei Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen sowie eine semipermeable Membran, die sie voneinander trennt. Wasser wandert von einer weniger konzentrierten Lösung zu einer stärker konzentrierten Lösung, bis der Pegel auf der stärker konzentrierten Seite der Membran ansteigt und der Pegel auf der weniger konzentrierten Seite der Membran abfällt, bis die Konzentration auf beiden Seiten gleich ist der Membran. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bewegung der Wassermoleküle in beide Richtungen gleich und der Nettowasseraustausch ist Null.

Helle und dunkle Reaktionen

Die beiden Teile der Photosynthese werden als Lichtreaktionen (lichtabhängig) und Dunkelreaktionen oder Kohlenstoffreaktionen (lichtunabhängig) bezeichnet. Die Lichtreaktionen benötigen Energie aus dem Sonnenlicht, so dass sie nur tagsüber stattfinden können. Während einer leichten Reaktion wird Wasser gespalten und Sauerstoff freigesetzt. Eine leichte Reaktion liefert auch die chemische Energie (in Form der organischen Energiemoleküle ATP und NADPH), die während einer Dunkelreaktion benötigt wird, um Kohlendioxid in Kohlenhydrate umzuwandeln.

Eine dunkle Reaktion erfordert kein Sonnenlicht und findet in dem Teil des Chloroplasten statt, der als Stroma bezeichnet wird. Es sind mehrere Enzyme beteiligt, hauptsächlich Rubisco, das das reichlichste aller pflanzlichen Proteine ​​ist und den meisten Stickstoff verbraucht. Eine Dunkelreaktion verwendet das ATP und NADPH, die während einer Lichtreaktion erzeugt werden, um Energiemoleküle zu erzeugen. Der Reaktionszyklus ist als Calvin-Zyklus oder Calvin-Benson-Zyklus bekannt. ATP und NADPH bilden zusammen mit Kohlendioxid und Wasser das Endprodukt Glucose.