Het belang van plantencellen

Inhoud

• TL; DR (te lang; niet gelezen)
• Structuur van plantencellen
• Delen van plantencellen
• Soorten plantencellen
• Plantencellen versus dierlijke cellen
• Het belang van planten
• Planten en fotosynthese
• Lichte en donkere reacties

De cel is de kleinste eenheid van leven in zowel planten als dieren. Een bacterie is een voorbeeld van een eencellig organisme, terwijl een volwassen mens bestaat uit triljoenen cellen. Cellen zijn meer dan belangrijk - ze zijn van vitaal belang voor het leven zoals we het kennen. Zonder cellen zou geen levend wezen overleven. Zonder plantencellen zouden er geen planten zijn. En zonder planten zouden alle levende wezens sterven.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Planten, die bestaan ​​uit verschillende celtypen die in weefsels zijn georganiseerd, zijn de primaire producenten van de aarde. Zonder plantencellen zou niets op aarde kunnen overleven.

Structuur van plantencellen

Over het algemeen zijn plantencellen rechthoekig of kubusvormig en zijn groter dan dierlijke cellen. Ze zijn echter vergelijkbaar met dierlijke cellen in die zin dat het eukaryotische cellen zijn, wat betekent dat het DNA van cellen is ingesloten in de kern.

Plantencellen bevatten veel cellulaire structuren, die functies uitvoeren die essentieel zijn voor de cel om te functioneren en te overleven. Een plantencel bestaat uit een celwand, celmembraan en vele membraangebonden structuren (organellen), zoals plastiden en vacuolen. De celwand, de buitenste stijve bedekking van de cel, is gemaakt van cellulose en biedt ondersteuning en vergemakkelijkt de interactie tussen de cellen. Het bestaat uit drie lagen: de primaire celwand, de secundaire celwand en de middelste lamel. Het celmembraan (soms het plasmamembraan genoemd) is het buitenlichaam van de cel, binnen de celwand. De belangrijkste functie is om kracht te geven en te beschermen tegen infecties en stress. Het is semi-permeabel, wat betekent dat alleen bepaalde stoffen er doorheen kunnen. Een gelachtige matrix in het celmembraan wordt cytosol of cytoplasma genoemd, waarbinnen alle andere celorganellen zich ontwikkelen.

Delen van plantencellen

Elke organel in een plantencel speelt een belangrijke rol. Plastids slaan plantaardige producten op. Vacuolen zijn met water gevulde, membraangebonden organellen die ook worden gebruikt om nuttige materialen op te slaan. Mitochondria voeren cellulaire ademhaling uit en geven de cellen energie. Een chloroplast is een langwerpig of schijfvormig plastide gemaakt van het groene pigment chlorofyl. Het vangt lichtenergie op en zet het om in chemische energie via een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Het golgi-lichaam is het deel van de plantencel waar eiwitten worden gesorteerd en verpakt. Eiwitten worden geassembleerd in structuren die ribosomen worden genoemd. Endoplasmatisch reticulum zijn met membraan bedekte organellen die materialen transporteren.

De kern is een onderscheidend kenmerk van een eukaryotische cel. Het is het controlecentrum van de cel dat wordt begrensd door een dubbel membraan dat bekend staat als de nucleaire envelop en het is een poreus membraan waarmee stoffen er doorheen kunnen. De kern speelt een belangrijke rol bij de eiwitvorming.

Soorten plantencellen

Plantencellen zijn er in verschillende soorten, waaronder floëem-, parenchym-, sclerenchym-, collenchym- en xyleemcellen.

Flloemcellen transporteren suiker geproduceerd door de bladeren door de plant. Deze cellen leven voorbij volwassenheid.

De belangrijkste cellen van planten zijn parenchymcellen, die bladeren van planten vormen en de stofwisseling en voedselproductie vergemakkelijken. Deze cellen zijn meestal flexibeler dan andere omdat ze dunner zijn. Parenchymcellen bevinden zich in de bladeren, wortels en stengels van een plant.

Sclerenchymcellen geven de plant veel steun. De twee soorten sclerenchymcellen zijn vezels en sclereïde. Vezelcellen zijn lange, slanke cellen die normaal strengen of bundels vormen. Sclereïde cellen kunnen afzonderlijk of in groepen voorkomen en in verschillende vormen voorkomen. Ze bestaan ​​meestal in de wortels van de plant en leven niet tot volwassenheid omdat ze een dikke secundaire wand hebben die lignine bevat, de belangrijkste chemische component van hout. Lignine is extreem hard en waterdicht, waardoor het voor de cellen onmogelijk is om materialen lang genoeg uit te wisselen om actief metabolisme te laten plaatsvinden.

De plant krijgt ook steun van collenchymcellen, maar ze zijn niet zo rigide als sclerenchymcellen. Collenchymcellen geven meestal ondersteuning aan de delen van een jonge plant die nog groeien, zoals de stengel en bladeren. Deze cellen rekken samen met de zich ontwikkelende plant uit.

Xyleemcellen zijn watergeleidende cellen, die water naar de plantenbladeren brengen. Deze harde cellen, aanwezig in de plantenstengels, wortels en bladeren, leven niet voorbij volwassenheid, maar hun celwand blijft om de vrije beweging van water door de hele plant mogelijk te maken.

De verschillende soorten plantencellen vormen verschillende soorten weefsel, die verschillende functies hebben in bepaalde delen van de plant. Floëmcellen en xyleemcellen vormen vaatweefsel, parenchymcellen vormen epidermaal weefsel en parenchymcellen, collenchymcellen en sclerenchymcellen vormen gemalen weefsel.

Vasculair weefsel vormt de organen die voedsel, mineralen en water door de plant transporteren. Epidermaal weefsel vormt de buitenste lagen van een plant, waardoor een wasachtige coating ontstaat die voorkomt dat een plant te veel water verliest. Grondweefsel vormt het grootste deel van een plantenstructuur en vervult veel verschillende functies, waaronder opslag, ondersteuning en fotosynthese.

Plantencellen versus dierlijke cellen

Planten en dieren zijn beide uiterst complexe meercellige organismen die sommige delen gemeen hebben, zoals de kern, cytoplasma, celmembraan, mitochondriën en ribosomen. Hun cellen vervullen dezelfde basisfuncties: voedingsstoffen uit de omgeving halen, die voedingsstoffen gebruiken om energie voor het organisme te maken en nieuwe cellen maken. Afhankelijk van het organisme kunnen cellen ook zuurstof door het lichaam transporteren, afvalstoffen, elektrische signalen naar de hersenen verwijderen, beschermen tegen ziekten en - in het geval van planten - energie maken uit zonlicht.

Er zijn echter enkele verschillen tussen plantencellen en dierlijke cellen. In tegenstelling tot plantencellen bevatten dierlijke cellen geen celwand, chloroplast of prominente vacuole. Als u beide soorten cellen onder een microscoop bekijkt, ziet u grote, prominente vacuolen in het midden van een plantencel, terwijl een dierlijke cel slechts een kleine, onopvallende vacuole heeft.

Dierlijke cellen zijn meestal kleiner dan plantencellen en hebben een flexibel membraan eromheen. Hierdoor kunnen moleculen, voedingsstoffen en gassen de cel binnendringen. Door de verschillen tussen plantencellen en dierencellen kunnen ze verschillende functies vervullen. Dieren hebben bijvoorbeeld gespecialiseerde cellen om snelle beweging mogelijk te maken omdat dieren mobiel zijn, terwijl planten niet mobiel zijn en stijve celwanden hebben voor extra sterkte.

Dierlijke cellen zijn er in verschillende maten en hebben de neiging om onregelmatige vormen te hebben, maar plantencellen zijn meer vergelijkbaar in grootte en zijn meestal rechthoekig of kubusvormig.

Bacteriële en gistcellen verschillen nogal van planten- en dierlijke cellen. Om te beginnen zijn het eencellige organismen. Zowel bacteriecellen als gistcellen hebben cytoplasma en een membraan omgeven door een celwand. Gistcellen hebben ook een kern, maar bacteriecellen hebben geen afzonderlijke kern voor hun genetisch materiaal.

Het belang van planten

Planten bieden habitat, beschutting en bescherming voor dieren, helpen bij het maken en bewaren van grond en worden gebruikt om veel nuttige producten te maken, zoals vezels en medicijnen. In sommige delen van de wereld is hout van planten de primaire brandstof die wordt gebruikt om maaltijden voor mensen te bereiden en hun huizen te verwarmen.

Misschien is de belangrijkste functie van een plant het omzetten van lichtenergie van de zon in voedsel. In feite is een plant het enige organisme dat dit kan doen. Planten zijn autotroof, wat betekent dat ze hun eigen voedsel produceren. Planten produceren ook al het voedsel dat dieren en mensen eten - zelfs vlees, omdat de dieren die voor vlees zorgen planten zoals gras, maïs en haver eten.

Wanneer planten voedsel maken, produceren ze zuurstofgas. Dit gas vormt een cruciaal onderdeel van de lucht voor het overleven van planten, dieren en mensen. Wanneer u ademt, haalt u zuurstofgas uit de lucht om uw cellen en lichaam in leven te houden. Met andere woorden, alle zuurstof die levende organismen nodig hebben, wordt geproduceerd door planten.

Planten en fotosynthese

Planten produceren zuurstof als afvalproduct van een chemisch proces dat fotosynthese wordt genoemd, wat, zoals de University of Nebraska-Lincoln Extension opmerkt, letterlijk betekent: 'samenbrengen met licht'. Tijdens fotosynthese nemen planten energie uit zonlicht om kooldioxide en water om te zetten in moleculen die nodig zijn voor groei, zoals enzymen, chlorofyl en suikers.

Het chlorofyl in planten absorbeert energie van de zon. Dit maakt de productie mogelijk van glucose, bestaande uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen, dankzij de chemische reactie tussen kooldioxide en water.

Glucose gemaakt tijdens de fotosynthese kan worden omgezet in chemicaliën die de plantencellen nodig hebben om te groeien. Het kan ook worden omgezet in het opslagmolecuulzetmeel, dat later weer kan worden omgezet in glucose wanneer de plant dit nodig heeft.Het kan ook worden afgebroken tijdens een proces dat ademhaling wordt genoemd, waarbij energie wordt opgeslagen die is opgeslagen in de glucosemoleculen.

Veel structuren in de plantencellen zijn nodig om fotosynthese te laten plaatsvinden. De chlorofyl en enzymen zitten in de chloroplasten. De kern herbergt het DNA dat nodig is voor het dragen van de genetische code voor de eiwitten die bij fotosynthese worden gebruikt. Het celmembraan van planten vergemakkelijkt de beweging van water en gas in en uit de cel en regelt ook de doorgang van andere moleculen.

Opgeloste stoffen bewegen in en uit de cel door het celmembraan, door verschillende processen. Een van deze processen wordt diffusie genoemd. Dit houdt het vrije verkeer van zuurstof- en koolstofdioxidedeeltjes in. Een hoge concentratie koolstofdioxide beweegt in het blad, terwijl een hoge concentratie zuurstof uit het blad in de lucht komt.

Water beweegt over celmembranen via een proces dat osmose wordt genoemd. Dit geeft planten water via hun wortels. Osmose vereist twee oplossingen met verschillende concentraties, evenals een semi-permeabel membraan dat ze scheidt. Water beweegt van een minder geconcentreerde oplossing naar een meer geconcentreerde oplossing totdat het niveau aan de meer geconcentreerde zijde van het membraan stijgt en het niveau aan de minder geconcentreerde zijde van het membraan daalt, totdat de concentratie aan beide zijden hetzelfde is van het membraan. Op dit punt is de beweging van watermoleculen hetzelfde in beide richtingen en is de netto uitwisseling van water nul.

Lichte en donkere reacties

De twee delen van fotosynthese staan ​​bekend als de lichte (lichtafhankelijke) reacties en de donkere of koolstof (lichtonafhankelijke) reacties. De lichtreacties hebben energie uit zonlicht nodig, dus ze kunnen alleen overdag plaatsvinden. Tijdens een lichte reactie wordt water gesplitst en komt zuurstof vrij. Een lichte reactie levert ook de chemische energie (in de vorm van de organische energiemoleculen ATP en NADPH) die nodig is tijdens een donkere reactie om koolstofdioxide om te zetten in koolhydraten.

Een donkere reactie vereist geen zonlicht en vindt plaats in het deel van de chloroplast dat stroma wordt genoemd. Er zijn verschillende enzymen bij betrokken, voornamelijk rubisco, de meest voorkomende van alle plantaardige eiwitten en verbruikt de meeste stikstof. Een donkere reactie gebruikt de ATP en NADPH geproduceerd tijdens een lichte reactie om energiemoleculen te produceren. De reactiecyclus staat bekend als de Calvin-cyclus of de Calvin-Benson-cyclus. ATP en NADPH combineren met kooldioxide en water om het eindproduct, glucose, te maken.