PLANTECELLE: EGENSKABER, DELE (ORGANELLER) OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Plante celler er de grundlæggende enheder, der udgør de organismer, der hører til planteriget (kongeriget Plantae).

Som alle levende ting består planter også af celler, og disse er kendt som planteceller. For enhver levende organisme, der overvejes, repræsenterer en celle den mest basale enhed, det vil sige den mindste del af et individ, der bevarer egenskaberne ved alt, hvad der lever.

I det indre, såvel som i det indre af dyreceller, da det er en type eukaryot celle, er der en type "væske" (cytosol), hvor en række rum, der er afgrænset af membraner, er nedsænket, som vi kender som organeller eller organeller.

Organellerne i enhver celle kan betragtes som analoge med kroppens organer i et dyr (hjerte, lever, nyrer, lunger, mave osv.), Men i en markant mindre skala, det vil sige mindre (planteceller kan måle op til 100 mikron).

Løg planteceller med deres kerner. Kilde: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Således kan hver celle ses som et samfund af subcellulære komponenter, hver med sine egne funktioner, der gør livet muligt, men ikke i stand til at overleve på egen hånd uden for cellen.

Nogle organeller af planteceller er ikke til stede i dyreceller, hvorfor der altid sondres mellem de to typer. Blandt disse organeller, der kun findes i planteceller, skiller cellevæggen, vakuolen og chloroplasterne ud, hvilket sidstnævnte er ansvarlig for den utrolige fotosynteseproces.

Funktioner

Planter, undfanget, ligesom alle flercellede organismer, som et stort cellefællesskab, har celler af forskellige typer, der udfører forskellige funktioner.

Der er celler, der er specialiserede i:

- beskyttelsen

- den mekaniske understøtning

- syntese af fødevarereserver

- transport, absorption og sekretion

- meristematisk aktivitet og reproduktion og

- forbindelsen mellem specialiserede væv

Generelle karakteristika

Planteceller deler mange karakteristika med hinanden, men til gengæld deler de nogle karakteristika med dyreceller, egenskaber, der er iboende i alle eukaryote celler.

Foto af mikroskopbillede af væv fra et akvatisk græs (Billede af Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

Dernæst præsenterer vi en liste over nogle af de fælles egenskaber og egenskaber ved planteceller:

- De er eukaryote celler: De har deres genetiske materiale lukket inde i en membranøs kerne og har andre rum omgivet af dobbelt- eller enkeltmembraner.

- De har alle en cellevæg: plasmamembranen (den, der lukker cytosolen med dens organeller) er omgivet og beskyttet af en stiv væg, der består af komplekse netværk af polysaccharider, såsom cellulose (en polymer af glukosemolekyler).

- De har plastider: blandt de specielle organeller, som kun planteceller har, er plastiderne, der er specialiserede i forskellige funktioner. De chloroplaster (hvor klorofyl er en fotosyntetisk pigment) er de mest vigtige, da de er den vigtigste sted forekommer fotosyntese, den proces, hvorved planterne udnytter sollys, vand og carbondioxid til syntetisere organisk stof og producerer ilt.

- De er autotrofiske celler: tilstedeværelsen af ​​kloroplaster inde i dem giver planteceller evnen til at "syntetisere deres egen mad", så de er lidt mere autonome end dyreceller til opnåelse af energi og kulstof.

- De har en vakuol: i cytosolen i planteceller er der en speciel organel, vakuolen, hvor vand, sukkerarter og endda nogle enzymer opbevares.

- De er totipotente: under visse omstændigheder har mange differentierede planteceller evnen til at producere et nyt individ på samme måde.

Dele (organeller) af plantecellen og deres funktioner

Plante celleorganeller

Cytosol og plasmamembran

Cytosol er alt, hvad der er omkring kernen. Det er en slags væske, der inkluderer membranagtige rum og andre strukturer. Lejlighedsvis bruges udtrykket "cytoplasma" til at henvise til denne væske og plasmamembranen på samme tid.

Cellulær membran. Kilde: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

En sådan "væske" er omgivet og indeholdt af en membran, plasmamembranen, som ikke er andet end et lipid-dobbeltlag med hundreder af associerede proteiner, integreret eller perifert, som medierer udvekslingen af ​​stoffer mellem cellen og det omgivende miljø.

Da planteceller er omgivet af en cellevæg, har mange forfattere opfundet udtrykket protoplast for at henvise til alt, hvad der er inde i denne væg, dvs. plantecellen: plasmamembranen og cytosolen med dens organeller.

cytoskeleton

Cytoskelet, et netværk af filamentøse proteiner i cellecytoplasma. Kilde: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Planteceller, ligesom dyreceller, har et cytoskelet. Cytoskelettet består af en række molekylære "stilladser", der krydser cellen, og som organiserer alle de interne komponenter i cytosolen.

De arbejder i bevægelse af vesikler, i transport af stoffer og molekyler gennem cellen og derudover i strukturen og understøttelsen af ​​cellen.

Dette cytoskelet består af filamenter af et protein kaldet F-actin og mikrotubuli, som er polymerer af et andet protein kendt som tubulin.

Kromatisk kerne og kernehylle

Eukaryotisk cellekerne. Kilde: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), oversættelse af Kelvinsong. / CC0

Kernen er den organelle, der indeholder det genetiske materiale, DNA (deoxyribonukleinsyre), der er pakket i form af kromatin (hvad kromosomer er lavet af). Det er en organel, der er dækket af et membranøst system, der er kendt som atomindhyllingen.

nukleolus

Inde i det er der også et område, der er kendt som nucleolus, hvori der er nogle proteiner og gener, der koder for ribosomal RNA (ribonukleinsyre).

Denne konvolut består faktisk af en række specialiserede cisterner, der omgiver kernen og kontrollerer udvekslingen af ​​materialer mellem kernen og cytosolen, der forekommer gennem nukleeporens komplekser.

Det dannes af to membraner, der afgrænser lumen eller nukleoplasma, en intern og en ydre, sidstnævnte fortsætter med membranerne i det ru endoplasmatiske retikulum (den med indlejrede ribosomer).

Den indre membran er forbundet med nogle indre komponenter i kernen og organiserer dem sandsynligvis rumligt. Nogle forfattere påpeger eksistensen af ​​et kerne-skelet, hvis proteinfilamenter (såvel som cytoskelettet i cytosolen) tillader organisering af kromatin.

Endoplasmisk retikulum

1-kernemembran. 2-nukleær pore. 3-groft endoplasmatisk retikulum (RER). 4-glat endoplasmatisk retikulum (SER). 5-ribosom knyttet til det grove endoplasmatiske retikulum. 6-makromolekyler. 7-transport vesikler. 8-Golgi-apparat. 9-Cis ansigt på Golgi-apparatet. 10-Trans side af Golgi-apparatet. 11-Cisternae i Golgi-apparatet. Kilde: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus ManskeDerivativt arbejde: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Det er et meget dynamisk membransystem, hvis overflod er variabel, såvel som dens struktur, dens organisation og dens placering i cytosolen.

Det er normalt opdelt i en "glat" del og en anden "ru" del, der fortsætter med den ydre nukleære konvolut, som allerede er indlejret i flere ribosomer, som er en del af det molekylære maskineri, der er ansvarlig for proteinsyntese.

Cellulære proteiner behandles og distribueres i det endoplasmatiske retikulum, især dem, der er bestemt til lipidmembranerne (sekretorisk vej). Hvis det forekommer, er det et af de steder, hvor nogle post-translationelle modifikationer af proteiner forekommer, såsom glycosylering.

I mange af cellerne, der danner kirtler, er denne organelle meget rig og fungerer i udskillelsen af ​​fedt, olier og duftende olier.

Det er også rigeligt i epidermale celler, der fremstiller lipider, der aflejres som voks på overfladen af ​​blade og andre planteorganer.

Golgi-apparat

Denne organelle, også membranøs, består af en række fladt cirkulære cisterner, afgrænset af en enkelt membran. Indholdet af disse tanke, deres kemiske sammensætning og deres funktioner ændres fra det ene "ansigt" til det andet.

I nogle "lavere" planter er en "ydre" cistern forbundet med den endoplasmatiske retikulum og er kendt som cis- rummet eller "ansigtet" af Golgi-komplekset, mens de mere "fjerne" cisterner udgør en del af transfladen..

I midten mellem cis og trans-cisterner findes "midterste" cisterner og sekretoriske vesikler dannes på transsiden.

Golgi-komplekset er ansvarlig for behandling og emballering af forskellige makromolekyler samt deres transport (eksport) mod celleoverfladen eller til vakuoler. Sådanne makromolekyler inkluderer lipider og proteiner.

I modsætning til dyreceller har Golgi af planteceller vigtige synteseaktiviteter, da de deltager i de novo-syntesen af ​​glycoproteiner, pectiner, hemicelluloser og nogle sekretoriske produkter og komponenter i cellevæggene.

ribosomer

Skema med en ribosom

Ribosomer er meget små organeller med en sfærisk form. De findes normalt på det ru endoplasmatiske retikulum, men nogle er frie i cytoplasmaet. De består af RNA og proteiner.

Disse er involveret i syntesen af ​​makromolekyler, hovedsageligt proteiner.

Vacuole og Tonoplast

Vakuolen er en multifunktionel organel, der deltager i opbevaring, fordøjelse, osmoregulering og vedligeholdelse af plantecellers form og størrelse.

Mange stoffer kan opbevares inde i disse organeller: farvede pigmenter, såsom anthocyaniner, der farver blade og kronblade, nogle organiske syrer, der fungerer til at regulere pH, nogle "forsvars" -kemikalier mod planteetere og sekundære metabolitter.

Under mikroskopet kan de ses som "tomme steder" i cytosolen med et sfærisk udseende og undertiden meget stort, da de kan optage op til 90% af cellevolumenet.

Da det er en organel, må vi antage, at den er omgivet af en membran, tonoplasten. Denne membran er ansvarlig for at regulere passagen af ​​stoffer mellem det vakuolære lumen og cytosolen, som den har nogle specialiserede proteiner til.

Vacuoler fungerer også som "fordøjelsesorganeller" af celler, så de udfører ofte funktioner, der er analoge med lysosomer i dyreceller.

Mitokondrier

Som i resten af ​​eukaryote celler har planteceller mitokondrier, som er organeller omgivet af to membraner, den ene indre og den anden ydre, som omslutter en matrix, de er specialiserede i syntesen af ​​energi i form af ATP og respiration cellulære.

De er cylindriske eller elliptiske organeller, lidt aflange og i nogle tilfælde forgrenede. De har deres eget genom, så de er i stand til at kode og syntetisere mange af deres proteiner, skønt ikke alle, da det nukleare DNA i cellen koder for andre.

plastider

Plastider er en gruppe af forskellige cellulære komponenter, der stammer fra forstadier kendt som proplastidia. De er normalt større orgelæner end mitokondrier, med en dobbelt membran og en tæt matrix kaldet stroma. De har også deres eget genom.

Chloroplaster, ethioplaster, amyloplasts og chromoplasts hører til denne organellefamilie. Dette er således de vigtigste organeller, der adskiller planteceller fra dyr.

- Chloroplaster er plastiderne, der er ansvarlige for fotosyntesen, og det er dem, der huser klorofyl, det fotosyntetiske pigment i vid udstrækning.

Skema af en chloroplast. Kilde: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Amyloplaster er plastider, der fungerer ved opbevaring af stivelse i forskellige væv.

- Kromoplaster er plastider, der har gullig eller orange farve eller pigmentering, da de kan indeholde forskellige pigmenter inde.

- Ethioplaster findes derimod i ”etiolerede” væv og er faktisk chloroplaster, der har mistet klorofyl. I udifferentierede væv kan de kaldes leukoplaster.

Peroxisomer eller mikrobodier

Grundlæggende struktur af et peroxisom

Peroxisomer eller mikroboder er organeller omgivet af en simpel membran, der adskilles fra vesikler ved deres størrelse og indhold. De er normalt kendt som peroxisomer, da et giftigt kemisk stof kaldet hydrogenperoxid (H ₂ O ₂) produceres inde i dem, som er skadeligt for celler.

De er organeller med en stor mængde oxidative enzymer indeni og er ansvarlige for syntesen af ​​nogle molekyler, selvom deres hovedfunktion er oxidation og dekomponering af visse typer lipider, aminosyrer, nitrogenholdige baser osv.

De er især vigtige i cellerne i et frø, da de fungerer ved omdannelse af fedt og lipider, der er opbevaret i disse til kulhydrater, som er den vigtigste energikilde for embryonale celler.

Nogle modificerede peroxisomer er kendt som glyoxysomer, da glyoxylatcyklussen forekommer i dem, hvorved carbonatomer, der stammer fra fotosyntetiske processer, genanvendes.

Cellular væg

Plant cellevæg. Kilde: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Dette er en anden af ​​de karakteristiske organeller af planteceller (svampe har også væggceller, men deres sammensætning er forskellige).

Cellevæggen består af et indviklet netværk af en polymer kaldet cellulose, der består af gentagne enheder af et sukker kaldet glukose. Denne struktur har mange funktioner, men det vigtigste er at bevare strukturen i planteceller og væv og beskytte dem udefra.

Selvom det ser ud under mikroskopet ser det ud til at være en relativt tynd struktur, men det giver planteceller en vis mekanisk stivhed og modstand mod deformation, især i forskellige klimaer.

plasmodesmata

I plantevæv kan der observeres smalle cytoplasmatiske kanaler, omgivet af plasmamembranen og forbinde naboceller gennem deres protoplaster (alt, hvad der er inde i cellevæggen).

Plante celletyper

Planteorganismer har mange forskellige typer celler, som er produktet af celledifferentieringsprocesser, der kontrolleres både genetisk og miljømæssigt.

Mange forskere genkender en samling af planteceller, og her er nogle af dem:

- Start- eller meristematiske celler: De findes i meristeme, som er de vigtigste centre for vækst og opdeling af alle planter, da de er i konstant mitotisk opdeling. Fra disse er de andre celler i en plantes krop differentieret.

- Differentierede celler: alle planter har tre hovedtyper af differentierede celler, der er afledt af meristematiske celler, parenchymale celler, kollenchymale celler og sclerenchyma-celler.

Parenchymale eller parenkymale celler

Dette er de mest almindelige celler. Nogle forfattere beskriver dem som en byrdes "byrde" af en plante, da de er de mest rigelige, men de er de mindst specialiserede, dvs. de mindst differentierede.

De har en tynd primær cellevæg og udvikler ikke en sekundær væg. De er ansvarlige for at "udfylde" den tilgængelige plads i plantevæv og give struktur, så de kan have forskellige former og størrelser.

De parenchymale celler, der er specialiserede i fotosyntese, er også kendt som chlorenchyma- celler. Disse celler deltager også i opbevaring af vand i rødderne, stammen, bladene, frugterne og frøene.

Kolenchymale eller kollenchymale celler

De er celler, der giver "fleksibel støtte" til plantevæv. De er langstrakte og har forskellige former, som kan ændre sig under plantens vækst. De har en primær væg, der kan blive fortykket ved afsætning af yderligere cellulose.

Det er "lim" -celler, da det er dem, der giver større støtte end parenkymceller, samtidig med at fleksibiliteten opretholdes. De er altid hævede, da deres vakuoler er fyldt med vand.

Sclerenchyma celler

Disse celler har i modsætning til de foregående to en sekundær cellevæg, som er befæstet med lignin, en polymer sammensat af forskellige syrer og ganske heterogene fenoliske molekyler. Udtrykket stammer fra det græske "skleros", som betyder "hårdt".

De er mindre almindelige celler end parenchymale og colenchymale celler og dør, når de når modenhed. De giver strukturel styrke til væv, der holder op med at vokse i længden.

To typer sclerenchyma-celler er kendt: fibre og sclereider. De førstnævnte er lange med tykke, lignificerede cellevægge, hvilket gør dem stærke og fleksible.

Sclereider er på den anden side mere varierede, morfologisk set, men er generelt kubiske eller sfæriske. Disse celler er det, der udgør skræl og grove af mange frugter. De er ikke fleksible, men snarere hårde.

Celler i vaskulært væv

Det vaskulære væv fra planter består af celler. Dette er dem, der er ansvarlige for ledning af vand og næringsstoffer og mineraler gennem kroppen af ​​grøntsager.

Den xylem væv (xylem) er hvad transporterer vand og mineralske næringsstoffer fra roden til resten af anlægget. Den floem væv (floemen), på den anden side, udfører sukkerarter og organiske næringsstoffer fra bladene til resten af anlægget. Summen af ​​begge væsker er kendt som sap.

Den xylem er sammensat af tracheiderne, som er lange celler, indsnævre ved deres ender. De betragtes som en type sclerenchyma-celle. Disse celler dør, når de når modenhed, så hvad der er "tilbage" er "skallen" dannet af den fortykkede cellevæg.

Andre celler kaldet karelementer er også i dette væv, der transporterer vand og mineraler hurtigere end tracheider. De dør også ved modenhed, hvilket gør dem til hule "rør", kortere og smalere end tracheider.

Den phloem består af en celletype, der vides som elementer i sikar. Disse er levende, metabolisk aktive celler. Forbindes i deres ender for at danne sigtrøret, hvorved fotosyntetiske produkter transporteres fra bladene til resten af ​​kroppen.

Referencer

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland Science.
2. Gunning, BE, & Steer, MW (1996). Plantecellebiologi: struktur og funktion. Jones & Bartlett Learning.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekylær cellebiologi 4. udgave. National Center for Biotechnology Information, Boghylde.
4. Nabors, MW (2004). Introduktion til botanik (nr. 580 N117i). Pearson,.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. udg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.