Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Kasvisolujen rakenne
- Kasvisolujen osat
- Kasvisolujen tyypit
- Kasvisolut vs eläinsolut
- Kasvien merkitys
- Kasvit ja fotosynteesi
- Vaaleat ja tummat reaktiot
Solu on elämän pienin yksikkö sekä kasveissa että eläimissä. Bakteeri on esimerkki yksisoluisesta organismista, kun taas aikuinen ihminen koostuu biljoonista soluista. Solut ovat enemmän kuin tärkeitä - ne ovat elintärkeitä elämälle sellaisena kuin me sen tiedämme. Ilman soluja mikään elävä olento ei selviäisi. Ilman kasvisoluja ei olisi kasveja. Ja ilman kasveja, kaikki elävät asiat kuolevat.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kasvit, jotka koostuvat monista solutyypeistä, jotka on järjestetty kudoksiin, ovat maan päätuottajat. Ilman kasvisoluja mikään ei voinut säilyä maapallolla.
Kasvisolujen rakenne
Kasvisolut ovat yleensä suorakaiteen tai kuution muotoisia ja ovat suurempia kuin eläinsolut. Ne ovat kuitenkin samanlaisia kuin eläinsolut siinä mielessä, että ne ovat eukaryoottisia soluja, mikä tarkoittaa, että solujen DNA on suljettu ytimen sisään.
Kasvisolut sisältävät monia solurakenteita, jotka suorittavat solun toiminnalle ja selviytymiselle välttämättömät toiminnot. Kasvisolu koostuu soluseinämästä, solukalvosta ja monista membraaniin sitoutuneista rakenteista (organelleista), kuten plastidit ja vakuolit. Soluseinä, solun uloin jäykkä päällyste, on valmistettu selluloosasta ja tarjoaa tukea ja helpottaa solujen välistä vuorovaikutusta. Se koostuu kolmesta kerroksesta: ensisijainen soluseinä, sekundaarinen soluseinä ja keskimmäinen lamelli. Solumembraani (jota joskus kutsutaan plasmamembraaniksi) on solun ulkopinta solun seinämän sisällä. Sen päätehtävä on antaa voimaa ja suojata infektioilta ja stressiltä. Se on puoliläpäisevä, mikä tarkoittaa, että vain tietyt aineet pääsevät sen läpi. Geelimäistä matriisia solukalvon sisällä kutsutaan sytosoliksi tai sytoplasmaan, jonka sisällä kaikki muut soluorganelit kehittyvät.
Kasvisolujen osat
Jokaisella kasvisolun organelilla on tärkeä rooli. Plastids varastoi kasvituotteita. Vacuulit ovat vedellä täytettyjä, membraaniin sitoutuneita organelleja, joita käytetään myös hyödyllisten materiaalien varastointiin. Mitokondriat suorittavat solujen hengityksen ja antavat soluille energiaa. Klooriplasti on pitkänomainen tai kiekonmuotoinen plastidi, joka koostuu vihreän pigmentin klorofyllistä. Se tarttuu kevyeen energiaan ja muuntaa sen kemialliseksi energiaksi prosessin, jota kutsutaan fotosynteesiksi. Golgin runko on osa kasvisolua, jossa proteiinit lajitellaan ja pakataan. Proteiinit kootaan rakenteisiin, joita kutsutaan ribosomeiksi. Endoplasmiset retikulumit ovat membraanilla peitettyjä organelleja, jotka kuljettavat materiaaleja.
Ydin on eukaryoottisolujen erottuva ominaisuus. Se on solun ohjauskeskus, jonka sitoo kaksoiskalvo, jota kutsutaan ydinvaipana, ja se on huokoinen membraani, joka antaa aineiden kulkea sen läpi. Ytimellä on tärkeä rooli proteiinien muodostumisessa.
Kasvisolujen tyypit
Kasvisoluja on erityyppisiä, mukaan lukien floemi-, parenyyma-, sklerenyym-, kollenkyyma- ja ksylemisolut.
Phloem-solut kuljettavat lehtien tuottamaa sokeria koko kasvien alueella. Nämä solut elävät kypsyyden jälkeen.
Kasvien tärkeimmät solut ovat parenkyymasolut, jotka muodostavat kasvien lehdet ja helpottavat aineenvaihduntaa ja ruoan tuotantoa. Nämä solut ovat yleensä joustavampia kuin muut, koska ne ovat ohuempia. Parenyymisolut löytyvät kasvin lehdistä, juurista ja vartista.
Sklerenyymisolut antavat kasvelle paljon tukea. Kaksi tyyppiä sklerenyymisoluja ovat kuidut ja sklereidit. Kuitutolut ovat pitkiä, hoikkaita soluja, jotka yleensä muodostavat säikeitä tai kimppuja. Sklereid-solut voivat esiintyä yksittäin tai ryhmissä ja tulla eri muodoissa. Niitä esiintyy yleensä kasvin juurissa, eivätkä ne elää kypsyyttä, koska niillä on paksu sekundaariseinä, joka sisältää ligniiniä, puun tärkeintä kemiallista komponenttia. Ligniini on erittäin kova ja vedenpitävä, mikä tekee soluista mahdotonta vaihtaa materiaaleja tarpeeksi kauan aktiivisen aineenvaihdunnan tapahtumiseksi.
Kasvi saa tukea myös kollenkyymasoluista, mutta ne eivät ole niin jäykkiä kuin sklerenyymisolut. Kollenkyymasolut tukevat yleensä vielä kasvavia nuoren kasvin osia, kuten varsi ja lehdet. Nämä solut venyvät yhdessä kehittyvän kasvin kanssa.
Ksylem-solut ovat vettä johtavia soluja, jotka tuovat vettä kasvien lehtiin. Nämä kasvien varressa, juurissa ja lehdessä olevat kovat solut eivät elää kypsyyden jälkeen, mutta niiden soluseinä pysyy veden vapaan liikkuvuuden sallimiseksi koko kasvin alueella.
Eri tyyppiset kasvisolut muodostavat erityyppisiä kudoksia, joilla on erilaisia toimintoja tietyissä kasvin osissa. Phloem- ja ksyleemisolut muodostavat verisuonikudoksen, parenkyymasolut muodostavat epidermaaliset kudokset ja parenhyymisolut, kollenkyymasolut ja sklerenchymasolut muodostavat hiomakudoksen.
Vaskulaarinen kudos muodostaa elimet, jotka kuljettavat ruokaa, mineraaleja ja vettä kasvin läpi. Epidermaalinen kudos muodostaa kasvien ulkokerrokset muodostaen vahamaisen pinnoitteen, joka estää kasvia menettämästä liikaa vettä. Jauhettu kudos muodostaa suurimman osan kasvien rakenteesta ja suorittaa paljon erilaisia toimintoja, mukaan lukien varastointi, tuki ja fotosynteesi.
Kasvisolut vs eläinsolut
Kasvit ja eläimet ovat molemmat erittäin monimutkaisia monisoluisia organismeja, joilla on joitain yhteisiä osia, kuten ydin, sytoplasma, solukalvo, mitokondriat ja ribosomit. Heidän solunsa suorittavat samat perustoiminnot: ottavat ravintoaineita ympäristöstä, käyttävät näitä ravintoaineita organismin energian tuottamiseen ja uusien solujen tuottamiseen. Organismista riippuen solut voivat myös kuljettaa happea kehon läpi, poistaa jätteitä, sähköisignaaleja aivoihin, suojautua sairauksilta ja - kasvien tapauksessa - tuottaa energiaa auringonvalosta.
Kasvisolujen ja eläinsolujen välillä on kuitenkin joitain eroja. Toisin kuin kasvisolut, eläinsolut eivät sisällä soluseinää, klooriplastia tai näkyvää tyhjiötä. Jos tarkastelet molempia solutyyppejä mikroskoopin alla, voit nähdä kasvisolun keskellä suuria, näkyviä tyhjiöitä, kun taas eläinsolussa on vain pieni, huomaamaton tyhjö.
Eläinsolut ovat tyypillisesti pienempiä kuin kasvisolut ja niiden ympärillä on joustava kalvo. Tämä antaa molekyylien, ravinteiden ja kaasujen kulkea soluun. Kasvisolujen ja eläinsolujen väliset erot sallivat niiden suorittaa erilaisia toimintoja. Esimerkiksi eläimillä on erikoistuneet solut nopean liikkumisen mahdollistamiseksi, koska eläimet ovat liikkuvia, kun taas kasvit eivät ole liikkuvia ja niillä on jäykät soluseinät lisävoimaa varten.
Eläinsolut ovat erikokoisia ja yleensä muodoltaan epäsäännöllisiä, mutta kasvisolut ovat kooltaan samankaltaisempia ja ovat tyypillisesti suorakaiteen tai kuution muotoisia.
Bakteeri- ja hiivasolut ovat melko erilaisia kasvi- ja eläinsoluissa. Ensinnäkin ne ovat yksisoluisia organismeja. Sekä bakteerisoluissa että hiivasoluissa on sytoplasma ja kalvo, jota ympäröi soluseinämä. Hiivasoluilla on myös ydin, mutta bakteerisoluilla ei ole erillistä ydintä geneettiselle materiaalilleen.
Kasvien merkitys
Kasvit tarjoavat elinympäristöä, suojaa ja suojaa eläimiä, auttavat muokkaamaan ja säilyttämään maaperää, ja niistä tehdään monia hyödyllisiä tuotteita, kuten kuituja ja lääkkeitä. Joissakin maailman osissa kasvien puu on ensisijainen polttoaine, jota käytetään ihmisten aterioiden keittämiseen ja kotoaan lämmittämiseen.
Ehkä kasvin tärkein tehtävä on muuntaa auringon valoenergia ruokaksi. Itse asiassa kasvi on ainoa organismi, joka voi tehdä tämän. Kasvit ovat autotrofisia, eli ne tuottavat omaa ruokaa. Kasvit tuottavat myös kaikki ruokaeläimet ja ihmiset syövät - jopa lihaa, koska lihaa tarjoavat eläimet syövät kasveja, kuten ruohoa, maissia ja kauraa.
Kun kasvit tekevät ruokaa, ne tuottavat happikaasua. Tämä kaasu on tärkeä osa ilmaa kasvien, eläinten ja ihmisten selviytymisessä. Kun hengität, otat happea kaasua ilmasta pitämään solut ja kehosi hengissä. Toisin sanoen kasvit tuottavat kaiken elävien organismien tarvitseman hapen.
Kasvit ja fotosynteesi
Kasvit tuottavat happea fotosynteesin nimisen kemiallisen prosessin jätteenä, joka, kuten Nebraska-Lincolnin yliopiston laajennus toteaa, tarkoittaa kirjaimellisesti "laittaa yhteen valoon". Fotosynteesin aikana kasvit ottavat energiaa auringonvalosta muuttamaan hiilidioksidia ja vettä kasvun kannalta välttämättömiksi molekyyleiksi, kuten entsyymeiksi, klorofylliksi ja sokereiksi.
Kasvien klorofylli imee aurinkoa energiaa. Tämä mahdollistaa hiili-, vety- ja happiatomeista koostuvan glukoosin tuotannon hiilidioksidin ja veden välisen kemiallisen reaktion ansiosta.
Fotosynteesin aikana valmistettu glukoosi voi muuttua kemikaaleiksi, joita kasvisolujen täytyy kasvaa. Se voidaan myös muuttaa varastointimolekyylitärkkelykseksi, joka voidaan myöhemmin muuttaa takaisin glukoosiksi, kun kasvi sitä tarvitsee.Se voidaan hajottaa myös hengitysprosessin aikana, joka vapauttaa glukoosimolekyyleihin varastoitunutta energiaa.
Monia kasvisolujen sisäisiä rakenteita tarvitaan fotosynteesin tapahtumiseksi. Klorofylli ja entsyymit sisältyvät kloroplastiin. Ytimessä on DNA, joka tarvitaan fotosynteesissä käytettyjen proteiinien geneettisen koodin kantamiseksi. Kasvien solumembraani helpottaa veden ja kaasun liikkumista solusta ja ulos solusta ja säätelee myös muiden molekyylien kulkua.
Liuenneet aineet liikkuvat soluun ja ulos solusta solukalvon läpi eri prosessien kautta. Yksi näistä prosesseista on nimeltään diffuusio. Tähän sisältyy hapen ja hiilidioksidin hiukkasten vapaa liikkuvuus. Suuri pitoisuus hiilidioksidia siirtyy lehtiin, kun taas suuri pitoisuus happea liikkuu lehtiä ilmaan.
Vesi liikkuu solukalvojen läpi osmoosina kutsutun prosessin kautta. Se antaa kasveille vettä juurtensa kautta. Osmoosi vaatii kaksi ratkaisua, joilla on eri konsentraatiot, sekä puoliläpäisevän kalvon, joka erottaa ne. Vesi siirtyy vähemmän tiivistetystä liuoksesta väkevämmäksi liuokseksi, kunnes taso kalvon keskittyneemmällä puolella nousee ja taso kalvon vähemmän tiivistetyllä puolella laskee, kunnes pitoisuus on sama molemmilla puolilla kalvon. Tässä vaiheessa vesimolekyylien liike on sama molemmissa suunnissa ja veden nettovaihto on nolla.
Vaaleat ja tummat reaktiot
Fotosynteesin kaksi osaa tunnetaan kevyt (valosta riippuvainen) reaktio ja tumma tai hiili (valosta riippumaton) reaktio. Valoreaktiot tarvitsevat energiaa auringonvalosta, joten ne voivat tapahtua vain päivän aikana. Kevyen reaktion aikana vesi hajoaa ja happea vapautuu. Kevyt reaktio tarjoaa myös kemiallisen energian (orgaanisten energiamolekyylien ATP ja NADPH muodossa), jota tarvitaan tumman reaktion aikana hiilidioksidin muuttamiseksi hiilihydraatiksi.
Pimeä reaktio ei vaadi auringonvaloa ja tapahtuu klooriplastin osassa, nimeltään strooma. Mukana on useita entsyymejä, lähinnä rubisco, joka on runsain kaikista kasviproteiineista ja kuluttaa eniten typpeä. Pimeässä reaktiossa käytetään ATP: tä ja NADPH: ta, joka tuotetaan kevyessä reaktiossa, energiamolekyylien tuottamiseksi. Reaktiosykli tunnetaan nimellä Calvin-sykli tai Calvin-Benson-sykli. ATP ja NADPH yhdistyvät hiilidioksidin ja veden kanssa lopputuotteeksi, glukoosiksi.