NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Cấu trúc tế bào thực vật
- Bộ phận tế bào thực vật
- Các loại tế bào thực vật
- Tế bào thực vật vs Tế bào động vật
- Tầm quan trọng của thực vật
- Thực vật và quang hợp
- Phản ứng sáng và tối
Tế bào là đơn vị nhỏ nhất của sự sống ở cả thực vật và động vật. Một vi khuẩn là một ví dụ về một sinh vật đơn bào, trong khi một người trưởng thành được tạo thành từ hàng nghìn tỷ tế bào. Các tế bào quan trọng hơn - chúng rất quan trọng đối với sự sống như chúng ta biết. Không có tế bào, không có sinh vật sống sẽ tồn tại. Không có tế bào thực vật, sẽ không có thực vật. Và không có thực vật, tất cả các sinh vật sống sẽ chết.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Thực vật, được tạo thành từ nhiều loại tế bào được tổ chức thành các mô, là nhà sản xuất chính của Trái đất. Không có tế bào thực vật, không có gì có thể tồn tại trên Trái đất.
Cấu trúc tế bào thực vật
Nhìn chung, tế bào thực vật có hình chữ nhật hoặc hình khối và lớn hơn tế bào động vật. Tuy nhiên, chúng tương tự như các tế bào động vật ở chỗ chúng là các tế bào nhân chuẩn, có nghĩa là các tế bào DNA được bao bọc bên trong nhân.
Tế bào thực vật chứa nhiều cấu trúc tế bào, thực hiện các chức năng thiết yếu để tế bào hoạt động và tồn tại. Một tế bào thực vật được tạo thành từ một thành tế bào, màng tế bào và nhiều cấu trúc liên kết màng (bào quan), chẳng hạn như plastid và không bào. Thành tế bào, lớp vỏ cứng nhất của tế bào, được làm bằng cellulose và cung cấp hỗ trợ và tạo điều kiện cho sự tương tác giữa các tế bào. Nó bao gồm ba lớp: thành tế bào sơ cấp, thành tế bào thứ cấp và lamella giữa. Màng tế bào (đôi khi được gọi là màng plasma) là cơ thể bên ngoài của tế bào, bên trong thành tế bào. Chức năng chính của nó là cung cấp sức mạnh và bảo vệ chống nhiễm trùng và căng thẳng. Nó là bán thấm, có nghĩa là chỉ một số chất nhất định có thể đi qua nó. Một ma trận giống như gel bên trong màng tế bào được gọi là cytosol hoặc tế bào chất, bên trong đó tất cả các bào quan tế bào khác phát triển.
Bộ phận tế bào thực vật
Mỗi cơ quan trong một tế bào thực vật có một vai trò quan trọng. Plastids lưu trữ các sản phẩm thực vật. Các lỗ hổng là các bào quan chứa đầy màng, chứa đầy nước cũng được sử dụng để lưu trữ các vật liệu hữu ích. Ty thể thực hiện hô hấp tế bào và cung cấp năng lượng cho tế bào. Một lục lạp là một plastid kéo dài hoặc hình đĩa được tạo thành từ chất diệp lục màu lục. Nó bẫy năng lượng ánh sáng và chuyển đổi nó thành năng lượng hóa học thông qua một quá trình gọi là quang hợp. Cơ thể golgi là một phần của tế bào thực vật nơi protein được sắp xếp và đóng gói. Protein được lắp ráp bên trong các cấu trúc gọi là ribosome. Mạng lưới nội chất là các bào quan phủ màng vận chuyển vật liệu.
Nhân là một đặc điểm đặc biệt của một tế bào nhân chuẩn. Nó là trung tâm điều khiển của tế bào được bao bọc bởi màng kép được gọi là lớp vỏ hạt nhân và là màng xốp cho phép các chất đi qua nó. Nhân đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành protein.
Các loại tế bào thực vật
Tế bào thực vật có nhiều loại, bao gồm phloem, nhu mô, xơ cứng bì, collenchyma và tế bào xylem.
Tế bào phloem vận chuyển đường được sản xuất bởi lá trên khắp cây. Những tế bào sống quá khứ trưởng thành.
Các tế bào chính của thực vật là các tế bào nhu mô, tạo nên lá cây và tạo điều kiện cho quá trình trao đổi chất và sản xuất thực phẩm. Những tế bào này có xu hướng linh hoạt hơn các tế bào khác vì chúng mỏng hơn. Các tế bào nhu mô được tìm thấy trong lá, rễ và thân của cây.
Các tế bào xơ cứng cung cấp cho cây rất nhiều hỗ trợ. Hai loại tế bào xơ cứng là sợi và sclereid. Các tế bào sợi là các tế bào dài, mảnh, thường tạo thành các chuỗi hoặc bó. Các tế bào Sclereid có thể xảy ra riêng lẻ hoặc theo nhóm và có nhiều dạng khác nhau. Chúng thường tồn tại trong rễ của cây và không sống quá chín vì chúng có một bức tường thứ cấp dày chứa lignin, thành phần hóa học chính của gỗ. Lignin cực kỳ cứng và không thấm nước, khiến các tế bào không thể trao đổi vật liệu đủ lâu để quá trình trao đổi chất hoạt động diễn ra.
Nhà máy cũng nhận được sự hỗ trợ từ các tế bào collenchyma, nhưng chúng không cứng như các tế bào xơ cứng. Tế bào Collenchyma thường cung cấp hỗ trợ cho các bộ phận của cây non vẫn đang phát triển, chẳng hạn như thân và lá. Những tế bào này kéo dài cùng với các nhà máy đang phát triển.
Tế bào Xylem là những tế bào dẫn nước, mang nước đến lá cây. Những tế bào cứng này, hiện diện trong thân cây, rễ và lá, không sống qua quá trình trưởng thành, nhưng thành tế bào của chúng vẫn ở lại để cho phép nước di chuyển tự do trong toàn bộ cây.
Các loại tế bào thực vật khác nhau tạo thành các loại mô khác nhau, có chức năng khác nhau trong các bộ phận nhất định của cây. Tế bào phloem và tế bào xylem tạo thành mô mạch máu, tế bào nhu mô tạo thành mô biểu bì và tế bào nhu mô, tế bào collenchyma và tế bào xơ cứng tạo thành mô mặt đất.
Mô mạch máu hình thành các cơ quan vận chuyển thức ăn, khoáng chất và nước qua cây. Mô biểu bì tạo thành một lớp thực vật bên ngoài, tạo ra một lớp sáp ngăn chặn cây mất quá nhiều nước. Mô đất tạo thành phần lớn cấu trúc thực vật và thực hiện rất nhiều chức năng khác nhau, bao gồm lưu trữ, hỗ trợ và quang hợp.
Tế bào thực vật vs Tế bào động vật
Thực vật và động vật đều là những sinh vật đa bào cực kỳ phức tạp với một số bộ phận chung, như nhân, tế bào chất, màng tế bào, ty thể và ribosome. Các tế bào của chúng thực hiện các chức năng cơ bản giống nhau: lấy chất dinh dưỡng từ môi trường, sử dụng các chất dinh dưỡng đó để tạo năng lượng cho sinh vật và tạo ra các tế bào mới. Tùy thuộc vào sinh vật, các tế bào cũng có thể vận chuyển oxy qua cơ thể, loại bỏ chất thải, tín hiệu điện đến não, bảo vệ khỏi bệnh tật và - trong trường hợp thực vật - tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời.
Tuy nhiên, có một số khác biệt giữa tế bào thực vật và tế bào động vật. Không giống như tế bào thực vật, tế bào động vật không chứa thành tế bào, lục lạp hoặc không bào nổi bật. Nếu bạn xem cả hai loại tế bào dưới kính hiển vi, bạn có thể thấy các không bào lớn, nổi bật ở trung tâm của tế bào thực vật, trong khi một tế bào động vật chỉ có một không bào nhỏ, không nhìn thấy được.
Tế bào động vật thường nhỏ hơn tế bào thực vật và có màng linh hoạt xung quanh chúng. Điều này cho phép các phân tử, chất dinh dưỡng và khí đi vào tế bào. Sự khác biệt giữa tế bào thực vật và tế bào động vật cho phép chúng thực hiện các chức năng khác nhau. Ví dụ, động vật có các tế bào chuyên biệt để cho phép di chuyển nhanh vì động vật là thiết bị di động, trong khi thực vật không di động và có thành tế bào cứng để có thêm sức mạnh.
Các tế bào động vật có nhiều kích cỡ khác nhau và có xu hướng có hình dạng bất thường, nhưng các tế bào thực vật có kích thước tương tự nhau hơn và thường có hình chữ nhật hoặc hình khối.
Tế bào vi khuẩn và nấm men khá khác biệt với tế bào thực vật và động vật. Để bắt đầu, chúng là những sinh vật đơn bào. Cả tế bào vi khuẩn và tế bào nấm men đều có tế bào chất và màng bao quanh thành tế bào. Tế bào nấm men cũng có nhân, nhưng tế bào vi khuẩn không có nhân riêng biệt cho vật liệu di truyền của chúng.
Tầm quan trọng của thực vật
Thực vật cung cấp môi trường sống, nơi trú ẩn và bảo vệ cho động vật, giúp tạo và bảo tồn đất và được sử dụng để tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích, chẳng hạn như sợi và thuốc. Ở một số nơi trên thế giới, gỗ từ thực vật là nhiên liệu chính được sử dụng để nấu các bữa ăn của người dân và sưởi ấm nhà của họ.
Có thể chức năng quan trọng nhất của cây là chuyển đổi năng lượng ánh sáng từ mặt trời thành thức ăn. Trên thực tế, một loài thực vật là sinh vật duy nhất có thể làm điều này. Thực vật là tự dưỡng, có nghĩa là chúng tự sản xuất thức ăn. Thực vật cũng sản xuất tất cả các loại động vật và con người ăn - thậm chí cả thịt, bởi vì những động vật cung cấp thịt ăn thực vật như cỏ, ngô và yến mạch.
Khi thực vật tạo ra thức ăn, chúng tạo ra khí oxy. Khí này tạo thành một phần quan trọng của không khí cho sự sống còn của thực vật, động vật và con người. Khi bạn thở, bạn lấy khí oxy ra khỏi không khí để giữ cho các tế bào và cơ thể bạn sống. Nói cách khác, tất cả oxy cần thiết cho các sinh vật sống được tạo ra bởi thực vật.
Thực vật và quang hợp
Thực vật tạo ra oxy như một sản phẩm thải của một quá trình hóa học gọi là quang hợp, như ghi chú của Đại học Nebraska-Lincoln, nghĩa đen là "kết hợp với ánh sáng". Trong quá trình quang hợp, thực vật lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời để chuyển đổi carbon dioxide và nước thành các phân tử cần thiết cho sự tăng trưởng, chẳng hạn như enzyme, diệp lục và đường.
Chất diệp lục trong thực vật hấp thụ năng lượng từ mặt trời. Điều này cho phép sản xuất glucose, được tạo thành từ các nguyên tử carbon, hydro và oxy, nhờ vào phản ứng hóa học giữa carbon dioxide và nước.
Glucose được tạo ra trong quá trình quang hợp có thể được chuyển thành hóa chất mà tế bào thực vật cần phát triển. Nó cũng có thể được chuyển đổi thành tinh bột phân tử lưu trữ, sau này có thể được chuyển đổi trở lại thành glucose khi cây cần.Nó cũng có thể bị phá vỡ trong một quá trình gọi là hô hấp, giải phóng năng lượng được lưu trữ trong các phân tử glucose.
Nhiều cấu trúc bên trong các tế bào thực vật được yêu cầu cho quá trình quang hợp diễn ra. Chất diệp lục và enzyme được chứa trong lục lạp. Hạt nhân chứa DNA cần thiết để mang mã di truyền cho các protein được sử dụng trong quang hợp. Màng tế bào thực vật tạo điều kiện cho sự di chuyển của nước và khí trong và ngoài tế bào, đồng thời kiểm soát sự đi qua của các phân tử khác.
Các chất hòa tan di chuyển vào và ra khỏi tế bào qua màng tế bào, thông qua các quá trình khác nhau. Một trong những quá trình này được gọi là khuếch tán. Điều này liên quan đến sự chuyển động tự do của các hạt oxy và carbon dioxide. Nồng độ carbon dioxide cao di chuyển vào lá, trong khi nồng độ oxy cao di chuyển ra khỏi lá vào không khí.
Nước di chuyển qua màng tế bào thông qua một quá trình gọi là thẩm thấu. Đây là những gì cung cấp cho cây thông qua rễ của chúng. Thẩm thấu đòi hỏi hai giải pháp với nồng độ khác nhau cũng như một màng bán thấm ngăn cách chúng. Nước chuyển từ dung dịch ít đậm đặc sang dung dịch đậm đặc hơn cho đến khi mức độ ở phía đậm đặc hơn của màng tăng lên và mức độ ở phía ít tập trung của màng giảm xuống, cho đến khi nồng độ giống nhau ở cả hai bên của màng. Tại thời điểm này, sự chuyển động của các phân tử nước là như nhau theo cả hai hướng và trao đổi ròng của nước là bằng không.
Phản ứng sáng và tối
Hai phần của quang hợp được gọi là phản ứng ánh sáng (phụ thuộc vào ánh sáng) và phản ứng tối hoặc carbon (không phụ thuộc vào ánh sáng). Các phản ứng ánh sáng cần năng lượng từ ánh sáng mặt trời, vì vậy chúng chỉ có thể diễn ra vào ban ngày. Trong một phản ứng ánh sáng, nước bị tách ra và oxy được giải phóng. Một phản ứng ánh sáng cũng cung cấp năng lượng hóa học (dưới dạng các phân tử năng lượng hữu cơ ATP và NADPH) cần thiết trong một phản ứng tối để biến đổi carbon dioxide thành carbohydrate.
Một phản ứng tối không cần ánh sáng mặt trời và diễn ra trong một phần của lục lạp được gọi là stroma. Một số enzyme có liên quan, chủ yếu là rubisco, là loại protein dồi dào nhất trong tất cả các protein thực vật và tiêu thụ nhiều nitơ nhất. Một phản ứng tối sử dụng ATP và NADPH được tạo ra trong một phản ứng ánh sáng để tạo ra các phân tử năng lượng. Chu trình phản ứng được gọi là Chu trình Calvin hoặc Chu trình Calvin-Benson. ATP và NADPH kết hợp với carbon dioxide và nước để tạo ra sản phẩm cuối cùng, glucose.