Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Struttura delle cellule vegetali
- Parti di cellule vegetali
- Tipi di cellule vegetali
- Cellule vegetali contro cellule animali
- Importanza delle piante
- Piante e fotosintesi
- Reazioni chiare e scure
La cellula è la più piccola unità di vita sia nelle piante che negli animali. Un batterio è un esempio di un organismo a cellula singola, mentre un umano adulto è costituito da trilioni di cellule. Le cellule sono più che importanti: sono vitali per la vita come la conosciamo. Senza cellule, nessun essere vivente sopravviverebbe. Senza cellule vegetali, non ci sarebbero piante. E senza piante, tutti gli esseri viventi morirebbero.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Le piante, che sono costituite da una varietà di tipi di cellule organizzate in tessuti, sono i produttori primari della Terra. Senza cellule vegetali, nulla potrebbe sopravvivere sulla Terra.
Struttura delle cellule vegetali
In generale, le cellule vegetali hanno forma rettangolare o cubica e sono più grandi delle cellule animali. Tuttavia, sono simili alle cellule animali in quanto sono cellule eucariotiche, il che significa che il DNA delle cellule è racchiuso all'interno del nucleo.
Le cellule vegetali contengono molte strutture cellulari, che svolgono funzioni essenziali affinché la cellula funzioni e sopravviva. Una cellula vegetale è costituita da una parete cellulare, una membrana cellulare e molte strutture legate alla membrana (organelli), come plastidi e vacuoli. La parete cellulare, la copertura rigida più esterna della cellula, è realizzata in cellulosa e fornisce supporto e facilita l'interazione tra le cellule. Si compone di tre strati: la parete cellulare primaria, la parete cellulare secondaria e la lamella centrale. La membrana cellulare (a volte chiamata membrana plasmatica) è il corpo esterno della cellula, all'interno della parete cellulare. La sua funzione principale è quella di fornire forza e protezione da infezioni e stress. È semi-permeabile, il che significa che solo alcune sostanze possono attraversarlo. Una matrice gelatinosa all'interno della membrana cellulare è chiamata citosol o citoplasma, all'interno della quale si sviluppano tutti gli altri organelli cellulari.
Parti di cellule vegetali
Ogni organello all'interno di una cellula vegetale ha un ruolo importante. I plastidi immagazzinano prodotti vegetali. I vacuoli sono organelli riempiti con acqua e legati alla membrana che vengono utilizzati anche per conservare materiali utili. I mitocondri effettuano la respirazione cellulare e danno energia alle cellule. Un cloroplasto è un plastide allungato o a forma di disco costituito dalla clorofilla di pigmento verde. Intrappola l'energia della luce e la converte in energia chimica attraverso un processo chiamato fotosintesi. Il corpo del Golgi è la parte della cellula vegetale in cui le proteine vengono selezionate e confezionate. Le proteine sono assemblate all'interno di strutture chiamate ribosomi. Il reticolo endoplasmatico sono organelli coperti da membrana che trasportano materiali.
Il nucleo è una caratteristica distintiva di una cellula eucariotica. È il centro di controllo della cellula legato da una doppia membrana conosciuta come l'involucro nucleare ed è una membrana porosa che consente alle sostanze di attraversarlo. Il nucleo svolge un ruolo importante nella formazione delle proteine.
Tipi di cellule vegetali
Le cellule vegetali sono disponibili in vari tipi, tra cui cellule floema, parenchima, sclerenchima, collenchima e xilema.
Le cellule floema trasportano lo zucchero prodotto dalle foglie in tutta la pianta. Queste cellule vivono oltre la maturità.
Le principali cellule delle piante sono cellule di parenchima, che compongono le foglie delle piante e facilitano il metabolismo e la produzione di cibo. Queste cellule tendono ad essere più flessibili di altre perché sono più sottili. Le cellule di parenchima si trovano nelle foglie, nelle radici e negli steli di una pianta.
Le cellule di sclerenchima danno alla pianta un grande supporto. I due tipi di cellule di sclerenchima sono le fibre e lo sclereide. Le celle in fibra sono cellule lunghe e sottili che normalmente formano filamenti o fasci. Le cellule sclereidi possono verificarsi singolarmente o in gruppi e possono presentarsi in varie forme. Di solito esistono nelle radici della pianta e non vivono oltre la maturità perché hanno una spessa parete secondaria contenente lignina, il principale componente chimico del legno. La lignina è estremamente dura e impermeabile, il che rende impossibile per le cellule scambiare materiali abbastanza a lungo da consentire il metabolismo attivo.
La pianta riceve anche supporto dalle cellule di collenchima, ma non sono rigide come le cellule di sclerenchima. Le cellule di collenchima di solito danno supporto alle parti di una giovane pianta che stanno ancora crescendo, come lo stelo e le foglie. Queste cellule si estendono insieme alla pianta in via di sviluppo.
Le cellule di Xylem sono cellule che conducono l'acqua, che portano acqua alle foglie delle piante. Queste cellule dure, presenti negli steli, radici e foglie delle piante, non vivono oltre la maturità, ma la loro parete cellulare rimane per consentire il libero movimento dell'acqua in tutta la pianta.
I diversi tipi di cellule vegetali formano diversi tipi di tessuto, che hanno funzioni diverse in alcune parti della pianta. Le cellule floema e le cellule xilem formano il tessuto vascolare, le cellule del parenchima formano il tessuto epidermico e le cellule del parenchima, le cellule del collenchima e le cellule dello sclerenchima formano il tessuto macinato.
Il tessuto vascolare forma gli organi che trasportano cibo, minerali e acqua attraverso la pianta. Il tessuto epidermico forma gli strati esterni delle piante, creando un rivestimento ceroso che impedisce a una pianta di perdere troppa acqua. Il tessuto macinato costituisce la maggior parte della struttura di una pianta e svolge molte funzioni diverse, tra cui conservazione, supporto e fotosintesi.
Cellule vegetali contro cellule animali
Le piante e gli animali sono entrambi organismi multicellulari estremamente complessi con alcune parti in comune, come il nucleo, il citoplasma, la membrana cellulare, i mitocondri e i ribosomi. Le loro cellule svolgono le stesse funzioni di base: prendere i nutrienti dall'ambiente, usare quei nutrienti per produrre energia per l'organismo e creare nuove cellule. A seconda dell'organismo, le cellule possono anche trasportare ossigeno attraverso il corpo, rimuovere rifiuti, segnali elettrici al cervello, proteggere dalle malattie e - nel caso delle piante - produrre energia dalla luce solare.
Tuttavia, ci sono alcune differenze tra cellule vegetali e cellule animali. A differenza delle cellule vegetali, le cellule animali non contengono pareti cellulari, cloroplasti o vacuolo prominente. Se osservi entrambi i tipi di cellule al microscopio, puoi vedere vacuoli grandi e prominenti al centro di una cellula vegetale, mentre una cellula animale ha solo un vacuolo piccolo e poco appariscente.
Le cellule animali sono in genere più piccole delle cellule vegetali e hanno una membrana flessibile attorno a loro. Ciò consente alle molecole, ai nutrienti e ai gas di passare nella cellula. Le differenze tra cellule vegetali e cellule animali consentono loro di svolgere diverse funzioni. Ad esempio, gli animali hanno cellule specializzate per consentire un rapido movimento perché gli animali sono mobili, mentre le piante non sono mobili e hanno pareti cellulari rigide per una maggiore resistenza.
Le cellule animali hanno varie dimensioni e tendono ad avere forme irregolari, ma le cellule vegetali hanno dimensioni più simili e sono tipicamente rettangolari oa forma di cubo.
Le cellule batteriche e di lievito sono abbastanza diverse dalle cellule vegetali e animali. Per cominciare, sono organismi monocellulari. Sia le cellule batteriche che le cellule di lievito hanno citoplasma e una membrana circondata da una parete cellulare. Anche le cellule di lievito hanno un nucleo, ma le cellule batteriche non hanno un nucleo distinto per il loro materiale genetico.
Importanza delle piante
Le piante forniscono habitat, riparo e protezione per gli animali, aiutano a creare e preservare il suolo e vengono utilizzate per produrre molti prodotti utili, come fibre e medicine. In alcune parti del mondo, il legno delle piante è il combustibile principale usato per cucinare i pasti delle persone e riscaldare le loro case.
Forse la funzione più importante di una pianta è convertire l'energia della luce dal sole in cibo. In effetti, una pianta è l'unico organismo in grado di farlo. Le piante sono autotrofe, nel senso che producono il proprio cibo. Le piante producono anche tutto il cibo che gli animali e le persone mangiano, persino la carne, perché gli animali che forniscono carne mangiano piante come erba, mais e avena.
Quando le piante producono cibo, producono ossigeno gassoso. Questo gas costituisce una parte cruciale dell'aria per la sopravvivenza di piante, animali e esseri umani. Quando si respira, si estrae ossigeno gassoso dall'aria per mantenere in vita le cellule e il corpo. In altre parole, tutto l'ossigeno necessario agli organismi viventi viene prodotto dalle piante.
Piante e fotosintesi
Le piante producono ossigeno come prodotto di scarto di un processo chimico chiamato fotosintesi che, come osserva l'Università del Nebraska-Lincoln Extension, significa letteralmente "mettere insieme la luce". Durante la fotosintesi, le piante prendono energia dalla luce solare per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in molecole necessarie per la crescita, come enzimi, clorofilla e zuccheri.
La clorofilla nelle piante assorbe energia dal sole. Ciò consente la produzione di glucosio, composto da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno, grazie alla reazione chimica tra anidride carbonica e acqua.
Il glucosio prodotto durante la fotosintesi può essere trasformato in sostanze chimiche di cui le cellule vegetali hanno bisogno per crescere. Può anche essere convertito nell'amido della molecola di conservazione, che può successivamente essere riconvertito in glucosio quando necessario dalla pianta.Può anche essere scomposto durante un processo chiamato respirazione, che rilascia energia immagazzinata all'interno delle molecole di glucosio.
Molte strutture all'interno delle cellule vegetali sono necessarie per la fotosintesi. La clorofilla e gli enzimi sono contenuti nei cloroplasti. Il nucleo ospita il DNA necessario per trasportare il codice genetico per le proteine utilizzate nella fotosintesi. La membrana cellulare delle piante facilita il movimento di acqua e gas dentro e fuori la cellula e controlla anche il passaggio di altre molecole.
Le sostanze disciolte si muovono dentro e fuori la cellula attraverso la membrana cellulare, attraverso diversi processi. Uno di questi processi si chiama diffusione. Ciò comporta la libera circolazione delle particelle di ossigeno e anidride carbonica. Un'alta concentrazione di anidride carbonica si sposta nella foglia, mentre un'alta concentrazione di ossigeno si sposta dalla foglia nell'aria.
L'acqua si muove attraverso le membrane cellulari attraverso un processo chiamato osmosi. Questo è ciò che dà alle piante l'acqua attraverso le loro radici. L'osmosi richiede due soluzioni con concentrazioni diverse e una membrana semipermeabile che le separa. L'acqua si sposta da una soluzione meno concentrata a una soluzione più concentrata fino a quando il livello sul lato più concentrato della membrana aumenta e il livello sul lato meno concentrato della membrana diminuisce, fino a quando la concentrazione è la stessa su entrambi i lati della membrana. A questo punto, il movimento delle molecole d'acqua è lo stesso in entrambe le direzioni e lo scambio netto di acqua è zero.
Reazioni chiare e scure
Le due parti della fotosintesi sono note come reazioni alla luce (dipendenti dalla luce) e reazioni al buio o al carbonio (indipendenti dalla luce). Le reazioni luminose hanno bisogno dell'energia della luce solare, quindi possono avvenire solo durante il giorno. Durante una reazione leggera, l'acqua viene divisa e l'ossigeno viene rilasciato. Una reazione leggera fornisce anche l'energia chimica (sotto forma di molecole di energia organica ATP e NADPH) necessaria durante una reazione al buio per trasformare l'anidride carbonica in carboidrato.
Una reazione oscura non richiede luce solare e si verifica nella parte del cloroplasto chiamata stroma. Sono coinvolti diversi enzimi, principalmente rubisco, che è la più abbondante di tutte le proteine vegetali e consuma più azoto. Una reazione oscura utilizza l'ATP e il NADPH prodotti durante una reazione leggera per produrre molecole di energia. Il ciclo di reazione è noto come il ciclo di Calvin o il ciclo di Calvin-Benson. ATP e NADPH si combinano con anidride carbonica e acqua per rendere il prodotto finale, il glucosio.