taimerakk

Bioloog

2022

Selgitame, mis on taimerakk, selle klassifikatsioon, osad ja tüübid. Samuti selle erinevused loomarakuga.

Taimerakk on loomast eristatav, hoolimata sellest, et nad on mõlemad eukarüootid.

Mis on taimerakk?

Taimerakk on rakk, mis koosneb paljudest organismi kuuluvate kudedest kuningriik Plantae, see tähendab taimed. Taimerakud, nagu ka loomarakud, on eukarüootid, seega on neil a tuum määratletud (millest leitakse geneetiline materjal), rakumembraan ja erinevad tsütoplasmas paiknevad organellid.

Kuigi neil on mõned omadused, on tüüpiline taimerakk loomast täiesti eristatav. Need erinevused ei tulene mitte ainult morfoloogilistest kriteeriumidest, taimede struktuurilistest vajadustest, vaid ka nende ülesannetest ja taimede tüübist. ainevahetus nad omavad. Taimerakul on iseloomulikud struktuurid, mis võimaldavad tal protsessi läbi viia fotosüntees.

Kõik taimeriiki kuuluvad organismid on fotoautotroofid ehk nad on fotosünteesi teel võimelised ise toitu sünteesima. Selle protsessi käigus alates anorgaaniline materjal (Vesi, süsinikdioksiid) ja kasutamine Energia kohta Päike, taimed viimistlevad orgaaniline materjal (glükoos), mida nad kasutavad või säilitavad, ja hapnik, mida nad atmosfääri eraldavad. Erinevalt köögiviljadest on loomad heterotroofid, seega peavad nad toituma teistest elusolendid saada oma orgaanilise aine allikat.

Hoolimata sellest erinevast viisist, kuidas nad oma saavad toit, teostavad nii taime- kui ka loomarakud rakuhingamist – protsessi, mille käigus nad saavad energiat (ATP) orgaanilise aine oksüdeerumisest.

Taimed arenesid erinevat tüüpi rakkudeks, millest igaüks oli spetsialiseerunud teatud funktsioonidele. Taimerakud on organiseeritud kudedeks ja need koed omakorda kolmeks koesüsteemiks, millest igaüks ulatub üle kogu keha. Suurem osa taime kehast koosneb põhisüsteemist, millel on erinevad funktsioonid, sealhulgas fotosüntees, ladustamine ja tugi.

Veresoonkond, keerukas juhtivussüsteem, mis läbib kogu taime keha, vastutab erinevate ainete, sealhulgas vee, lahustunud mineraalide ja toidu (lahustunud suhkru) juhtimise eest. Veresoonkond töötab ka taime tugevdamiseks ja toetamiseks. Epidermise süsteem katab taime keha. Juured, varred, lehed, õieosad ja viljad on elundid, kuna igaüks neist koosneb kolmest koesüsteemist.

Taimerakkude tüübid

Taimeriigi organismidel on palju erinevat tüüpi rakke. Botaanikud eristavad ühelt poolt alg- või meristemaatilisi rakke (need, mis asuvad peamistes kasvu- ja jagunemiskeskustes, kus mitootiline aktiivsus on konstantne) diferentseerunud rakkudest (mis pärinevad meristemaatilistest rakkudest) ja klassifitseeritakse järgmiselt:

  • Parenhüümi rakud. Nad vastutavad keha toetamise, paljude ühendite, nagu vaigud, tanniinid, hormoonid, sekretsiooni eest, ensüümid ja suhkrune nektar transpordist ja ladustamisest ained, aga ka fotosüntees ise. Neid on taimeorganismidest kõige rohkem, kuid need on kõige vähem spetsialiseerunud.
  • Kollenhüümrakud. Kuna neil on ainult üks põhiseina, on nad küpsuse ajal elus ja tavaliselt piklikud, andes neile veojõu, paindlikkus Y vastupidavus kudedele, st need on plastilised struktuursed tugirakud. Taimedel puudub paljudel loomadel tavaline luustik; Selle asemel toetavad taimekeha üksikud rakud, sealhulgas kolenhümaalsed rakud.
  • Sklerenhüümi rakud. Need on kõvad jäigad rakud, mille sekundaarsetes seintes on ligniini, mis muudab need veekindlaks. Küpsusena on taim tavaliselt juba surnud, ilma tsütoplasma, jättes ainult tühja keskse õõnsuse. Tema peamine roll on kaitse- ja mehaaniline toetus. Need võivad olla skleriidid ja kiud. Skleriidid on muutuva kujuga rakud, mis on levinud kreeka pähklite koortes ja puuviljade, näiteks kirsside ja virsikute kaevudes. Kiud on pikad kitsenevad rakud, esinevad sageli laikudena või rühmadena, eriti palju on neid puidus, sisekoores ja lehe soontes.
  • Ksüleemi rakud. Need on rakud, mis juhivad vett ja mineraalid lahustunud juurtest varte ja lehtedeni ning pakuvad struktuurilist tuge. Ksüleemrakud võivad olla kahte tüüpi: trahheidid ja veresoonte elemendid. Trahheidid ja klaaselemendid juhivad vett ja lahustunud mineraale. Nad on autojuhtimiseks väga spetsialiseerunud. Mõlemat tüüpi rakud läbivad nende arenedes programmeeritud rakusurma ja selle tulemusena on õõnsad, jäävad ainult nende rakuseinad.
  • Floemi rakud. Need on rakud, mis juhivad toidumaterjale, st lahuses olevaid süsivesikuid, mis moodustuvad fotosünteesi käigus kogu taime ulatuses ja pakuvad struktuurilist tuge. Neid võib olla kahte tüüpi: sõelatoru elemendid ja kaasrakud. Sõelatoru elemendid ühendatakse otsast otsani, moodustades pikad sõelatorud. Sõelatoru elemendid on küpsusajal elus, kuid paljud nende organellid, sealhulgas tuum, vakuool, mitokondrid ja ribosoomid lagunevad või kahanevad küpsedes. Sõelatoru elemendid kuuluvad väheste eukarüootsete rakkude hulka, mis võivad toimida ilma tuumadeta. Iga sõelatoru elemendi kõrval on kaasrakk, mis abistab sõelatoru elemendi tööd. Kaasrakk on terviklik, elusrakk koos tuumaga. Arvatakse, et see tuum juhib nii kaasraku kui ka sõelatoru elemendi tegevust.
  • Epidermise rakud. Enamikus taimedes koosneb epidermis ühest lamestatud rakkude kihist. Epidermarakud ei sisalda tavaliselt kloroplaste ja on seetõttu läbipaistvad, nii et valgus võib tungida varte ja lehtede sisekudedesse. Nii vartes kui ka lehtedes leidub epidermise all fotosünteetilisi kudesid. Õhuosade epidermaalsed rakud eritavad oma välisseinte pinnale vahajas küünenaha; See vahajas kiht piirab oluliselt veekadu taimepindadelt.
  • Peridermise rakud. Need on rakud, mis moodustavad epidermise alla mitu paksu rakukihti, et luua epidermise hävimisel uus kaitsekate. Kui puittaim jätkab ümbermõõdu suurenemist, heidab ta maha epidermise ja paljastab peridermise, mis moodustab vanemate varte ja juurte välimise koore. Need moodustavad keerulisi struktuure, mis koosnevad korgirakkudest ja korgi parenhüümirakkudest. Korgirakud surevad küpsuses ja nende seinad on kaetud suberiini-nimelise ainega, mis aitab vähendada veekadu. Korgi parenhüümirakud toimivad peamiselt hoidlatena.

Taimeraku osad ja funktsioonid

Fotosüntees toimub kloroplastides.

Tüüpiline taimerakk koosneb:

  • Plasma membraan. Nagu kõigil rakkudel, on ka taimerakkudel membraan, mis koosneb kahekordsest kihist lipiidid Y valk mis eristab raku sisemust väljast ning võimaldab neil säilitada oma rõhuvahemikku ja pH. Pealegi, plasmamembraan reguleerib ainete sisenemist ja väljumist raku sise- ja välispinna vahel.
  • Raku tuum. Nagu kõigil eukarüootsetel rakkudel, on ka taimerakkudel täpselt määratletud rakutuum, kus pärilik materjal asub (DNA) korraldatud aastal kromosoomid. Tuuma põhiülesanne on kaitsta DNA terviklikkust ja kontrollida raku tegevust, mistõttu on see väidetavalt raku juhtimiskeskus.
  • Raku sein. Taimerakkudel on jäik struktuur, mis vooderdab peamiselt tselluloosist koosnevat plasmamembraani, mille ülesanne on pakkuda rakule kaitset, jäikust, tuge ja kuju. Eristada saab kahte seina: primaarset ja sekundaarset, mida eraldab konstruktsioon, mida nimetatakse keskmiseks lamelliks. Rakuseina olemasolu takistab raku kui sellise kasvu ja sunnib seda paksenema, ladestades tselluloosi mikrokiude.
  • Tsütoplasma. Nagu kõik rakud, on tsütoplasma raku sisemus ja koosneb hüaloplasmast ehk tsütosoolist, ainete ja ainete vesisuspensioonist. ioonidja rakuorganellid.
  • Plasmodesmaat. Need on tsütoplasma pidevad üksused, mis võivad läbida rakuseina ja ühendada sama organismi taimerakke, võimaldades raku tsütoplasmade vahelist sidet ja ainete otsest ringlust nende vahel.
  • Vacuool. Seda leidub kõigis taimerakkudes ja see on kindla kujuga suletud sektsioonide rühm, mida ümbritseb plasmamembraan, mida nimetatakse tonoplastiks ja mis sisaldavad Vesi, ensüümid, suhkrud, soolad, valgud, pigmendid ja ainevahetusjäägid. Üldiselt on küpsetel taimerakkudel suur vakuool, mis võib hõivata kuni 90% raku mahust. Vakuool on multifunktsionaalne organell, mis osaleb ainete säilitamises, seedimises, osmoregulatsioonis ning taimerakkude kuju ja suuruse säilitamises.
  • Plastos. Need on organellid, mis vastutavad ürgsete protsesside jaoks vajalike ainete tootmise ja säilitamise eest rakus, nagu fotosüntees, aminohapete süntees või lipiidid. Plastikuid on erinevat tüüpi, sealhulgas:
    • Kloroplastid. Nad säilitavad klorofülli (vastutab taimekudede iseloomuliku rohelise värvuse eest) ja moodustavad organelli, milles toimub fotosüntees.
    • Leukoplastid. Need säilitavad värvituid aineid (või vähe värvunud) ja võimaldavad glükoosi muundada keerukamateks suhkruteks.
    • Kromoplastid. Nad talletavad pigmente, mida nimetatakse karoteenideks, mis määravad näiteks värvi puuviljadest, juurtest ja lilledest.
  • Golgi aparaat. See on membraaniga ümbritsetud lapik kotikeste komplekt, mis vastutab erinevate toodete töötlemise, pakendamise ja transpordi (eksporti) eest. makromolekulid, nagu valgud ja lipiidid.
  • Ribosoomid. Need on valkude makromolekulaarsed kompleksid ja RNA, mis asub tsütoplasmas ja krobelises endoplasmaatilises retikulumis, kus toimub valkude süntees DNA-s sisalduvast teabest. On Geneetiline teave see lahkub tuumast mRNA (messenger) kujul ja jõuab ribosoomi, kus see "loetakse ja tõlgitakse" konkreetseks valguks.
  • Endoplasmaatiline retikulum. See on kompleksne rakumembraanide süsteem, mis hõlmab eukarüootide kogu rakutsütoplasmat lamestatud kotikeste ja omavahel ühendatud tuubulite kujul, mis jätkuvad tuumamembraaniga. Endoplasmaatiline retikulum jaguneb tavaliselt kaheks osaks, millel on erinevad funktsioonid: sile retikulum, mis osaleb lipiidide metabolismis, kaltsiumi säilitamises ja rakkude detoksikatsioonis, ja kare retikulum, mille pinnale on põimitud mitu ribosoomi ja mis vastutab sünteesi eest. teatud valkude ja nende mõningate modifikatsioonide kohta.
  • Mitokondrid. Need on suured organellid, mis esinevad kõigis eukarüootsetes rakkudes ja toimivad raku energiakeskusena. Mitokondrites on rakuhingamine, mille abil rakk suudab toota oma funktsioonideks vajalikku energiat (ATP).

Loomarakk

Loomarakkudel, erinevalt taimerakkudest, ei ole rakuseina (mis muudab nad paindlikumaks) ega plasmodesmaatit ega tsentraalset vakuooli (neil on tavaliselt mitu palju väiksemat vesiikulit). Neil pole ka plastiide, mis on mõistlik, kui meeles pidada, et nad ei fotosünteesi.

Nii nagu on organelle, mis on ainult taimerakkudele, on ka teisi, mis esinevad ainult loomarakkudes, olenevalt nende metaboolsetest vajadustest ja vajadustest. Seda näiteks tsentrioolide, peroksisoomide ja lüsosoomid. Mõnel juhul on loomarakud varustatud liikumiseks ripsmete ja lipudega, mida taimerakkudel ei ole.

Tasub aga selgitada, et eukarüootsete rakkudega tegelemisel on taime- ja loomarakkudel ühised struktuurid: mõlemal on ühine rakutuum (mis sisaldab DNA-d), plasmamembraan, tsütoplasma, vabad ribosoomid ja membraansed organellid, nagu nt. Golgi aparaat, sile ja kare endoplasmaatiline retikulum ja mitokondrid.

!-- GDPR -->