İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Bitki Hücre Yapısı
- Bitki Hücresi Parçaları
- Bitki Hücresi Çeşitleri
- Bitki Hücreleri vs Hayvan Hücreleri
- Bitkilerin Önemi
- Bitkiler ve Fotosentez
- Işık ve Karanlık Tepkiler
Hücre hem bitkilerde hem de hayvanlarda en küçük yaşam birimidir. Bir bakteri, tek hücreli organizmanın bir örneğidir, yetişkin bir insan trilyonlarca hücreden oluşur. Hücreler önemli olmaktan çoktur - bildiğimiz gibi yaşam için hayati öneme sahiptir. Hücreler olmadan hiçbir canlı hayatta kalamaz. Bitki hücreleri olmadan, bitki olmazdı. Bitkiler olmadan tüm canlılar ölür.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Dokularda düzenlenmiş çeşitli hücre tiplerinden oluşan bitkiler, Dünyadaki birincil üreticilerdir. Bitki hücreleri olmadan, Dünya'da hiçbir şey hayatta kalamaz.
Bitki Hücre Yapısı
Genel olarak, bitki hücreleri dikdörtgen veya küp şeklindedir ve hayvan hücrelerinden daha büyüktür. Bununla birlikte, ökaryotik hücreler oldukları için hayvan hücrelerine benzerler, yani DNA'nın çekirdeğin içine alındığı anlamına gelir.
Bitki hücreleri, hücrenin çalışması ve yaşaması için gerekli fonksiyonları yerine getiren birçok hücresel yapı içerir. Bir bitki hücresi, bir hücre çeperi, hücre zarı ve plastidler ve vakuoller gibi zara bağlı yapılardan (organeller) oluşur. Hücrenin en dış katı kaplaması olan hücre duvarı selülozdan yapılmıştır ve hücreler arasındaki etkileşimi destekler ve kolaylaştırır. Üç katmandan oluşur: birincil hücre duvarı, ikincil hücre duvarı ve orta lamella. Hücre zarı (bazen plazma zarı olarak adlandırılır) hücre duvarının içinde hücrenin dış gövdesidir. Başlıca işlevi güç sağlamak ve enfeksiyon ve strese karşı korunmaktır. Yarı geçirgendir, yani yalnızca belirli maddelerin içinden geçebileceği anlamına gelir. Hücre zarının içindeki jel benzeri bir matris, diğer tüm hücre organellerinin içinde geliştiği sitosol veya sitoplazma olarak adlandırılır.
Bitki Hücresi Parçaları
Bir bitki hücresindeki her organel önemli bir role sahiptir. Plastitler bitki ürünlerini depolar. Vakumlar, yararlı malzemeleri depolamak için de kullanılan, su dolu, membran bağlı organellerdir. Mitokondri hücresel solunum yapar ve hücrelere enerji verir. Bir kloroplast, yeşil pigment klorofilden oluşan uzun veya disk şekilli bir plastittir. Işık enerjisini hapseder ve fotosentez adı verilen bir işlemle kimyasal enerjiye dönüştürür. Golgi gövdesi, proteinlerin sıralandığı ve paketlendiği bitki hücresinin bir parçasıdır. Proteinler, ribozom denilen yapıların içine monte edilir. Endoplazmik retikulum, malzemeleri taşıyan zar kaplı organellerdir.
Çekirdek ökaryotik bir hücrenin ayırt edici bir özelliğidir. Nükleer zarf olarak bilinen çift zar ile bağlanmış hücrenin kontrol merkezidir ve maddelerin içinden geçmesini sağlayan gözenekli bir zardır. Çekirdek, protein oluşumunda önemli bir rol oynar.
Bitki Hücresi Çeşitleri
Bitki hücreleri, floem, parankimi, sklerenkima, kolenkim ve ksilem hücreleri dahil olmak üzere çeşitli tiplerde gelir.
Floem hücreleri, yaprakların ürettiği şekeri bitki boyunca taşır. Bu hücreler olgunluktan sonra yaşar.
Bitkilerin ana hücreleri, bitki yapraklarını oluşturan ve metabolizmayı ve gıda üretimini kolaylaştıran parankima hücreleridir. Bu hücreler diğerlerinden daha esnek olma eğilimindedir çünkü daha incedirler. Parankima hücreleri, bir bitkinin yapraklarında, köklerinde ve saplarında bulunur.
Sclerenchyma hücreleri, bitkiye çok fazla destek verir. İki tip sklerenkima hücresi, fiber ve sklereiddir. Fiber hücreler normalde iplik veya demet oluşturan uzun ince hücrelerdir. Sklereid hücreleri ayrı ayrı veya gruplar halinde oluşabilir ve çeşitli şekillerde gelir. Genellikle bitkinin köklerinde bulunurlar ve olgunlaşmazlar, çünkü ahşabın ana kimyasal bileşeni olan lignini içeren kalın bir ikincil çeperi vardır. Lignin son derece sert ve su geçirmezdir ve bu da hücrelerin aktif metabolizmanın gerçekleşmesi için yeterli miktarda materyal alışverişinde bulunmalarını imkansız kılar.
Bitki ayrıca collenchyma hücrelerinden destek alır, ancak sclerenchyma hücreleri kadar sert değildir. Kollenimma hücreleri genellikle kök ve yapraklar gibi büyümekte olan genç bir bitkinin kısımlarına destek verir. Bu hücreler gelişmekte olan bitki ile birlikte gerilir.
Ksilem hücreleri, bitki yapraklarına su getiren su ileten hücrelerdir. Bitkilerde bulunan bu sert hücreler, sap, kök ve yapraklarda, olgunluktan sonra yaşamaz, ancak hücre duvarı, tüm bitki boyunca suyun serbest dolaşımını sağlamak için kalır.
Farklı bitki hücresi türleri, bitkinin belirli kısımlarında farklı fonksiyonlara sahip farklı doku tipleri oluşturur. Floem hücreleri ve ksilem hücreleri vasküler doku, parankimi hücreleri epidermal doku ve parankimi hücreleri, kolenkima hücreleri ve sklerenkima hücreleri zemin dokusunu oluşturur.
Vasküler doku, bitki, besin, mineral ve su taşıyan organları oluşturur. Epidermal doku bir bitkinin dış katmanlarını oluşturur ve bitkinin çok fazla su kaybetmesini engelleyen mumlu bir kaplama oluşturur. Öğütülmüş doku bir bitki yapısının büyük kısmını oluşturur ve depolama, destek ve fotosentez gibi birçok farklı işlevi yerine getirir.
Bitki Hücreleri vs Hayvan Hücreleri
Bitkiler ve hayvanlar, çekirdek, sitoplazma, hücre zarı, mitokondri ve ribozomlar gibi bazı kısımları ortak olan son derece kompleks çok hücreli organizmalardır. Hücreleri aynı temel işlevleri yerine getirir: çevreden besin almak, organizmayı enerji üretmek için bu besin maddelerini kullanmak ve yeni hücreler yapmak. Organizmaya bağlı olarak, hücreler aynı zamanda oksijeni vücuttan taşıyabilir, atıkları, beyne giden elektrik sinyallerini çıkarabilir, hastalıklardan koruyabilir ve bitkilerde güneş ışığından enerji alabilir.
Ancak, bitki hücreleri ve hayvan hücreleri arasında bazı farklılıklar vardır. Bitki hücrelerinin aksine, hayvan hücreleri bir hücre duvarı, kloroplast veya önde gelen vakuol içermez. Her iki hücre tipini de mikroskopta görürseniz, bir bitki hücresinin merkezinde büyük, belirgin vakuoller görebilirsiniz, oysa bir hayvan hücresinde sadece küçük, göze çarpmayan bir vakuol bulunur.
Hayvan hücreleri tipik olarak bitki hücrelerinden daha küçüktür ve çevrelerinde esnek bir zara sahiptir. Bu, moleküllerin, besinlerin ve gazların hücreye geçmesini sağlar. Bitki hücreleri ve hayvan hücreleri arasındaki farklar, farklı fonksiyonları yerine getirmelerini sağlar. Örneğin, hayvanlar hızlı hareket edebilmek için özel hücrelere sahiptir, çünkü hayvanlar hareketlidir, bitkiler mobil değildir ve ekstra güç için sert hücre duvarlarına sahiptir.
Hayvan hücreleri çeşitli boyutlarda gelir ve düzensiz şekillere sahip olma eğilimindedir, ancak bitki hücrelerinin boyutu daha benzerdir ve tipik olarak dikdörtgen veya küp şeklindedir.
Bakteriyel ve maya hücreleri, bitki ve hayvan hücrelerinden oldukça farklıdır. Yeni başlayanlar için, bunlar tek hücreli organizmalardır. Hem bakteri hücreleri hem de maya hücreleri, sitoplazmaya ve hücre duvarı ile çevrili bir zara sahiptir. Maya hücrelerinin de bir çekirdeği vardır, ancak bakteriyel hücrelerin genetik materyalleri için ayrı bir çekirdeği yoktur.
Bitkilerin Önemi
Bitkiler, habitat, barınak ve hayvanlar için koruma sağlar, toprağın oluşturulmasına ve korunmasına yardımcı olur ve lifler ve ilaçlar gibi birçok faydalı ürünün yapımında kullanılır. Dünyanın bazı bölgelerinde, bitkilerden elde edilen odun halkların yemeklerini pişirmek ve evlerini ısıtmak için kullanılan birincil yakıttır.
Muhtemelen bir bitkinin en önemli işlevi, ışık enerjisini güneşten yiyeceğe dönüştürmektir. Aslında, bir bitki bunu yapabilen tek organizmadır. Bitkiler ototrofiktir, yani kendi yiyeceklerini üretirler. Bitkiler aynı zamanda tüm yiyecek hayvanlarını da üretirler ve insanlar yer alırlar - et sağlayan hayvanlar ot, mısır ve yulaf gibi bitkileri yerler.
Bitkiler yemek yaptığında, oksijen gazı üretirler. Bu gaz, bitkilerin, hayvanların ve insanların hayatta kalması için havanın çok önemli bir bölümünü oluşturur. Nefes aldığınızda, hücrelerinizi ve vücudunuzu canlı tutmak için havadan oksijen gazı alırsınız. Başka bir deyişle, canlı organizmaların ihtiyaç duyduğu oksijenin tamamı bitkiler tarafından üretilir.
Bitkiler ve Fotosentez
Bitkiler, Nebraska-Lincoln Eklentisi Üniversitesi'nin dediği gibi kelimenin tam anlamıyla "ışıkla bir araya getirmek" anlamına gelen fotosentez adı verilen kimyasal bir işlemin atık ürünü olarak oksijen üretir. Fotosentez sırasında, bitkiler güneş ışığından enerji alarak karbon dioksit ve suyu enzimler, klorofil ve şekerler gibi büyüme için gerekli moleküllere dönüştürürler.
Bitkilerdeki klorofil güneşten gelen enerjiyi emer. Bu, karbondioksit ve su arasındaki kimyasal reaksiyon sayesinde, karbon, hidrojen ve oksijen atomlarından oluşan glikoz üretimini sağlar.
Fotosentez sırasında yapılan glikoz, bitki hücrelerinin büyümesi gereken kimyasallara dönüştürülebilir. Aynı zamanda, daha sonra bitki tarafından ihtiyaç duyulduğunda glikoza dönüştürülebilen, depolama molekülü nişastasına dönüştürülebilir.Ayrıca, glikoz molekülleri içinde depolanan enerjiyi serbest bırakan solunum adı verilen bir işlem sırasında bozulabilir.
Bitki hücrelerinin içindeki birçok yapının fotosentezi gerçekleştirmesi için gereklidir. Klorofil ve enzimler kloroplastların içinde bulunur. Çekirdek, fotosentezde kullanılan proteinlerin genetik kodunu taşımak için gereken DNA'yı barındırır. Bitki hücre zarı, suyun ve gazın hücre içinde ve dışında hareketini kolaylaştırır ve ayrıca diğer moleküllerin geçişini kontrol eder.
Çözünen maddeler farklı işlemlerle hücre zarından hücre zarına girip çıkarlar. Bu işlemlerden birine difüzyon denir. Bu, oksijen ve karbondioksit parçacıklarının serbest dolaşımını içerir. Yüksek konsantrasyonda oksijen, yapraktan havaya doğru hareket ederken, yüksek konsantrasyonda bir karbondioksit yaprak içine hareket eder.
Su, ozmoz adı verilen bir işlemle hücre zarları boyunca hareket eder. Bitkilere kökleri aracılığıyla su veren şey budur. Osmoz, farklı konsantrasyonlarda iki solüsyonun yanı sıra, onları ayıran yarı geçirgen bir zar gerektirir. Su, daha az konsantre bir çözeltiden, daha konsantre bir çözeltiye, membranın daha konsantre tarafındaki seviye yükselene ve membranın daha az konsantre tarafındaki seviye düşene kadar, konsantrasyon her iki tarafta da aynı olana kadar hareket eder. Membran Bu noktada, su moleküllerinin hareketi her iki yönde aynıdır ve suyun net değişimi sıfırdır.
Işık ve Karanlık Tepkiler
İki parça fotosentez, ışık (ışığa bağlı) reaksiyonlar ve karanlık veya karbon (ışıktan bağımsız) reaksiyonlar olarak bilinir. Işık reaksiyonları güneş ışığından enerjiye ihtiyaç duyar, bu yüzden sadece gün içerisinde gerçekleşebilirler. Hafif bir reaksiyon sırasında, su bölünür ve oksijen serbest kalır. Hafif bir reaksiyon ayrıca, karbon dioksiti karbonhidrata dönüştürmek için karanlık bir reaksiyon sırasında ihtiyaç duyulan kimyasal enerjiyi (ATP ve NADPH organik enerji molekülleri formunda) sağlar.
Karanlık bir reaksiyon güneş ışığı gerektirmez ve stroma denilen kloroplastın bir kısmında gerçekleşir. Birçok enzim bulunur, bunlar esas olarak tüm bitki proteinlerinden en bol olan ve en fazla azot tüketen rubisco'dur. Karanlık bir reaksiyon, enerji molekülleri üretmek için hafif bir reaksiyon sırasında üretilen ATP ve NADPH'yi kullanır. Reaksiyon döngüsü, Calvin Cycle veya Calvin-Benson Cycle olarak bilinir. ATP ve NADPH, son ürünü glikoz yapmak için karbondioksit ve su ile birleştirir.