TẾ BÀO THỰC VẬT: ĐẶC ĐIỂM, BỘ PHẬN (BÀO QUAN) VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Tế bào thực vật là đơn vị cơ bản tạo nên các sinh vật thuộc giới thực vật (thuộc họ thực vật).

Giống như tất cả các sinh vật sống, thực vật cũng được tạo thành từ các tế bào và chúng được gọi là tế bào thực vật . Đối với bất kỳ cơ thể sống nào được xem xét, một tế bào đại diện cho đơn vị cơ bản nhất, tức là phần nhỏ nhất của một cá thể bảo tồn các đặc tính của mọi thứ sống.

Trong phần bên trong của nó, cũng như bên trong tế bào động vật, vì nó là một loại tế bào nhân thực, nên có một loại "chất lỏng" (cytosol), trong đó một loạt các ngăn được phân cách bằng màng bị chìm. , mà chúng ta quen gọi là bào quan hay bào quan.

Các bào quan của bất kỳ tế bào nào có thể được coi là tương tự như các cơ quan trong cơ thể của động vật (tim, gan, thận, phổi, dạ dày, v.v.) nhưng ở quy mô nhỏ hơn đáng kể, tức là nhỏ hơn (tế bào thực vật có thể đo tới 100 micron ).

Tế bào thực vật hành tây với nhân của chúng. Nguồn: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Như vậy, mỗi tế bào có thể được xem như một cộng đồng các thành phần dưới tế bào, mỗi thành phần đều có những chức năng riêng tạo nên sự sống, nhưng không thể tự tồn tại bên ngoài tế bào.

Một số bào quan của tế bào thực vật không có trong tế bào động vật, do đó luôn có sự phân biệt đặc biệt giữa hai loại. Trong số các bào quan này chỉ có trong tế bào thực vật, thành tế bào, không bào và lục lạp là nổi bật nhất, những bào quan này chịu trách nhiệm cho quá trình quang hợp đáng kinh ngạc.

Đặc trưng

Thực vật, được quan niệm, giống như tất cả các sinh vật đa bào, là một cộng đồng tế bào lớn, có các loại tế bào khác nhau thực hiện các chức năng khác nhau.

Có các tế bào chuyên:

- sự bảo vệ,

- hỗ trợ cơ học,

- tổng hợp dự trữ lương thực,

- vận chuyển, hấp thụ và bài tiết,

- Hoạt động mô phân sinh và sinh sản và

- sự kết nối giữa các mô chuyên biệt

Đặc điểm chung

Tế bào thực vật có nhiều đặc điểm với nhau, nhưng đến lượt chúng, chúng lại có chung một số đặc điểm với tế bào động vật, những đặc điểm vốn có ở tất cả các tế bào nhân thực.

Ảnh chụp qua kính hiển vi về mô của một loại cỏ thủy sinh (Ảnh của Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

Tiếp theo, chúng tôi sẽ trình bày danh sách một số đặc điểm và đặc điểm chung của tế bào thực vật:

- Chúng là tế bào nhân thực : chúng có vật chất di truyền được bao bọc trong một nhân màng và có các ngăn khác được bao bọc bởi màng kép hoặc màng đơn.

- Đều có thành tế bào : màng sinh chất (màng bao bọc tế bào với các bào quan của nó) được bao bọc và bảo vệ bởi một bức tường cứng, được tạo thành từ mạng lưới phức tạp của các polysaccharid như cellulose (một loại polyme của các phân tử glucose).

- Chúng có plastids : trong số các bào quan đặc biệt mà chỉ tế bào thực vật mới có có các plastids chuyên về các chức năng khác nhau. Các lục lạp (nơi chất diệp lục là một sắc tố quang hợp) là quan trọng nhất, vì họ là những trang web chủ yếu xảy ra quang hợp , các quá trình mà các nhà máy tận dụng ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide để tổng hợp chất hữu cơ và sản xuất oxy.

- Chúng là tế bào tự dưỡng : sự hiện diện của lục lạp bên trong chúng cung cấp cho tế bào thực vật khả năng “tổng hợp thức ăn của chính chúng”, vì vậy chúng tự chủ hơn một chút so với tế bào động vật trong việc thu nhận năng lượng và cacbon.

- Chúng có không bào : trong dịch bào của tế bào thực vật có một bào quan đặc biệt là không bào, nơi chứa nước, đường và cả một số enzim.

- Chúng toàn năng : trong những hoàn cảnh nhất định, nhiều tế bào thực vật đã biệt hoá có khả năng tạo ra cá thể mới vô tính.

Các bộ phận (bào quan) của tế bào thực vật và chức năng của chúng

Bào quan tế bào thực vật

Cytosol và màng sinh chất

Tế bào chất là tất cả những gì xung quanh hạt nhân. Nó là một loại chất lỏng bao gồm các khoang màng và các cấu trúc khác. Đôi khi thuật ngữ "tế bào chất" được sử dụng để chỉ chất lỏng này và màng sinh chất cùng một lúc.

Màng tế bào. Nguồn: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Một "chất lỏng" như vậy được bao quanh và chứa bởi một màng, màng sinh chất, không hơn gì một lớp kép lipid với hàng trăm protein liên kết, nguyên vẹn hoặc ngoại vi, làm trung gian trao đổi các chất giữa tế bào và môi trường bao quanh nó.

Vì các tế bào thực vật được bao quanh bởi một thành tế bào, nhiều tác giả đã đặt ra thuật ngữ protoplast để chỉ tất cả những gì nằm bên trong bức tường này, có nghĩa là, tế bào thực vật: màng sinh chất và tế bào cùng với các bào quan của nó.

Cytoskeleton

Cytoskeleton, một mạng lưới các protein dạng sợi trong tế bào chất của tế bào. Nguồn: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Tế bào thực vật, giống như tế bào động vật, có một bộ xương tế bào. Bộ xương tế bào bao gồm một loạt "giàn giáo" phân tử đi ngang qua tế bào và tổ chức tất cả các thành phần bên trong của tế bào.

Chúng hoạt động trong sự chuyển động của các túi, vận chuyển các chất và phân tử qua tế bào và ngoài ra, trong việc cấu trúc và nâng đỡ tế bào.

Bộ xương này được tạo thành từ các sợi của một protein gọi là F-actin và các vi ống, là các polyme của một protein khác được gọi là tubulin.

Nhân nhiễm sắc và vỏ nhân

Nhân tế bào nhân thực. Nguồn: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), bản dịch của Kelvinsong. / CC0

Nhân là bào quan chứa vật liệu di truyền, DNA (axit deoxyribonucleic), được đóng gói dưới dạng nhiễm sắc (nhiễm sắc thể được tạo thành từ gì). Nó là một bào quan được bao phủ bởi một hệ thống màng được gọi là vỏ nhân.

Hạt nhân

Bên trong nó còn có một vùng được gọi là nucleolus, trong đó có một số protein và các gen mã hóa RNA ribosome (axit ribonucleic).

Lớp vỏ này thực sự bao gồm một loạt các két chuyên biệt bao quanh hạt nhân và kiểm soát sự trao đổi vật chất giữa hạt nhân và tế bào, xảy ra thông qua các phức hợp của lỗ hạt nhân.

Nó được tạo thành từ hai màng phân định lòng mạch hoặc hạt nhân, một bên trong và một bên ngoài, màng sau tiếp tục với các màng của lưới nội chất thô (màng có các ribosome nhúng vào).

Màng trong liên kết với một số thành phần bên trong của nhân và có thể tổ chức chúng theo không gian. Một số tác giả chỉ ra sự tồn tại của bộ xương nhân, mà các sợi protein (cũng như các sợi của bộ xương trong bào tương) cho phép tổ chức chất nhiễm sắc.

Lưới nội chất

1-Màng nhân. 2-Hạt nhân lỗ rỗng. 3-Lưới nội chất thô (RER). 4-Lưới nội chất trơn (SER). 5-Ribôxôm gắn vào lưới nội chất thô. 6-Đại phân tử. 7-Túi vận chuyển. 8-Bộ máy Golgi. 9-Cis mặt của bộ máy Golgi. 10-Mặt Trans của bộ máy Golgi. 11-Cisternae của bộ máy Golgi. Nguồn: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus Manske Tác phẩm sáng tạo: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Nó là một hệ thống màng rất năng động, có sự đa dạng thay đổi, cũng như cấu trúc, tổ chức và sự sắp xếp của nó trong tế bào.

Nó thường được chia thành một phần "mịn" và một phần "thô" khác, tiếp tục với lớp vỏ nhân bên ngoài đã có nhiều ribosome nhúng vào, là một phần của bộ máy phân tử phụ trách tổng hợp protein.

Các protein tế bào được xử lý và phân phối trong lưới nội chất, đặc biệt là các protein dành cho màng lipid (con đường bài tiết). Nếu nó xảy ra, nó là một trong những vị trí xảy ra một số biến đổi sau dịch mã của protein, chẳng hạn như glycosyl hóa.

Trong nhiều tế bào hình thành tuyến, bào quan này có rất nhiều và hoạt động trong việc bài tiết chất béo, dầu và dầu thơm.

Nó cũng có nhiều trong các tế bào biểu bì tạo ra chất béo lắng đọng dưới dạng sáp trên bề mặt của lá và các cơ quan khác của thực vật.

bộ máy Golgi

Bào quan này, cũng có màng, bao gồm một loạt các bể chứa hình tròn dẹt, được giới hạn bởi một màng duy nhất. Nội dung của các bể này, thành phần hóa học và chức năng của chúng thay đổi từ "bộ mặt" này sang bộ mặt khác.

Ở một số thực vật "thấp" hơn, một bể chứa "bên ngoài" được liên kết với lưới nội chất và được gọi là ngăn cis hoặc "mặt" của phức hệ Golgi, trong khi các bể chứa "ở xa" hơn tạo thành một phần của mặt trans . .

Ở giữa cis và trans cisterns là "giữa" xit và túi tiết được hình thành ở phía trans.

Phức hợp Golgi chịu trách nhiệm xử lý và đóng gói các đại phân tử khác nhau, cũng như vận chuyển (xuất khẩu) chúng đến bề mặt tế bào hoặc vào không bào. Các đại phân tử như vậy bao gồm lipid và protein.

Không giống như tế bào động vật, Golgi của tế bào thực vật có các hoạt động tổng hợp quan trọng, vì chúng tham gia vào quá trình tổng hợp de novo của glycoprotein, pectin, hemicelluloses và một số sản phẩm tiết và thành phần của thành tế bào.

Ribôxôm

Sơ đồ của một ribosome

Ribôxôm là bào quan rất nhỏ, có dạng hình cầu. Chúng thường nằm trên lưới nội chất thô, nhưng một số lại tự do trong tế bào chất. Chúng được tạo thành từ RNA và protein.

Chúng tham gia vào quá trình tổng hợp các đại phân tử, chủ yếu là protein.

Vacuole và Tonoplast

Không bào là một bào quan đa chức năng tham gia vào quá trình lưu trữ, tiêu hóa, điều hòa thẩm thấu và duy trì hình dạng và kích thước của tế bào thực vật.

Nhiều chất có thể được lưu trữ bên trong các bào quan này: sắc tố màu như anthocyanin tạo màu cho lá và cánh hoa, một số axit hữu cơ có chức năng điều chỉnh độ pH, một số hóa chất “phòng thủ” chống lại động vật ăn cỏ và các chất chuyển hóa thứ cấp.

Dưới kính hiển vi, chúng có thể được nhìn thấy như những "vị trí trống" trong bào tương, có dạng hình cầu và đôi khi rất lớn, vì chúng có thể chiếm tới 90% thể tích tế bào.

Vì nó là một bào quan, chúng ta phải cho rằng nó được bao quanh bởi một lớp màng, tonoplast . Màng này có nhiệm vụ điều hòa sự di chuyển của các chất giữa lòng không bào và dịch bào, màng này có một số protein chuyên biệt.

Không bào cũng có chức năng như "bào quan tiêu hóa" của tế bào, vì vậy chúng thường thực hiện các chức năng tương tự như chức năng của lysosome trong tế bào động vật.

Ti thể

Giống như phần còn lại của tế bào nhân thực, tế bào thực vật có ti thể, là bào quan được bao bọc bởi hai lớp màng, một màng trong và màng ngoài, bao bọc một chất nền, chúng chuyên tổng hợp năng lượng dưới dạng ATP và hô hấp. di động.

Chúng là các bào quan hình trụ hoặc hình elip, hơi dài và trong một số trường hợp, phân nhánh. Chúng có bộ gen của riêng mình, vì vậy chúng có khả năng mã hóa và tổng hợp nhiều loại protein của chúng, mặc dù không phải tất cả, vì DNA hạt nhân của tế bào mã hóa cho những người khác.

Plastids

Plastids là một nhóm các thành phần tế bào khác nhau, phát sinh từ các tiền chất được gọi là proplastidia. Chúng thường là các bào quan lớn hơn ti thể, với một màng kép và một chất nền dày đặc được gọi là chất đệm . Họ cũng có bộ gen của riêng mình.

Lục lạp, ehioplasts, amyloplasts và chromoplasts thuộc họ bào quan này. Như vậy, đây là những bào quan chính phân biệt tế bào thực vật với động vật.

- Lục lạp là plastids chịu trách nhiệm quang hợp và là cơ quan chứa chất diệp lục , sắc tố quang hợp xuất sắc.

Sơ đồ của một lục lạp. Nguồn: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Amyloplasts là các plastids có chức năng dự trữ tinh bột trong các mô khác nhau.

- Tế bào sắc tố là những plastids có sắc tố hoặc sắc tố màu vàng hoặc cam, vì chúng có thể chứa các sắc tố khác nhau bên trong.

- Mặt khác , etioplasts được tìm thấy trong các mô “etiolated” và thực sự là những lục lạp đã mất chất diệp lục. Trong các mô chưa biệt hóa, chúng có thể được gọi là bạch sản .

Peroxisomes hoặc Microbodies

Cấu trúc cơ bản của peroxisome

Peroxisomes hay microbodies là những bào quan được bao quanh bởi một lớp màng đơn giản, được phân biệt với các túi bằng kích thước và hàm lượng của chúng. Chúng thường được gọi là peroxisome, vì một hóa chất độc hại được gọi là hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ) được tạo ra bên trong chúng , có hại cho tế bào.

Chúng là bào quan có một lượng lớn enzym oxy hóa bên trong và chịu trách nhiệm tổng hợp một số phân tử, mặc dù chức năng chính của chúng là oxy hóa và phân hủy một số loại lipid, axit amin, bazơ nitơ, v.v.

Chúng đặc biệt quan trọng trong tế bào của hạt vì chúng hoạt động trong việc chuyển đổi chất béo và lipid được lưu trữ trong chúng thành carbohydrate, là nguồn năng lượng chính cho tế bào phôi.

Một số peroxisome biến đổi được gọi là glyoxysomes, vì chu trình glyoxylate xảy ra bên trong chúng, qua đó các nguyên tử carbon có nguồn gốc từ quá trình quang hợp được tái chế.

Thành tế bào

Thành tế bào thực vật. Nguồn: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Đây là một trong những bào quan đặc trưng của tế bào thực vật (nấm cũng có tế bào vách, nhưng thành phần khác nhau).

Thành tế bào bao gồm một mạng lưới phức tạp của một polyme gọi là xenluloza, được tạo thành từ các đơn vị lặp lại của một loại đường gọi là glucoza. Cấu trúc này có nhiều chức năng, nhưng quan trọng nhất là duy trì cấu trúc của tế bào và mô thực vật và bảo vệ chúng từ bên ngoài.

Mặc dù nhìn dưới kính hiển vi, nó có vẻ là một cấu trúc tương đối mỏng, nhưng nó mang lại cho tế bào thực vật một số độ cứng cơ học và khả năng chống biến dạng, đặc biệt là ở các vùng khí hậu khác nhau.

Plasmodesmata

Trong mô thực vật, có thể quan sát thấy các kênh tế bào chất hẹp, được bao bọc bởi màng sinh chất và kết nối các tế bào lân cận thông qua nguyên sinh chất của chúng (mọi thứ nằm bên trong thành tế bào).

Các loại tế bào thực vật

Sinh vật thực vật có nhiều loại tế bào khác nhau, là sản phẩm của quá trình biệt hóa tế bào, được kiểm soát cả về mặt di truyền và môi trường.

Nhiều nhà khoa học nhận ra một tập hợp các tế bào thực vật và đây là một số trong số chúng:

- Tế bào ban đầu hoặc tế bào mô phân sinh : chúng được tìm thấy trong mô phân sinh , là trung tâm chính của quá trình sinh trưởng và phân chia của tất cả các loài thực vật, vì chúng đang phân bào liên tục. Từ những tế bào này, các tế bào khác của cơ thể thực vật được biệt hóa.

- Phân biệt các tế bào : tất cả các nhà máy có ba loại chính của các tế bào phân biệt mà có nguồn gốc từ các tế bào mô phân sinh, nhu mô tế bào, collenchymal tế bào, và các tế bào sclerenchyma .

Tế bào nhu mô hoặc nhu mô

Đây là những tế bào phổ biến nhất. Một số tác giả mô tả chúng như là "gánh nặng" của thực vật, vì chúng là loài phong phú nhất, nhưng lại kém chuyên biệt nhất, tức là ít phân biệt nhất.

Chúng có thành tế bào sơ cấp mỏng và không phát triển thành thứ cấp. Chúng có nhiệm vụ "lấp đầy" không gian có sẵn trong các mô thực vật và cung cấp cấu trúc, để chúng có thể có hình dạng và kích thước khác nhau.

Những tế bào nhu mô chuyên về quang hợp còn được gọi là tế bào chlorenchyma . Các tế bào này cũng tham gia vào quá trình dự trữ nước ở rễ, thân, lá, quả và hạt.

Tế bào nhu mô hoặc tế bào mô

Chúng là những tế bào cung cấp "hỗ trợ linh hoạt" cho các mô thực vật. Chúng thuôn dài và có nhiều hình dạng khác nhau, có thể thay đổi trong quá trình sinh trưởng của cây. Chúng có một bức tường chính có thể được dày lên do sự lắng đọng của xenluloza bổ sung.

Chúng là các tế bào "keo", vì chúng là những tế bào cung cấp sự hỗ trợ lớn hơn các tế bào nhu mô, đồng thời duy trì tính linh hoạt. Chúng luôn căng phồng vì không bào của chúng chứa đầy nước.

Tế bào sclerenchyma

Những tế bào này, không giống như hai tế bào trước, có thành tế bào thứ cấp, được củng cố bằng lignin, một polyme bao gồm các axit khác nhau và các phân tử phenol khá không đồng nhất. Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "skleros" có nghĩa là "cứng".

Chúng là những tế bào ít phổ biến hơn tế bào nhu mô và nhu mô và chết khi chúng đến tuổi trưởng thành. Chúng cung cấp sức mạnh cấu trúc cho các mô ngừng phát triển chiều dài.

Hai loại tế bào xơ cứng được biết đến: dạng sợi và lớp màng cứng . Đầu tiên là dài, với thành tế bào dày và cứng, làm cho chúng mạnh mẽ và linh hoạt.

Mặt khác, Sclereids đa dạng hơn về mặt hình thái, nhưng nói chung là hình khối hoặc hình cầu. Những tế bào này tạo nên vỏ và rỗ của nhiều loại trái cây. Chúng không mềm dẻo, mà khá cứng.

Tế bào trong mô mạch

Các mô mạch của thực vật được tạo thành từ các tế bào. Đây là những chất có nhiệm vụ dẫn nước và các chất dinh dưỡng, khoáng chất qua cơ thể của rau.

Mô xylem (xylem) là bộ phận vận chuyển nước và chất dinh dưỡng khoáng từ rễ đến phần còn lại của cây. Mặt khác, mô phloem (phloem) dẫn đường và chất dinh dưỡng hữu cơ từ lá đến phần còn lại của cây. Tổng của cả hai chất lỏng được gọi là nhựa cây .

Các xylem gồm tracheids , đó là các tế bào dài, thu hẹp ở hai đầu của họ. Chúng được coi là một loại tế bào xơ cứng. Những tế bào này chết đi khi chúng đến tuổi trưởng thành nên những gì "còn lại" là "lớp vỏ" do thành tế bào dày lên tạo thành.

Các tế bào khác được gọi là thành phần mạch cũng nằm trong mô này , chúng vận chuyển nước và khoáng chất nhanh hơn so với khí quản. Chúng cũng chết khi trưởng thành, khiến chúng trở thành những "ống" rỗng, ngắn hơn và hẹp hơn so với khí quản.

Các libe bao gồm một loại tế bào được gọi là các yếu tố của ống rây . Đây là những tế bào sống, có hoạt động trao đổi chất. Chúng liên kết ở các đầu của chúng để tạo thành ống rây , qua đó các sản phẩm quang hợp được vận chuyển từ lá đến phần còn lại của cơ thể.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Sinh học tế bào cần thiết. Khoa học Garland.
2. Gunning, BE, & Steer, MW (1996). Sinh học tế bào thực vật: cấu trúc và chức năng. Jones & Bartlett Học hỏi.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Sinh học tế bào phân tử phiên bản thứ 4. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, Tủ sách.
4. Nabors, MW (2004). Nhập môn thực vật học (số 580 N117i). Lề ,.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Sinh học (xuất bản lần thứ 9). Brooks / Cole, Cengage Learning: Hoa Kỳ.