A növényi sejt
A fatest szövetszerkezeti szerkezetének megismerése sokat segíthet abban, hogy megértsük a faanyag alapvető természetét, a legtöbb egyéb alapanyagoktól eltérő viselkedését, műszaki tulajdonságait. Ahogy a természetben más-más, fafajra jellemző eltéréseket mutatnak az élő fák törzsei, levelei, vagy faanyaguk. úgy szöveti szerkezetükben is kisebb-nagyobb eltéréseket fedezhetünk fel. Ezen mikroszkopikus eltérések ismeretében már akár egy szálkából is meg tudjuk határozni, az adott fafajt. Anélkül, hogy érdemben figyelembe tudnánk venni, annak színét, szövetszerkezetét, vagy a szabad szemmel történő azonosítás során használatos egyéb tulajdonságait…
A sejt az élőlények legkisebb, önálló életműködésre képes szerkezeti és működési egysége. Egyetlen sejtben a soksejtes élőlények összes életfolyamata lejátszódik:
– A sejt képes a környezetből különböző anyagokat felvenni, a feleslegessé vált, vagy káros anyagokat leadni.
– A szerves vegyületeket állít elő.
– Energiatermelést, és átalakítást végez.
Életciklusa során információkat vesz fel a külvilágból, növekszik és szaporodik (vagyis, sejtosztódást végez). A növényi sejt élő és élettelen sejtalkotókból épül fel. Az élettelen alkotóelemeket az élő sejtalkotók működése során a citoplazma hozza létre.
A növények sejtből felépülő szerkezetének felismerése Robert Hooke nevéhez fűződik, aki, 1665-ben kezdte el publikálni ez irányú felismeréseit. A sejtfal szerkezete és a sejtfalon belüli sejtalkotórészek megismerése azonban csak a mikroszkóp tökéletesítésével, illetve az elektronmikroszkóp felfedezésével vált lehetővé.
A sejtmag
Feladata kettős:
1.: Irányítja a sejt életfolyamatait: belső tömörebb részében, a sejtmagvacskában képződnek a ribonukleinsavak RNS. Ezek segítségével mennek végbe a sejt anyagcsere folyamatai (enzimszintézis).
2.: Felel az öröklődésért: a sejtosztódás során a sejtmag kromatin-állományából fejlődnek ki a kromoszómák. A kromoszóma fonalai, a DNS láncok tartalmazzák az adott faj felépítésének minden információját. Számuk fajra jellemző. Finomszerkezetét már fénymikroszkópos szinten is megfigyelhetjük.
A különböző fafajoknál a kromoszómaszám rendkívül eltérő lehet (a nyitvatermőknél általában kevesebb, a zárvatermőknél több), a 20-tól akár a 100-as nagyságrendig is terjedhet.
Egy-egy kromoszóma DNS molekulája több cm-, a teljes genom akár méteres hosszúságú is lehet. A különböző fajok genommérete azonban nincs összefüggésben a gének számával, vagy a törzsfejlődésben elfoglalt helyükkel. A búza és az erdei fenyő megközelítőleg 30 000 génben, az ember kb. 35. 000-ben van kódolva…
Érdekesség:
Az ember genetikai állománya 46 db kromoszómába van kódolva.
macska: 38 db
tyúk: 78 db
búza: 42 db
A citoplazma
A citoplazma egy háromfázisú diszperz rendszer. Vízből, vízben oldhatatlan különféle kolloidokból (fehérjékből, zsírokból), valamint egyéb szerves, és szervetlen vegyületekből épül fel.
– Ez alkotja a sejt alapállományát, benne helyezkednek el a sejt további alkotórészei (természetesen a sejtfal kivételével).
– A sejt életfolyamatainak színtere, benne zajlanak le az anyagcsere folyamatok (enzimszintézis).
– Egyik legfontosabb feladata a sejtfal képzése.
A sejtek öregedése során azok beltartalma felszívódik. A visszamaradt sejtfal által határolt üreg a protoplazma.
A színtestek (plasztiszok)
A színtestek lemezes szerkezetű, szemcsés anyagok, melyek színesek, vagy átlátszók lehetnek. Színük, illetve működésük alapján megkülönböztetünk:
- – Zöld színtesteket (kloroplasztiszokat)
- – Színes színtesteket (kromoplasztiszokat)
- – Színtelen színtesteket (leukoplasztiszokat)
Kloroplasztiszok
Legismertebbek a klorofil tartalmú zöld színtestek, melyek segítségével, és a napenergia közreműködésével, a fa képes szerves vegyületek előállítására. A reakcióhoz CO2 ( széndioxid), és H2O (víz) szükséges. A reakció végeredményeként C6H12O6 (szőlőcukor), illetve melléktermékként O2 (oxigén gáz) fejlődik.
6H2O+ 6CO2+ napfény= C6H12O6+ 6O2
(A reakció során a fa lényegében a napból származó energiát fogja átalakítani, és raktározni a létrejövő anyagok kémiai kötéseiben.)
Sajátságos belső membránrendszerrel rendelkeznek, a citoplazmától kettős hártya határolja el őket
A fára azonban nem csak a CO2 belégzése a jellemző!
A napi ritmus alapján:
– Nappal:
– Végzi a fotoszintézist, melynek során CO2 felvétel, és O2 leadás történik.
– Lélegzik, vagyis O2 felvételt, és CO2 leadást végez.
– Éjszaka: a fotoszintézis, napfény hiányában szünetel, a fa kizárólag lélegzik.
Kromoplasztiszok
A kromoplasztiszok különféle pirosas, illetve sárgás színű festékek. Színanyagaik: a karotin, illetve különféle xantofilok. Szerepük a rovarcsalogatás, a megporzás, vagy a termésterjesztés.
Ők okozzák többek között a különböző gyümölcsök színét is. Belső membránrendszerük jóval fejlettebb a kloroplasztiszok-énál. Adott esetben a kloroplasztiszok kromoplasztiszokká alakulhatnak.
Leukoplasztiszok
Színtelen színtestek gömb-, orsó-, vagy pálcika alakúak. A kloroplasztiszokhoz hasonlóan kettős membránnal határoltak, de belső membránjaik nem differenciáltak.
Főleg a növények fénytől elzárt raktározó sejtjeiben (a gyökérben, és a fatestben) találhatóak meg. A sejtekben a fotoszintetizáció során létrejövő szőlőcukor keményítővé történő átalakítását, és raktározását végzik.
A sejtszervecskék:
A sima endoplazmatikus retikulum:
A citoplazma szélén helyezkedik el, a szénhidrát, és lipidszintézisben van szerepe. Aprócska. Kb. 50nm átmérőjű csövek szövedéke. Az Endoplazmatikus retikulumból ( továbbiakban E.R.) jutnak a frissen szintetizált anyagok a Golgi készülékbe.
A durva endoplazmatikus retikulum: a fehérjeszintézist végzi, és szoros kapcsolatot ápol a sejtmaghártyával.
Diktioszóma: Golgi készülék
Különféle anyagok kiválasztásában, és raktározásában van szerepe. Legfontosabb feladata a sejtfal alkotóelemeinek (hemicellulóz, pektin, nyálka, mézga) képzése.
Mitokondrium:
Feladata az energia felszabadítása, tárolása, és a bioszintézis (zsírsavak, glutaminsavak… előállítása).
A sejtekben találhatón élettelen alkotóelemek az élő alkotórészek életműködése során jönnek létre. Mennyiségük, és minőségük nagymértékben befolyásolja a faanyag tulajdonságait. Halmazállapotukat tekintve lehetnek folyékonyak, vagy szilárdak.
Sejtnedv (vakuólum)
A sejtüregekben találhatóak, szerves és szervetlen anyagok vizes oldatai. Mintegy 95%-ban vizet tartalmaznak, a fennmaradó 5%-ot, különböző védő- és tartósító anyagok (ásványi-, és szerves sók, szerves savak, illó olajok, balzsamok, gyanták), tartalék tápanyagok, festőanyagok… alkotják. Ez a pillanatnyilag nem használt, vagy felesleges anyagok gyűjtő, raktározó, és közömbösítő helye. A sejt öregedése során annak beltartalma felszívódik, melynek helyét ezek a fokozatosan növekvő sejtnedvvel teli üregek fogják kitölteni.
A sejtekben találhatón élettelen alkotóelemek az élő alkotórészek életműködése során jönnek létre. Mennyiségük, és minőségük nagymértékben befolyásolja a faanyag tulajdonságait. Halmazállapotukat tekintve lehetnek folyékonyak, vagy szilárdak.
Sejtnedv (vakuólum)
A sejtüregekben találhatóak, szerves és szervetlen anyagok vizes oldatai. Mintegy 95%-ban vizet tartalmaznak, a fennmaradó 5%-ot, különböző védő- és tartósító anyagok (ásványi-, és szerves sók, szerves savak, illó olajok, balzsamok, gyanták), tartalék tápanyagok, festőanyagok… alkotják. Ez a pillanatnyilag nem használt, vagy felesleges anyagok gyűjtő, raktározó, és közömbösítő helye. A sejt öregedése során annak beltartalma felszívódik, melynek helyét ezek a fokozatosan növekvő sejtnedvvel teli üregek fogják kitölteni.
Zárványok:
A sejt nélkülözhető részei, nem minden esetben találhatók meg. Lehetnek szilárd, vagy folyékony halmazállapotúak. Anyagukat tekintve: többnyire tartaléktápanyagok: fehérjék, zsírok, keményítők…, ritkábban anyagcsere termékek: illóolajok, gyanták, ill. más kristályos anyagok. Leggyakoribb a Kálcium-oxalát ( Ca(COO)2, és a Kálcium-karbonát ( CaCO3). Utóbbiak leggyakrabban a lombos fák gesztjében találhatók meg. Például a szil, illetve a bükk faanyagok sejtüregeiben.