Rastlinná bunka je základnou stavebnou jednotkou rastlinného organizmu. Telo väčšiny rastlín je tvorené z veľkého množstva buniek upravených pre určité životné funkcie. Bunka predstavuje autonómny celistvý živý systém, ktorý môže samostatne existovať a rozmnožovať sa. Je to samostatný mikrosvet s ťažko vymedziteľnými hranicami, vnútri ktorých prebieha neustála chemická aktivita a nepretržitý tok hmoty a energie. V prípade mnohobunkového organizmu musíme brať do úvahy jeden veľmi dôležitý fakt - vzájomnú komunikáciu buniek, ktorá do istej miery obmedzuje ich samostatnosť. Strata individuality v prospech celku má však významné miesto v evolúcii živých organizmov.
Bunku možno študovať na dvoch základných úrovniach: mikroskopická štruktúra - odhaľujú ju svetelné mikroskopy, ktorými možno pozorovať samostatné bunky (napríklad jednobunkovce, krvné bunky) alebo histologické preparáty (bunky v rámci tkanív a pletív). Svetelným mikroskopom možno študovať ich tvar, veľkosť, bunkový cyklus a po cytologickom zafarbení aj niektoré organely (napr. bunkovú stenu, jadro či centrálnu vakuolu). Rozlíšenie svetelných mikroskopov je niekoľko mikrometrov (µm). Submikroskopická štruktúra (ultraštruktúra) - predstavuje detailnejšiu štruktúru bunky a organel, ktorú možno skúmať len pomocou elektrónového mikroskopu. Jeho rozlíšenie je niekoľko nanometrov (nm).
Bunka sa počas fylogenézy vyvíjala z hľadiska svojej organizácie dvoma odlišnými smermi. Toto základné rozdelenie vychádza z prítomnosti alebo absencie pravého bunkového jadra (gr. Jednoduchší organizačný stupeň dosiahli prvobunkové organizmy, odborne nazývané prokaryotické organizmy (gr. pro- = pred). Z evolučného hľadiska sa vyvinuli ešte „pred jadrom“. K prokaryotickým organizmom radíme baktérie, sinice a archeóny. Ich hlavným znakom je, že nemajú vytvorenú jadrovú membránu. Genetický materiál voľne pláva v cytoplazme v oblasti zvanej nepravé jadro (prokaryon) alebo nukleoid. Zložitejšiu organizáciu dosiahli vo fylogenéze pravé bunkové organizmy, nazývané eukaryotické organizmy (gr. predpona eu- = správny, pravý). Patria sem živočíchy, rastliny, huby a jednobunkovce. Ich hlavným evolučným znakom je pravé jadro, ktoré je od cytoplazmy zreteľne oddelené jadrovou membránou. Ich vnútorný priestor je podstatne väčší a bohato členený (jav zvaný vnútrobunková kompartmentácia), pričom obsahuje zložité membránové organely a vnútornú oporu jej dodáva cytoskelet. Najpravdepodobnejší vznik takejto zložitej bunky opisuje endosymbiotická teória. Tvrdí, že väčšia prabunka pohltila menšie baktérie, ktoré neboli strávené, ale začali s ňou nažívať v obojstranne výhodnej symbióze.
Rastlinná bunka sa od živočíšnej odlišuje najmä prítomnosťou bunkovej steny, ktorej hlavná chemická zložka je celulóza. Telo väčšiny rastlín je tvorené z veľkého množstva buniek upravených pre určité životné funkcie. Nižšie mnohobunkové rastliny majú telo tvorené z buniek, ktoré nie sú diferencované a vykonávajú všetky životné funkcie. Telo týchto rastlín označujeme ako stielka (thallus). S prechodom rastlín z vodného prostredia na suchú zem nastávajú aj zmeny v stavbe ich tela, nakoľko suchozemské rastliny už nemohli prijímať vodu celým povrchom tela. Novovzniknuté orgány museli zabezpečiť príjem a rozvoz vody, mechanickú pevnosť a reprodukciu druhu.
Typické štruktúry rastlinnej bunky sú bunková stena, plastidy a vakuoly.
Kľúčové organely rastlinnej bunky
Bunková stena
Bunková stena je produktom protoplastu rastlinnej bunky a vzniká na vonkajšej strane cytoplazmatickej membrány. Tvoria ju rozličné chemické látky (pektíny, celulóza, lignín). Je priepustná (permeabilná) pre vodu a v nej rozpustené látky. Niekedy je prestúpená anorganickými látkami ako sú soli, Ca a Si. Jej úloha je hlavne mechanická, pomáha udržiavať tvar a chráni bunku pred mechanickým poškodením a vytvára turgor - akési napätie, ktoré dodáva celému rastlinnému organizmu pevnosť a pružnosť. Chýba len u jednobunkových rias a pohlavných buniek rastliny. Je zložená z polysacharidov a produkuje ju cytoplazma. Pre ešte väčšiu pevnosť môže byť bunková stena prestúpená anorganickými látkami. V bunkovej stene sú otvory, ktorými prechádzajú plazmodezmy - povrazce cytoplazmy slúžiace na komunikáciu s inými bunkami. Bunková stena je úplne priepustná pre vodu, čo má veľký význam pre vodný režim rastliny. V pletivách zostávajú po delení bunky bunkové steny dvoch dcérskych buniek spojené. Oddeľuje ich tzv. stredná lamela, vrstva zložená najmä z pektínov. Na strednú lamelu sa pripája primárna stena a na ňu sekundárna stena.
Plastidy
Plastidy tvoria rôznorodú skupinu bunkových organel, vďaka ním má bunka schopnosť fotosyntézy. Podľa prítomnosti farbív sa rozdeľujú na leukoplasty, chloroplasty a chromoplasty. Chloroplasty obsahujú zelené, fotosynteticky účinné farbivá. Membránový systém chloroplastov cez pigmenty sa podieľa na svetelných procesoch fotosyntézy. Najvýznamnejší pigment - chlorofil, iné pigmenty - karotenoidy. Vnútro chloroplastov vypĺňa stróma. V nej je uložený membránový systém chloroplastov. Membrány chloroplastov sa nazývajú tylakoidy. V stróme sa nachádza DNA a plastidové ribozómy a aj enzýmový systém. Leukoplasty sú bezfarebné plastidy, z nich najčastejšie sa vyskytujú amyloplasty. Nachádzajú sa hlavne v zásobných orgánoch rastlín, v klíčnych listoch a podobne. Zásobnou látkou amyloplastov je škrob. Chromoplasty sú fotosynteticky neaktívne. Sú v zrelých plodoch, kvetoch, starnúcich listoch a v niektorých koreňoch (napr. mrkva). Z pigmentov obsahujú hlavne karotenoidy - spôsobujú žlté, oranžové až červené sfarbenie plodov a kvetov. Pomáhajú lákať hmyz.
Vakuoly
Vakuoly sú vyplnené bunkovou šťavou, vodou a rozpustenými chemickými látkami. Voda tvorí až 90% vakuoly. V bunkovej šťave sú antokyány − podmieňujú sfarbenie kvetov a listov. Sú tam tiež aminokyseliny, sacharidy a rozličné anorganické látky. K tomuto javu dopomáhajú vakuoly, ktoré obsahujú osmoticky aktívnu bunkovú šťavu, čoho následkom je nasávanie vody bunkou. Vo vakuolách sa zistila aj prítomnosť hydrolitických enzýmov. Rastlinné bunky nemajú typické lyzozómy, ale sa predpokladá, že práve vakuola je homologická so sekundárnymi lyzozómami živočíšnej bunky.
Ďalšie organely rastlinnej bunky
Protoplast je ohraničený cytoplazmatickou membránou (plazmalemou), polopriepustnou vrstvou zloženou z fosfolipidov. Táto fosfolipidová membrána sa nachádza aj na mnohých miestach vo vnútri bunky. Protoplast obsahuje priemerne 75-80% vody. Súčasťou protoplastu sú bunkové organely. Priestor medzi organelami vypĺňa cytoplazma tvorená vodou a vysokomolekulárnymi látkami. Cytoplazma je zväčša bezfarebná a vysoko viskózna.
Najtypickejšou organelou rastlinnej bunky sú samozrejme plastidy a z nich predovšetkým zelené chloroplasty obsahujúce fotosynteticky aktívne pigmenty. Glyoxyzómy sú taktiež špecifické organely rastlinnej bunky. Medzi základné časti (orgánčeky) rastlinnej bunky patria: cytoplazmatická blana, cytoplazma, jadro, mitochondrie, bunková stena, vakuola a chloroplast. Základné časti (orgánčeky) živočíšnej bunky sú: cytoplazmatická blana, cytoplazma, jadro, mitochondrie a lyzozómy.
Vzdelávacie aktivity pre pochopenie stavby rastlinnej bunky
Nechajte svojich študentov označiť rastlinnú a živočíšnu bunku pomocou jedného z rozložení plagátov na šírku (malé alebo veľké). Bunkové diagramy sú ľahko vyfarbiteľné, čo umožňuje študentom rýchlo rozlíšiť rôzne časti rastlinnej a živočíšnej bunky. Ak chcete pripraviť túto aktivitu pre študentov, ktorí potrebujú trochu viac podpory, vytlačte poskytnuté štítky a požiadajte svojich študentov, aby ich priradili k organelám buniek, alebo poskytnite obrázky buniek so štítkami na kopírovanie, aby ste získali ešte väčšiu podporu. Podporu je možné poskytnúť aj študentom pomocou Storyboard That odstránením šípok štítkov a vytvorením storyboardu ako šablóny pre aktivitu. Zatiaľ čo činnosti označovania plagátov vytvárajú vizuálne najpríťažlivejšie práce, môžu zabrať viac času ako iné metódy. Ak vás tlačí čas alebo by ste chceli alternatívny spôsob, ako nechať študentov dokončiť tento typ zadania, môžete nechať svojich študentov, aby dokončili aktivity v tejto príručke s názvom „Zvieracia bunka“ a „Rastlinná bunka“, ktoré namiesto toho na označenie používajú mapy pavúkov.
Vytvorte bunkový diagram s označenými každou časťou rastlinných a živočíšnych buniek. Pomocou šípok a textových prvkov označte časti bunky a opíšte funkciu každej časti. Označte diagram, v ktorom nájdete funkcie jednotlivých častí. Zbehlý Rozvíjajúcich Začiatok Etikety Všetky štítky sú správne. Väčšina štítkov je správna. Niektoré štítky sú správne. Funkcie Všetky funkcie sú správne bez gramatických alebo pravopisných chýb. Väčšina funkcií je správna s niektorými gramatickými a pravopisnými chybami. Niektoré funkcie sú správne s mnohými chybami gramatiky a pravopisu. Dôkaz o Úsilí Práca je dobre napísaná a starostlivo premyslená. Práca ukazuje určité dôkazy o úsilí. Práca ukazuje len málo dôkazov o každom úsilí.
Začnite predstavením základnej štruktúry a funkcií rastlinných a živočíšnych buniek na hodine prírodovedy. Použite podrobné schémy a modely na vysvetlenie rôznych častí buniek. Prechod k výtvarnému projektu, kde si študenti vytvoria vlastné detailné kresby alebo modely rastlinných a živočíšnych buniek. Predstavte matematické prvky tým, že necháte študentov zmerať veľkosť rôznych častí buniek a vypočítať mierku pre svoje kresby alebo modely. To môže zahŕňať jednoduché aritmetické výpočty pre mladších študentov alebo zložitejšie pomery a proporcie pre starších študentov. Na hodinách jazykových umení prideľte študentom, aby napísali opisné odseky alebo eseje o funkciách rôznych častí buniek. Toto cvičenie môže pomôcť posilniť ich pochopenie a poskytnúť iný pohľad na materiál. Nechajte študentov prezentovať svoje umelecké projekty a písomné práce pred triedou. To nielen pomáha posilniť ich vlastné učenie, ale tiež im to umožňuje učiť sa od svojich rovesníkov.