1) Zellenwand- Strukturelle Bildung. Funktion: verleiht Kraft und Form, schützt den Protoplasten vor äußeren Einflüssen, beteiligt sich an der Leitung und Absorption von Substanzen.

Die Basis der Zellmembran (Zusammensetzung) sind hochpolymere Kohlenhydrate (Cellulose, d. h. Ballaststoffe – werden nicht verdaut, was auf eine geringe Produktivität hinweist), Cellulosemoleküle werden in komplexen Bündeln (Myzel) gesammelt, Myzel wird zu Fibrillen zusammengefasst, ihre Räume werden gefüllt mit Hemizellulose (Halbfaser – weniger stabile Verbindung) und Pektin (nützlich, quellen in Wasser, sind eine Energiequelle).

Es gibt primäre und sekundäre Zellmembranen. Meristematische und junge wachsende Zellen haben Primärzelle Schale, dünn, reich an Pektin und Hemizellulose; Zellulosefibrillen in der Matrix der primären Zellwand sind ungeordnet angeordnet.

Sekundär zellulär Die Schale wird normalerweise gebildet, wenn die Zelle ihre endgültige Größe erreicht, und wird von der Protoplastenseite her schichtweise auf die primäre Schale gelegt. In der sekundären Zellmembran überwiegt Zellulose; ihre Fibrillen sind geordnet und parallel angeordnet, ihre Richtung ist jedoch in jeder Schicht unterschiedlich, was die Festigkeit der Zellmembran erhöht. In der sekundären Zellwand gibt es Öffnungen (Poren), in denen die Zellen nur durch die primäre Zellwand und Plasmodesmen (zytoplasmatische Brücken, die benachbarte Pflanzenzellen verbinden) getrennt sind.

Zellwandmodifikationen:

1. Durch die Ablagerung von Lignin (einem Nicht-Kohlenhydrat-Bestandteil in den Fibrillen) kommt es zur Verholzung der Zellmembran; die Zellen verlieren ihre Elastizität, können aber Wasser durchlassen. Diese Zellen sind häufiger tot als lebendig. Einige Zellwände können umfassen: Wachs, Cutina, Suberin. Funktionen: Gibt der Zelle die Form; trennt eine Zelle von der anderen, ist das Skelett jeder Zelle und verleiht der gesamten Pflanze Kraft, übt eine Schutzfunktion aus.
2. Die Korkbildung wird durch eine spezielle fettähnliche Substanz – Suberin – verursacht. Solche Schalen werden undurchlässig für Wasser und Gase; sie lassen auch keine Wärme durch; der Inhalt von Zellen mit suberisierten Schalen stirbt ab.
3. Bei der Cutinisierung wird die fettähnliche Substanz Cutin freigesetzt. Üblicherweise sind die Außenwände der Haut von Blättern und krautigen Stängeln kutinisiert. Dies macht sie weniger wasserdurchlässig, reduziert die Wasserverdunstung in Pflanzen und schützt sie vor Überhitzung und ultravioletter Strahlung. Cutin bildet einen Film auf der Oberfläche der Pflanzen Organ namens Kutikula.
4. Bei der Mineralisierung der Zellmembranen kommt es zur Ablagerung von Kieselsäure und Kalziumsalzen. Am stärksten verkrustet sind die Zellmembranen der Blatt- und Stängelhaut von Getreide, Seggen und Schachtelhalmen. Die Blätter von Getreide und Seggen können Ihre Hände verletzen.
5. Unter Verschleimung von Schalen versteht man die Umwandlung von Zellulose- und Pektinsubstanzen in Schleim und Gummi. Auf Leinsamen, die sich im Wasser befanden, ist deutlich Schleim zu beobachten. Die Schleimbildung fördert eine bessere Wasseraufnahme der Samen und deren Bindung an den Boden.

2) Reproduktion: die Fähigkeit eines einzelnen Individuums, eine ganze Reihe seiner Art hervorzubringen.

Unterteilt in: sexuell und asexuell (eigentlich asexuell und vegetativ)

Vegetativ: Aus einzelnen vegetativen Organen oder deren Wechselwirkungen entwickeln sich neue Individuen. Dies geschieht dank der Regeneration (der Fähigkeit, einen Körperteil aus einem Körperteil wiederherzustellen). Biobedeutung: Der neue Organismus ähnelt dem mütterlichen.

Methoden der vegetativen Vermehrung:

1. Vermehrung durch Stecklinge (ein nicht infizierter Pflanzenteil wird in ein Substrat gepflanzt, Sporodina),
2. Vermehrung durch Pfropfen (durch Aufkeimen von Teilen mehrerer Pflanzen, Verwendung im Gartenbau),
3. Vermehrung durch Knollen (fleischige Knollen mit Pita werden in den Boden gepflanzt, lebendgebärender Buchweizen),
4. Vermehrung durch Nachkommen (Bilden von Trieben an Wurzeln, Espe),
5. Vermehrung durch Zwiebeln (im Herbst werden sie von der Pflanze selbst in den Boden gepflanzt)
6. Vermehrung mittels Ranken (Kriechtriebe, Wurzeln, Steinfrüchte, Erdbeeren)
7. Vermehrung durch Rhizome (Untergrundspross, Fladenbrot, Maiglöckchen, Veilchen, Weizengras)

Die Nutzung der vegetativen Vermehrung durch den Menschen. Der Rest beträgt 40 cm.

Lange Zeit begannen Menschen, Pflanzen anzubauen, mit der vegetativen Vermehrung. Zum Beispiel wachsen Kartoffeln, Erdbeeren, Banane In allen Ländern der Welt wird es nur mit vegetativen Mitteln durchgeführt – Knollen, Ranken und Rhizome.

Die Verwendung der vegetativen Vermehrung von Pflanzen in der landwirtschaftlichen Praxis wird als bezeichnet künstliche vegetative Vermehrung.

Die Hauptmethoden der künstlichen vegetativen Vermehrung bestehen darin, die Methoden zu wiederholen, die in Pflanzen unter natürlichen Bedingungen vorkommen.

Die Vermehrung erfolgt häufig durch Stecklinge – Teile grüner oder holziger Triebe (Weintrauben, Johannisbeeren, Stachelbeeren, Rosen, Nelken, Ficus), Knollen (Kartoffeln, Dahlien, Süßkartoffeln, Topinambur), Blätter (Saintpaulia, Gloxinia, Begonie), Glühbirnen (Zwiebel, Knoblauch, Tulpe, Narzisse), den Busch teilen (Johannisbeeren, Pyrethrum) und Schichtung (Stachelbeeren, Geißblatt, Clematis), Schnurrbart (Erdbeere), Rhizome (Zuckerrohr, Schwertlilien, Phlox), Wurzeltriebe (Pflaume, Himbeere, Kirsche, Flieder).

3) Kürbis. Form: Kräuter. Tippen Sie auf root. Stängel: kletternd, kriechend, kletternd. Blatt: einfach, gestielt, ohne Nebenblätter.

Formel: zweihäusig
1) normales weibliches Ca (5) Co (5) A 0 G (3) Blütenhülle unter dem Eierstock

2) korrekt männlich Ca (5) Co (5) A 2+2+1 G 0

Der Blütenstand ist einzeln. Frucht: Kürbis

Vertreter: Gurke, Melone, Kürbis, Wassermelone, Zucchini

Bedeutung: Nahrung, Futter

Die pflanzliche Zellwand wird unter Beteiligung der Plasmamembran gebildet und ist ein extrazelluläres (extrazelluläres) mehrschichtiges Gebilde, das die Zelloberfläche schützt und als äußeres Skelett der Pflanzenzelle dient (Abb. 1). Die pflanzliche Zellwand besteht aus zwei Komponenten: einer amorphen gelartigen Kunststoffmatrix (Basis) mit hohem Wassergehalt und einem unterstützenden Fibrillensystem. Zusätzliche Polymersubstanzen und Salze, die häufig in der Zusammensetzung der Schalen enthalten sind, verleihen ihnen Steifheit und machen sie nicht benetzbar.

Reis. 1. Schema des Aufbaus der pflanzlichen Zellwand: 0 – Mittelplatte; 1 – Primärschale (zwei Schichten auf beiden Seiten von 0); 2 – Schichten der Sekundärhülle; 3 - Tertiärschale; PM – Plasmamembran; B - Vakuole; Ich bin der Kern

Chemisch gesehen gehören die Hauptbestandteile der Pflanzenhülle zu den strukturellen Polysacchariden. Die Matrix der Pflanzenhüllen umfasst heterogene Gruppen von Polysacchariden, die sich in konzentrierten Alkalien, Hemicellulosen und Pektinsubstanzen lösen. Hemicellulosen sind verzweigte Polymerketten bestehend aus verschiedenen Hexosen (Glucose, Mannose, Galactose etc.), Pentosen (Xylose, Arabinose) und Uronsäuren (Glucuronsäure und Galacturonsäure). Diese Bestandteile der Hemicellulosen verbinden sich in unterschiedlichen Mengenverhältnissen miteinander und bilden verschiedene Kombinationen. Ketten aus Hemicellulosemolekülen kristallisieren nicht und bilden keine Elementarfibrillen. Aufgrund der polaren Gruppen der Uronsäuren sind sie stark hydratisiert.

Pektinstoffe sind eine heterogene Gruppe, zu der verzweigte, stark hydratisierte Polymere gehören, die aufgrund vieler Galacturonsäurereste negative Ladungen tragen. Aufgrund der Eigenschaften ihrer Bestandteile ist die Matrix eine mit Fibrillen verstärkte weiche Kunststoffmasse.

Die faserigen Bestandteile pflanzlicher Zellwände bestehen normalerweise aus Cellulose, einem linearen, nicht verzweigten Polymer aus Glucose. Das Molekulargewicht von Cellulose variiert zwischen 5·104 und 5·105, was 300–3000 Glucoseresten entspricht. Solche linearen Cellulosemoleküle können zu Bündeln oder Fasern zusammengefasst werden. In der Zellwand bildet Cellulose Fibrillen, die aus bis zu 25 nm dicken submikroskopischen Mikrofibrillen bestehen, die wiederum aus vielen parallelen Ketten von Cellulosemolekülen bestehen.

Die Mengenverhältnisse von Zellulose zu Matrixsubstanzen (Hemizellulose) können bei verschiedenen Objekten sehr unterschiedlich sein. Über 60 % der Trockenmasse der Primärschalen besteht aus ihrer Matrix und etwa 30 % aus der Skelettsubstanz – Zellulose. In rohen Zellmembranen ist fast das gesamte Wasser mit Hemicellulosen verbunden, sodass die Masse der Hauptsubstanz im gequollenen Zustand 80 % des Nassgewichts der gesamten Membran erreicht, während der Gehalt an Faserstoffen auf nur 12 % reduziert ist. In Baumwollhaaren beträgt der Zelluloseanteil 90 %; In Holz macht Zellulose 50 % der Zellwandbestandteile aus.

Neben Zellulose, Hemizellulose und Pektinen enthalten Zellmembranen weitere Bestandteile, die ihnen besondere Eigenschaften verleihen. So führt die Verkrustung (Einbau) der Membranen mit Lignin (Polymer von Coniferylalkohol) zur Verholzung der Zellwände und erhöht so deren Festigkeit (Abb. 2). Lignin vermischt in solchen Schalen die plastischen Stoffe der Matrix und übernimmt die Rolle des Hauptstoffes mit hoher Festigkeit. Oftmals wird die Matrix mit Mineralien (SiO2, CaCO3 etc.) verstärkt.

Reis. 2. Verkrustung der Zellmembran: a - fibrilläres Gerüst und interfibrilläre Matrix; b – mit Lignin verkrustete Schale mit Matrixresten, die ihre Dehnfähigkeit verloren hat; c – nachträgliche Einlagerung mit Phenolen und/oder Mineralien, was zu einer Erhöhung der Schalenhärte führt

Auf der Oberfläche der Zellmembran können sich verschiedene verkrustende Substanzen wie Cutin und Suberin ansammeln, was zur Suberisierung der Zellen führt. In Epidermiszellen lagert sich Wachs auf der Oberfläche der Zellmembranen ab und bildet eine wasserdichte Schicht, die verhindert, dass die Zelle Wasser verliert.

Aufgrund ihrer porösen, lockeren Struktur ist die pflanzliche Zellwand weitgehend durchlässig für niedermolekulare Verbindungen wie Wasser, Zucker und Ionen. Makromoleküle dringen jedoch nur schlecht in Zellulosehüllen ein: Die Größe der Poren in den Hüllen, die die freie Diffusion von Substanzen ermöglichen, beträgt nur 3–5 nm.

Experimente mit markierten Verbindungen haben gezeigt, dass beim Wachstum der Zellmembran die Stoffe, aus denen sie aufgebaut ist, über die gesamte Zelloberfläche freigesetzt werden. Amorphe Matrixsubstanzen, Hemicellulosen und Pektine werden in den Vakuolen des Golgi-Apparats synthetisiert und durch Exozytose durch das Plasmalemma freigesetzt. Cellulosefibrillen werden durch spezielle Enzyme synthetisiert, die im Plasmalemma eingebaut sind.

Die Membranen differenzierter, reifer Zellen sind meist mehrschichtig, in den Schichten sind die Zellulosefibrillen unterschiedlich ausgerichtet und auch ihre Anzahl kann stark schwanken. Typischerweise werden primäre, sekundäre und tertiäre Zellwände beschrieben (siehe Abb. 1). Um den Aufbau und das Aussehen dieser Membranen zu verstehen, ist es notwendig, sich mit ihrer Entstehung nach der Zellteilung vertraut zu machen.

Wenn sich Pflanzenzellen nach einer Chromosomendivergenz teilen, entsteht in der Äquatorialebene der Zellen eine Ansammlung kleiner Membranvesikel, die im zentralen Teil der Zellen miteinander zu verschmelzen beginnen (Abb. 3). Dieser Prozess der Verschmelzung kleiner Vakuolen erfolgt vom Zentrum der Zelle bis zur Peripherie und setzt sich fort, bis die Membranvesikel miteinander und mit der Plasmamembran der Seitenoberfläche der Zelle verschmelzen. Auf diese Weise entsteht eine Zellplatte oder ein Phragmoplast. In seinem zentralen Teil befindet sich eine amorphe Matrixsubstanz, die die verschmelzenden Vesikel füllt. Es ist erwiesen, dass diese primären Vakuolen aus den Membranen des Golgi-Apparats stammen. Die primäre Zellwand enthält auch eine kleine Menge Protein (ca. 10 %), das reich an Hydroxyprolin ist und viele kurze Oligosaccharidketten aufweist, was dieses Protein als Glykoprotein definiert. Entlang der Peripherie der Zellplatte ist bei Betrachtung im polarisierten Licht eine deutliche Doppelbrechung zu erkennen, die dadurch verursacht wird, dass sich an dieser Stelle ausgerichtete Zellulosefibrillen befinden. Somit besteht die wachsende primäre Zellwand bereits aus drei Schichten: der zentralen – der mittleren Platte, die nur aus einer amorphen Matrix besteht, und zwei peripheren – der Primärmembran, die Hemizellulose und Zellulosefibrillen enthält. Wenn die mittlere Schicht ein Produkt der Aktivität der Elternzelle ist, wird die Primärmembran durch die Sekretion von Hemizellulose und Zellulosefibrillen durch zwei neue Zellkörper gebildet. Und jede weitere Zunahme der Dicke der Zellwand (oder besser gesagt der Interzellularwand) erfolgt aufgrund der Aktivität zweier Tochterzellen, die von gegenüberliegenden Seiten Substanzen der Zellmembran absondern, die sich durch die Schichtung immer neuer Schichten verdickt. Die Freisetzung von Matrixsubstanzen erfolgt von Anfang an dadurch, dass sich Vesikel des Golgi-Apparats der Plasmamembran nähern, sie mit der Membran verschmelzen und ihren Inhalt über das Zytoplasma hinaus freisetzen. Hier, außerhalb der Zelle, auf ihrer Plasmamembran, findet die Synthese und Polymerisation von Cellulosefibrillen statt. So entsteht nach und nach eine sekundäre Zellmembran. Es ist schwierig, die Primärschale von der Sekundärschale mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen und unterscheiden zu können, da sie durch mehrere Zwischenschichten miteinander verbunden sind.

Die Hauptmasse der Zellwand, die ihre Bildung abgeschlossen hat, ist die Sekundärmembran. Es gibt der Zelle ihre endgültige Form. Nachdem sich die Zelle in zwei Tochterzellen geteilt hat, wachsen neue Zellen, ihr Volumen nimmt zu und ihre Form verändert sich; Zellen verlängern sich oft. Gleichzeitig kommt es zu einer Dickenzunahme der Zellmembran und einer Umstrukturierung ihrer inneren Struktur.

Wenn die primäre Zellmembran gebildet wird, sind in ihrer Zusammensetzung noch wenige Cellulosefibrillen vorhanden, und diese befinden sich mehr oder weniger senkrecht zur zukünftigen Längsachse der Zelle. Später, während der Elongationsperiode (Verlängerung der Zelle durch das Wachstum von Vakuolen im Zytoplasma), erfährt die Ausrichtung dieser quer gerichteten Fibrillen passive Veränderungen: Die Fibrillen beginnen, sich im rechten Winkel zueinander anzuordnen und enden schließlich länglich mehr oder weniger parallel zur Längsachse der Zelle. Der Prozess läuft ständig weiter: In den alten Schichten (näher an der Mitte der Schale) unterliegen die Fibrillen passiven Verschiebungen, und die Ablagerung neuer Fibrillen in den inneren Schichten (am nächsten an der Zellmembran) wird gemäß dem ursprünglichen Design der Zelle fortgesetzt Hülse. Dieser Prozess schafft die Möglichkeit, dass Fibrillen relativ zueinander gleiten, und die Umstrukturierung der Zellmembranverstärkung ist aufgrund des gelatinösen Zustands der Komponenten ihrer Matrix möglich. Wenn anschließend Hemizellulose in der Matrix durch Lignin ersetzt wird, nimmt die Beweglichkeit der Fibrillen stark ab, die Schale wird dichter und es kommt zur Verholzung.

Reis. 3. Schema des Zellmembranwachstums vom Beginn während der Zellteilung (I) bis zur vollständigen Reifung (V): 1 – Primärmembran; 2 – Schichten der Sekundärhülle; 3 - Tertiärschale; B - Vakuolen; SP – Mittelplatte; PM – Plasmamembranen zweier benachbarter Zellen

Unter der Sekundärhülle befindet sich häufig eine Tertiärhülle, die als getrockneter Rückstand der degenerierten Schicht des Zytoplasmas selbst betrachtet werden kann.

Es ist zu beachten, dass bei der Zellteilung von Pflanzen der Bildung der Primärmembran nicht in allen Fällen die Bildung einer Zellplatte vorausgeht. So entstehen bei der Grünalge Spirogyra durch die Bildung von Vorsprüngen an den Seitenwänden der ursprünglichen Zelle neue Querwände, die, allmählich zur Zellmitte hin wachsend, die Zelle schließen und in zwei Teile teilen.

Wie bereits erwähnt, kommt es, wenn einer Zelle in einer wässrigen, hypotonischen Umgebung ihre Membran entzogen wird, zur Lyse, also zum Bruch der Zelle. Es stellte sich heraus, dass es durch die Wahl geeigneter Konzentrationen von Salzen und Zuckern möglich ist, den osmotischen Druck außerhalb und innerhalb von Zellen ohne Membran auszugleichen. In diesem Fall nehmen solche Protoplasten eine Kugelform an (Sphäroplasten). Wenn in der Umgebung, in der sich die Protoplasten befinden, eine ausreichende Menge an Nährstoffen und Salzen (darunter Ca2+) vorhanden ist, stellen die Zellen ihre Zellmembran wieder her und regenerieren sie. Darüber hinaus sind sie in Gegenwart von Hormonen (Auxinen) in der Lage, sich zu teilen und Zellkolonien zu bilden, die zum Wachstum der gesamten Pflanze führen können, aus der die Zelle entnommen wurde.

Der Hauptfaserbestandteil der Zellwand großer Pilzgruppen (Basibiomyceten, Ascomyceten, Zygomyceten) ist Chitin; Es handelt sich um ein Polysaccharid, dessen Hauptsaccharid N-Acetylglucosamin ist. Die Zusammensetzung der Zellwand von Pilzen kann neben Chitin auch Matrixsubstanzen, Glykoproteine ​​und verschiedene Proteine ​​umfassen, die im Zytoplasma synthetisiert und von der Zelle nach außen abgesondert werden.

Zellenwand

Pflanzenzelle. Die grüne Hülle ist die Zellwand.

Zellenwand- eine starre Zellmembran, die sich außerhalb der Zytoplasmamembran befindet und Struktur-, Schutz- und Transportfunktionen erfüllt. Kommt in den meisten Bakterien, Archaeen, Pilzen und Pflanzen vor. Tiere und viele Protozoen haben keine Zellwand.

Prokaryontische Zellwände

Bakterienzellwände bestehen aus Peptidoglycan (Murein) und es gibt zwei Arten: grampositiv und gramnegativ. Die grampositive Zellwand besteht ausschließlich aus einer dicken Peptidoglycanschicht, die eng an der Zellmembran anliegt und von Teichon- und Lipoteichonsäuren durchdrungen ist. Beim gramnegativen Typ ist die Peptidoglycanschicht viel dünner; zwischen ihr und der Plasmamembran befindet sich ein periplasmatischer Raum, und außen ist die Zelle von einer anderen Membran umgeben, dargestellt durch die sogenannte. Lipopolysaccharid und ist ein pyrogenes Endotoxin gramnegativer Bakterien.

Zellwände von Pilzen

Die Zellwände von Pilzen bestehen aus Chitin und Glucanen.

Zellwände von Algen

Die meisten Algen haben eine Zellwand aus Zellulose und verschiedenen Glykoproteinen. Einschlüsse zusätzlicher Polysaccharide sind von großer taxonomischer Bedeutung.

Zellwände höherer Pflanzen

Die Zellwände höherer Pflanzen bestehen hauptsächlich aus Zellulose, Hemizellulose und Pektin. In ihnen befinden sich Vertiefungen – Poren, durch die Plasmodesmen gelangen und so den Kontakt zwischen benachbarten Zellen und den Stoffaustausch zwischen ihnen herstellen. Pflanzliche Zellwände erfüllen eine Reihe von Funktionen: Sie verleihen der Zelle Stabilität für strukturelle und mechanische Unterstützung, sie geben der Zelle ihre Form, die Richtung ihres Wachstums und letztendlich die Morphologie der gesamten Pflanze. Die Zellwand wirkt auch dem Turgor, also dem osmotischen Druck, entgegen, wenn zusätzliches Wasser in die Pflanze gelangt. Zellwände schützen vor dem Eindringen von Krankheitserregern aus der Umwelt und speichern Kohlenhydrate für die Pflanze. Pflanzenzellwände werden hauptsächlich aus dem Kohlenhydratpolymer Cellulose aufgebaut.

siehe auch

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Bakterien, chemisch spezifisch. Zusammensetzung der Hülle, die den Protoplasten umgibt und durch strukturelle und funktionelle Beziehungen eng mit dem Zytoplasma verbunden ist. Membran. Dicke 10 50 nm. Macht 10-50 % der Trockenmasse der Zellen aus. Die meisten Bakterien in... Biologisches enzyklopädisches Wörterbuch

Zellenwand- Die Struktur, die die Steifigkeit der Zellstruktur und ihre mechanische Festigkeit gewährleistet, ist eine osmotische Barriere. [Englisch-Russisches Glossar grundlegender Begriffe der Vakzinologie und Immunisierung. Weltgesundheitsorganisation, 2009] Themen... ...

Zellenwand- Synonyme: Zellmembran ist ein Abfallprodukt des Protoplasten einer Pflanzenzelle, das außerhalb des Plasmalemmas gebildet wird. Bietet Schutz für die Zelle, verleiht ihr eine bestimmte Form, beteiligt sich an der Leitung, Aufnahme und Freisetzung von Stoffen... ...

Zellwand, Zellwand des Zytoderms (Hülle). Die äußere Strukturmembran einer Pflanzenzelle, die ihr Form und Festigkeit verleiht und hauptsächlich aus Polysacchariden besteht, die vom Golgi-Apparat synthetisiert werden ; unterscheiden... ... Molekularbiologie und Genetik. Wörterbuch.

ZELLENWAND- siehe Zellmembran... Wörterbuch botanischer Begriffe

Chemisch spezifisch Zusammensetzung der Hülle, die den Protoplasten umgibt und durch strukturelle und funktionelle Beziehungen eng mit der Zytoplasmamembran verbunden ist. Dicke von K. s. – 150 nm; macht 10 5 % der Trockenmasse der Zellen aus. Die meisten Bakterien in... Wörterbuch der Mikrobiologie

Die Struktur von Bakterien und Pilzen, die sich zwischen der Zytoplasmamembran und der Kapsel (falls vorhanden) oder der ionisierten Schicht der äußeren Umgebung befindet. Schützt Bakterien vor osmotischem Schock (10-25 atm oder mehr) und anderen Faktoren, bestimmt die Form... Wörterbuch der Mikrobiologie

Zellwand (Hülle)- Die äußere Strukturhülle einer Pflanzenzelle, die ihr Form und Festigkeit verleiht und hauptsächlich aus Polysacchariden besteht, die vom Golgi-Apparat synthetisiert werden; unterscheiden zwischen primären (in wachsenden Zellen) und sekundären C.s. (in Zellen, die erreicht haben... ... Leitfaden für technische Übersetzer

sekundäre Zellwand- der innere Teil der Zellwand, der nach Abschluss des Zellwachstums gebildet wird; wächst durch Apposition in die Zelle hinein und verkleinert dadurch deren Hohlraum. Enthält deutlich weniger Wasser als die primäre Zellwand. Die Trockenmasse wird dominiert von... ... Anatomie und Morphologie von Pflanzen

primäre Zellwand- dünne (0,1–0,5 µm) Wand aus sich teilenden und wachsenden Zellen. Enthält bis zu 90 % Wasser, Hemizellulose überwiegt in der Trockenmasse einkeimblättriger Pflanzen und Hemizellulose und Pektine in gleichen Anteilen bei zweikeimblättrigen Pflanzen; Der Zellulosegehalt überschreitet nicht 30 %... Anatomie und Morphologie von Pflanzen

Die Zellwand ist eine zusätzliche Membran, die sich (von außen) auf der Zytoplasmamembran befindet und während des Lebens der Zelle selbst gebildet wird. Nicht alle Organismen verfügen über eine solche Membran, sondern nur Pflanzen, Pilze, Bakterien und einige Protozoen (einzellige Eukaryoten). In tierischen Zellen und vielen Protozoen kommt es nicht vor.

Die Struktur und Funktionen der Zellwand wurden im Laufe der Evolution miteinander verbunden. Darüber hinaus unterscheiden sich seine chemische Struktur (in größerem Maße) und seine Funktionen (in geringerem Maße) in verschiedenen Organismengruppen. Also Bei Pflanzen ist Zellulose der Hauptbestandteil der Schale, bei Pilzen ist es Chitin, bei Bakterien ist es Murein.

Typischerweise werden in einem Schulzytologiekurs die Struktur und Funktionen der pflanzlichen Zellwand (Wand) detailliert untersucht.

Cellulose ist ein lineares Polysaccharid, dessen Monomer Glucose ist. Als Teil der Zellwand sind Cellulosemoleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden und bilden sich Mikrofibrille(Brötchen). Es gibt viele solcher Fibrillen in der Schale. Einige von ihnen sind parallel zueinander angeordnet, der andere Teil ist schräg zum ersten usw. Durch diese Struktur entsteht ein starker Rahmen.

Zur Zusammensetzung der pflanzlichen Zellwand gehören neben Zellulose noch weitere Stoffe (Wasser, Hemizellulose, Pektinstoffe, Proteine ​​etc.). Sie bilden eine Matrix, in der sich Fibrillen befinden. Wasser macht 60-70 % der Schalenmasse aus. Hemizellulosemoleküle sind kürzer und stärker verzweigt als Zellulose; sie binden Mikrofibrillen zusammen.

Pektine sind ebenfalls Polysaccharide (linear und verzweigt), deren Hauptmonomer Galacturonsäure ist. Sie enthalten auch Arabinosen und Galaktosen, Methanolrückstände. Pektinstoffe sind saurer Natur und können löslich oder unlöslich sein. Lösliche Pektine gehen bei Zugabe von Zucker in einen gelartigen Zustand über. Aufgrund dieser Eigenschaft werden sie in der Lebensmittelindustrie als Geliermittel eingesetzt.

Die Wände benachbarter Pflanzenzellen grenzen nicht direkt aneinander. Zwischen ihnen ist Mittelplatte, gebildet aus gallertartigen Pektaten von Magnesium und Kalzium.

Benachbarte Pflanzenzellen sind miteinander verbunden Plasmodesmen- Zytoplasmabrücken, die durch Löcher in Zellwänden und Mittelplatten verlaufen.

In den meisten Pflanzenzellen wird nach Abschluss des Wachstums und der Differenzierung zusätzlich zur Primärwand eine Sekundärwand gebildet. Es wird zwischen der Zytoplasmamembran und der Primärmembran gebildet und besteht aus mehreren Zelluloseschichten. In diesem Fall sind die Fibrillen jeder Schicht in ihrem eigenen Winkel angeordnet. Diese Struktur verleiht der Zelle noch mehr Festigkeit. Weichteilzellen (z. B. Mesophyllgewebe eines Blattes) haben keine Sekundärwand.

Die Verholzung einer Reihe von Pflanzengeweben ist mit der sogenannten verbunden Verholzung. Der Stoff Lignin verleiht den Wänden besondere Festigkeit und Steifigkeit.

Nachdem wir die Struktur untersucht haben, wenden wir uns den Funktionen der Zellwände zu. Pflanzen haben kein Skelett, aber viele von ihnen erreichen enorme Größen, was ohne eine Art innere Unterstützung unmöglich ist. Sie wird dann gemeinsam von den harten Zellmembranen übernommen. Die Hauptfunktion pflanzlicher Zellwände besteht also darin, durch die Schaffung eines starken Rahmens Halt zu bieten.

Die Wände begrenzen das Zellwachstum und verhindern deren Bruch, wodurch verhindert wird, dass unter bestimmten Bedingungen überschüssiges Wasser in die Zellen eindringt. Zellulose-Mikrofibrillen bestimmen in einer bestimmten Ausrichtung die Richtung des Zellwachstums. Wenn also die Fasern überwiegend quer verlaufen, findet ein Wachstum längs statt.

Pflanzen verfügen über Gewebe, die eine Transportfunktion erfüllen. Einige von ihnen bestehen aus toten Zellen und die Transportfunktion wird ausschließlich von Zellwänden übernommen.

In manchen Zellen dienen ihre Membranen der Speicherung von Nährstoffen.

Die Zellwand ist eine starre Zellmembran, die sich außerhalb der Zytoplasmamembran befindet und Struktur-, Schutz- und Transportfunktionen erfüllt. Es verleiht den Zellen mechanische Festigkeit, schützt ihren Inhalt vor Schäden und übermäßigem Wasserverlust, erhält die Form und Größe der Zellen und verhindert Zellbrüche in einer hypotonischen Umgebung. Die Zellwand ist an der Aufnahme und dem Austausch verschiedener Ionen beteiligt, d. h. sie ist ein Ionenaustauscher. Der Stofftransport erfolgt durch die Zellmembran.

Kommt in den meisten Bakterien, Archaeen, Pilzen und Pflanzen vor. Tiere und viele Protozoen haben keine Zellwand.

Die Zellwand, die sich bei Zellteilung und Zellwachstum durch Dehnung bildet, wird als primär bezeichnet. Nachdem das Zellwachstum aufgehört hat, lagern sich von innen neue Schichten auf der primären Zellwand ab und es bildet sich eine starke sekundäre Zellwand

Abb. 10.

Die Zusammensetzung der Zellwand umfasst Strukturkomponenten (Cellulose bei Pflanzen und Chitin bei Pilzen), Matrixkomponenten (Hemicellulose, Pektin, Proteine), verkrustende Komponenten (Lignin, Suberin) und auf der Oberfläche der Membran abgelagerte Substanzen (Cutin und Wachs). .

Zellulosemoleküle werden aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen zu Bündeln zusammengefasst, die Mikrofibrillen genannt werden. Ineinander verschlungene Mikrofibrillen bilden das Gerüst der Zellmembran. Bei den meisten Pilzen bestehen die Mikrofibrillen der Zellwand aus Chitin.

Mikrofibrillen sind in die Zellwandmatrix eingebettet. Die Matrix besteht aus einer Mischung verschiedener Chemikalien, unter denen Polysaccharide (Hemicellulosen und Pektine) überwiegen.

Hemicellulosen sind eine Gruppe von Polysacchariden (Polymere aus Pentosen und Hexosen – Xylose, Galactose, Mannose, Glucose usw.). Hemizellulosemoleküle haben wie Zellulose die Form einer Kette, aber im Gegensatz zu letzterer sind ihre Ketten kürzer, weniger geordnet und stark verzweigt. Sie lösen sich leichter auf und werden durch Enzyme zerstört.

Pektinstoffe sind Polymere, die aus Monosacchariden (Arabinose und Galactose), Galacturonsäure (Zuckersäure) und Methylalkohol aufgebaut sind. Lange Moleküle von Pektinsubstanzen können linear oder verzweigt sein. Moleküle von Pektinsubstanzen enthalten eine große Anzahl von Carboxylgruppen und sind daher in der Lage, sich mit Mg2+- und Ca2--Ionen zu verbinden. Dabei entstehen klebrige, gallertartige Pektate aus Magnesium und Kalzium, aus denen sich dann die Mittelplatten bilden, die die Wände zweier benachbarter Zellen zusammenhalten.

Zweiwertige Metallionen können gegen andere Kationen (H-, K+ usw.) ausgetauscht werden. Dies bestimmt die Kationenaustauschfähigkeit von Zellmembranen.

Die Zellmembranen vieler Früchte sind reich an Pektinstoffen und Pektaten. Da beim Herauslösen aus der Schale und der Zugabe von Zucker Gele entstehen, werden Pektine als geleebildende Stoffe für die Herstellung von Marmelade usw. verwendet.

Neben Kohlenhydratkomponenten enthält die Zellwandmatrix ein Strukturprotein namens Extenein – Glykonrotein, das in seiner Zusammensetzung den interzellulären Proteinen von Tieren – Kollagenen – nahe kommt.

Die Matrix macht bis zu 60 % der Trockenmasse der Zellmembran aus. Die Schalenmatrix füllt nicht einfach die Lücken zwischen Mikrofibrillen, sondern bildet starke chemische (Wasserstoff- und kovalente) Bindungen zwischen Makromolekülen und Mikrofibrillen, was die Festigkeit der Zellwand, ihre Elastizität und Plastizität gewährleistet.

Der wichtigste Verkrustungsstoff pflanzlicher Zellwände ist Lignin, ein Polymer mit einem unverzweigten Molekül bestehend aus aromatischen Alkoholen.

Nach dem Ende des Zellwachstums beginnt die intensive Verholzung (Imprägnierung der Zelluloseschichten mit Lignin) der Zellmembranen. Lignin kann in separaten Abschnitten abgelagert werden – in Form von Ringen, Spiralen oder einem Netzwerk, wie es in den Zellwänden des leitenden Gewebes – Xylem – beobachtet wird, oder in einer kontinuierlichen Schicht, mit Ausnahme der Stellen, an denen Kontakte zwischen benachbarten Stoffen hergestellt werden Zellen in Form von Plasmodesmen.

Lignin hält Zellulosefasern zusammen und fungiert als sehr hartes und steifes Gerüst, das die Zug- und Druckfestigkeit der Zellwände erhöht. Außerdem schützt es die Zellen zusätzlich vor physikalischen und chemischen Einflüssen und verringert die Wasserdurchlässigkeit. Der Ligningehalt in der Schale erreicht 30 %. Seine Verkrustung der Zellmembranen führt zu deren Verholzung, was häufig zum Absterben des lebenden Zellinhalts führt.

Lignin verleiht Holz in Verbindung mit Zellulose besondere Eigenschaften, die es zu einem unverzichtbaren Baustoff machen.

Auch fettähnliche Substanzen wie Suberin, Cutin und Wachs können sich auf der Zellmembran ablagern.

Suberin lagert sich von innen an die Schale an und macht diese praktisch undurchlässig für Wasser und Lösungen. Dadurch stirbt der Zellprotoplast ab und die Zelle füllt sich mit Luft. Dieser Vorgang wird Suberisierung genannt. Eine Suberisierung der Zellmembranen wird im Hautgewebe mehrjähriger Gehölze beobachtet – Periderm, Kortex sowie im Endoderm der Wurzel.

Die Oberfläche pflanzlicher Epidermiszellen wird durch hydrophobe Substanzen – Cutin und Wachse – geschützt. Die Vorläufer dieser Verbindungen werden vom Zytoplasma an die Oberfläche abgegeben, wo ihre Polymerisation stattfindet. Die Cutinschicht wird meist von Polysaccharidbestandteilen (Cellulose und Pektin) durchdrungen und bildet die Cuticula. Wachs lagert sich häufig in kristalliner Form auf der Oberfläche von Pflanzenteilen (Blätter, Früchte) ab und bildet einen wachsartigen Überzug.

Die Nagelhaut und die wachsartige Beschichtung schützen die Zellen vor Schäden und Infektionen und reduzieren die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche der Organe.

In den Membranen der Epidermiszellen einiger Pflanzen (Getreide, Seggen usw.) reichert sich eine große Menge an Mineralien an (Mineralisierung), hauptsächlich Calciumcarbonat und Kieselsäure. Durch die Mineralisierung werden die Blätter und Stängel der Pflanzen zäh und hart und werden weniger leicht von Tieren gefressen.

Somit spielt die Zellwand eine wichtige Rolle im Leben von Pflanzen- und Pilzzellen und erfüllt eine Reihe spezifischer Funktionen.

Poren der Pflanzenzellwand

Poren bilden sich in den Wänden benachbarter Zellen, meist einander gegenüber. Poren sind die Öffnungen in der Sekundärmembran, in denen die Zellen nur durch die Primärmembran und die mittlere Lamina getrennt sind (Abb. 11). Die Bereiche der Primärmembran und der Mittelplatte, die die benachbarten Poren benachbarter Zellen trennen, werden Porenmembran oder Verschlussfilm der Pore genannt. Der Verschlussfilm der Pore wird von plasmodesmalen Tubuli durchstoßen, in den Poren bildet sich jedoch meist kein Durchgangsloch.

Jede Pore hat eine Porenkammer. Bei der Ablagerung einer dicken Sekundärschale verwandeln sich die Kammern in enge Porenkanäle. In den Zellen parenchymaler und mechanischer Gewebe wird die Sekundärmembran meist an den Rändern der Kammer oder des Porenkanals abrupt unterbrochen, deren Durchmesser dadurch über die gesamte Dicke der Sekundärmembran nahezu unverändert bleibt. Diese Art von Poren wird als einfach bezeichnet, und die Kombination zweier einfacher Poren wird als einfaches Porenpaar bezeichnet.

Bei wasserführenden Elementen – Gefäßen und Tracheiden – hängt die Sekundärhülle oft gewölbt über der Kammer und bildet eine Grenze. Solche Poren werden umrandete Poren oder umrandete Porenpaare genannt. Die durch den Rand begrenzte Porenkammer öffnet sich durch eine Öffnung im Rand – die Porenöffnung – in den Zellhohlraum. Poren erleichtern den Transport von Wasser und gelösten Stoffen von Zelle zu Zelle.

Reis. 11. Struktur der Poren der pflanzlichen Zellwand (A – Zellen mit Sekundärmembranen und zahlreichen einfachen Poren, B – Struktur einer einfachen Pore, C – Struktur einer umrandeten Pore, D – dreidimensionales Bild und schematische Projektion auf die Ebene einer umrandeten Pore). 1 – mittlere Platte, 2 – primäre Zellmembran, 3 – sekundäre Zellmembran, 4 – Poren, 5 – Porenmembran, 6 – Rand, 7 – Porenkammer, 8 – Porenöffnung, 9 – Torus (Verdickung der Porenmembran).