Woraus besteht die Zellwand von Pflanzen? Zusammenfassung: Struktur und Funktionen subzellulärer Strukturen einer Pflanzenzelle: Zellwand und Zytoskelett (Mikrotubuli und Mikrofilamente). Zellwand von Bakterien

Pflanzenzellen sind wie die von Prokaryoten und Pilzen von einer relativ starren Zellwand umgeben. Einigen Zellen fehlt eine Zellwand. Das sind Zellen, die der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung dienen.(Zoosporen und Gameten von Algen und niederen Pilzen, männliche Gameten von höheren Pflanzen), und auch bei einigen Vertretern von Gold-, Gelbgrün- und Pyrophytenalgen(Sie sind nicht in der Lage, eine konstante Körperform beizubehalten, ihre Bewegung erfolgt mit Hilfe von Auswüchsen - Pseudopodien - amöboide Bewegung).

Die Stoffe, die die Zellwand bilden, werden produziert Plasmalemma und Golgi-Apparat und außerhalb der Zelle abgelagert.

Diese Stoffe sind Polysaccharide:

1. Zellulose- in höheren Pflanzen (in Algen - Zellulose, Mannan und Xylan)

2. Hemicellulose(seine Moleküle haben die Form von Ketten, wie Zellulose, aber ihre Ketten sind kürzer, weniger geordnet).

3. Pektin Substanzen(Platz zwischen Zellulose-Makrofibrillen einnehmen);

Auch die Zellwand enthält Strukturprotein("blinkt" das Polysaccharidgerüst über).

Die Zellwand, die während der pflanzlichen Zellteilung abgelagert wird, wird als Zellwand bezeichnet primäre Zellwand(Abb. 1).

Reis. 1. Schema der Struktur der primären Zellwand

Später als Folge der Verdickung sie kann sich verwandeln sekundäre Zellwand.

Zellulosemoleküle bilden dünne Fäden. Zellulosefäden verbinden sich durch mehrere Zehntel mithilfe von Wasserstoffbrückenbindungen und bilden Mikrofibrillen, und sie bilden Makrofibrillen. Makrofibrillen werden in eine Pektinmatrix eingetaucht und mit strukturellen Proteinmolekülen „vernäht“.

Zellulosemoleküle zeichnen sich durch eine hohe Zugfestigkeit aus, vergleichbar mit der Stärke von Stahl. Zellulose ist weder in heißem Wasser, noch in konzentrierten Laugen, noch in organischen Lösungsmitteln unlöslich.

Die Zellwand ist jedoch durchlässig für Wasser und darin gelöste Stoffe, was auf die Eigenschaften der Pektine zurückzuführen ist.

Der Raum zwischen den Zellwänden benachbarter Zellen wird genannt Mittelplatte. Es besteht aus ihrer klebrigen Gelatine Magnesium- und Calciumpektate. In den Zellwänden einiger reifender Früchte werden unlösliche Pektinsubstanzen nach und nach in lösliche Pektine umgewandelt. Bei Zugabe von Zucker bilden diese Gele; Daher werden sie bei der Zubereitung von Marmeladen und Gelee verwendet.

Zellwände sind nicht über ihre gesamte Länge gleichmäßig dick, sondern haben dünne Abschnitte genannt primäre Porenfelder (Abb. 2).

Reis. 2. Primäre Porenfelder, Poren und Plasmodesmen. A. Parenchymzelle mit einer primären Zellmembran und primären Porenfeldern - dünne Abschnitte der Membran. B. Zellen mit sekundären Zellwänden und zahlreichen einfachen Poren. B. Ein paar einfache Poren. D. Ein Paar begrenzter Poren.

Die Pore ist hier die dünnste Stelle in der Schale (Vertiefung), obwohl die Pore auch ein Loch enthalten kann. Durch die Poren erfolgt die Kommunikation zwischen benachbarten Zellen. Durch die Porenfelder treten dünne Poren hindurch Zytoplasmastränge - Plasmodesmen.

Eigenschaften der primären Zellwand:

1. elastisch, während die Zelle wächst, dehnt und wächst sie;

2. schafft eine gewisse Stärke Zellen und ist in der Lage, sie vor mechanischer Beschädigung zu schützen;

3. transparent, transparent für die Sonne;

4. ist Ort der Bewegung Wasser und darin gelöste anorganische Stoffe.

Die primäre Zellwand kann bis zum Lebensende der Zelle konserviert werden, wenn ihre Ablagerung zusammen mit dem Ende des Zellwachstums aufhört.

Wenn das Zellwachstum stoppt und Ablagerung Elemente der Schale von innen fortsetzt, wird eine stärkere sekundäre Zellwand gebildet. Sie werden besonders von leistungsstarken Zellen benötigt mechanische und wasserleitende Funktionen. Der Protoplast einer Zelle (der lebende Inhalt einer Zelle) ist normalerweise Absterben nach der Ablagerung der sekundären Zellwand. Es enthält mehr Zellulose, Pektinsubstanzen und Strukturprotein fehlen.

in der sekundären Zellwand sezerniert drei Schichten - äußere, mittlere und innere (Abb. 3). Sie unterscheiden sich in der Richtung der Lage der Zellulosemikrofibrillen.

Reis. 3. Schema der Anordnung von Cellulosemikrofibrillen in der Struktur

Die Zellmembran (Wand) wird in primäres, sekundäres, tertiäres CS "unterteilt". Das Material zum Aufbau der Zellwand wird vom darin eingeschlossenen Protoplasten selbst abgesondert. Primär - ks, die während der Zellteilung der Pflanzen abgelagert werden. Es ist typisch für embryonale Zellen und Zellen, die durch Dehnung wachsen. Die primäre Zellwand besteht aus Zellulosemizellen, die Mikrofibrillen bilden, die in eine Matrix eingebettet sind, die aus komplexen Polysacchariden besteht. Durch die Verdickung wird das primäre zu einem sekundären CS (gibt der Zelle Steifigkeit und Festigkeit). Tertiäres CS - die innerste, dünne letzte Schicht der Sekundärwand aufgrund struktureller Merkmale. Die dem Zellinneren zugewandte Oberfläche der Tertiärwand ist normalerweise mit submikroskopischen Warzenauswüchsen bedeckt.
Der typischste Bestandteil der Zellwand ist Zellulose. Zellulose ist ein Polysaccharid (ein Polymer aus Glukose). Es enthält etwa 50 % des in Pflanzen vorkommenden Kohlenstoffs. 20-40 % des Zellwandmaterials ist Zellulose. Von besonderer Bedeutung für die Rolle der Zellulose in Zellwänden ist ihre faserige Struktur und hohe Zugfestigkeit, vergleichbar mit der Festigkeit von Stahl. In die Matrix eingetauchte Mikrofibrillen bilden das Gerüst der Zellwand. Einige Zellen, wie Trachealelemente von Xylem- und Sklerenchymzellen, unterliegen einer intensiven Verholzung (Verholzung); Gleichzeitig sind alle Zelluloseschichten (primär und sekundär) mit Lignin imprägniert, einer komplexen polymeren Substanz, die nicht mit Polysacchariden verwandt ist. Die Zellwand ist von Poren durchzogen, durch die Plasmodesmen hindurchtreten. Der Satz von Protoplasten aller Zellen, die durch Plasmodesmen verbunden sind, wird als Symplast bezeichnet. KS-Funktionen: 1. Schalen geben einzelnen Zellen und der Pflanze als Ganzes mechanische Festigkeit und Halt; 2) Die relative Starrheit der Zellwände und die Zugfestigkeit bestimmen auch die Turgidität der Zellen, wenn Wasser osmotisch in sie eintritt. Dies verstärkt die Stützfunktion in allen Pflanzen und dient als einzige Stützquelle für krautige Pflanzen und für Organe wie Blätter, d. h. dort, wo kein sekundäres Wachstum stattfindet. Zellwände schützen die Zellen auch vor dem Aufbrechen in einer hypotonischen Umgebung; 3) Ein System miteinander verbundener Zellwände (Apoplast) dient als Weg für die Bewegung von Wasser und Mineralien; 4) Die äußeren Zellwände der Epidermiszellen sind mit einem speziellen Film bedeckt - Cuticula, bestehend aus einer wachsartigen Substanz Cutin, die den Wasserverlust verringert und das Risiko des Eindringens von Krankheitserregern in die Pflanze verringert; 5) Die Zellwände der Xylemgefäße, Tracheiden und Siebröhren sind für den weiträumigen Stofftransport durch die Pflanze angepasst;

Die Zellwand ist ein Derivat des Protoplasten, d.h. wird im Laufe seiner vitalen Aktivität gebildet (Abb. 61). Es gibt der Zelle eine bestimmte Form, schützt den Protoplasten und verhindert den Zellbruch, indem es dem intrazellulären Druck widersteht. Die Zellwände erfüllen die Funktionen des inneren Skeletts einer Pflanze und verleihen ihren Organen die notwendige mechanische Festigkeit.

Zellwände lassen das Sonnenlicht gut durch, Wasser und darin gelöste Mineralien bewegen sich leicht an ihnen entlang. Zwischen den Wänden benachbarter Zellen befindet sich Mittelplatte - Pektinschicht, die eigentlich eine interzelluläre Substanz ist und die Wände benachbarter Zellen zusammenhält. Dort, wo sich die Zellwände benachbarter Zellen nicht schließen, bilden sich wassergefüllte Zellen. Interzellularräume. Der Prozess der Zerstörung der Interzellularsubstanz, durch den die Wände benachbarter Zellen getrennt werden, wird genannt Mazeration. Es kann eine natürliche Mazeration beobachtet werden

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SONDERN- Diagramm der Struktur der Zellwand; B- Schema der Beteiligung des Golgi-Apparats am Bau der Zellwand; BEIM- detaillierter Aufbau der Zellwand: 1 - Mittelplatte 2 - es ist Zeit; 3 - Sekundärwand;

• 4 - Primärwand; 5 - Dictyosom; 6 - Golgi-Vesikel;
• 7- Plasmalemma; 8- Zellenwand; 9- Makrofibrille;
• 10 - Mikrofibrille; 11 - Mizelle; 12 - Zellulosemolekül;
• 13 - die Struktur eines Fragments eines Zellulosemoleküls

in überreifen Früchten von Apfel, Eberesche, Melone usw. Künstliche Mazeration wird beispielsweise beim Einweichen von Flachsstängeln durchgeführt, um Bastfasern von ihnen zu trennen; es tritt auch während der Wärmebehandlung von Früchten auf.

Die Zellwand enthält Polysaccharide: Pektine, Hemicellulose und Cellulose. Sehr lange Zellulosemoleküle werden parallel zueinander angeordnet (40-60) und bilden sich Mizellen. Mizellen werden in Bündeln gesammelt - Mikrofibrillen, die die grundlegende Struktureinheit der Zellulose sind. Mikrofibrillen wiederum werden zu kombiniert Makrofibrillen- sehr dünne Fasern unbestimmter Länge. Zellulose-Makrofibrillen werden in ein stark gewässertes Wasser getaucht Matrix, bestehend aus Pektinen, Hemicellulosen und einigen anderen Stoffen. Die Festigkeit der Zellwand wird durch elastische Zellulose-Mikrofibrillen gegeben, die in ihrer Zugfestigkeit der von Stahl nahe kommen. Die Stärke und Elastizität der Zellwand liegen ihrer Fähigkeit zugrunde, sich reversibel zu dehnen. Dank Pektinen und Hemizellulose ist die Zellwand sehr wasserdurchlässig – Wasser und darin gelöste Stoffe wandern an ihr leicht von Zelle zu Zelle.

Die Zellwand grenzt nach außen an das Plasmalemma, das aktiv an seinem Wachstum beteiligt ist. Moleküle von Pektinen, Hemicellulose, Cellulose und anderen Substanzen werden in den Dictyosomen-Zisternen des Golgi-Apparats synthetisiert und angesammelt. Golgi-Vesikel liefern sie an die Peripherie des Protoplasten - an das Plasmalemma. An der Kontaktstelle zwischen dem Vesikel und dem Plasmalemma löst sich letzteres auf, und der Inhalt des Vesikels gelangt außerhalb des Plasmalemmas und baut die Zellwand auf. Die Blasenmembran stellt nicht nur die Integrität des Plasmalemmas wieder her, sondern sorgt auch für sein oberflächliches Wachstum. Das Wachstum der Zellwand erfolgt aufgrund der enzymatischen Aktivität des Plasmalemmas.

Die Wände von sich teilenden und wachsenden Zellen werden genannt primär. Sie enthalten viel Wasser (60-90%), ihre Trockenmasse wird von Pektinen und Hemicellulose dominiert - Cellulose macht darin nicht mehr als 30% aus. Wenn sich eine Zelle in der Telophase der Mitose teilt, wird die Mutterzelle durch die Bildung eines Septums in ihrer Äquatorialebene in zwei Tochterzellen geteilt - Mittelplatte. Auf beiden Seiten der Mittelplatte beginnt jede der beiden Tochterzellen, ihre primäre Zellwand zu bilden. Das Wachstum der Mittelschicht und der Primärwände zweier Tochterzellen verläuft in zentrifugaler Richtung - vom Zentrum der Mutterzelle zu ihrer Peripherie. Die Mittelschicht ist sehr dünn und besteht aus Pektin.

Die durch die Teilung neu gebildete Zelle beginnt zu wachsen, während ihr Volumen um das 100-fache oder mehr zunehmen kann. Das Zellwachstum verläuft hauptsächlich durch Verstauchungen aufgrund der Wasseraufnahme und einer Volumenvergrößerung der Vakuolen. Der entstehende Innendruck dehnt die Primärwand, in die Zellulosemizellen, Pektine und Hemizellulose leicht eindringen. Methode des Zellwandwachstums nach Implementierung Baumaterial zwischen bestehenden Strukturen genannt wird Invagination.

In der primären Zellwand gibt es zunächst dünnere Abschnitte, in denen die Zellulosefibrillen lockerer liegen, - primäre Porenfelder. Die primären Porenfelder der Wände zweier benachbarter Zellen fallen normalerweise zusammen. Hier verlaufen Tubuli des endoplasmatischen Retikulums von einer Zelle zur anderen - Plasmodesmen. Die Wege, die Plasmodesmen von einer Zelle zur anderen nehmen, werden als bezeichnet plasmodesmenale Tubuli. Durch diese Tubuli sind die Hyaloplasmen benachbarter Zellen miteinander verbunden. Durch Plasmodesmen erfolgt der interzelluläre Stofftransport (Hormone, Aminosäuren, ATP, Zucker etc.). Die Protoplasten der Körperzellen, die mit Hilfe von Plasmodesmen zu einem Ganzen vereint sind, werden Symplast genannt. Transport von Substanzen entlang Plasmodesmen genannt symplastisch.(Die Kombination aus Zellwänden, Mittelschicht und Interzellularräumen wird als bezeichnet Apoplast, folgt ihnen apoplastisch Transport von Stoffen.)

Nach Abschluss des Zellwachstums kann seine Wand primär dünn bleiben (in Zellen von Bildungsgeweben) oder an Dicke zunehmen (in Zellen von permanenten Geweben). Das Wachstum der Zellwand in der Dicke wird genannt sekundäre Verdickung. Dadurch lagert es sich an der Innenfläche der Primärwand ab Sekundärwand, die durch wächst Appositionen- Aufbringen von Zellulosemizellen auf die bereits bestehende Wand. In diesem Fall befinden sich die jüngsten Schichten der sekundären Zellwand neben dem Plasmalemma. Die sekundäre Zellwand erfüllt hauptsächlich tragende, mechanische Funktionen. Seine Zusammensetzung enthält deutlich weniger Wasser als die primäre, und Zellulose überwiegt in der Trockenmasse (bis zu 50%). Beispielsweise kann der Zellulosegehalt in den Sekundärwänden von einzelligen Baumwollhaaren und Flachsbastfasern 95 % erreichen.

Die sekundäre Verdickung der Zellwand erfolgt ungleichmäßig. Bereiche der sekundären Zellwand an den Stellen der primären Porenfelder bleiben üblicherweise unverdickt. Solche unverdickten Bereiche der Zellwand werden genannt Poren. Die Poren in den Wänden zweier benachbarter Zellen fallen in der Regel zusammen und bilden sich ein paar Mal. Der durch ein Porenpaar gebildete Porenkanal wird blockiert schließender Film der Poren - ein Septum, das aus einer Mittelschicht und zwei Hauptwänden benachbarter Zellen besteht. Der Abschlussfilm der Pore wird von zahlreichen plasmodesmenalen Tubuli durchbohrt, durch die die Plasmodesmen hindurchtreten.

Poren unterscheiden einfach und gesäumt(Abb. 62). Bei einfachen Poren ist der Durchmesser ihres Abschnitts des Porenkanals über die gesamte Länge gleich, d.h. es hat eine zylindrische Form. Einfache Poren sind typisch für Parenchymzellen. Umrandete Poren sind charakteristisch für die Wände von Zellen, die Wasser mit gelösten Mineralien leiten - Tracheiden und Gefäßsegmente. Bei solchen Poren hat ihr Abschnitt des Porenkanals die Form eines Trichters, der mit seiner Breitseite an die Verschlussfolie der Pore angrenzt.

In den Zellen von Nadelgeweben ist der Porenverschlussfilm nur an den Rändern wasserdurchlässig, da sein zentraler scheibenförmig verdickter und verholzter Teil ist Wulst - lässt kein Wasser durch. Der Torus wirkt als Ventil. Wenn der Wasserdruck in benachbarten Zellen nicht gleich ist, wird die Verschlussfolie ausgelenkt und der Torus blockiert den Wasserfluss durch den Porenkanal.

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SONDERN- einfach; B- umrandet; BEIM- halbrandig:

1 - Abschlussfilm; 2 - Porenkanal; 3 - Wulst

In den Wänden wasserführender Zellen sind neben Poren Perforationen- Durchgangslöcher (Segmente von Blutgefäßen, wasserspeichernde Zellen von Torfmoos).

Veränderungen in der Zellwand. Abhängig von den Funktionen der Zelle kann ihre Wand durch die Ablagerung beliebiger Substanzen modifiziert werden. Seine üblichen Modifikationen sind: Verholzung, Verkorkung, Cutinisierung, Mineralisierung und Sliming.

Zellwandverholzung, oder Verholzung, entsteht durch die Ablagerung von Lignin, einem aromatischen Stoff mit komplexer chemischer Struktur, in die intermicellaren Zwischenräume. Die Festigkeit und Härte der Wand nehmen gleichzeitig zu, aber ihre Elastizität nimmt ab. Holzwände können Wasser und Luft durchlassen. Bei einer verholzten Zellwand kann der Protoplast der Zelle am Leben bleiben, stirbt aber normalerweise ab. In manchen Gehölzen reichern sich bis zu 30 % des Lignins im Holz an. Lignin kann sich auch in den Zellwänden alternder Grastriebe anreichern, was deren Nährwert erheblich reduziert und den Zeitpunkt der Heuernte bestimmt. Bei der Gewinnung von Zellstoff aus Holz, der für die Papierherstellung notwendig ist, wird eine künstliche Entholzung durchgeführt. Eine natürliche Verholzung der Zellwand ist möglich, aber selten.

Korken, oder Suberinisierung, - Ablagerung einer persistenten fettähnlichen amorphen Substanz Suberin (hydrophobes Polymer) in der Zellwand. Korkzellwände sind undurchlässig für Gase und Wasser, was zum Tod des Protoplasten führt. Zellen mit Korkwänden schützen Pflanzen zuverlässig vor Wasserverlust, extremen Temperaturen, krankheitserregenden Bakterien und Pilzen.

Cutinisierung - Ablagerung in den Zellwänden von Cutin (eine Substanz mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung wie Suberin). Cutin wird normalerweise in den oberflächlichen Schichten der Außenwände von Zellen und auf ihrer Oberfläche abgelagert. In Form eines Films - einer Kutikula - bedeckt es beispielsweise die Oberfläche der Zellen des Hautgewebes - der Epidermis.

Mineralisierung Zellwand ist auf die Ablagerung von Kalzium- und Kieselsäuresalzen in ihr zurückzuführen. Diese Stoffe verleihen der Wand Härte und Sprödigkeit. Der Prozess der Mineralisierung kommt besonders gut in den Zellwänden der Epidermis von Getreidesprossen, Seggen und Schachtelhalmen zum Ausdruck. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, die Triebe von Seggen und Gräsern vor der Blüte zu mähen – später vergröbern sie durch starke Mineralisierung, was die Qualität des Heus mindert.

Schleim- die Umwandlung von Zellulose- und Zellwandpektinen in spezielle Polysaccharide - Schleim und Zahnfleisch, die bei Kontakt mit Wasser stark quellen können. Der Wandschleim wird in den Zellen der Samenschale beobachtet, beispielsweise bei Quitte, Flachs, Gurke und Wegerich. Klebriger Schleim kann helfen, Samen (Psyllium) zu verteilen; Während der Keimung der Samen schützt der Schleim, der Wasser aufnimmt und hält, sie vor dem Austrocknen. In der Wurzelkappe spielt Schleim die Rolle eines Schmiermittels und erleichtert den Durchgang der Wurzel zwischen den Erdklumpen. Schleim und Zahnfleisch können in erheblichen Mengen gebildet werden, wenn die Zellwände aufgrund ihrer Beschädigung aufgelöst werden. Bei Kirschen und Pflaumen wird häufig Gummisekretion beobachtet, wenn Äste und Stämme verletzt werden. Der sogenannte Kirschleim ist ein Gummi, der in Form von Zuflüssen aushärtet, die die Oberfläche von Wunden und Frostlöchern bedeckt und verhindert, dass Infektionen in sie eindringen. Schleim dieser Art wird genannt Humose und als pathologisches Phänomen angesehen.

Da die sekundären Zellwände als inneres Skelett der Pflanze fungieren und ihren Organen die nötige Festigkeit verleihen (was besonders für Landpflanzen wichtig ist), können sie sich oft erheblich verdicken – lokal oder vollständig – um mehr Festigkeit zu verleihen das Gewebe und damit zum Pflanzenorgan. Durch die Ablagerung von Zellulose kommt es zu einer Verdickung der Zellwand.

Die Funktionen von Zellen werden oft ausschließlich von ihren Wänden ausgeführt, da die Zellprotoplasten absterben. Dies gilt für Korkzellen,

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Tracheiden, Gefäßsegmente, mechanische Gewebefasern. Holz, das die meisten riesigen Baumstämme einnimmt, besteht beispielsweise hauptsächlich aus verholzten Zellwänden, deren Protoplasten längst abgestorben sind.

Zellwände spielen eine große Rolle in unserem Leben. Aus ihnen werden textile Rohstoffe (Haare von Baumwollsamen, Flachsfasern usw.) und Rohstoffe für Seile und Seile (Hanffasern, Seile, Sisal usw.) gewonnen. Aus Zellwänden gewonnene Zellulose wird zur Herstellung von Papier (Fichte, Espe), Acetatseide, Viskose, Kunststoffen, Cellophan und vielem mehr verwendet. Ein Gewebe aus abgestorbenen Zellen mit verkorkten Wänden – Kork wird seit langem als wertvoller wasser- und luftdichter Wärmedämmstoff eingesetzt und findet zunehmend auch im modernen Bauwesen Anwendung.

Die Zellwand ist eine starre und dichte Membran, die sich über der Zytoplasmamembran befindet. Dieses Element ist charakteristisch für Bakterien-, Pilz- und Pflanzenzellen. Neben dem Schutz der Zelle erfüllt die Hartschale eine Reihe weiterer, ebenso wichtiger Funktionen.

Zellwand: allgemeine Informationen

Die Zellwand jedes Organismus weist eine Reihe von Merkmalen auf. Beispielsweise besteht es in Bakterien hauptsächlich aus Murein. Übrigens werden Bakterienstämme gerade wegen der strukturellen Merkmale der harten Schale in zwei Typen eingeteilt - grampositive und gramnegative. Dies bestimmt ihre Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika.

Wenn wir über die Zellwände von Pilzen sprechen, dann sind ihre Hauptbestandteile Chitin und Glucane. Aber die Schalen von Algen können aus verschiedenen Polysacchariden bestehen – hauptsächlich aus Glucose und seinen Verbindungen. Übrigens ist die Zusammensetzung der Zellwand von Algen ein sehr wichtiges Taxon. Es lohnt sich, an die Gruppe zu erinnern, deren Vertreter ihre eigene Wand aus Kieselsäure synthetisieren.

Pflanzenzellwand und ihre Funktionen

Die Prinzipien der Struktur einer starren Zellwand lassen sich am bequemsten an Beispielen studieren, und obwohl der mechanische Schutz einer der wichtigsten ist, ist er viel wichtiger:

• sorgt für mechanische und chemische Beständigkeit der Zelle;
• verhindert Zellbruch in einer hypotonischen Umgebung;
• die Zellwand ist auch ein Ionenaustauscher, da über sie die Aufnahme und Abgabe von Ionen erfolgt;
• beteiligt sich am Transport organischer Verbindungen.

Die Struktur der Zellwand

In der Pflanzenwand ist es üblich, drei Hauptkomponenten zu unterscheiden: das Gerüst, die Matrix und die Krustensubstanzen.

Das Gerüst der pflanzlichen Zellwand besteht aus Zellulose. Aufgrund der Bildung von Cellulosemolekülen bilden sie starke Mikrofibrillen, die in die Hauptsubstanz oder Matrix eingetaucht sind.

Die Matrix der Zellwand macht etwa 60 % ihrer Gesamtmasse aus. Es füllt den Raum zwischen Mikrofibrillen aus und schafft auch starke Bindungen zwischen Makromolekülen, sorgt für die Elastizität und Festigkeit dieser Zellstruktur. Die Hauptbestandteile der Matrix sind Hemicellulose und Pektin.

• Hemicellulose ist ein Polysaccharid mit ähnlicher Struktur wie Cellulose, jedoch mit kürzeren und stärker verzweigten Monomerketten.
• gehören ebenfalls zu den Polysacchariden, enthalten aber auch Rückstände.Durch die Bildung chemischer Bindungen mit Calcium- und Magnesiumionen ist Pektin an der Bildung von Mittelplatten beteiligt - Stellen, an denen zwei benachbarte Zellen miteinander verbunden sind. Übrigens findet sich eine große Menge Pektin in den Früchten von Pflanzen.

Inkrustierende Substanzen werden in den meisten Fällen durch Lignin repräsentiert, das etwa 30 % der Trockenmasse der Zellwand ausmacht.

• Lignin kann sowohl in Form einer kontinuierlichen Schicht als auch in Form von separaten Elementen - Spiralen, Netzen oder Ringen - abgelagert werden. Diese Substanz wirkt wie ein Zement – ​​sie hält die Zellulosefasern zusammen. Durch die Verholzung wird die Zellwand widerstandsfähiger und weniger durchlässig. Übrigens ist es Lignin, das für die Verholzung von Pflanzen verantwortlich ist.

Nicht selten lagern sich Substanzen wie Cutin, Suberin und Wachs auf der äußeren Oberfläche der Zellmembran ab.

Suberin lagert sich auf der Innenseite der Zellmembran ab und sorgt für den Verkorkungsprozess. Eine solche Zelle wird absolut feuchtigkeitsundurchlässig, so dass ihr Inhalt schnell abstirbt und der freie Raum mit Luft gefüllt ist.

Die Hauptfunktion von wachsartigen Substanzen und Nagelhaut besteht darin, die Zellen vor Infektionen zu schützen und die Wasserverdunstung zu verringern.

Wir können sagen, dass die Zellwand ein sehr wichtiges Element der Pflanzenzelle ist, das ihre normale Entwicklung gewährleistet.

Diese Hülle erfüllt Transport-, Schutz- und Strukturfunktionen. Vielen Protozoen fehlt eine Zellwand. Auch die Natur entzog den Tieren dieses Element. Die Schale findet sich in den meisten Prokaryoten, Archaeen, Vertretern der Flora.

Zellwand von Bakterien

Die Schale enthält Murein (Peptidoglykan). Es ist grampositiv und gramnegativ. Die Zellwand von Bakterien des ersten Typs enthält eine außergewöhnlich dicke Peptidoglykanschicht. Es haftet fest an der Membran und ist mit Lipotein- und Teinsäuren durchsetzt. Die gramnegative Zellwand enthält eine dünnere Schicht Peptidoglycan. Zwischen der Plasmamembran und ihr befindet sich ein periplasmatischer Raum. Außen ist die Hülle von einer weiteren Schicht umgeben. Es wird in Form von Lipopolysaccharid präsentiert. Diese Membran wirkt als pyrogenes Endotoxin.

pflanzliche Zellwand

Zellulose fungiert als Schlüsselelement in der Schale. Die Zellwand gilt als wichtigstes Merkmal der höheren Vertreter der Flora. Es ist überwiegend eine komplex organisierte polymere Matrix. Eine Zelle ohne Wand wird als Protoplast bezeichnet. In den Schalen befinden sich spezielle Aussparungen. Durch diese Poren passieren Plasmodesmen - zytoplasmatische Tubuli. Sie verbinden eine Zellwand von Pflanzen mit einer anderen. Diese Tubuli sorgen für den Austausch von Substanzen zwischen ihnen. Es sollte gesagt werden, dass die Zellwand von Pilzen viel einfacher ist als die Hülle der Elemente der höheren Vertreter der Flora.

Chemische Zusammensetzung

Sie unterscheidet sich je nach Art der Zelle und des Gewebes, in dem sie vorhanden ist. In einigen Fällen ändert sich auch die chemische Zusammensetzung innerhalb derselben Hülle um den Protoplasten herum. Zellulosemoleküle bilden Bündel durch Wasserstoffbrückenbindungen. Sie werden Mikrofibrillen genannt. Ineinander verschlungene Bündel bilden den Rahmen der Schale. Die Zellwand von Pilzen in diesem Bereich enthält in den meisten Fällen Chitin. Mikrofibrillen befinden sich in der Schalenmatrix. Es enthält wiederum verschiedene Chemikalien. Unter ihnen überwiegen Polysaccharide. Dazu gehören insbesondere Pektinsubstanzen und Hemicellulosen. Betrachten wir sie.

Hemicellulosen

Sie sind eine Gruppe von Polysacchariden. Dies sind Polymere von Hexosen und Pentosen - Glucose, Galactose, Mannose, Xylose usw. Hemicellulosemoleküle liegen wie Cellulosemoleküle in Form einer Kette vor. Sie unterscheiden sich jedoch von letzteren durch ihre kürzere Länge, starke Verzweigung und weniger Ordnung. Diese Ketten werden leichter durch Enzyme abgebaut und aufgelöst.

Pektin Substanzen

Sie werden durch Polymere dargestellt, die aus Monosacchariden (Galactose und Arabinose), Galacturonsäure (Zuckersäure), Methylalkohol gebildet werden. Moleküle von Pektinsubstanzen sind lang. Sie können verzweigt oder linear sein. Sie enthalten eine große Anzahl von Carboxylgruppen. Dadurch ist es möglich, sie mit Ca2- und Mg2+-Ionen zu kombinieren. Als Ergebnis erscheinen gallertartige, klebrige Pektate von Calcium und Magnesium. Anschließend werden daraus Mittelplatten gebildet, mit denen eine Zellwand an einer anderen befestigt wird. Metallionen können gegen andere Kationen ausgetauscht werden. Dadurch wird die Kationenaustauschkapazität der Schalen bestimmt. Pektinstoffe und Pektate sind in großen Mengen in den Zellwänden vieler Früchte enthalten. Da bei der Gewinnung und anschließenden Zuckerzugabe Gele entstehen, werden Pektine als Geleebildner bei der Marmeladenherstellung verwendet.

Matrix

Neben Kohlenhydratelementen enthält es das Strukturprotein Extenein - Glyconrotein. Dieses Protein ist in seiner Zusammensetzung den im interzellulären Raum von Tieren vorhandenen Kollagenen sehr ähnlich. Die Matrix nimmt etwa 60 % der Trockenmasse der Schale ein. Es füllt nicht nur die Lücken zwischen Mikrofibrillen, sondern bildet starke chemische (insbesondere kovalente und Wasserstoff-) Bindungen zwischen Bündeln von Zellulosemolekülen und Makromolekülen. Dies sorgt für die notwendige Festigkeit der Zellwand, ihre Plastizität und Elastizität.

Lignin

Es wirkt als Hauptverkrustungssubstanz in der Schale. Lignin ist ein unverzweigtes Polymer aus aromatischen Alkoholen. Nachdem das Elementwachstum aufhört, beginnt eine intensive Verholzung. Dabei werden Zellulosemoleküle mit einem Polymer imprägniert. Lignin kann sich in Form von separaten Abschnitten ansammeln - Ringe, Netze oder Spiralen. Dies ist insbesondere charakteristisch für die Zellwände von Xylem, einem leitenden Gewebe. Die Akkumulation kann auch in Form einer durchgehenden Schicht erfolgen. Das Polymer lagert sich nicht nur dort ab, wo Kontakte benachbarter Zellen in Form von Plasmodesmen auftreten. Lignin wirkt als starres und sehr hartes Gerüst, indem es die Zellulosefasern zusammenhält. Es erhöht die Druck- und Zugfestigkeit der Schalen. Außerdem bietet Lignin zusätzlichen Schutz vor chemischen und physikalischen Einflüssen und verringert die Wasserdurchlässigkeit. Der Polymergehalt in der Schale kann 30 % erreichen. Lignineinlagerungen führen oft zur Verholzung der Wände. Dies wiederum hat den Tod des Inhalts zur Folge. In Verbindung mit Zellulose verleiht Lignin Holz spezifische Eigenschaften. Das wiederum macht es zu einem vielseitigen Baustoff.

Fettähnliche Substanzen

Sie können auch auf der Schale abgelagert werden. Zu den fettähnlichen Substanzen gehören Cutin, Wachs und Suberin. Letzteres sammelt sich aus dem Inneren der Zelle an. Es macht es nahezu undurchlässig für Lösungen und Wasser. Dadurch stirbt der Protoplast ab und die Zelle wird mit Luft gefüllt. Dieser Vorgang wird Korken genannt. Es wird in den Hautgeweben von mehrjährigen Baumplantagen beobachtet. Die Hülle der Epidermiszellen wird durch Wachse und Cutin geschützt. Sie sind hydrophob. Ihre Vorläufer werden aus dem Zytoplasma an die Oberfläche sezerniert. Hier findet die Polymerisation statt. Die Cutinschicht ist in der Regel mit Polysaccharidelementen (Pektin und Cellulose) durchsetzt. Es bildet die Kutikula. Wachs sammelt sich oft in kristalliner Form auf der Oberfläche von Pflanzenelementen (auf Früchten, Blättern) und bildet eine spezifische Plaque. Zusammen mit der Kutikula schützt es die Zelle vor Infektionen und verschiedenen Schäden. Außerdem reduzieren sie die Wasserverdunstung.

Mineralisierung

Es kommt in den Wänden der Epidermiszellen einiger Pflanzen (Seggen, Gräser und andere) vor. Mineralien in ihnen reichern sich in einer ausreichend großen Menge an. Kieselsäure und Calciumcarbonat werden zuerst gefunden. Im Prozess der Mineralisierung werden die Stängel und Blätter der Plantagen steif, härter und werden weniger beschädigt.

Fazit

Die Zellwände von Pflanzen erfüllen viele Funktionen. Insbesondere bieten sie Steifigkeit für mechanische und strukturelle Unterstützung, Form und Wachstum. Die Schale verhindert turgor - osmotischen Druck. Dies ist besonders wichtig, wenn eine zusätzliche Wassermenge in die Anlage gelangt.