Z czego zbudowana jest ściana komórkowa roślin? Streszczenie: Budowa i funkcje struktur subkomórkowych komórki roślinnej: ściany komórkowej i cytoszkieletu (mikrotubul i mikrofilamentów). Ściana komórkowa bakterii

02.07.2020

Komórki roślinne, podobnie jak komórki prokariontów i grzybów, są zamknięte w stosunkowo sztywnej ścianie komórkowej. Niektóre komórki nie mają ściany komórkowej. Są to komórki służące do rozmnażania płciowego i bezpłciowego.(zoospory i gamety alg i grzybów niższych, gamety męskie roślin wyższych), jak również u niektórych przedstawicieli alg złocistych, żółto-zielonych i pirofitycznych(nie są w stanie utrzymać stałej sylwetki, ich ruch odbywa się za pomocą odrostów - pseudopodia - ruch ameboidalny).

Wytwarzane są substancje tworzące ścianę komórkową plazmalemma i aparat Golgiego i zdeponowane na zewnątrz celi.

Substancje te to polisacharydy:

1. Celuloza- w roślinach wyższych (w glonach - celuloza, mannan i ksylan)

2. Hemiceluloza(jego cząsteczki mają postać łańcuchów, jak celuloza, ale jego łańcuchy są krótsze, mniej uporządkowane).

3. substancje pektynowe(zajmują przestrzeń między makrofibrylami celulozy);

Ponadto ściana komórkowa zawiera białko strukturalne(„miga” struktura polisacharydu w poprzek).

Ściana komórkowa, która odkłada się podczas podziału komórek roślinnych, nazywa się pierwotna ściana komórkowa(rys. 1).

Ryż. 1. Schemat budowy pierwotnej ściany komórkowej

Później w wyniku zgrubienia ona może zmienić się w wtórna ściana komórkowa.

Cząsteczki celulozy tworzą cienkie nitki. Łącząc się ze sobą dziesiątkami za pomocą wiązań wodorowych, nici celulozy tworzą mikrofibryle, a makrofibryle. Makrofibryle są zanurzone w matrycy pektynowej i „zszyte” cząsteczkami białek strukturalnych.

Cząsteczki celulozy wyróżniają się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, porównywalną z siłą stali. Celuloza nie rozpuszcza się ani w gorącej wodzie, ani w stężonych alkaliach, ani w rozpuszczalnikach organicznych.

Jednak ściana komórkowa jest przepuszczalna dla wody i rozpuszczonych w niej substancji, wynika to z właściwości pektyn.

Przestrzeń między ścianami komórek sąsiednich komórek nazywa się płyta środkowa. Składa się z ich lepkiej galaretowatej pektyniany magnezu i wapnia. W ścianach komórkowych niektórych dojrzewających owoców nierozpuszczalne substancje pektynowe są stopniowo przekształcane w rozpuszczalne pektyny. Po dodaniu cukru te ostatnie tworzą żele; dlatego są używane do przygotowywania dżemów i galaretek.

Ściany komórkowe nie mają jednakowej grubości na całej długości, ale mają cienkie sekcje zwane pierwotne pola porów (ryc. 2).

Ryż. 2. Pierwotne pola porów, pory i plazmodesmaty. A. Komórka miąższowa z pierwotną błoną komórkową i pierwotnymi polami porów - cienkie odcinki błony. B. Komórki z wtórnymi ścianami komórkowymi i licznymi prostymi porami. B. Kilka prostych porów. D. Para ograniczonych porów.

Porów tutaj jest najcieńszym miejscem w muszli (zagłębienie), chociaż może również zawierać dziurę. Przez pory odbywa się komunikacja między sąsiednimi komórkami. Przez pola porów i pory przechodzą cienko nici cytoplazmy - plasmodesmata.

Właściwości pierwotnej ściany komórkowej:

1. elastyczny, gdy komórka rośnie, rozciąga się i rośnie;

2. tworzy pewną siła komórki i jest w stanie chronić je przed uszkodzeniami mechanicznymi;

3. przezroczysty, przezroczysty na słońce;

4. jest miejsce ruchu woda i rozpuszczone w nim substancje nieorganiczne.

Pierwotna ściana komórkowa może być zachowana do końca życia komórki, jeśli wraz z zaprzestaniem wzrostu komórki ustanie jej odkładanie.

Jeśli wzrost komórek zatrzymuje się i odkłada się elementy powłoki od wewnątrz trwają, tworzy się silniejsza wtórna ściana komórkowa. Są szczególnie potrzebne komórkom, które wykonują funkcje mechaniczne i przewodzące wodę,. Protoplast komórki (żywa zawartość komórki) jest zwykle umierać po osadzeniu wtórnej ściany komórkowej. Zawiera więcej celulozy, brak w nim substancji pektynowych i białka strukturalnego.

wydzielany w wtórnej ścianie komórkowej trzy warstwy - zewnętrzna, środkowa i wewnętrzna (ryc. 3). Różnią się kierunkiem umiejscowienia mikrowłókien celulozowych.

Ryż. 3. Schemat rozmieszczenia mikrowłókien celulozy w strukturze

Błona komórkowa (ściana) jest „podzielona” na pierwszorzędowy, drugorzędowy, trzeciorzędowy CS. Materiał do budowy ściany komórkowej wydziela sam zawarty w niej protoplast. Podstawowy - ks odkładany podczas podziału komórek roślinnych. Jest to typowe dla komórek embrionalnych i komórek rosnących przez rozciąganie. Pierwotna ściana komórkowa składa się z miceli celulozy, które tworzą mikrofibryle osadzone w matrycy złożonej ze złożonych polisacharydów. W wyniku pogrubienia pierwotny zamienia się w wtórny CS (nadaje komórkom sztywność i wytrzymałość). Trzeciorzędowy CS - najbardziej wewnętrzna, cienka ostatnia warstwa ściany wtórnej ze względu na cechy strukturalne. Powierzchnia trzeciorzędowej ściany skierowana do wnętrza komórki jest zwykle pokryta submikroskopowymi wyrostkami brodawkowatymi.
Najbardziej typowym składnikiem ściany komórkowej jest celuloza. Celuloza to polisacharyd (polimer glukozy). Zawiera około 50% węgla znajdującego się w roślinach. 20-40% materiału ściany komórkowej to celuloza. Szczególne znaczenie dla roli celulozy w ścianach komórkowych ma jej włóknista struktura oraz wysoka wytrzymałość na rozciąganie, porównywalna z wytrzymałością stali. Mikrofibryle zanurzone w matrycy tworzą szkielet ściany komórkowej. Niektóre komórki, takie jak elementy tchawicy ksylemu i komórki sklerenchymy, ulegają intensywnej lignifikacji (lignifikacji); jednocześnie wszystkie warstwy celulozy (pierwotna i wtórna) są impregnowane ligniną, złożoną substancją polimerową niezwiązaną z polisacharydami. Ściana komórkowa jest przesiąknięta porami, przez które przechodzi plasmodesmata. Zestaw protoplastów wszystkich komórek połączonych plazmodesmatą nazywa się symplastem. Funkcje KS: 1. Muszle zapewniają poszczególnym komórkom i całej roślinie wytrzymałość mechaniczną i wsparcie; 2) Względna sztywność ścian komórkowych i wytrzymałość na rozciąganie określają również jędrność komórek, gdy woda wnika do nich osmotycznie. Wzmacnia to funkcję podporową we wszystkich roślinach i służy jako jedyne źródło podpory dla roślin zielnych i organów takich jak liście, tj. tam, gdzie nie ma wzrostu wtórnego. Ściany komórkowe chronią również komórki przed pęknięciem w środowisku hipotonicznym; 3) System połączonych ścian komórkowych (apoplast) służy jako droga przepływu wody i minerałów; 4) Zewnętrzne ściany komórkowe komórek naskórka pokryte są specjalną błoną - naskórkiem, składającą się z woskowej substancji kutyny, która ogranicza utratę wody i zmniejsza ryzyko przedostania się patogenów do rośliny; 5) Ściany komórkowe naczyń ksylemu, tchawicy i rurek sitowych są przystosowane do transportu substancji na dalekie odległości w całej roślinie;

Ściana komórkowa jest pochodną protoplastu, tj. powstaje w trakcie jego żywotnej aktywności (ryc. 61). Nadaje komórce określony kształt, chroni protoplast, a przeciwdziałając ciśnieniu wewnątrzkomórkowemu, zapobiega pękaniu komórek. Pełniąc funkcje wewnętrznego szkieletu rośliny, ściany komórkowe nadają jej narządom niezbędną wytrzymałość mechaniczną.

Ściany komórkowe dobrze przepuszczają światło słoneczne, woda i rozpuszczone w nich minerały z łatwością przemieszczają się po nich. Między ścianami sąsiednich komórek znajduje się płyta środkowa - warstwa pektynowa, która będąc w rzeczywistości substancją międzykomórkową, utrzymuje razem ściany sąsiednich komórek. W miejscach, w których ściany komórkowe sąsiednich komórek się nie zamykają, tworzą się komórki wypełnione wodą. przestrzenie międzykomórkowe. Nazywa się proces niszczenia substancji międzykomórkowej, w wyniku którego oddzielają się ściany sąsiednich komórek maceracja. Można zaobserwować naturalną macerację

Ryż. 61.

ALE- schemat budowy ściany komórkowej; B- schemat udziału aparatu Golgiego w budowie ściany komórkowej; W- szczegółowa konstrukcja ściany komórkowej: 1 - płyta środkowa 2 - już czas; 3 - ściana wtórna;

4 - ściana pierwotna; 5 - dyktjosom; 6 - pęcherzyki Golgiego;
7- plazmalemma; 8- Ściana komórkowa; 9- makrofibryl;
10 - mikrofibryl; 11 - micela; 12 - cząsteczka celulozy;
13 - struktura fragmentu cząsteczki celulozy

w przejrzałych owocach jabłoni, jarzębiny, melona itp. Sztuczną macerację przeprowadza się na przykład podczas moczenia łodyg lnu w celu oddzielenia od nich włókien łykowych; występuje również podczas obróbki cieplnej owoców.

Ściana komórkowa zawiera polisacharydy: pektyny, hemiceluloza i celuloza. Bardzo długie cząsteczki celulozy są ułożone równolegle do siebie (40-60), tworząc micele. Micele zbierane są w pęczkach - mikrofibryle, które są podstawową jednostką strukturalną celulozy. Z kolei mikrofibryle łączy się w makrofibryle- bardzo cienkie włókna o nieokreślonej długości. Makrofibryle celulozy są zanurzone w silnie nawodnionym matryca, składający się z pektyn, hemiceluloz i kilku innych substancji. Wytrzymałość ściany komórkowej zapewniają elastyczne mikrowłókna celulozy, które pod względem wytrzymałości na rozciąganie są zbliżone do stali. Siła i elastyczność ściany komórkowej leżą u podstaw jej zdolności do odwracalnego rozciągania. Dzięki pektynom i hemicelulozie ściana komórkowa jest wysoce przepuszczalna dla wody – woda i rozpuszczone w niej substancje z łatwością przemieszczają się wzdłuż niej z komórki do komórki.

Ściana komórkowa przylega na zewnątrz do plazmalemmy, która aktywnie uczestniczy w jej wzroście. Cząsteczki pektyn, hemicelulozy, celulozy i innych substancji są syntetyzowane i gromadzone w cysternach aparatu Golgiego. Pęcherzyki Golgiego dostarczają je na obrzeża protoplastu - do plazmalemmy. W miejscu kontaktu między pęcherzykiem a plazmalemą, ta ostatnia rozpuszcza się, a zawartość pęcherzyka, kończąc na zewnątrz plazmalemmy, buduje ścianę komórkową. Bąbelkowa błona nie tylko przywraca integralność plazmalemmy, ale także zapewnia jej powierzchowny wzrost. Wzrost ściany komórkowej odbywa się dzięki aktywności enzymatycznej plazmalemmy.

Ściany dzielących się i rosnących komórek nazywane są podstawowy. Zawierają dużo wody (60-90%), w ich suchej masie przeważają pektyny i hemiceluloza - błonnik w nich nie przekracza 30%. Kiedy komórka dzieli się w telofazie mitozy, komórka macierzysta dzieli się na dwie komórki potomne w wyniku wytworzenia przegrody w jej płaszczyźnie równikowej - płyta środkowa. Po obu stronach płytki środkowej każda z dwóch komórek potomnych zaczyna tworzyć swoją pierwotną ścianę komórkową. Wzrost blaszki pośrodkowej i ścian pierwotnych dwóch komórek potomnych przebiega w kierunku odśrodkowym - od środka komórki macierzystej do jej obwodu. Blaszka środkowa jest bardzo cienka i składa się z pektyny.

Nowa komórka powstała w wyniku podziału zaczyna rosnąć, a jej objętość może wzrosnąć 100 lub więcej razy. Wzrost komórek przebiega głównie przez skręcenia ze względu na wchłanianie wody i wzrost objętości wakuoli. Powstające ciśnienie wewnętrzne rozciąga pierwotną ścianę, w którą łatwo wnikają micele celulozy, pektyny i hemiceluloza. Metoda wzrostu ściany komórkowej o realizacja materiał budowlany między istniejącymi konstrukcjami nazywa się wgłobienie.

W pierwotnej ścianie komórkowej początkowo występują cieńsze odcinki, w których włókna celulozy są rozmieszczone luźniej, - pierwotne pola porów. Pierwotne pola porów ścian dwóch sąsiednich komórek zwykle pokrywają się. Tutaj kanaliki retikulum endoplazmatycznego przechodzą z jednej komórki do drugiej - plazmodesmata.Ścieżki, które plasmodesmata przechodzą z jednej komórki do drugiej, nazywane są kanaliki plazmodesmenalne. Przez te kanaliki hialoplazmy sąsiednich komórek są ze sobą połączone. Poprzez plasmodesmata odbywa się międzykomórkowy transport substancji (hormonów, aminokwasów, ATP, cukrów itp.). Protoplasty komórek ciała zjednoczone w jedną całość za pomocą plasmodesmata nazywane są symplastami. Nazywa się transport substancji wzdłuż plazmodesmy symplastyczny.(Połączenie ścian komórkowych, blaszki środkowej i przestrzeni międzykomórkowych nazywa się apoplasty, podąża za nimi apoplastyczny transport substancji.)

Po zakończeniu wzrostu komórki jego ściana może pozostać cienka pierwotna (w komórkach tkanek wychowawczych) lub zacząć narastać na grubość (w komórkach tkanek trwałych). Nazywa się wzrost grubości ściany komórkowej pogrubienie wtórne. W rezultacie osadza się na wewnętrznej powierzchni ściany pierwotnej ściana wtórna, który rośnie przez przypisania- nałożenie miceli celulozowych na istniejącą ścianę. W tym przypadku najmłodsze warstwy wtórnej ściany komórkowej znajdują się obok plazmalemmy. Wtórna ściana komórkowa pełni głównie funkcje podtrzymujące, mechaniczne. Jego skład zawiera znacznie mniej wody niż pierwotny, a w suchej masie dominuje błonnik (do 50%). Na przykład w ściankach wtórnych jednokomórkowych włosków bawełny i włókien łykowych lnianych zawartość celulozy może osiągnąć 95%.

Wtórne pogrubienie ściany komórkowej następuje nierównomiernie. Obszary wtórnej ściany komórkowej w miejscach pierwotnych pól porów zwykle pozostają niepogrubione. Takie niepogrubione obszary ściany komórkowej nazywane są pory. Pory w ścianach dwóch sąsiednich komórek z reguły pokrywają się, tworząc kilka razy. Kanał porów utworzony przez parę porów jest zablokowany film zamykający pory - przegroda składająca się z środkowej blaszki i dwóch pierwotnych ścian sąsiednich komórek. Film zamykający por jest przeszyty licznymi kanalikami plazmodesmenalnymi, przez które przechodzi plasmodesmata.

Rozróżnij pory jedyny oraz z frędzlami(rys. 62). W przypadku porów prostych średnica ich przekroju kanału porów jest taka sama na całej długości, tj. ma kształt cylindryczny. Proste pory są typowe dla komórek miąższowych. Pory graniczne są charakterystyczne dla ścian komórek przewodzących wodę z rozpuszczonymi minerałami – tchawicy i odcinki naczyń. W takich porach ich odcinek kanału porów ma kształt lejka, który swoim szerokim bokiem przylega do folii zamykającej pory.

W komórkach iglastych tkanek przewodzących błona zamykająca pory przepuszcza wodę tylko na krawędziach, ponieważ jej centralna, przypominająca dysk, pogrubiona i zdrewniała część jest torus - nie przepuszcza wody. Torus działa jak zawór. Jeżeli ciśnienie wody w sąsiednich komórkach nie jest takie samo, folia zamykająca ugina się, a torus blokuje przepływ wody przez kanał porowaty.

Ryż. 62.

ALE- jedyny; B- graniczy; W- półobramowane:

1 - folia zamykająca; 2 - kanał porów; 3 - torus

W ścianach ogniw przewodzących wodę, oprócz porów, perforacje- przez otwory (segmenty naczyń krwionośnych, magazynujące wodę komórki mchu torfowca).

Zmiany w ścianie komórkowej. W zależności od funkcji pełnionych przez komórkę, jej ściana może być modyfikowana poprzez osadzanie się w niej dowolnych substancji. Jego typowe modyfikacje to: zdrewnienie, zakorkowanie, kutynizacja, mineralizacja i sliming.

Lignifikacja ściany komórkowej, lub zdrewnienie, powstaje w wyniku osadzania się ligniny, substancji aromatycznej o złożonej budowie chemicznej, w przestrzenie międzymicelarne. Wzrasta jednocześnie wytrzymałość i twardość ściany, ale zmniejsza się jej elastyczność. Ściany zdrewniałe są w stanie przepuszczać wodę i powietrze. W przypadku zdrewniałej ściany komórkowej protoplast komórki może pozostać żywy, ale zwykle umiera. W niektórych roślinach drzewiastych w drewnie gromadzi się do 30% ligniny. Lignina może również gromadzić się w ścianach komórkowych starzejących się pędów traw, co znacznie obniża ich wartość odżywczą i determinuje czas zbioru siana. W procesie pozyskiwania miazgi z drewna, która jest niezbędna do produkcji papieru, przeprowadza się sztuczne odlesienie. Naturalne zdrewnienie ściany komórkowej jest możliwe, ale rzadko.

Pierwszorzędny, lub suberinizacja, - odkładanie się w ścianie komórkowej trwałej, podobnej do tłuszczu, amorficznej substancji suberyny (polimer hydrofobowy). Korkowe ściany komórkowe są nieprzepuszczalne dla gazów i wody, co powoduje śmierć protoplastu. Komórki z zakorkowanymi ściankami niezawodnie chronią rośliny przed utratą wody, ekstremalnymi temperaturami, chorobotwórczymi bakteriami i grzybami.

Kutynizacja - odkładanie się w ścianach komórkowych kutyny (substancji zbliżonej składem chemicznym do suberyny). Kutyna zwykle odkłada się w powierzchniowych warstwach zewnętrznych ścian komórek i na ich powierzchni. W postaci filmu - naskórka - pokrywa na przykład powierzchnię komórek tkanki powłokowej - naskórka.

Mineralizacjaściana komórkowa jest spowodowana odkładaniem się w niej soli wapnia i krzemionki. Substancje te nadają ściance twardość i kruchość. Proces mineralizacji szczególnie dobrze wyraża się w ścianach komórkowych naskórka pędów zbóż, turzyc i skrzypów. Z tego powodu zaleca się wykaszanie pędów turzyc i traw przed zakwitnięciem – później, ze względu na silną mineralizację, spulchniają, co obniża jakość siana.

szlam- przekształcenie pektyn celulozy i ściany komórkowej w specjalne polisacharydy - śluz i dziąsła, zdolne do silnego pęcznienia w kontakcie z wodą. Śluz ściany obserwuje się w komórkach okrywy nasiennej, na przykład u pigwy, lnu, ogórka i babki lancetowatej. Lepki śluz może pomóc w rozproszeniu nasion (psyllium); podczas kiełkowania nasion śluz, wchłanianie i zatrzymywanie wody, chroni je przed wysychaniem. W czapeczce korzeniowej śluz pełni rolę środka poślizgowego, ułatwiającego przejście korzenia między grudkami gleby. Śluz i dziąsła mogą tworzyć się w znacznych ilościach, gdy ściany komórkowe ulegają rozpuszczeniu w wyniku ich uszkodzenia. W przypadku wiśni i śliwek często obserwuje się wydzielanie dziąseł w przypadku zranienia gałęzi i pni. Tak zwany klej wiśniowy to twardniejąca w postaci napływów guma, która pokrywa powierzchnię ran, przemarzniętych dziur, zapobiegając wnikaniu w nie infekcji. Śluz tego rodzaju nazywa się humoza i uważany za zjawisko patologiczne.

Ponieważ wtórne ściany komórkowe pełnią rolę wewnętrznego szkieletu rośliny, dając niezbędną siłę jej organom (co jest szczególnie ważne w przypadku roślin lądowych), często są one w stanie znacznie pogrubić - lokalnie lub całkowicie - w celu nadania większej wytrzymałości roślinom. tkanki, a tym samym do organu roślinnego. Pogrubienie ściany komórkowej następuje w wyniku odkładania się celulozy.

Funkcje komórek są często wykonywane wyłącznie przez ich ściany, ponieważ protoplasty komórkowe obumierają. Dotyczy to komórek korkowych,

Ryż. 63.

tchawicze, segmenty naczyniowe, mechaniczne włókna tkankowe. Drewno, które zajmuje większość ogromnych pni drzew, składa się na przykład głównie ze zdrewniałych ścian komórkowych, których protoplasty już dawno wymarły.

Ściany komórkowe odgrywają dużą rolę w naszym życiu. Pozyskuje się z nich surowce włókiennicze (włosy nasion bawełny, włókna lnu itp.) oraz surowce na liny i liny (włókna konopne, liny, sizal itp.). Celuloza wyekstrahowana ze ścian komórkowych jest używana do produkcji papieru (świerk, drewno osiki), jedwabiu octanowego, wiskozy, tworzyw sztucznych, celofanu i wielu innych. Tkanina składająca się z martwych komórek o zakorkowanych ścianach - korek od dawna jest używany jako cenny materiał termoizolacyjny wodoszczelny i nie przepuszczający powietrza i jest coraz częściej stosowany w nowoczesnym budownictwie.

Ściana komórkowa jest sztywną i gęstą błoną znajdującą się nad błoną cytoplazmatyczną. Ten pierwiastek jest charakterystyczny dla komórek bakterii, grzybów i roślin. Oprócz ochrony komórki, twarda skorupa spełnia szereg innych, równie ważnych funkcji.

Ściana komórkowa: informacje ogólne

Ściana komórkowa każdego organizmu ma wiele cech. Na przykład u bakterii składa się głównie z mureiny. Nawiasem mówiąc, szczepy bakteryjne dzielą się na dwa typy - gram-dodatnie i gram-ujemne - właśnie ze względu na cechy strukturalne twardej skorupy. To determinuje ich wrażliwość na antybiotyki.

Jeśli mówimy o ścianach komórkowych grzybów, to ich głównymi składnikami są chityna i glukany. Ale muszle alg mogą składać się z różnych polisacharydów – głównie glukozy i jej związków. Nawiasem mówiąc, skład ściany komórkowej glonów jest bardzo ważnym taksonem. Warto pamiętać o grupie, której przedstawiciele syntetyzują własną ścianę z krzemionki.

Roślinna ściana komórkowa i jej funkcje

Zasady budowy sztywnej ściany komórkowej najwygodniej przestudiować na przykładach. I choć ochrona mechaniczna jest jedną z najważniejszych, to o wiele ważniejsza:

zapewnia mechaniczną i chemiczną odporność ogniwa;
zapobiega pękaniu komórek w środowisku hipotonicznym;
ściana komórkowa jest również wymieniaczem jonowym, ponieważ odbywa się przez nią absorpcja i uwalnianie jonów;
bierze udział w transporcie związków organicznych.

Struktura ściany komórkowej

W ścianie roślinnej zwyczajowo rozróżnia się trzy główne składniki: szkielet, matrycę i substancje inkrustujące.

Szkielet ściany komórkowej roślin składa się z celulozy. Dzięki tworzeniu się cząsteczek celulozy tworzą silne mikrofibryle, które zanurzone są w głównej substancji, czyli matrycy.

Macierz ściany komórkowej stanowi około 60% jej całkowitej masy. Wypełnia przestrzeń między mikrofibrylami, a także tworzy silne wiązania między makrocząsteczkami, zapewnia elastyczność i wytrzymałość tej struktury komórkowej. Głównymi składnikami matrycy są hemiceluloza i pektyna.

Hemiceluloza jest polisacharydem zbliżonym strukturą do celulozy, ale z krótszymi i bardziej rozgałęzionymi łańcuchami monomerowymi.
należą również do polisacharydów, ale zawierają również pozostałości.Ze względu na tworzenie wiązań chemicznych z jonami wapnia i magnezu, pektyna bierze udział w tworzeniu płytek środkowych - miejsc, w których dwie sąsiadujące ze sobą komórki są ze sobą połączone. Nawiasem mówiąc, w owocach roślin znajduje się duża ilość pektyn.

Substancje inkrustujące w większości przypadków są reprezentowane przez ligninę, która stanowi około 30% suchej masy ściany komórkowej.

Lignina może być osadzana zarówno w postaci ciągłej warstwy, jak i w postaci oddzielnych elementów – spiral, siatek lub pierścieni. Substancja ta działa jak cement – łączy ze sobą włókna celulozy. Dzięki lignifikacji ściana komórkowa staje się bardziej odporna i mniej przepuszczalna. Nawiasem mówiąc, to lignina odpowiada za zdrewniałość roślin.

Dość często substancje takie jak kutyna, suberyna i wosk osadzają się na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej.

Suberin osadza się na wewnętrznej stronie błony komórkowej, zapewniając proces korkowania. Taka komórka staje się całkowicie nieprzepuszczalna dla wilgoci, więc jej zawartość szybko obumiera, a wolna przestrzeń jest wypełniona powietrzem.

Główną funkcją substancji woskowych i skórek jest ochrona komórek przed infekcją, a także zmniejszenie poziomu parowania wody.

Można powiedzieć, że ściana komórkowa jest bardzo ważnym elementem komórki roślinnej, który zapewnia jej prawidłowy rozwój.

Powłoka ta pełni funkcje transportowe, ochronne i strukturalne. Wiele pierwotniaków nie ma ściany komórkowej. Natura również pozbawiła tego pierwiastka zwierzęta. Muszla znajduje się u większości prokariontów, archeonów, przedstawicieli flory.

Ściana komórkowa bakterii

Powłoka zawiera mureinę (peptydoglikan). Jest to gram dodatni i gram ujemny. Ściana komórkowa bakterii pierwszego typu zawiera wyjątkowo grubą warstwę peptydoglikanu. Ściśle przylega do membrany i jest przesiąknięty kwasami lipoteinowym i teicowym. Ściana komórkowa Gram-ujemna zawiera cieńszą warstwę peptydoglikanu. Pomiędzy błoną plazmatyczną a nią znajduje się przestrzeń peryplazmatyczna. Na zewnątrz skorupa otoczona jest kolejną warstwą. Występuje w postaci lipopolisacharydu. Ta błona działa jak endotoksyna pirogenna.

ściana komórkowa roślin

Celuloza pełni rolę kluczowego elementu w powłoce. Ściana komórkowa jest uważana za najważniejszą cechę wyższych przedstawicieli flory. Jest to głównie złożona zorganizowana matryca polimerowa. Komórka pozbawiona ściany nazywa się protoplastem. W muszlach znajdują się specjalne wgłębienia. Przez te pory przechodzą plasmodesmata - kanaliki cytoplazmatyczne. Łączą jedną ścianę komórkową roślin z drugą. Te kanaliki zapewniają wymianę substancji między nimi. Należy powiedzieć, że ściana komórkowa grzybów jest znacznie prostsza niż powłoka elementów wyższych przedstawicieli flory.

Skład chemiczny

Różni się w zależności od rodzaju komórki i tkanki, w której jest obecna. W niektórych przypadkach skład chemiczny zmienia się również w obrębie tej samej otoczki wokół protoplastu. Cząsteczki celulozy tworzą wiązki poprzez wiązania wodorowe. Nazywane są mikrofibrylami. Splecione wiązki tworzą ramę skorupy. Ściana komórkowa grzybów w większości przypadków na tym obszarze zawiera chitynę. Mikrofibryle znajdują się w macierzy powłoki. To z kolei zawiera różne chemikalia. Dominują wśród nich polisacharydy. Należą do nich w szczególności substancje pektynowe i hemicelulozy. Rozważmy je.

Hemicelulozy

Stanowią grupę polisacharydów. Są to polimery heksoz i pentoz – glukozy, galaktozy, mannozy, ksylozy itp. Cząsteczki hemicelulozy, podobnie jak celulozowe, prezentowane są w postaci łańcucha. Od tych ostatnich różnią się jednak krótszą długością, silnym rozgałęzieniem i mniejszym uporządkowaniem. Łańcuchy te są łatwiej rozkładane przez enzymy i rozpuszczane.

substancje pektynowe

Reprezentowane są przez polimery utworzone z cukrów prostych (galaktozy i arabinozy), kwasu galakturonowego (cukru), alkoholu metylowego. Cząsteczki substancji pektynowych są długie. Mogą być rozgałęzione lub liniowe. Zawierają dużą liczbę grup karboksylowych. Umożliwia to łączenie ich z jonami Ca2- i Mg2+. W efekcie pojawiają się galaretowate, lepkie pektyniany wapnia i magnezu. Następnie powstają z nich środkowe płytki, za pomocą których jedna ściana komórkowa jest połączona z drugą. Jony metali można wymieniać na inne kationy. To determinuje pojemność wymiany kationów muszli. Substancje pektynowe i pektany są obecne w dużych ilościach w ścianach komórkowych wielu owoców. Ponieważ żele powstają podczas ich ekstrakcji, a następnie dodawania cukru, pektyny są wykorzystywane jako substancje galaretowate w produkcji marmolady.

Matryca

Oprócz elementów węglowodanowych zawiera białko strukturalne eksteneinę - glikonroteinę. W swoim składzie białko to jest bliskie kolagenom obecnym w przestrzeni międzykomórkowej zwierząt. Matryca zajmuje około 60% suchej masy muszli. Nie tylko wypełnia luki między mikrofibrylami, ale tworzy silne wiązania chemiczne (w szczególności kowalencyjne i wodorowe) między wiązkami cząsteczek celulozy i makrocząsteczkami. Zapewnia to niezbędną wytrzymałość ściany komórkowej, jej plastyczność i elastyczność.

lignina

Działa jako główna substancja inkrustująca w skorupce. Lignina to nierozgałęziony polimer składający się z aromatycznych alkoholi. Po ustaniu wzrostu pierwiastków rozpoczyna się intensywna zdrewnienie. W tym czasie cząsteczki celulozy są impregnowane polimerem. Lignina może gromadzić się w postaci wydzielonych odcinków – pierścieni, siatek lub spiral. Jest to w szczególności charakterystyczne dla ścian komórkowych ksylemu, tkanki przewodzącej. Akumulacja może również występować w postaci ciągłej warstwy. Polimer nie osadza się tylko w tych obszarach, w których dochodzi do kontaktów sąsiednich komórek w postaci plazmodesmy. Lignina, trzymając razem włókna celulozy, działa jak sztywny i bardzo twardy szkielet. Zwiększa wytrzymałość skorup na ściskanie i rozciąganie. Lignina zapewnia również dodatkową ochronę przed wpływami chemicznymi i fizycznymi oraz zmniejsza przepuszczalność wody. Zawartość polimeru w powłoce może osiągnąć 30%. Inkrustacja ligniną często prowadzi do zdrewnienia ścian. To z kolei pociąga za sobą śmierć treści. W połączeniu z celulozą lignina nadaje drewnu specyficzne właściwości. To z kolei czyni go wszechstronnym materiałem budowlanym.

Substancje tłuszczopodobne

Można je również osadzać na powłoce. Substancje tłuszczopodobne obejmują kutynę, wosk i suberynę. Ten ostatni gromadzi się z wnętrza komórki. Sprawia, że jest prawie niewrażliwy na roztwory i wodę. W rezultacie protoplast umiera, a komórka zostaje wypełniona powietrzem. Ten proces nazywa się korkowaniem. Obserwuje się ją w tkankach powłokowych wieloletnich plantacji drzew. Powłoka komórek naskórka chroniona jest przez woski i kutynę. Są hydrofobowe. Ich prekursory są wydzielane z cytoplazmy na powierzchnię. To tutaj zachodzi polimeryzacja. Warstwa kutyny z reguły jest przesiąknięta pierwiastkami polisacharydowymi (pektyna i celuloza). Tworzy naskórek. Wosk często gromadzi się w postaci krystalicznej na powierzchni elementów roślinnych (na owocach, liściach) i tworzy specyficzną powłokę. Wraz z naskórkiem chroni komórkę przed infekcją i różnymi uszkodzeniami. Dodatkowo ograniczają parowanie wody.

Mineralizacja

Występuje w ścianach komórek naskórka niektórych roślin (turzycy, traw i innych). Minerały w nich gromadzą się w wystarczająco dużej ilości. Krzemionka i węglan wapnia znajdują się jako pierwsze. W procesie mineralizacji łodygi i liście plantacji nabierają sztywności, twardości i są mniej uszkodzone.

Wniosek

Ściany komórkowe roślin pełnią wiele funkcji. W szczególności zapewniają sztywność dla wsparcia mechanicznego i strukturalnego, kształtu i wzrostu. Powłoka zapobiega turgorowi - ciśnieniu osmotycznemu. Jest to szczególnie ważne w przypadkach, gdy do rośliny dostaje się dodatkowa ilość wody.