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Erfahren Sie mehr über Pflanzenzelltypen und Organellen

Pflanzenzellen sind  eukaryotische Zellen oder Zellen mit einem membrangebundenen Kern. Im Gegensatz zu  prokaryotischen Zellen befindet sich die  DNA  in einer Pflanzenzelle in einem  Kern  , der von einer Membran umgeben ist. Pflanzenzellen haben nicht nur einen Kern, sondern auch andere membrangebundene  Organellen  (winzige Zellstrukturen), die bestimmte Funktionen erfüllen, die für den normalen Zellbetrieb erforderlich sind. Organellen haben eine breite Palette von Aufgaben, die alles von der Produktion von Hormonen und Enzymen bis zur Energieversorgung einer Pflanzenzelle umfassen.

Pflanzenzellen sind tierischen Zellen insofern ähnlich   , als sie beide eukaryotische Zellen sind und ähnliche Organellen aufweisen. Es gibt jedoch eine Reihe von  Unterschieden zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen. Pflanzenzellen sind im Allgemeinen größer als tierische Zellen. Während tierische Zellen in verschiedenen Größen vorliegen und dazu neigen, unregelmäßige Formen zu haben, sind Pflanzenzellen ähnlicher und typischerweise rechteckig oder würfelförmig. Eine Pflanzenzelle enthält auch Strukturen, die in einer Tierzelle nicht gefunden werden. Einige davon umfassen eine Zellwand, eine große Vakuole und Plastiden. Plastiden wie Chloroplasten helfen bei der Lagerung und Ernte der für die Pflanze benötigten Substanzen. Tierzellen enthalten auch Strukturen wie  CentriolenLysosomen sowie  Zilien und Flagellen  , die typischerweise nicht in Pflanzenzellen vorkommen.

 

Pflanzenzellorganellen

Das Golgi-Gerätemodell. David Gunn / Getty Images

Das Folgende sind Beispiele für Strukturen und Organellen, die in typischen Pflanzenzellen gefunden werden können:

  • Zellmembran (Plasma). Diese dünne, semipermeable Membran umgibt das Zytoplasma einer Zelle und umschließt deren Inhalt.
  • Zellwand. Diese starre äußere Hülle der Zelle schützt die Pflanzenzelle und gibt es zu gestalten.
  • Chloroplasten. Chloroplasten sind die Orte der  Photosynthese  in einer Pflanzenzelle. Sie enthalten Chlorophyll, ein grünes Pigment, das Energie aus dem Sonnenlicht absorbiert.
  • Zytoplasma. Die gelartige Substanz in der Zellmembran wird als Zytoplasma bezeichnet. Es enthält Wasser, Enzyme, Salze, Organellen und verschiedene organische Moleküle.
  • Zytoskelett. Dieses Netzwerk von Fasern im gesamten Zytoplasma hilft der Zelle, ihre Form zu erhalten, und unterstützt die Zelle.
  • Endoplasmatisches Retikulum (ER). Das ER ist ein ausgedehntes Netzwerk von Membranen, das sowohl aus Regionen mit Ribosomen (raues ER) als auch aus Regionen ohne Ribosomen (glattes ER) besteht. Das ER synthetisiert  Proteine  und  Lipide .
  • Golgi-Komplex. Diese Organelle ist für die Herstellung, Lagerung und den Versand bestimmter zellulärer Produkte einschließlich Proteine ​​verantwortlich.
  • Mikrotubuli. Diese Hohlstäbe dienen hauptsächlich dazu, die Zelle zu stützen und zu formen. Sie sind wichtig für die  Chromosomenbewegung  bei  Mitose  und  Meiose sowie für die Cytosolbewegung innerhalb einer Zelle.
  • Mitochondrien. Mitochondrien erzeugen Energie für die Zelle, indem sie Glukose (durch Photosynthese erzeugt) und Sauerstoff in ATP umwandeln. Dieser Vorgang wird als  Atmung bezeichnet .
  • Kern. Der Kern ist eine membrangebundene Struktur, die die Erbinformation ( DNA. der Zelle enthält .
    • Nucleolus: Diese Struktur innerhalb des Nucleus hilft bei der Synthese von Ribosomen.
    • Nukleopore: Diese winzigen Löcher in der Kernmembran ermöglichen es Nukleinsäuren  und  Proteinen  , sich in den Kern hinein und aus ihm heraus zu bewegen.
  • Peroxisomen. Peroxisomen sind winzige, an eine Membran gebundene Strukturen, die Enzyme enthalten, die Wasserstoffperoxid als Nebenprodukt produzieren. Diese Strukturen sind an pflanzlichen Prozessen wie der Photorespiration beteiligt.
  • Plasmodesmen : Diese Poren oder Kanäle befinden sich zwischen Pflanzenzellwänden und ermöglichen den Durchgang von Molekülen und Kommunikationssignalen zwischen einzelnen Pflanzenzellen.
  • Ribosomen: Ribosomen bestehen aus  RNA  und Proteinen und sind für die Proteinassemblierung verantwortlich. Sie können entweder an das raue ER gebunden oder frei im Zytoplasma gefunden werden.
  • Vakuole. Diese pflanzliche Zellorganelle unterstützt und beteiligt sich an einer Vielzahl von Zellfunktionen, einschließlich Lagerung, Entgiftung, Schutz und Wachstum. Wenn eine Pflanzenzelle reift, enthält sie typischerweise eine große mit Flüssigkeit gefüllte Vakuole.

 

Pflanzenzelltypen

Dies ist ein typischer Dikotyledonenstiel (Butterblume). In der Mitte befindet sich ein ovales Gefäßbündel, das in Parenchymzellen (gelb) der Stammrinde eingebettet ist. Einige Parenchymzellen enthalten Chloroplasten (grün). POWER AND SYRED / SCIENCE PHOTO LIBRARY / Getty Images

Während eine Pflanze reift, werden ihre Zellen spezialisiert, um bestimmte Funktionen zu erfüllen, die zum Überleben notwendig sind. Einige Pflanzenzellen synthetisieren und speichern organische Produkte, während andere dazu beitragen, Nährstoffe durch die Pflanze zu transportieren. Einige Beispiele für spezialisierte Pflanzenzelltypen und -gewebe umfassen: Parenchymzellen , Collenchymzellen , Sclerenchymzellen , Xylem und Phloem .

 

Parenchymzellen

Dieses Bild zeigt Stärkekörner (grün) im Parenchym einer Clematis sp. Pflanze. Stärke wird aus der Kohlenhydratsaccharose, einem Zucker, den die Pflanze während der Photosynthese produziert, synthetisiert und als Energiequelle verwendet. Es wird als Körner in Strukturen gespeichert, die als Amyloplasten (gelb) bezeichnet werden. STEVE GSCHMEISSNER / Wissenschaftliche Fotobibliothek / Getty Images

Parenchymzellen werden normalerweise als typische Pflanzenzellen dargestellt, da sie nicht so spezialisiert sind wie andere Zellen. Parenchymzellen haben dünne Wände und sind in dermal, gemahlen und vaskuläre gefunden Gewebesystemen. Diese Zellen helfen, organische Produkte in der Pflanze zu synthetisieren und zu speichern. Die mittlere Gewebeschicht der Blätter (Mesophyll) besteht aus Parenchymzellen, und diese Schicht enthält pflanzliche Chloroplasten.

Chloroplasten sind pflanzliche Organellen, die für die Photosynthese verantwortlich sind. Der größte Teil des Pflanzenstoffwechsels findet in Parenchymzellen statt. In diesen Zellen werden auch überschüssige Nährstoffe gespeichert, oft in Form von Stärkekörnern. Parenchymzellen kommen nicht nur in Pflanzenblättern vor, sondern auch in den äußeren und inneren Schichten von Stängeln und Wurzeln. Sie befinden sich zwischen Xylem und Phloem und unterstützen den Austausch von Wasser, Mineralien und Nährstoffen. Parenchymzellen sind die Hauptbestandteile des pflanzlichen Grundgewebes und des Weichgewebes von Früchten.

 

Collenchymzellen

Diese pflanzlichen Collenchymzellen bilden Stützgewebe. Bildnachweis: Ed Reschke / Getty Images

Collenchymzellen haben eine unterstützende Funktion in Pflanzen, insbesondere in jungen Pflanzen. Diese Zellen unterstützen Pflanzen, ohne das Wachstum zu hemmen. Collenchymzellen haben eine längliche Form und dicke primäre Zellwände, die aus den Kohlenhydratpolymeren Cellulose und Pektin bestehen.

Aufgrund ihres Fehlens sekundärer Zellwände und des Fehlens eines Härtungsmittels in ihren primären Zellwänden können Collenchymzellen das Gewebe strukturell unterstützen und gleichzeitig die Flexibilität erhalten. Sie können sich zusammen mit einer Pflanze dehnen, während sie wächst. Collenchymzellen befinden sich in der Kortikalis (Schicht zwischen Epidermis und Gefäßgewebe) der Stängel und entlang der Blattvenen.

 

Sclerenchymzellen

Dieses Bild zeigt ein Sklerchym an Gefäßbündeln eines Sonnenblumenstiels. Ed Reschke / Fotobibliothek / Getty Images

Sclerenchymzellen haben auch eine unterstützende Funktion in Pflanzen, aber im Gegensatz zu Collenchymzellen haben sie ein Härtungsmittel in ihren Zellwänden und sind viel steifer. Diese Zellen haben dicke sekundäre Zellwände und leben nach der Reifung nicht mehr. Es gibt zwei Arten von Sklerchymzellen: Skleriden und Fasern.

Skleriden haben unterschiedliche Größen und Formen, und der größte Teil des Volumens dieser Zellen wird von der Zellwand aufgenommen. Skleriden sind sehr hart und bilden die harte Außenschale von Nüssen und Samen. Fasern sind längliche, schlanke Zellen, die strangartig aussehen. Fasern sind stark und flexibel und kommen in Stielen, Wurzeln, Fruchtwänden und Blattgefäßbündeln vor.

 

Leitende Zellen – Xylem und Phloem

Das Zentrum dieses Stiels ist mit großen Xylemgefäßen gefüllt, um Wasser und Mineralstoffe von den Wurzeln zum Hauptkörper der Pflanze zu transportieren. Fünf Bündel Phloemgewebe (hellgrün) dienen zur Verteilung von Kohlenhydraten und Pflanzenhormonen in der Pflanze. Steve Gschmeissner / Wissenschaftliche Fotobibliothek / Getty Images

Wasserleitende  Xylemzellen haben in Pflanzen eine unterstützende Funktion. Xylem hat ein Härtungsmittel im Gewebe, das es starr macht und in der Lage ist, strukturelle Unterstützung und Transport zu gewährleisten. Die Hauptfunktion von Xylem besteht darin, Wasser durch die Pflanze zu transportieren. Zwei Arten von schmalen, länglichen Zellen bilden Xylem: Tracheiden und Gefäßelemente. Tracheiden haben sekundäre Zellwände gehärtet und wirken bei der Wasserleitung. Gefäßelemente ähneln Rohren mit offenem Ende, die Ende an Ende angeordnet sind, damit Wasser innerhalb der Rohre fließen kann. Gymnospermen und kernlose Gefäßpflanzen enthalten Tracheiden, während Angiospermen sowohl Tracheiden als auch Gefäßmitglieder enthalten.

Gefäßpflanzen haben auch eine andere Art von leitendem Gewebe, das Phloem genannt wird . Siebrohrelemente sind die leitenden Zellen des Phloems. Sie transportieren organische Nährstoffe wie Glukose durch die Pflanze. Die Zellen der Siebrohrelemente haben wenige Organellen, die einen leichteren Nährstoffdurchgang ermöglichen. Da Siebrohrelemente keine Organellen wie Ribosomen und Vakuolen aufweisen. müssen spezialisierte Parenchymzellen, sogenannte Begleitzellen , Stoffwechselfunktionen für Siebrohrelemente ausführen. Phloem enthält auch Sclerenchymzellen, die durch Erhöhung der Steifigkeit und Flexibilität strukturelle Unterstützung bieten.

 

Quellen

  • Sengbusch, Peter v. „Unterstützende Gewebe – Gefäßgewebe.“ Botanik online: Gewebe unterstützen – Gewebe leiten, www1.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e06/06.htm.
  • Die Herausgeber von Encyclopædia Britannica. „Parenchym.“ Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 23. Januar 2018, www.britannica.com/science/parenchyma-plant-tissue.

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