Zelle und Zellbestandteile + Aufbau

Pflanzenzelle = kleinste, mit den Merkmalen des Lebens ausgestattete Struktur-, Funktions- und Vermehrungseinheit des Pflanzenkörpers.

• Plasmodesmen

• Zellwand

• Vakuole

• Chloroplasten/Chromoplasten

  • Chloroplasten in Gewebe, die bei der Photosynthese aktiv sind. Proplastiden in jungen, noch undifferenzierten Zellen (Meristemzellen) Leukoplasten, in denen Stärke und Öl produziert werden

  • Chromoplasten, die durch ihre Farbpigmente für die Färbung vonFrüchten sorgen.

• plasmatische Verbindungen zwischen benachbarten Zellen durch die trennenden Zellwände hindurch.

• Einzelzellen von Geweben sind zu einem symplastischen Kontinuum verbunden

• Plasmamembranen der verbundenen Zellen gehen ineinander über

• Plasmodesmosen sind von einem Callosemantel umgeben.

• Callose: Homopolymer aus β-1→3-verknüpfter D-Glucose, Auskleidung etc

• Jeder Plasmodesmos wird von einem ER-Tubulus durchzogen, dem Desmotubulus, sodass das ER der beiden angrenzenden Zellen in einer kontinuierlichen Verbindung steht, wobei die Pforte durch angelagerte Strukturproteine massiv eingeengt und in ihrer Durchlässigkeit beschränkt wird.

• -> man sieht unter dem Mikroskop unterschiedliche Anordnungen von Kanal und Punkt

Mittellamelle: Kitt-Substanz

• zwischen zwei Zellen

• Protopektin = Polymer aus Galakturonsäuren, über Ca2+ und Mg 2+quervernetzt.

• Pektinlamelle verbindet 2 Zellverbände zu einem Gewebe und kann außerdem spezielle Enzyme enthalten.

Aufbau der Primären Zellwand:

• sehr dünn, kaum Stützfunktion (Pektine, Hemizellulose)

• die sekundäre Zellwand ist viel dicker und stabiler

• Nicht lebend, vom Protoplasten gebildet

Aufbau der sekundären Zellwand:

• eigentliches Exoskelett (bis 95% Cellulose)

• Bildung erst, wenn die Zelle ihr Wachstum beendet hat

• Sekundärwand hat Aussparungen (Tüpfel), die die Verbindung zwischen einzelnen Zellen erlauben.

• Verholzung (Einlagerung von Lignin in die interfibrillären Raume, s. u.; erhöht die Festigkeit).

• Verkorkung (Auflagerung von Suberin auf das Sakkoderm, im Wechsel mit monomolekularen Wachslamellen, die den Wasser- und Gasdurchtritt behindern).

• Kutinisierung (Auflagerung von Kutin mit eingeschichteten Wachslamellen, vor allem auf den außen liegenden Teil des Sakkoderms; vermindert Durchlässigkeit für Wasser und Gase).

• Weitere Zellwandeinlagerungen: anorganische Stoffe wie Kalk, Kieselsäure (Schachtelhalm), Silikate (Gräser), Farbstoffe, Gerbstoffe u. a.

• Raum im Cytoplasma, der mit Zellsaft gefüllt ist und nach außen durch eine einfache Biomembran (= Tonoplast) aus einer Phospholipiddoppelschicht begrenzt ist.

• Der Tonoplast ist für den Zelldruck verantwortlich und durch die Phospholipiddoppelschicht ist die Vakuole sehr gut differenzierbar.

1. Speicherung von Syntheseprodukten

• Kohlenhydraten

• Proteine

• Lipide

2. Aufbau des Turgordrucks

• anorganische und organische Ionen

• organische Säuren (z.B. Zitronensäure)

• Aminosäuren

• Zucker

• Enzyme

• Alkaloide (Fraßschutz)

• Farbstoffe (Anthocyane, Flavone)

• sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe

  → Ausfallen und Kondensation zu Makromolekülen möglich: bei Konzentrationsüberschuss, Kristalle können sich bilden und chemische Reaktionen können in der Vakuole ablaufen.

• Kristalle (Ca-Oxalat-Einzelkristalle und -Aggregate) bilden sich direkt in der Vakuole

• Wichtige diagnostische Strukturen zur Identifizierung von Drogen! zB. von Tollkirschenblättern

  -> Oxalsäure ist schlecht für die Nieren

• Pflanzenzellen sind in der Regel turgeszent, da im Zellinnern mehr osmotisch wirksame Substanzen (Ionen, Zucker, Proteine) gelöst sind als in ihrer Umgebung.

• Vakuole und Cytoplasma befinden sich im osmotischen Gleichgewicht.

• Durch Osmose entsteht ein hydrostatischer Druck, der als Turgordruck auf die Zellwand wirkt und von einer entgegen gerichteten Wandspannung aufgefangen wird.

• Protoplasten drücken mit etwa 5–10 bar (0,5–1 MPa) gegen die Zellwand

  
  

  
  

  turgeszent [von latein. turgescens = strotzend; Subst. Turgeszenz], Bezeichnung für mit Flüssigkeit prall gefüllte und dadurch „gespannte“ (unter Druck stehende) Zellen und Gewebe. Gewebespannung, Turgor.

• gelöst im Zellsaft als Monosaccharide (Glucose, Fruktose in Früchten) und als Disaccharide (Saccharose und Maltose im Zuckerrohr und Zuckerrüben)

• als Glucose-Polysaccharid (Stärke im Getreidekorn und in der Kartoffel) in fester Form in Amyloplasten(!) lagernd

• als Fruktose-Polysaccarid (Inulin) in Topinambur und anderen Asteraceae. Inulin ist der Ersatzspeicherstoff für die Stärke

• als Glykogen (stärker verzweigt als Amylopektin in Stärke) in Bakterien, Cyanobakterien und Pilzen

• als Reserveproteine in Proteinkörpern bzw. Aleuronkörnern im Getreidekorn

  • Aleuron, durch Wasserentzug ausgefälltes Speicherprotein, das besonders in Samen und Fruchtwänden vorkommt.

  • Die Aleuronkörner bestehen aus vielen kleinen proteinreichen Vakuolen, die durch Wasserentzug starr und rundlich geworden sind

• Liegen i.d.R. als Triglyceride mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren vor

• Hauptreservestoff mancher Algen

• in ölreichen Samen (Lein, Raps, Mohn, Hanf, Erdnuss, u.a.) und im Fruchtfleisch der Olive oder Sonnenblumenfrüchten

• Oleosome sind von einer einfachen Lipidschicht umgeben, deren hydrophile Seite außen liegt, Bildung durch Abschnürung vom ER, aber Bildung einer Vakuole findet beim Zellwachstum statt !

Chloroplast:

• Photosynthese mit Sonnenexposition und man kann Plastide untereinander umwandeln also aus Chloroplasten werden Leukoplasten etc.

• Die Narzisse lagert die Farbstoffe in den Chloroplasten ab.

• Chloroplasten sind grüngefärbt durch die Photosynthtesepigmente.

• Hauptaufgabe ist daher Photosynthese und man findet sie hauptsächlich in Pflanzenorganen, die eine Sonnenexposition haben.

• Chlorplasten haben außerdem Membraneinstülpungen und enthalten Cyanobakterien (haben Einfaltungen zwischen den beiden Membranen)

  
  

Chromoplasten:

• die Farbstoffe sind nicht immer nur hier enthalten sondern können auch in der Vakuole etc sein.

• dient auch der Anlockung von Insekten, da sie die Farben anders wahrnehmen als wir Menschen

  
  

  -> Farbstoffe sind nicht immer in Chromoplasten, da es unterschiedliche Farbstofftypen gibt und je nach Farbstoffgruppe werden diese unterschiedlich gelagert (auch in der Vakuole).

Cyano:

• phototrophe Bakterien (falscher Name: Blauweide);

• haben ebenfalls Membraneinstülpungen und machen Photosynthese aber sind keine Prokaryonten.

Proplastid: kann zu unterschiedlichen Formen ausformen (Leukoplasten, Chlorplast und Chromoplast – Etioplast).