Hücre duvarının ana bileşeni. Hücre çeperi. Yapı. Fonksiyonlar. Alg hücre duvarları

HÜCRE DUVARI, tek hücreli, kolonyal ve çok hücreli mantar ve bitkilerin hücre zarı. Çok hücreli bitkilerde, tüm hücre duvarları ve hücreler arası boşluklar, maddelerin hücreden hücreye hareketini sağlayan tek bir genel organizma yapısı (apoplast) oluşturur. Hücre duvarının kalınlığı farklı hücrelerde değişiklik gösterir (örneğin bitkilerde 0,1 µm'den onlarca µm'ye kadar). Onu oluşturan maddeler esas olarak polisakkaritlerle temsil edilir. Bir matris (amorf madde) oluştururlar ve farklı boyutlarda ince iplikler içerirler - pratik olarak uzatılamaz olan ve hücre duvarına gerilme mukavemeti sağlayan mikro ve makrofibriller. Bu tür mikro ve makrofibriller, kitin (çoğu mantarda), selüloz (bazı mantarlarda ve çoğu bitkide), ksilanlar (bazı yeşil ve kırmızı alglerde) ve mannanlardan (bazı yeşil alglerde) paralel doğrusal dallanmamış moleküllerden oluşur. Organizmanın taksonomik bağlantısına, doku tipine ve hücre yaşına bağlı olarak hücre duvarının kuru kütlesinin "%4 ila" %90'ını oluştururlar. Matris, çeşitli bağlarla geçirgen, açık üç boyutlu bir ağa bağlanan dallanmış ve dallanmamış peptidoglikanlar, mannanlar (mantarlar), pektinler ve hemiselülozlar (yüksek bitkiler), aljinatlar ve fukoidan (kahverengi algler) moleküllerine dayanmaktadır. sulu çözeltiler. Matris ayrıca hücre duvarlarındaki rolü tam olarak anlaşılamayan proteinleri de (glikoproteinler dahil) içerir.

Hücre duvarının oluşumu, biyopolimerleri hücre içinde sentezlenen ve ekzositoz yoluyla yüzeyine salınan, plazma zarının yüzeyinde bir matris tabakasının birikmesiyle başlar. Mikro ve makrofibrillerin sentezi, mobil protein komplekslerinin yardımıyla protoplast tarafından salgılanan monomerik öncülerden meydana gelir. İkincisi membrandan nüfuz eder ve onun altında yatan hücre iskeletinin mikrotübülleri ile ilişkilidir. Tek hücreli ve koloni organizmalarında, matrisin ilk katmanı mikro ve makrofibrillerden yoksundur ve genellikle müsilajlıdır; sporlarda mineraller ve/veya polifenoller ile kaplanır veya sporopollenin adı verilen madde ile değiştirilir; çok hücreli organizmalarda orijinal matris, hücreler arası plaka haline gelir. Daha sonra protoplast, matrisi orijinal katmanın doğrudan devamı olan gerçek hücre duvarlarını oluşturur. Mantarlarda hücre duvarının kalınlığında fibril içermeyen bir orta peptidoglikan tabakası oluşur. Bitkilerde birincil ve ikincil hücre duvarları bulunur. Birincisi hücre büyümesi sırasında oluşur ve tamamlanmasından kısa bir süre sonra sona erer; Duvarın hücre büyümesiyle birlikte gerilmesini sağlayan az sayıda rastgele yönlendirilmiş mikro ve makrofibril içerir. Birincil hücre duvarı üzerindeki bazı yüksek bitki türlerinin hücreleri, iyi tanımlanmış bir katmanlı yapıya sahip, birbirine paralel, sıkı bir şekilde düzenlenmiş mikro ve makrofibrillerden oluşan ikincil bir hücre duvarı oluşturur. İkincil hücre duvarının farklı katmanlarının fibrilleri farklı yönlere yönlendirilir ve bunun sonucunda uzayamaz hale gelir. Hücre duvarları kalsifikasyona (örneğin "kalkerli" yeşil ve kırmızı alglerde), silisleşmeye (örneğin at kuyruğunda), odunlaşmaya (damarlı bitkilerde), mantara (yüksek bitkilerde), pektin-hemiselüloz matrisinin yerini alabilir. kalloz (elek alanlarındaki floem elemanları).

Hücre duvarı, hücrenin dış iskeletinin işlevlerini yerine getirir, koruyucu kabuk, su rejiminin düzenleyicisi, metabolik süreçlerde, sinyallerin çevreden hücreye iletilmesinde rol oynar. Tohumların endospermindeki hücre duvarının hemiselülozları embriyo (hurma, palmiye ağaçları) için yedek bir maddedir. Olgun durumdaki yüksek bitkilerin bazı hücreleri protoplasttan yoksundur ve yalnızca hücre duvarı tarafından temsil edilir (örneğin, fellem hücreleri, iletken ksilem elemanları); ahşap esas olarak ölü hücrelerin hücre duvarından oluşur. Aslında ağaç işleme, kağıt hamuru ve kağıt endüstrileri, viskon üretimi ve tıp, gıda ve kozmetik endüstrileri için agar ve aljinatların üretimi için hammadde görevi gören hücre duvarlarıdır. Bakterilerin hücre duvarı için bkz. Bakteriler, Gram negatif ve Gram pozitif bakteriler .

(murein) ve iki türü vardır: Gram-pozitif ve Gram-negatif. Gram pozitif tipin hücre duvarı yalnızca hücre zarına sıkı bir şekilde yapışan ve teikoik ve lipoteikoik asitlerin nüfuz ettiği kalın bir peptidoglikan tabakasından oluşur. Gram negatif tipte, peptidoglikan tabakası çok daha incedir, kendisi ile plazma zarı arasında periplazmik bir boşluk vardır ve hücrenin dışında, sözde ile temsil edilen başka bir zarla çevrilidir. lipopolisakkarittir ve Gram-negatif bakterilerin pirojenik bir endotoksinidir.

Mantar hücre duvarları

Mantarların hücre duvarları kitin ve glukanlardan oluşur.

Alg hücre duvarları

Çoğu alg, selüloz ve çeşitli glikoproteinlerden oluşan bir hücre duvarına sahiptir. İlave polisakkaritlerin dahil edilmesi taksonomik açıdan büyük öneme sahiptir.

Yüksek bitkilerin hücre duvarları

Bir bitki hücresinin en önemli ayırt edici özelliği, ana bileşeni selüloz olan güçlü bir hücre duvarının varlığıdır. Yüksek bitkilerin hücre duvarı, her hücreyi çevreleyen karmaşık, ağırlıklı olarak polimerik, hücre dışı bir matristir. Hücre duvarı olmayan bir bitki hücresine protoplast denir. Bitkilerin hücre duvarlarında, komşu hücrelerle temas eden ve aralarında madde alışverişi yapan, sitoplazmik tübüllerin - plazmodesmata'nın geçtiği gözenekler - çöküntüler vardır.

Hücre duvarı polimerlerinin kimyasal bileşimi ve mekansal organizasyonu, farklı türlerde, aynı bitkinin farklı dokularındaki hücrelerde ve bazen aynı protoplastın etrafındaki duvarın farklı kısımlarında farklılık gösterir.

Ayrıca bitki organizmasının birey oluşumunda hücre duvarının yapısı da değişir. Birincil hücre duvarı, hücre bölünmesi sırasında oluşur ve hücre büyümesi sırasında korunur. İkincil hücre duvarının oluşumu, birincil duvarın iç tarafında meydana gelir ve bitki hücrelerinin büyümesinin ve uzmanlaşmasının (farklılaşmasının) sona ermesiyle ilişkilidir. Birincil hücre duvarının dışında, iki komşu hücrenin birincil duvarları arasında bir orta tabaka bulunur (esas olarak pektin maddelerinin kalsiyum ve magnezyum tuzlarından oluşur). Yüksek bitkilerin birincil hücre duvarı, etkileşimli ancak yapısal olarak bağımsız üç boyutlu polimer ağından oluşur. Ana ağ, onları bağlayan selüloz fibrillerinden ve hemiselülozlardan (veya çapraz bağlanan glikanlardan) oluşur. İkinci ağ pektinlerden oluşur. Üçüncü ağ, kural olarak hücre duvarının yapısal proteinleri ile temsil edilir. Ayrıca, komelinidler soyunun bitkilerinde (APG sistemlerindeki bir grup) ve Marev ailesinin temsilcilerinde, birincil hücre duvarının önemli miktarda aromatik madde (hidroksisinnamik asitler, esas olarak ferulik ve P- kumarik). Aynı zamanda, komelinid dalının temsilcilerinde, hidroksisinamik asitler çapraz bağlanan glikanlara (glukuronoarabinoksilanlara) ve Marev ailesinde pektin maddelerine (rhamnogalakturonanlara I) bağlanır.

Bitki hücre duvarları çeşitli işlevleri yerine getirir: yapısal ve mekanik destek için hücreye sertlik sağlar, hücreye şekil verir, büyümesinin yönünü ve sonuçta tüm bitkinin morfolojisini verir. Hücre duvarı ayrıca bitkilere ilave su girdiğinde ozmotik basınç olan turgoru da engeller. Hücre duvarları çevreden gelen patojenlere karşı koruma sağlar ve bitki için karbonhidrat depolar.

Ayrıca bakınız

"Hücre duvarı" makalesi hakkında yorum yazın

Hücre duvarını karakterize eden bir alıntı

Güney yolculuğundan dönen Pierre, iki yıldır görmediği arkadaşı Bolkonsky'yi ziyaret etme niyetini en mutlu haliyle gerçekleştirdi.
Bogucharovo, tarlalarla, kesilmiş ve kesilmemiş ladin ve huş ormanlarıyla kaplı çirkin, düz bir alanda uzanıyordu. Malikanenin avlusu düz bir çizginin sonunda, köyün ana yolu üzerinde, yeni kazılmış, tamamen doldurulmuş bir göletin arkasında, kıyıları henüz çimenlerle kaplanmamış, genç bir ormanın ortasında, aralarında birkaç tane vardı. büyük çamlar.
Malikanenin avlusu bir harman yeri, müştemilatlar, ahırlar, bir hamam, bir müştemilat ve halen yapım aşamasında olan yarım daire alınlıklı büyük bir taş evden oluşuyordu. Evin etrafına genç bir bahçe dikildi. Çitler ve kapılar sağlam ve yeniydi; bir barakanın altında iki yangın bacası ve yeşile boyanmış bir fıçı duruyordu; yollar düzdü, köprüler korkuluklarla sağlamdı. Her şeyin üzerinde doğruluk ve tutumluluğun damgası vardı. Prensin nerede yaşadığı sorulduğunda avlular, gölün tam kenarında duran küçük, yeni bir ek binayı işaret ediyordu. Prens Andrei'nin eski amcası Anton, Pierre'i arabadan çıkardı, prensin evde olduğunu söyledi ve ona temiz, küçük bir giriş salonuna kadar eşlik etti.
Pierre, arkadaşını Petersburg'da son gördüğü muhteşem koşullardan sonra, temiz de olsa küçük bir evin alçakgönüllülüğü karşısında şaşkına döndü. Hala çam kokan, sıvanmamış küçük salona aceleyle girdi ve daha ileri gitmek istedi, ancak Anton parmaklarının ucunda ileri doğru koştu ve kapıyı çaldı.
- Peki orada ne var? - Keskin, hoş olmayan bir ses duydum.
"Misafir" diye yanıtladı Anton.
"Benden beklememi isteyin" ve bir sandalye geriye doğru itildi. Pierre hızla kapıya doğru yürüdü ve kaşlarını çatan ve yaşlanan Prens Andrei ile yüz yüze geldi ve ona doğru çıktı. Pierre ona sarıldı ve gözlüklerini kaldırarak onu yanaklarından öptü ve ona yakından baktı.
Prens Andrey, "Bunu beklemiyordum, çok sevindim" dedi. Pierre hiçbir şey söylemedi; arkadaşına şaşkınlıkla baktı, gözlerini ondan ayırmadı. Prens Andrei'de meydana gelen değişiklik onu şaşırttı. Sözler şefkatliydi, Prens Andrei'nin dudaklarında ve yüzünde bir gülümseme vardı, ama gözleri ölüydü, ölüydü ve görünen arzusuna rağmen Prens Andrei ona neşeli ve neşeli bir parlaklık veremiyordu. Kilo vermiş, rengi solmuş, arkadaşı olgunlaşmış değil; ama bir şeye uzun süre odaklandığını ifade eden bu bakış ve alnındaki kırışıklık, Pierre'i bunlara alışana kadar şaşırttı ve yabancılaştırdı.
Uzun bir ayrılığın ardından buluştuğumuz zaman, her zaman olduğu gibi, sohbet uzun süre duramazdı; uzun süre konuşmanın gerekli olduğunu kendilerinin de bildikleri bu tür şeyleri sorup kısaca yanıtladılar. Sonunda, daha önce parçalar halinde söylenenler, geçmiş yaşamla ilgili sorular, gelecekle ilgili planlar, Pierre'in yolculuğu, çalışmaları, savaş vb. hakkındaki konuşma yavaş yavaş durmaya başladı. Pierre'in Prens Andrey'in gözlerinde fark ettiği şey, şimdi Pierre'i dinlediği gülümsemede daha da güçlü bir şekilde ifade ediliyordu, özellikle de Pierre geçmiş ya da gelecek hakkında coşkulu bir neşeyle konuştuğunda. Sanki Prens Andrey dilemiş ama söylediklerine katılamamış gibi. Pierre, Prens Andrei'den önce coşkunun, hayallerin, mutluluk ve iyilik umutlarının uygun olmadığını hissetmeye başladı. Tüm yeni, Masonik düşüncelerini, özellikle de son yolculuğunda kendisinde yenilenen ve uyandırılanları ifade etmekten utanıyordu. Kendini tuttu, saf olmaktan korkuyordu; aynı zamanda, karşı konulamaz bir şekilde arkadaşına artık tamamen farklı olduğunu, Petersburg'dakinden daha iyi Pierre olduğunu hızlı bir şekilde göstermek istiyordu.

Hücre zarı, bir bitki hücresinin tipik bir bileşenidir ve protoplastın hayati aktivitesinin bir ürünüdür.

İşlevler:

1. Güçlü ve sert hücre zarları bitki organları için mekanik destek görevi görür.

2. Membran, protoplastın vakuol tarafından uzatılmasını sınırlar ve olgun hücrenin boyutu ve şekli değişmeyi bırakır.

3. Dış dokularda hücre zarları, daha derindeki hücrelerin kurumasını önler.

4. Birbirine bitişik hücre duvarları boyunca çeşitli maddeler ve su hücreden hücreye (apoplasttan geçen yol) hareket edebilir.

5. Emilim, terleme ve salgıyı etkilerler.

Hücre duvarları genellikle renksizdir ve güneş ışığını kolayca iletir. Bitişik hücrelerin duvarları pektin tarafından bir arada tutulur orta plaka. Medyan plaka, iki komşu hücre için ortak olan tek bir katmandır. Sitokinez sürecinde ortaya çıkan, hafifçe değiştirilmiş bir hücre plakasıdır. Medyan lamina daha az suyla doludur ve lignin molekülleri içerebilir. Hücre içi basınç sonucunda hücre duvarlarının köşeleri yuvarlatılabilir ve komşu hücreler arasında hücreler arası boşluklar oluşur. Birbirine bağlı ve suyla dolu hücreler arası boşluklara bitişik olan tüm bitki hücre duvarları, suda çözünebilen maddelerin serbestçe hareket ettiği sürekli sulu bir ortamın varlığını sağlar.

Yapı ve kimyasal bileşim.

birincil hücre duvarı.

Başlangıçta plazmalemmadan dışarıya doğru ortaya çıkar birincil hücresel duvar.

Birleştirmek: selüloz, hemiselüloz, pektin ve su.

Komşu hücrelerin birincil hücre duvarları, bir protopektin medyan laminasıyla bağlanır. Hücre duvarında, glikozdan oluşan doğrusal çok uzun (birkaç mikron) selüloz molekülleri, demetler halinde birleştirilir - miseller, bunlar da mikrofibriller halinde birleştirilir - belirsiz uzunluktaki en ince (1.5 ... 4 nm) lifler ve daha sonra makrofibrillere dönüşür. Selüloz, pektinler, hemiselülozlar vb. gibi selüloz olmayan karbonhidratların amorf, oldukça sulu bir matrisine batırılmış çok boyutlu bir çerçeve oluşturur. Hücre duvarının gücünü sağlayan selülozdur. Mikrofibriller elastiktir ve çeliğe benzer çekme mukavemetine sahiptir. Matris polisakkaritleri, duvarın su için yüksek geçirgenlik, çözünmüş küçük moleküller ve iyonlar ve güçlü şişme gibi özelliklerini belirler. Matris sayesinde, su ve maddeler birbirine bitişik duvarlar boyunca hücreden hücreye hareket edebilir (“boş alan” boyunca apoplasttan geçen yol). Bazı hemiselülozlar tohumların hücre duvarlarında yedek madde olarak birikebilir.

duvar büyümesi.

Hücreler bölündüğünde yalnızca hücre plakası yeniden oluşturulur. Üzerinde her iki yavru hücre de esas olarak hemiselülozdan oluşan kendi duvarlarını döşer. Bu durumda ana hücreye ait kalan duvarların iç yüzeyinde de duvar oluşumu meydana gelir. Hücre plakası ortancaya dönüştürülür, genellikle incedir ve neredeyse ayırt edilemez. Hücre bölünmesinden sonra hücre, suyun hücre tarafından emilmesi ve merkezi vakuolün büyümesi nedeniyle uzama fazına girer. Turgor basıncı, selüloz misellerinin ve matris maddelerinin girdiği duvarı gerer. Bu tür büyümeye denir invajinasyon, tanıtımlar. Bölünen ve büyüyen hücrelerin zarlarına birincil denir. % 90'a kadar su içerirler, kuru maddede matris polisakkaritleri hakimdir: eşit oranlarda dikotiledon pektinler ve hemiselülozlarda, monokotiledonlarda - esas olarak hemiselülozlar; selüloz içeriği %30'u geçmez. Birincil duvarın kalınlığı 0,1 ... 0,5 mikrondan fazla değildir.

Hücre büyümesi sona erdiğinde, hücre duvarının büyümesi devam edebilir, ancak zaten kalınlaşmıştır. Bu işleme ikincil kalınlaşma denir. Aynı zamanda birincil hücre duvarının iç yüzeyinde ikincil bir hücre duvarı biriktirilir. İkincil hücre duvarının büyümesi aşağıdakilerin bir sonucu olarak ortaya çıkar: atamalar, hücre duvarının iç yüzeyine yeni selüloz miselleri yerleşir. Böylece hücre duvarının en genç katmanları plazmalemmaya en yakın olanıdır.

Bazı hücre türleri için (birçok lif, traheid, damar segmenti), ikincil bir duvarın oluşumu protoplastın ana işlevidir; ikincil kalınlaşmanın tamamlanmasından sonra ölür. Ancak bu gerekli değildir. İkincil duvar esas olarak mekanik, destekleyici işlevleri yerine getirir. Çok daha az su içerir ve baskın olarak selüloz mikrofibrilleri (%40…50 kuru madde) içerir. Keten liflerinin ve pamuk kıllarının ikincil duvarlarında selüloz içeriği %95'e ulaşabilir.

Hücre duvarının yapım mekanizması. Hücre duvarı protoplastın aktivitesi sonucu oluşur. Buna göre maddeler duvara içeriden, protoplastın yanından girer. Yapı malzemeleri - pektin, lignin ve diğer maddelerin selüloz molekülleri - Golgi aparatının tanklarında birikir ve kısmen sentezlenir. Golgi aygıtının kesecikleri içinde paketlenerek plazmalemmaya taşınırlar. Baloncuk kırıldığında patlar ve içeriği plazmalemmanın dışında kalır. Vezikül membranı plazmalemmanın bütünlüğünü geri kazandırır. Plazmalemmanın enzimatik aktivitesi nedeniyle selüloz fibrilleri hücre duvarının yapısına birleştirilir. Plazmalemma tarafından oluşturulan fibriller iç içe değil, içeriden üst üste bindirilmiştir. Oryantasyonlarında, plazmalemmanın altında, oluşan fibrillere paralel olarak yer alan mikrotübüller büyük bir rol oynar.

2. Gözenekler. Hücre duvarındaki değişiklikler.

Gözenekler. Birincil hücre duvarının oluşumu sırasında, selüloz fibrillerinin daha gevşek bir şekilde uzandığı daha ince bölümler ayırt edilir. Endoplazmik zincirin tübülleri buradan hücre duvarlarından geçerek komşu hücreleri birbirine bağlar. Bu alanlara denir birincil gözenek alanları ve bunların içinden geçen endoplazmik retikulumun tübülleri - plazmodezmata .

Kalınlıktaki büyüme, hücre duvarının yakınında eşit olmayan bir şekilde meydana gelir; birincil hücre duvarının küçük alanları, birincil gözenek alanlarının (gözenek kanalları) konumlarında kalınlaşmadan kalır. İki bitişik hücrenin gözenek kanalları genellikle birbirinin karşısında bulunur ve gözenekleri kapatan bir filmle ayrılır - aralarında hücreler arası bir madde bulunan iki birincil hücre duvarı. Film, plazmodesmata'nın içinden geçtiği mikroskobik delikleri korur. Böylece, gözenek - bunlar iki gözenek kanalı ve aralarındaki kapanış filmidir.

Plasmodesmata gözeneklerin kapanış filmlerine nüfuz eder. Her hücre birkaç yüz ila onbinlerce plazmodesmata içerir. Plasmodesmata yalnızca katı hücre duvarlarının bulunduğu bitki hücrelerinde bulunur. Plasmodesmata, iki yavru hücre arasındaki hücre plakasında kalan ER tübüllerinden oluşur. Her iki hücrenin ER'si yeniden yaratıldığında, bunlar plazmodesmata yoluyla bağlanır.

Plazmodezma, gözeneklerin kapanış filminde plazmodesmenal kanaldan geçer. Kanalı kaplayan plazmalemma ve bununla plazmodezmata arasındaki hiyaloplazma, komşu hücrelerin plazmalemması ve hiyaloplazması ile süreklidir. Böylece, komşu hücrelerin protoplastları, plazmodesmata ve plazmodesmata kanallarıyla birbirine bağlanır. Hormonların yanı sıra iyonların ve moleküllerin hücreler arası taşınmasını da taşırlar. Plazmodesmata ile birleşen bitkideki hücrelerin protoplastları tek bir bütün oluşturur - semplast. Maddelerin plazmodesmata yoluyla taşınmasına, hücre duvarları ve hücreler arası boşluklar boyunca apoplastik taşınmanın aksine simplastik denir.

Bir hücrenin ömrü boyunca selüloz hücre duvarı değişikliklere uğrayabilir.

Dünya üzerinde yaşamın gelişiminin şafağında, tüm hücresel formlar bakteriler tarafından temsil ediliyordu. İlkel okyanusta çözünmüş organik maddeyi vücudun yüzeyinden emdiler.

Zamanla bazı bakteriler inorganik maddelerden organik maddeler üretmeye adapte oldular. Bunu yapmak için güneş ışığının enerjisini kullandılar. Bu organizmaların üretici olduğu ilk ekolojik sistem ortaya çıktı. Sonuç olarak, bu organizmalar tarafından salınan oksijen Dünya atmosferinde ortaya çıktı. Bununla birlikte, aynı gıdadan çok daha fazla enerji elde edebilir ve ek enerjiyi vücudun yapısını karmaşıklaştırmak için kullanabilirsiniz: vücudu parçalara bölebilirsiniz.

Yaşamın önemli başarılarından biri çekirdek ve sitoplazmanın ayrılmasıdır. Çekirdek kalıtsal bilgileri içerir. Çekirdeğin etrafındaki özel bir zar, kazara hasara karşı korumayı mümkün kıldı. Sitoplazma, gerektiğinde hücrenin yaşamsal aktivitesini ve gelişimini yönlendirecek komutları çekirdekten alır.

Çekirdeğin sitoplazmadan ayrıldığı organizmalar nükleerin süper krallığını oluşturdu (bunlara bitkiler, mantarlar, hayvanlar dahildir).

Böylece, bitki ve hayvanların organizasyonunun temeli olan hücre, biyolojik evrim sürecinde ortaya çıktı ve gelişti.

Çıplak gözle bile ve daha da iyisi bir büyüteç altında, olgun bir karpuzun hamurunun çok küçük tanelerden veya tanelerden oluştuğunu görebilirsiniz. Bunlar hücrelerdir - bitkiler de dahil olmak üzere tüm canlı organizmaların vücutlarını oluşturan en küçük "tuğlalar".

Bir bitkinin yaşamı, hücrelerinin birleşik aktivitesi ile tek bir bütün oluşturularak gerçekleştirilir. Bitki parçalarının çok hücreli olmasıyla birlikte fonksiyonlarında fizyolojik bir farklılaşma, bitki gövdesindeki konumlarına bağlı olarak çeşitli hücrelerin uzmanlaşması söz konusudur.

Bir bitki hücresi, iç içeriğini her taraftan kaplayan yoğun bir kabuğa sahip olması nedeniyle hayvan hücresinden farklıdır. Hücre düz değildir (genellikle tasvir edildiği gibi), büyük olasılıkla sümüksü içerikle dolu çok küçük bir şişeye benziyor.

Bitki hücresinin yapısı ve görevleri

Hücreyi organizmanın yapısal ve işlevsel birimi olarak düşünün. Dışarıda hücre, içinde daha ince bölümlerin (gözeneklerin) bulunduğu yoğun bir hücre duvarı ile kaplıdır. Altında çok ince bir film var - hücrenin içeriğini kaplayan bir zar - sitoplazma. Sitoplazmada boşluklar vardır - hücre özsuyuyla dolu vakuoller. Hücrenin merkezinde veya hücre duvarının yakınında yoğun bir gövde bulunur - nükleoluslu çekirdek. Çekirdek sitoplazmadan nükleer zarfla ayrılır. Küçük cisimler, plastidler sitoplazma boyunca dağılmıştır.

Bir bitki hücresinin yapısı

Bitki hücresi organellerinin yapısı ve fonksiyonları

Organoid	Çizim	Tanım	İşlev	Özellikler
Hücre duvarı veya plazma zarı		Renksiz, şeffaf ve çok dayanıklı	Hücrenin içine geçerek hücreden madde salıverir.	Hücre zarı yarı geçirgendir
sitoplazma		Kalın viskoz madde	Hücrenin diğer tüm kısımlarını içerir.	Sürekli hareket halindedir
Çekirdek (hücrenin önemli kısmı)		yuvarlak veya oval	Bölünme sırasında kalıtsal özelliklerin yavru hücrelere aktarılmasını sağlar	Hücrenin orta kısmı
		Küresel veya düzensiz şekil	Protein sentezinde rol alır
		Sitoplazmadan bir zarla ayrılmış bir rezervuar. Hücre özsuyu içerir	Hücre için gereksiz olan yedek besinler ve atık ürünler birikir.	Hücre büyüdükçe küçük kofullar birleşerek büyük (merkezi) kofullara dönüşür.
plastidler		Kloroplastlar	Güneşin ışık enerjisini kullanın ve inorganikten organik yaratın	Sitoplazmadan çift zarla ayrılan disklerin şekli
		Kromoplastlar	Karotenoidlerin birikmesi sonucu oluşur	Sarı, turuncu veya kahverengi
		Lökoplastlar	Renksiz plastitler
nükleer zarf		Gözenekli iki zardan (dış ve iç) oluşur	Çekirdeği sitoplazmadan ayırır	Çekirdek ve sitoplazma arasındaki değişimi sağlar

Hücrenin canlı kısmı, tüm sistemi bir bütün olarak koruyan ve yeniden üreten metabolik ve enerji süreçlerinin bütününde yer alan, zarla sınırlı, düzenli, yapılandırılmış bir biyopolimerler ve iç zar yapıları sistemidir.

Önemli bir özellik, hücrede serbest uçları olan açık zarların bulunmamasıdır. Hücre zarları her zaman boşlukları veya alanları sınırlandırarak onları her taraftan kapatır.

Bir bitki hücresinin modern genelleştirilmiş diyagramı

plazmalemma(dış hücre zarı) - 7,5 nm kalınlığında ultramikroskopik bir film., Proteinler, fosfolipitler ve sudan oluşur. Bu, suyla iyice ıslatılan ve hasardan sonra bütünlüğü hızla geri kazandıran çok elastik bir filmdir. Evrensel bir yapıya sahiptir, yani tüm biyolojik zarlar için tipiktir. Hücre zarı dışındaki bitki hücreleri, dış destek oluşturan ve hücrenin şeklini koruyan güçlü bir hücre duvarına sahiptir. Suda çözünmeyen bir polisakkarit olan liflerden (selüloz) oluşur.

Plazmodesmata Bir bitki hücresinde, zarlara nüfuz eden ve bir hücreden diğerine kesintisiz olarak geçen bir plazma zarı ile kaplı mikroskobik olmayan tübüllerdir. Onların yardımıyla organik besin içeren çözeltilerin hücreler arası dolaşımı meydana gelir. Ayrıca biyopotansiyelleri ve diğer bilgileri de iletirler.

Poromi Hücrelerin yalnızca birincil zar ve orta plaka ile ayrıldığı ikincil zardaki delikler denir. Bitişik hücrelerin bitişik gözeneklerini ayıran birincil zar ve orta plakanın bölgelerine gözenek zarı veya gözeneğin kapatıcı filmi denir. Gözeneğin kapanış filmi plazmodesmenal tübüller tarafından delinir, ancak gözeneklerde genellikle açık bir delik oluşmaz. Gözenekler suyun ve çözünen maddelerin hücreden hücreye taşınmasını kolaylaştırır. Komşu hücrelerin duvarlarında, kural olarak, birbirlerine karşı gözenekler oluşur.

Hücre çeperi polisakkarit niteliğinde, iyi tanımlanmış, nispeten kalın bir kabuğa sahiptir. Bitki hücre duvarı sitoplazmanın bir ürünüdür. Golgi aygıtı ve endoplazmik retikulum oluşumunda aktif rol alır.

Hücre zarının yapısı

Sitoplazmanın temeli, soldan jele geri dönüşümlü geçişler yapabilen karmaşık, renksiz, optik olarak şeffaf bir kolloidal sistem olan matrisi veya hiyaloplazmasıdır. Hyaloplazmanın en önemli rolü, tüm hücresel yapıları tek bir sistemde birleştirmek ve hücresel metabolizma süreçlerinde aralarındaki etkileşimi sağlamaktır.

Hyaloplazma(veya sitoplazmanın matrisi) hücrenin iç ortamını oluşturur. Ana kısmı çeşitli kimyasal ve fonksiyonel özelliklere sahip proteinler olan su ve çeşitli biyopolimerlerden (proteinler, nükleik asitler, polisakkaritler, lipitler) oluşur. Hyaloplazma ayrıca amino asitleri, monoşekerleri, nükleotidleri ve diğer düşük moleküler ağırlıklı maddeleri de içerir.

Biyopolimerler, koşullara bağlı olarak hem sitoplazmanın tamamında hem de bireysel bölümlerinde yoğun (jel formunda) veya daha fazla sıvı (sol formunda) olabilen su ile kolloidal bir ortam oluşturur. Hyaloplazmada çeşitli organeller ve kapanımlar lokalizedir ve birbirleriyle ve hyaloplazmanın çevresi ile etkileşime girer. Üstelik konumları çoğunlukla belirli hücre tiplerine özgüdür. Bilipid membran aracılığıyla hiyaloplazma hücre dışı çevre ile etkileşime girer. Sonuç olarak, hiyaloplazma dinamik bir ortamdır ve bireysel organellerin işleyişinde ve hücrelerin bir bütün olarak hayati aktivitesinde önemli bir rol oynar.

Sitoplazmik oluşumlar - organeller

Organeller (organeller) sitoplazmanın yapısal bileşenleridir. Belli bir şekle ve boyuta sahipler, hücrenin zorunlu sitoplazmik yapılarıdır. Bunların yokluğu veya hasar görmesi durumunda hücre genellikle varlığını sürdürme yeteneğini kaybeder. Organellerin birçoğu bölünme ve kendi kendine üreme yeteneğine sahiptir. O kadar küçüktürler ki ancak elektron mikroskobu ile görülebilirler.

Çekirdek

Çekirdek, hücrenin en görünür ve genellikle en büyük organelidir. İlk kez 1831'de Robert Brown tarafından ayrıntılı olarak incelenmiştir. Çekirdek, hücrenin en önemli metabolik ve genetik fonksiyonlarını sağlar. Şekli oldukça değişkendir: küresel, oval, loblu, merceksi olabilir.

Çekirdek, hücrenin yaşamında önemli bir rol oynar. Çekirdeği çıkarılmış bir hücre artık kabuk salgılamaz, büyümesi ve madde sentezlemesi durur. Çürüme ve yıkım ürünleri yoğunlaşır ve bunun sonucunda hızla ölür. Sitoplazmadan yeni bir çekirdek oluşumu gerçekleşmez. Yeni çekirdekler yalnızca eskisinin bölünmesi veya ezilmesiyle oluşur.

Çekirdeğin iç içeriği, çekirdeğin yapıları arasındaki boşluğu dolduran karyolimftir (nükleer su). Bir veya daha fazla nükleolün yanı sıra belirli proteinlere (histonlara) bağlı önemli sayıda DNA molekülü içerir.

Çekirdeğin yapısı

çekirdekçik

Nükleolus, sitoplazma gibi esas olarak RNA ve spesifik proteinler içerir. En önemli işlevi, hücrede protein sentezini gerçekleştiren ribozomların oluşumunun gerçekleşmesidir.

golgi aygıtı

Golgi aygıtı, tüm ökaryotik hücre türlerinde evrensel bir dağılıma sahip olan bir organoiddir. Çevre boyunca kalınlaşan ve veziküler süreçler oluşturan çok katmanlı bir düz membran kese sistemidir. Çoğu zaman çekirdeğin yakınında bulunur.

golgi aygıtı

Golgi aygıtı mutlaka kalınlaştırılmış sarnıçlardan (diskler) bağlanan ve bu yapının çevresi boyunca yer alan küçük keseciklerden (keseciklerden) oluşan bir sistem içerir. Bu veziküller, spesifik sektörel granüllerin hücre içi taşıma sisteminin rolünü oynar ve hücresel lizozomların kaynağı olarak hizmet edebilir.

Golgi aygıtının işlevleri ayrıca hücre içi sentez ürünlerinin, bozunma ürünlerinin ve toksik maddelerin kabarcıklar yardımıyla hücre dışında birikmesi, ayrılması ve salınmasından oluşur. Hücrenin sentetik aktivitesinin ürünleri ve endoplazmik retikulum kanalları yoluyla çevreden hücreye giren çeşitli maddeler Golgi aparatına taşınır, bu organoidde birikir ve daha sonra formda sitoplazmaya girer. damlacıklar veya taneciklerden oluşur ve hücrenin kendisi tarafından kullanılır veya atılır. Bitki hücrelerinde Golgi aygıtı, polisakkaritlerin sentezi için enzimler ve hücre duvarını oluşturmak için kullanılan polisakkarit materyalinin kendisini içerir. Vakuol oluşumunda rol oynadığına inanılmaktadır. Golgi aygıtı, adını onu ilk kez 1897'de keşfeden İtalyan bilim adamı Camillo Golgi'den almıştır.

Lizozomlar

Lizozomlar, ana işlevi hücre içi sindirimin uygulanması olan bir zarla sınırlanan küçük keseciklerdir. Lizozomal aparatın kullanımı, bitki tohumunun çimlenmesi sırasında meydana gelir (rezerv besin maddelerinin hidrolizi).

Lizozomun yapısı

mikrotübüller

Mikrotübüller, spiral veya düz sıralar halinde düzenlenmiş protein globüllerinden oluşan membranlı, supramoleküler yapılardır. Mikrotübüller, hücre organellerinin hareketliliğini ve kasılmasını sağlayan ağırlıklı olarak mekanik (motor) bir işlevi yerine getirir. Sitoplazmada yer alarak hücreye belli bir şekil verir ve organellerin mekansal düzeninin stabilitesini sağlarlar. Mikrotübüller, organellerin hücrenin fizyolojik ihtiyaçlarına göre belirlenen yerlere hareketini kolaylaştırır. Bu yapıların önemli bir kısmı, hücre zarının yakınında, plazmalemmada bulunur ve burada bitki hücre zarlarının selüloz mikrofibrillerinin oluşumunda ve oryantasyonunda rol oynarlar.

Mikrotübül yapısı

koful

Koful bitki hücrelerinin en önemli bileşenidir. Sitoplazma kütlesinde, sulu bir mineral tuzları, amino asitler, organik asitler, pigmentler, karbonhidratlar çözeltisi ile doldurulmuş ve sitoplazmadan vakumlu bir zar - tonoplast ile ayrılmış bir tür boşluktur (rezervuar).

Sitoplazma yalnızca en genç bitki hücrelerinde tüm iç boşluğu doldurur. Hücrenin büyümesiyle birlikte, sitoplazmanın başlangıçta sürekli olan kütlesinin mekansal düzeni önemli ölçüde değişir: içinde hücre özüyle dolu küçük vakuoller belirir ve tüm kütle süngerimsi hale gelir. Daha fazla hücre büyümesiyle birlikte, bireysel vakuoller birleşerek sitoplazmik katmanları çevreye doğru iter, bunun sonucunda oluşan hücrede genellikle büyük bir vakuol bulunur ve tüm organellerle birlikte sitoplazma zarın yakınında bulunur.

Vakuollerin suda çözünebilen organik ve mineral bileşikleri, canlı hücrelerin karşılık gelen ozmotik özelliklerini belirler. Belirli bir konsantrasyondaki bu çözelti, hücreye kontrollü nüfuz etmek ve su, iyonlar ve metabolit moleküllerinin ondan salınması için bir tür ozmotik pompadır.

Yarı geçirgenlik özellikleriyle karakterize edilen sitoplazma tabakası ve onun zarları ile kombinasyon halinde vakuol, etkili bir ozmotik sistem oluşturur. Ozmotik olarak belirlenen, ozmotik potansiyel, emme kuvveti ve turgor basıncı gibi canlı bitki hücrelerinin göstergeleridir.

Vakuolün yapısı

plastidler

Plastidler, yalnızca bitki hücrelerinde bulunan en büyük (çekirdekten sonra) sitoplazmik organellerdir. Sadece mantarlarda bulunmazlar. Plastidler metabolizmada önemli bir rol oynar. Sitoplazmadan çift zarlı bir zarla ayrılırlar ve bazı türleri iyi gelişmiş ve düzenli bir iç zar sistemine sahiptir. Tüm plastidler aynı kökendendir.

Kloroplastlar- sonuçta organik maddelerin oluşumuna ve serbest oksijenin salınmasına yol açan fotosentetik süreçleri gerçekleştiren fotoototrofik organizmaların en yaygın ve işlevsel açıdan en önemli plastidleri. Yüksek bitkilerin kloroplastları karmaşık bir iç yapıya sahiptir.

Kloroplastın yapısı

Farklı bitkilerdeki kloroplastların boyutları aynı değildir ancak çapları ortalama 4-6 mikrondur. Kloroplastlar sitoplazmanın hareketinin etkisi altında hareket edebilir. Ayrıca aydınlatmanın etkisi altında ameboid tipi kloroplastların ışık kaynağına aktif hareketi gözlenir.

Klorofil, kloroplastların ana maddesidir. Yeşil bitkiler klorofil sayesinde ışık enerjisini kullanabilirler.

Lökoplastlar(renksiz plastidler) sitoplazmanın açıkça işaretlenmiş gövdeleridir. Boyutları kloroplastların boyutlarından biraz daha küçüktür. Daha düzgün ve şekilleri küresele yaklaşıyor.

Lökoplastın yapısı

Epidermis, yumrular, rizomların hücrelerinde bulunurlar. Aydınlatıldığında çok hızlı bir şekilde kloroplastlara dönüşürler ve iç yapılarında buna karşılık gelen bir değişiklik olur. Lökoplastlar, nişastanın, fotosentez sırasında oluşan fazla glikozdan sentezlendiği, büyük bir kısmının depo dokularında veya organlarında (yumrular, rizomlar, tohumlar) nişasta taneleri şeklinde biriktirildiği enzimler içerir. Bazı bitkilerde yağlar lökoplastlarda biriktirilir. Lökoplastların rezerv fonksiyonu bazen kristaller veya amorf kapanımlar formunda depolama proteinlerinin oluşumunda kendini gösterir.

Kromoplastlarçoğu durumda bunlar kloroplastların türevleridir, bazen de lökoplastlardır.

Kromoplastın yapısı

Kuşburnu, biber, domatesin olgunlaşmasına, kağıt hamuru hücrelerinin kloro veya lökoplastlarının karotenoidlere dönüşümü eşlik eder. İkincisi ağırlıklı olarak sarı plastid pigmentleri içerir - olgunlaştıktan sonra içlerinde yoğun bir şekilde sentezlenen, renkli lipit damlaları, katı kürecikler veya kristaller oluşturan karotenoidler. Klorofil yok edilir.

Mitokondri

Mitokondri çoğu bitki hücresinde bulunan organellerdir. Değişken çubuk, tane ve iplik şekillerine sahiptirler. 1894 yılında R. Altman tarafından ışık mikroskobu kullanılarak keşfedildi ve iç yapı daha sonra elektronik bir mikroskop kullanılarak incelendi.

Mitokondrinin yapısı

Mitokondri iki zarlı bir yapıya sahiptir. Dış zar pürüzsüzdür, iç zar ise bitki hücrelerinde tübüller gibi çeşitli şekillerde çıkıntılar oluşturur. Mitokondri içindeki boşluk, enzimleri, proteinleri, lipitleri, kalsiyum ve magnezyum tuzlarını, vitaminleri, ayrıca RNA, DNA ve ribozomları içeren yarı sıvı içerikle (matris) doludur. Mitokondriyal enzim kompleksi, ATP'nin oluştuğu karmaşık ve birbirine bağlı bir biyokimyasal reaksiyon mekanizmasının çalışmasını hızlandırır. Bu organellerde hücrelere enerji sağlanır - besinlerin kimyasal bağlarının enerjisi, hücresel solunum sürecinde yüksek enerjili ATP bağlarına dönüştürülür. Mitokondride karbonhidratların, yağ asitlerinin, amino asitlerin enzimatik parçalanması, enerjinin salınması ve ardından ATP enerjisine dönüştürülmesiyle meydana gelir. Biriken enerji büyüme süreçlerine, yeni sentezlere vs. harcanır. Mitokondri bölünerek çoğalır ve yaklaşık 10 gün yaşar, ardından yok edilir.

Endoplazmik retikulum

Endoplazmik retikulum - sitoplazmanın içinde yer alan kanallar, tübüller, veziküller ve sarnıçlardan oluşan bir ağ. 1945 yılında İngiliz bilim adamı K. Porter tarafından açılan, ultramikroskobik yapıya sahip membranlardan oluşan bir sistemdir.

Endoplazmik retikulumun yapısı

Tüm ağ, nükleer zarfın dış hücre zarı ile tek bir bütün halinde entegre edilmiştir. ER'yi ribozom taşıyan pürüzsüz ve pürüzlü olarak ayırt edin. Pürüzsüz EPS'nin zarlarında yağ ve karbonhidrat metabolizmasında rol oynayan enzim sistemleri vardır. Bu tür zar, rezerv maddeler (proteinler, karbonhidratlar, yağlar) bakımından zengin tohum hücrelerinde hakimdir, ribozomlar granüler ER'nin zarına bağlanır ve bir protein molekülünün sentezi sırasında, ribozomlu polipeptit zinciri ER'ye batırılır. kanal. Endoplazmik retikulumun işlevleri çok çeşitlidir: maddelerin hem hücre içinde hem de komşu hücreler arasında taşınması; Bir hücrenin çeşitli fizyolojik süreçlerin ve kimyasal reaksiyonların aynı anda gerçekleştiği ayrı bölümlere bölünmesi.

Ribozomlar

Ribozomlar membran olmayan hücresel organellerdir. Her bir ribozom, eşit olmayan iki parçacıktan oluşur ve bir bütün ribozom halinde birleştikten sonra protein sentezleme yeteneğini korumaya devam eden iki parçaya bölünebilir.

Ribozomun yapısı

Ribozomlar çekirdekte sentezlenir, daha sonra onu bırakarak, endoplazmik retikulumun zarlarının dış yüzeyine bağlandıkları veya serbestçe yerleştirildikleri sitoplazmaya geçerler. Sentezlenen proteinin türüne bağlı olarak, ribozomlar tek başına işlev görebilir veya kompleksler (poliribozomlar) halinde birleşebilir.

Hücre duvarı protoplastın bir türevidir, yani. hayati aktivitesi sırasında oluşur (Şekil 61). Hücreye belli bir şekil verir, protoplastı korur ve hücre içi basınca direnerek hücre yırtılmasını önler. Bitkinin iç iskeletinin fonksiyonlarını yerine getiren hücre duvarları, bitkinin organlarına gerekli mekanik gücü kazandırır.

Hücre duvarları güneş ışığını iyi iletir, içinde çözünen su ve mineraller kolayca hareket eder. Bitişik hücrelerin duvarları arasında orta plaka - Aslında hücreler arası bir madde olan pektin tabakası, komşu hücrelerin duvarlarını bir arada tutar. Komşu hücrelerin hücre duvarlarının kapanmadığı yerlerde su dolu hücreler oluşur. hücreler arası boşluklar. Komşu hücrelerin duvarlarının ayrılması sonucu hücreler arası maddenin yok edilme sürecine denir. maserasyon. Doğal maserasyon gözlemlenebilir

Pirinç. 61.

A- hücre duvarının yapısının şeması; B- Golgi aygıtının hücre duvarının yapımına katılım şeması; İÇİNDE- hücre duvarının ayrıntılı yapısı: 1 - orta plaka 2 - Zamanı geldi; 3 - ikincil duvar;

• 4 - birincil duvar; 5 - diktozom; 6 - Golgi kesecikleri;
• 7- plazmalemma; 8- hücre çeperi; 9- makrofibril;
• 10 - mikrofibril; 11 - misel; 12 - selüloz molekülü;
• 13 - bir selüloz molekülünün bir fragmanının yapısı

elma, üvez, kavun vb.'nin olgunlaşmış meyvelerinde. Örneğin, sak liflerini onlardan ayırmak için keten saplarını ıslatırken yapay maserasyon gerçekleştirilir; meyvelerin ısıl işlemi sırasında da ortaya çıkar.

Hücre duvarı polisakkaritler içerir: pektinler, hemiselüloz ve selüloz.Çok uzun selüloz molekülleri birbirine paralel (40-60) sıralanmıştır. miseller. Miseller demetler halinde toplanır - mikrofibriller, selülozun temel yapı birimidir. Mikrofibriller sırayla birleştirilir makrofibriller- belirsiz uzunlukta çok ince lifler. Selüloz makrofibrilleri oldukça sulu bir ortama batırılır. matris, pektinler, hemiselülozlar ve diğer bazı maddelerden oluşur. Hücre duvarının mukavemeti, çekme mukavemeti bakımından çeliğe yakın olan elastik selüloz mikrofibrilleri tarafından verilmektedir. Hücre duvarının gücü ve elastikiyeti, geri dönüşümlü olarak esneme yeteneğinin temelini oluşturur. Pektinler ve hemiselüloz sayesinde hücre duvarı suya karşı oldukça geçirgendir - su ve içinde çözünen maddeler hücreden hücreye kolayca hareket eder.

Hücre duvarı, büyümesine aktif olarak katılan plazmalemmanın dışına bitişiktir. Pektin, hemiselüloz, selüloz ve diğer maddelerin molekülleri Golgi aygıtının diktiyosom sarnıçlarında sentezlenir ve biriktirilir. Golgi kesecikleri onları protoplastın çevresine, plazmalemmaya iletir. Kesecik ile plazmalemma arasındaki temas noktasında ikincisi çözülür ve keseciğin içeriği, plazmalemmanın dışına çıkarak hücre duvarını oluşturmaya gider. Kabarcık zarı sadece plazmalemmanın bütünlüğünü geri kazandırmakla kalmaz, aynı zamanda yüzeysel büyümesini de sağlar. Hücre duvarının büyümesi, plazmalemmanın enzimatik aktivitesi nedeniyle gerçekleştirilir.

Bölünen ve büyüyen hücrelerin duvarlarına denir öncelik.Çok fazla su (% 60-90) içerirler, kuru maddelerinde pektinler ve hemiselüloz hakimdir - içindeki selüloz% 30'dan fazla değildir. Bir hücre mitozun telofazında bölündüğünde, ana hücre, ekvator düzleminde bir septum oluşmasının bir sonucu olarak iki yavru hücreye bölünür. orta plaka. Orta plakanın her iki yanında, iki yavru hücrenin her biri, birincil hücre duvarını oluşturmaya başlar. Medyan laminanın ve iki yavru hücrenin birincil duvarlarının büyümesi, ana hücrenin merkezinden çevresine doğru merkezkaç yönde ilerler. Medyan lamina çok incedir ve pektinden oluşur.

Bölünme sonucu oluşan yeni hücre büyümeye başlarken hacmi 100 kat veya daha fazla artabilir. Hücre büyümesi esas olarak şu şekilde ilerler: burkulmalar suyun emilmesi ve vakuollerin hacmindeki artış nedeniyle. Ortaya çıkan iç basınç, selüloz misellerinin, pektinlerin ve hemiselülozun kolayca nüfuz edebileceği birincil duvarı gerer. Hücre duvarı büyüme yöntemi uygulama Mevcut yapılar arasındaki yapı malzemesine denir invajinasyon.

Birincil hücre duvarında başlangıçta selüloz fibrillerinin daha gevşek yerleştiği daha ince bölümler bulunur, - birincil gözenek alanları.İki komşu hücrenin duvarlarının birincil gözenek alanları genellikle çakışır. Burada endoplazmik retikulumun tübülleri bir hücreden diğerine geçer. plazmodezmata. Plazmodezmataların bir hücreden diğerine geçtiği yollara ne ad verilir? Plazmodesmenal tübüller. Bu tübüller aracılığıyla komşu hücrelerin hyaloplazmaları birbirine bağlanır. Plasmodesmata aracılığıyla maddelerin (hormonlar, amino asitler, ATP, şekerler vb.) hücreler arası taşınması gerçekleştirilir. Plazmodesmata yardımıyla tek bir bütün halinde birleşen vücut hücrelerinin protoplastlarına simplast denir. Maddelerin plazmodesmata boyunca taşınmasına denir. simplastik.(Hücre duvarları, orta lamina ve hücreler arası boşlukların birleşimine denir. apoplast, onları takip ediyor apoplastik maddelerin taşınması.)

Hücre büyümesinin tamamlanmasından sonra duvarı ince birincil kalabilir (eğitim dokularının hücrelerinde) veya kalınlaşmaya başlayabilir (kalıcı doku hücrelerinde). Hücre duvarının kalınlaşmasına denir ikincil kalınlaşma. Sonuç olarak, birincil duvarın iç yüzeyinde biriktirilir. ikincil duvar giderek büyüyen atamalar- selüloz misellerinin mevcut duvara uygulanması. Bu durumda ikincil hücre duvarının en genç katmanları plazmalemmanın yanında yer alır. İkincil hücre duvarı esas olarak destekleyici mekanik işlevleri yerine getirir. Bileşimi birincil olandan önemli ölçüde daha az su içerir ve kuru maddede selüloz hakimdir (% 50'ye kadar). Örneğin tek hücreli pamuk kıllarının ve keten liflerinin ikincil duvarlarında selüloz içeriği %95'e ulaşabilmektedir.

Hücre duvarının ikincil kalınlaşması eşit olmayan bir şekilde meydana gelir. Birincil gözenek alanlarının konumlarındaki ikincil hücre duvarı alanları genellikle kalınlaşmadan kalır. Hücre duvarının bu tür kalınlaşmamış bölgelerine denir gözenekler.İki bitişik hücrenin duvarlarındaki gözenekler kural olarak çakışarak oluşur. birkaç defa. Bir çift gözenek tarafından oluşturulan gözenek kanalı tıkalı gözeneklerin kapanış filmi - ortadaki bir lamina ve bitişik hücrelerin iki ana duvarından oluşan bir septum. Gözeneğin kapanış filmi, içinden plazmodesmata'nın geçtiği çok sayıda plazmodesmenal tübül ile nüfuz eder.

Gözenekleri ayırt edin basit Ve saçaklı(Şekil 62). Basit gözenekler için gözenek kanalının kesitinin çapı tüm uzunluk boyunca aynıdır; silindir şeklindedir. Basit gözenekler parankimal hücrelerin tipik özelliğidir. Sınırlı gözenekler, suyu çözünmüş minerallerle (trakeidler ve damar bölümleri) ileten hücre duvarlarının karakteristiğidir. Bu tür gözeneklerde, gözenek kanalının kendi bölümü, geniş tarafı ile gözeneğin kapanış filmine bitişik olan bir huni şeklindedir.

İğne yapraklı iletken dokuların hücrelerinde, gözeneğin kapanış filmi, merkezi disk benzeri kalınlaşmış ve odunlaşmış kısmı olduğundan, yalnızca kenarlarda suya geçirgendir. torus - su geçmiyor. Torus bir valf görevi görür. Komşu hücrelerdeki su basıncı aynı değilse, kapanış filmi saptırılır ve torus, suyun gözenek kanalı boyunca hareketini engeller.

Pirinç. 62.

A- basit; B- kenarlıklı; İÇİNDE- yarı kenarlı:

1 - kapanış filmi; 2 - gözenek kanalı; 3 - torus

Su ileten hücrelerin duvarlarında gözeneklerin yanı sıra, delikler- deliklerden (kan damarlarının bölümleri, sphagnum yosununun su depolayan hücreleri).

Hücre duvarındaki değişiklikler. Hücrenin gerçekleştirdiği işlevlere bağlı olarak, içinde herhangi bir maddenin birikmesi nedeniyle duvarı değişebilir. Olağan modifikasyonları şunlardır: lignifikasyon, mantarlaşma, kütinizasyon, mineralizasyon ve inceltme.

Hücre duvarı lignifikasyonu, veya odunlaşma, Kompleks kimyasal yapıya sahip aromatik bir madde olan ligninin hücreler arası boşluklara birikmesi sonucu oluşur. Duvarın mukavemeti ve sertliği aynı anda artar ancak elastikiyeti azalır. Ahşap duvarlar su ve havayı geçirebilmektedir. Odunlaşmış bir hücre duvarı ile hücrenin protoplastı canlı kalabilir, ancak genellikle ölür. Bazı odunsu bitkilerde ligninin %30'a kadarı odunda birikir. Lignin ayrıca yaşlanan çim sürgünlerinin hücre duvarlarında da birikebilir, bu da besin değerlerini önemli ölçüde azaltır ve saman hasadının zamanlamasını belirler. Kağıt üretimi için gerekli olan odun hamurunun elde edilmesi sürecinde yapay ağaç giderme işlemi yapılmaktadır. Hücre duvarının doğal olarak odunlaşması mümkündür ancak nadirdir.

Mantarlama, veya suberinizasyon, - kalıcı yağ benzeri amorf bir madde suberinin (hidrofobik polimer) hücre duvarında birikmesi. Mantarımsı hücre duvarları gazlara ve suya karşı geçirimsizdir, bu da protoplastın ölümüne neden olur. Mantarlı duvarlara sahip hücreler bitkileri su kaybından, aşırı sıcaklıklardan, patojenik bakterilerden ve mantarlardan güvenilir bir şekilde korur.

Kütinizasyon - kütin hücre duvarlarında birikmesi (kimyasal bileşimde suberine benzer bir madde). Kütin genellikle hücrelerin dış duvarlarının yüzeysel katmanlarında ve yüzeylerinde biriktirilir. Bir film şeklinde - bir kütikül - örneğin bütünleşik doku hücrelerinin yüzeyini - epidermisi kaplar.

Mineralizasyon hücre duvarı, içinde kalsiyum ve silika tuzlarının birikmesinden kaynaklanır. Bu maddeler duvara sertlik ve kırılganlık verir. Mineralizasyon süreci özellikle tahıl, saz ve at kuyruğu sürgünlerinin epidermisinin hücre duvarlarında iyi ifade edilir. Bu nedenle saz ve otların sürgünlerinin çiçeklenmeden önce biçilmesi tavsiye edilir - daha sonra güçlü mineralizasyon nedeniyle kabalaşarak samanın kalitesini düşürürler.

balçık- Selüloz ve hücre duvarı pektinlerinin, suyla temas ettiğinde güçlü bir şekilde şişebilen mukus ve sakızlar gibi özel polisakkaritlere dönüşümü. Duvarın müsilajı ayva, keten, salatalık ve muz gibi tohum kabuğu hücrelerinde gözlenir. Yapışkan mukus tohumların (psilyum) dağılmasına yardımcı olabilir; tohumların çimlenmesi sırasında mukus suyunu emerek ve tutarak kurumasını önler. Kök kapağında mukus, bir yağlayıcı görevi görür ve kökün toprak topakları arasından geçişini kolaylaştırır. Hücre duvarlarının hasar görmesi nedeniyle çözünmesiyle önemli miktarlarda mukus ve diş etleri oluşabilmektedir. Kiraz ve eriklerde sıklıkla dal ve gövde yaralanmalarında diş eti salgısı gözlenir. Sözde kiraz tutkalı, yaraların yüzeyini, donma deliklerini kaplayan, enfeksiyonun bunlara nüfuz etmesini önleyen, akı şeklinde sertleşen bir sakızdır. Bu doğadaki mukus denir humoz ve patolojik bir fenomen olarak kabul edildi.

İkincil hücre duvarları bitkinin iç iskeleti görevi görerek organlarına gerekli gücü sağladığından (ki bu özellikle kara bitkileri için önemlidir), bitkiye daha fazla güç kazandırmak için genellikle yerel olarak veya tamamen önemli ölçüde kalınlaşabilirler. dokuya ve dolayısıyla bitki organına. Selüloz birikmesi nedeniyle hücre duvarının kalınlaşması meydana gelir.

Hücre protoplastları öldüğü için hücrelerin işlevleri genellikle yalnızca duvarları tarafından gerçekleştirilir. Bu mantar hücreleri için geçerlidir.

Pirinç. 63.

tracheids, vasküler segmentler, mekanik doku lifleri. Devasa ağaç gövdelerinin çoğunu kaplayan ahşap, örneğin protoplastları çoktan ölmüş olan odunlaşmış hücre duvarlarından oluşur.

Hücre duvarları hayatımızda büyük rol oynar. Bunlardan tekstil hammaddeleri (pamuk çekirdeği kılları, keten lifleri vb.) ve halat ve halat hammaddeleri (kenevir lifleri, halat, sisal vb.) elde edilir. Hücre duvarlarından elde edilen selüloz, kağıt (ladin, kavak ağacı), asetat ipek, viskon, plastik, selofan ve çok daha fazlasının yapımında kullanılır. Mantarlı duvarlara sahip ölü hücrelerden oluşan bir kumaş - mantar, uzun süredir değerli bir su ve hava geçirmez ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadır ve modern inşaatta giderek daha fazla kullanılmaktadır.