Chapter 4: Cell Structure and Function

Back to chapter

4.15:

Стенка растительной клетки

JoVE Core
生物学

このコンテンツを視聴するには、JoVE 購読が必要です。 サインイン又は無料トライアルを申し込む。

JoVE Core 生物学

Plant Cell Wall

前のビデオ
4.12: Gap Junctions

次のビデオ
4.16: Plasmodesmata

言語

共有

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Растительная клетка имеет клеточную стенку, жёсткую конструкцию, расположенную снаружи плазменной мембраны, которая закрывает клетку. Стенки растительной клетки могут иметь до трех различных слоёв средняя ламелла, первичная стенка клетки и вторичная стенка клетки. Каждый слой включает в себя полисахариды, такие как пектин, гемицеллюлоза, и целлюлоза, а также белки.Средняя ламелла самый крайний слой стенки клетки. Этот слой находится между двумя соседними клетками, отсюда и название средняя”ламелла. Средняя ламелла состоит из пектина, что позволяет клеткам придерживаться друг друга, и образует ткани растений.Образуется основная стена клетки между средней ламеллой и плазменной мембраной. Пока клетки молодого растения делятся и увеличиваются, они секретируют слой целлюлозных микроволокон, которые встроены в гелеобразную матрицу, состоящую из пектина и гемицеллюлозы. Эта тонкая и гибкая структура позволяет стенке растительной клетки расшириться во время роста клетки.После того, как растительная клетка созревает и прекращает расти, она может отложить вторичную клеточную стенку между основной стенкой и плазменной мембраной. Это толстая и жёсткая вторичная стенка клетки содержит целлюлозу, гемицеллюлозу и затвердевающие агенты, такие как линин которые предоставляют клетке растения защиту и поддержку. Деревья и трава, обе развили вторичные стенки клетки, которые включают линин.Однако, их композиции стенок клетки могут отличаться в зависимости от их потребностей. Клетки из древесной ткани, в отличие от клеток травы, в основном состоят из слоёв вторичных стенок клетки, которые обеспечивают прочность и жёсткость. Даже у одного растения, различные типы клеток такие, как сосуды и и трахеиды, ответственные за транспорт воды в сосудистых растениях развили специализированные второстепенные стенки клетки.Стенки растительной клетки, однако, не являются непроницаемыми барьерами. Небольшие отверстия напрямую соединяют цитоплазму соседних клеток. Эти соединения позволяют обмен водой, питательными веществами, и другими жизненно важными молекулами.И в целом стенка растительной клетки отвечает за твёрдую, вертикальную природу растений, таких как травы, кустарники и деревья. В зависимости от вида или типа клетки, состав клеточной стенки специфичен к клеточной структуре и функции в пределах растения.

4.15:

Стенка растительной клетки

Стенка растительной клетки придает растительным клеткам форму, поддержку и защиту. По мере созревания клетки ее клеточная стенка специализируется в соответствии с типом клетки. Например, клетки паренхимы листьев имеют только тонкую первичную клеточную стенку.

Клетки колленхимы и склеренхимы, наоборот, в основном встречаются во внешних слоях стеблей и листьев растений. Эти клетки обеспечивают растение силой и опорой, либо частично утолщая их первичную клеточную стенку (т.е. колленхима), либо откладывая вторичную клеточную стенку (т.е. склеренхиму). В целом, различный состав клеточной стенки определяет функцию конкретных клеток и тканей.

Некоторые растения, такие как деревья и травы, создают вторичную клеточную стенку вокруг зрелых клеток. Вторичные стенки ячеек обычно содержат три различных слоя: вторичный слой стенки 1 (S ₁) снаружи, вторичный слой стенки 2 (S ₂) в середине и самый внутренний слой вторичной стены 3 (S ₃). В каждом слое микрофибриллы целлюлозы имеют разную ориентацию. Слой S ₂ может составлять до 75% клеточной стенки.

Независимо от состава, все стенки клеток растений имеют небольшие отверстия или ямки, через которые проходит вода, питательные вещества и другие молекулы. В ямке средняя ламелла и первичная клеточная стенка просто образуют тонкую мембрану, разделяющую соседние клетки. Плазмодесмы охватывают образовавшийся канал и соединяют цитоплазму соседних клеток. Вторичная клеточная стенка может откладываться вокруг ямы, но не внутри нее.

Когда растения поглощают воду и питательные вещества, клетки растений накапливают их в вакуоли. По мере расширения вакуоль прижимает плазматическую мембрану к клеточной стенке. Это так называемое тургорное давление поддерживает прямую и жесткую структуру растений. Однако клеточная стенка не дает клеткам разорваться под этим давлением.

Помимо структуры и поддержки, стенки клеток растений могут также обеспечивать растения запасами питательных веществ. Семена, например, могут накапливать сахара в клеточных стенках семядолей и тканей эндосперма для использования во время раннего роста растений. Клеточная стенка также выступает в качестве основного барьера и защиты от патогенных бактерий, вирусов и грибков. Стенки растительных клеток – это динамические структуры, а не жесткие и постояные барьеры.

おすすめの記事

Lampugnani, Edwin R., Ghazanfar Abbas Khan, Marc Somssich, and Staffan Persson. 2018. “Building a Plant Cell Wall at a Glance.” Journal of Cell Science 131 (2): jcs207373. [Source]

Bacete, Laura, Hugo Mélida, Eva Miedes, and Antonio Molina. 2018. “Plant Cell Wall-Mediated Immunity: Cell Wall Changes Trigger Disease Resistance Responses.” The Plant Journal 93 (4): 614–36. [Source]