Клеточная стенка растений для чего нужна
Клеточная стенка
Клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.
Содержание
Клеточные стенки прокариот
Клеточные стенки бактерий состоят из пептидогликана (муреина) и бывают двух типов: грамположительного и грамотрицательного. Клеточная стенка грамположительного типа состоит исключительно из толстого слоя пептидогликана, плотно прилегающего к клеточной мембране и пронизанного тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. При грамотрицательном типе слой пептидогликана существенно тоньше, между ним и плазматической мембраной находится периплазматическое пространство, а снаружи клетка окружена ещё одной мембраной, представленной т. н. липополисахаридом и являющаяся пирогенным эндотоксином грамотрицательных бактерий.
Клеточные стенки грибов
Клеточные стенки грибов состоят из хитина и глюканов.
Клеточные стенки водорослей
Большинство водорослей имеют клеточную стенку из целлюлозы и различных гликопротеинов. Включения дополнительных полисахаридов имеют большое таксономическое значение.
Диатомовые водоросли синтезируют свою клеточную стенку из кремнезёма.
Клеточные стенки высших растений
Клеточные стенки высших растений построены в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. В них существуют углубления — поры, через которые проходят плазмодесмы, осуществляющие контакт соседних клеток и обмен веществами между ними. Растительные клеточные стенки выполняют целый ряд функций: они обеспечивают жесткость клетки для структурной и механической поддержки, придают форму клетке, направление её роста и в конечном счете морфологию всему растению. Клеточная стенка также противодействует тургору, то есть осмотическому давлению, когда дополнительное количество воды поступает в растения. Клеточные стенки защищают от патогенов, проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения. Растительные клеточные стенки строятся прежде всего из углеводного полимера целлюлозы.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Клеточная стенка» в других словарях:
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — бактерий, специфическая по химич. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно функциональными взаимоотношениями с цитоплазматич. мембраной. Толщ. 10 50 нм. Составляет 10 50% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Биологический энциклопедический словарь
клеточная стенка — Структура, обеспечивающая жесткость структуры клетки и ее механическую прочность, является осмотическим барьером. [Англо русский глоссарий основных терминов по вакцинологии и иммунизации. Всемирная организация здравоохранения, 2009 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика
клеточная стенка — Синонимы: клеточная оболочка продукт жизнедеятельности протопласта растительной клетки, образующийся за пределами плазмалеммы. Обеспечивает защиту клетки, придает ей определенную форму, участвует в проведении, поглощении и выделении веществ… … Анатомия и морфология растений
клеточная стенка — cell wall, cytoderm клеточная стенка (оболочка). Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи ; различают… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — см. клеточная оболочка … Словарь ботанических терминов
клеточная стенка бактерий — специфическая по хим. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно–функциональными взаимоотношениями с цитоплазматической мембраной. Толщина К. с. – 150 нм; составляет 10 5°% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Словарь микробиологии
Клеточная стенка (оболочка) бактерий — структура бактерий и грибов, располагающаяся между цитоплазматической мембраной и капсулой (если таковая имеется) или ионизированным слоем внешней среды. Защищает бактерии от осмотического шока (10 25 атм и более) и др. факторов, определяет форму … Словарь микробиологии
клеточная стенка (оболочка) — Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи; различают первичную (у растущих клеток) и вторичную К.с. (у клеток, достигших… … Справочник технического переводчика
вторичная клеточная стенка — внутренняя часть клеточной стенки, образующаяся после завершения роста клетки; растет путем аппозиции внутрь клетки, тем самым уменьшая ее полость. Содержит значительно меньше воды, чем первичная клеточная стенка. В сухом веществе преобладает… … Анатомия и морфология растений
первичная клеточная стенка — тонкая (0,1–0,5 мкм) стенка делящихся и растущих клеток. Содержит до 90 % воды, в сухом веществе у однодольных растений преобладает гемицеллюлоза, у двудольных – гемицеллюлоза и пектины в равном соотношении; содержание целлюлозы не превышает 30 % … Анатомия и морфология растений
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Клеточная стенка — это плотный полупроницаемый защитный слой, находящийся над клеточной мембраной, характерный для клеток растений, грибов, бактерий и архебактерий.
В клетках животных клеточной стенки нет
Клеточная стенка растений выполняет довольно много функций, но основная — это защитная.
Состав клеточной стенки различен в каждом типе организмов.
Основной компонент клеточной стенки растительных организмов — волокна углевода целлюлозы.
Клеточная стенка растений двух- или трехслойная. Это придает клеткам особую прочность и устойчивость (деревья ломаются только при сильном ветре)
Клеточная стенка, формирующаяся во время деления клеток и их роста путем растяжения, называется первичной. После прекращения роста клетки на первичную клеточную стенку изнутри откладываются новые слои, и образуется прочная вторичная клеточная оболочка.
Самый внешний слой — содержит полисахариды — пектины. Это вещества, участвующие в межклеточном взаимодействии, так называемый “склеивающий” эффект.
А вообще, это известный в пищевой промышленности пектин — гелеобразователь, загуститель, стабилизатор и осветлитель, он зарегистрирован как пищевая добавка E440. В природе это вещество содержится в овощах, плодах и различных корнеплодах.
Средний, промежуточный слой — состоит из волокон целлюлозы, гелеобразного вещества и пектина.
Этот слой как раз и отвечает за прочность и гибкость растения, а также за вторичный рост.
Самый внутренний слой. Самый жесткий. Помимо целлюлозы и гелеподобного вещества содержит лигнин. Это вещество делает клеточную стенку более прочной и способствует поступлению воды в проводящую систему растения.
Функции клеточной стенки растений
Самая основная функция — формирование каркаса. Волокна целлюлозы, структурные белки и полисахариды помогают поддерживать форму клетки.
Клеточная стенка
В отличие от животных и многих простейших, у растений, бактерий и грибов, почти все клетки имеют стенку, лежащую кнаружи от цитоплазматической мембраны и обладающую повышенной прочностью. Основная функция данной структуры — опора и защита.
Клеточные стенки (или клеточные оболочки) строятся из веществ, синтезируемых самими клетками. Их химический состав различен у растений, грибов и прокариот. Кроме того, даже у одного растения у различных клеток состав стенок несколько различен.
Клеточная стенка растений состоит в основном из целлюлозы. Целлюлоза — это полисахарид, мономером которого является глюкоза.
Основу бактериальных клеточных стенок составляет вещество муреин (относится к пептидогликанам). У грамположительных бактерий в состав оболочки входят различные кислоты, а сама оболочка плотно прилегает к цитоплазматической мембране. У грамотрицательных бактерий оболочка более тонкая и не прилегает к мембране. Между мембраной и оболочкой образуется периплазматическое пространство. Снаружи клеточная оболочка грамотрицательных прокариот окружена внешней мембраной, составленной из липополисахарида.
У грибов основным веществом клеточных стенок является хитин, а не целлюлоза.
Состав клеточной стенки растений
У растений стенка дочерних клеток образуется уже во время деления родительской. Впоследствии она называется первичной. У многих клеток позже образуется вторичная оболочка.
Первичная клеточная оболочка состоит из микрофибрилл целлюлозы, погруженных в матрикс из других полисахаридов. Отличительной особенностью волокон целлюлозы является их прочность. Молекула целлюлозы представляет собой длинную полисахаридную цепь. Отдельные молекулы соединяются друг с другом водородными связями в пучок, который называется микрофибриллой. Такие фибриллы образуют каркас клеточной стенки.
Матрикс клеточной стенки составляют полисахариды пектины и гемицеллюлозы, а также ряд других веществ (например, белков). Пектиновые вещества представляют собой группу кислых полисахаридов, их молекулы могут быть не только линейными, но и разветвленными. Гемицеллюлозы также смешанная группа полисахаридов. Длина их линейных молекул короче, чем у целлюлозы.
Оболочки соседних клеток растений соединены между собой срединной пластинкой, состоящих из пектатов магния и кальция, для которых характерна клейкость.
В состав стенок растений входит вода (составляет более половины массы), обуславливая ряд физических и химических свойств полисахаридов.
Жесткий каркас растения во многих местах пронизан каналами (плазмодесмами), по которым цитоплазма одной клетки соединяется с цитоплазмой соседних.
Клетки мезофилла листа (а также некоторые другие) на протяжении всей своей жизни имеют только первичную стенку. У большинства же клеток на первичную оболочку с внутренней стороны отлагается вторичная стенка, составленная из дополнительных слоев целлюлозы. Обычно в это время клетка уже дифференцирована и не растет (исключение составляют, например, клетки колленхимы).
В каждом отдельном слое вторичного утолщения микрофибриллы целлюлозы располагаются под одним углом (параллельно друг другу). Однако разные слои имеют разный угол, что обеспечивает большую прочность.
Часть клеток растений одревесневают (трахеальные элементы ксилемы, склеренхима и др.). В основе этого процесса лежит интенсивная лигнификация стенок (в небольших количествах лигнин есть во всех оболочках). Лигнин не является полисахаридом, а представляет собой сложное полимерное вещество. Отложения лигнина могут иметь различную форму (сплошную, кольцевую, спиральную, сетчатую). Он скрепляет целлюлозу, не дает ей смещаться. Лигнин не только обеспечивает прочность, но и дает дополнительную защиту от неблагоприятных физических и химических факторов.
Функции клеточной стенки
Оболочки разных клеток совместно обеспечивают всему растению и его отдельным частям механическую прочность и опору. Это функция клеточной стенки аналогична одной из функций скелета животных. Однако она не единственная.
Жесткость стенок препятствует растяжению клеток и их разрыву. В результате по физическим законам в клетки может путем осмоса поступать вода. Для травянистых растений тургоцентричность клеток является единственной их опорой.
Микрофибриллы целлюлозы ограничивают рост клеток и определяют их форму. Если микрофибриллы окольцовывают клетку, то она будет расти в длину (поперек направления волокон).
Связанные клеточные стенки образуют апопласт, по которому передвигается вода и минеральные вещества. Плазмодесмы связывают содержимое разных клеток в единую систему — симпласт.
Стенки сосудов ксилемы, трахеид, ситовидных трубок выполняют транспортную функцию.
Наружные клеточные стенки эпидермальных клеток покрыты воском (кутикулой). С одной стороны, он препятствует испарению воды, с другой – проникновению вредных микроорганизмов.
У некоторых растений в определенных клетках оболочки видоизменяются и служат местом запаса питательных веществ.
Жесткий слой, окружающий клетки бактерий, архей, грибов ирастений, называется клеточной стенкой. Стенка находится вне пределов цитоплазмической мембраны (клеточной мембраны) ивыполняет целый ряд функций. Уживотных ибольшинства простейших клеточной стенки ненаблюдается.
Вданной статье охарактеризована клеточная стенка (строение ифункции), кратко для каждого вида клеток.
Клеточные стенки высших растений
Растительная клеточная оболочка, строение ифункции которой здесь рассматриваются, имеет многослойную структуру.
Это внешний слой (средняя пластинка), первичная клеточная стенка ивторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка имеется неувсех растений.
Основная функция клеточной стенки состоит вформировании каркаса клетки ипредотвращении еерасширения. Кроме того, клеточная стенка:
Клеточные стенки водорослей
Как иклетки высших растений, клетки водорослей имеют соответствующие стенки. Они содержат целлюлозу идругие гликопротеины.
Вклеточных стенках зеленых инекоторых видов красных водорослей встречаются манозиловые микроволокна. Авклеточных стенках бурых водорослей встречается альгиновая кислота.
Агарозы, карагинан, порфиран, фурселеран ифуноран встречаются практически вовсех видах водорослей. Группа диатомовых водорослей синтезирует свою клеточную стенку изкремнезема, что вкакой-то мере способствует быстрому росту водорослей.
Клеточные стенки грибов
Грибная клеточная стенка меняет свой состав, свойства иформу помере роста гриба.
Клеточные стенки бактерий
Бактериальные клеточные стенки, как иурастений, впервую очередь защищают ячейку отвнутреннего тургора. Упрокариот клеточная стенка отличается составом основного компонента— онсостоит изпептидогликана, размещающегося сразу зацитоплазматической мембраной.
Различают два вида бактериальных клеточных стенок, поэтому признаку бактерии делятся награмотрицательные играмположительные.
Вграмположительных бактериях клеточная стенка имеет толстый слой пептидогликана. Такая стенка имеется уопределенного типа организмов, вклетках которых формируется липотейхоевая кислота, благодаря наличию фосфодиестерных связей между мономерами которой клетка получает отрицательный электрический заряд.
Соответственно грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий слой пептидогликана клеточной стенки иимеют вторую, внешнюю, мембрану, находящуюся снаружи отклеточной стенки икомпонующую фосфолипиды илипополисахариды насвоей внешней стороне.
Уважаемые читатели, хотелосьбы знать былали вам полезна информация, описывающая строение ифункции клеточной оболочки, кратко, ноемко характеризующая разные виды клеток.
Клеточная стенка
Что такое клеточная стенка?
За очень немногими исключениями, все клетки окружены внеклеточным матриксом, состоящим из белков, углеводов и других веществ. Благодаря своей исключительной силе и способности контролировать форму клеток, внеклеточный матрикс эубактерий, водорослей, грибов и растений называется клеточной стенкой.
Клеточная стенка представляет собой дополнительный слой защиты поверх клеточной мембраны. Вы можете найти клеточные стенки как у прокариот, так и у эукариот, и они наиболее распространены у растений, водорослей, грибов и бактерий.
Зачем нужна клеточная стенка?
Клеточная стенка выполняет несколько функций, включая поддержание структуры и формы клетки. Стена жесткая, поэтому она защищает клетку и ее содержимое.
Она также играет важную роль в транспорте. Поскольку стенка представляет собой полупроницаемую мембрану, она позволяет проходить определенным веществам, таким как белки. Это позволяет стене регулировать диффузию в клетке и контролировать, что входит или выходит.
Кроме того, полупроницаемая мембрана помогает связи между клетками, позволяя сигнальным молекулам проходить через поры.
Из чего состоит клеточная стенка?
Клеточная стенка растения состоит в основном из углеводов, таких как пектины, целлюлоза и гемицеллюлоза. Она также содержит структурные белки в меньших количествах и некоторые минералы, такие как кремний. Все эти компоненты являются жизненно важными частями клеточной стенки.
Целлюлоза представляет собой сложный углевод и состоит из тысяч мономеров глюкозы, которые образуют длинные цепи. Эти цепи собираются вместе и образуют целлюлозные микрофибриллы диаметром несколько нанометров. Микрофибриллы помогают контролировать рост клетки, ограничивая или допуская ее расширение.
Тургорное давление клетки
Одна из главных причин наличия стенки в растительной клетке заключается в том, что она может противостоять тургорному давлению, и именно здесь целлюлоза играет решающую роль. Тургорское давление — это сила, создаваемая выталкивающей внутренней частью ячейки. Микрофибриллы целлюлозы образуют матрицу с белками, гемицеллюлозами и пектинами, чтобы обеспечить прочную основу, которая может противостоять тургорному давлению.
И гемицеллюлозы, и пектины являются разветвленными полисахаридами. Гемицеллюлозы имеют водородные связи, соединяющие их с микрофибриллами целлюлозы, в то время как пектины удерживают молекулы воды, образуя гель. Гемицеллюлозы увеличивают прочность матрицы, а пектины помогают предотвратить сжатие.
Белки в клеточной стенке
Белки в клеточной стенке выполняют разные функции. Некоторые из них обеспечивают структурную поддержку. Другие ферменты, которые являются типом белка, который может ускорить химические реакции.
Эти ферменты помогают формированию и нормальных изменений, которые происходят для поддержания клеточной стенки завода. Они также играют роль в созревании плодов и изменении цвета листьев.
Вещества клеточной стенки
Целлюлоза и хитин являются полисахаридами, то есть они состоят из множества связанных молекул сахара. Целлюлоза представляет собой полимер из глюкозы, который содержит только углерод, водород и кислород, в то время как хитин представляет собой полимер из N-ацетилглюкозамина, сахар, который содержит азот также. Как целлюлоза, так и хитин являются линейными неразветвленными полимерами соответствующих сахаров, и несколько десятков этих полимеров собраны в большие кристаллоподобные кабели, называемые микрофибриллами, которые наматываются на клетки.
Целлюлоза клеточной стенки
Кажется, что каждая розетка способна «закрутить» микрофибриллу в клеточную стенку. Во время этого процесса, когда новые субъединицы глюкозы добавляются к растущему концу фибрилл, розетка проталкивается вокруг клетки на поверхности клеточной мембраны, и ее целлюлозная фибрилла оборачивается вокруг протопласта. Таким образом, каждая растительная клетка может рассматриваться как составляющая свой собственный целлюлозно-фибрильный кокон.
Целлюлоза состоит из молекул глюкозы, соединенных между собой.
В отличие от других компонентов клеточной стенки, которые синтезируются в организме Гольджи (органелле, которая производит, сортирует и транспортирует различные макромолекулы внутри клетки), целлюлоза синтезируется на поверхности клетки растения. В плазматическую мембрану растения встроен фермент, называемый синтетазой целлюлозы, который синтезирует целлюлозу.
Когда целлюлоза синтезируется, она самопроизвольно образует микрофибриллы, которые осаждаются на поверхности клетки. Поскольку фермент синтетазы целлюлозы находится в плазматической мембране, новые целлюлозные микрофибриллы откладываются под более старые целлюлозные микрофибриллы. Таким образом, самые старые целлюлозные микрофибриллы находятся на внешней стороне стенки, в то время как более новые микрофибриллы находятся на внутренней стороне стенки.
Функции клеточной стенки
Клеточные стенки обеспечивают жесткость и защиту. Для многоклеточных организмов клеточная стенка также связывает разные клетки вместе. Растения используют клеточную стенку как часть своей системы для поддержания формы и жесткости.
Она придает растению актуальную форму, действует как привратник, потому что она определяет, что может входить и выходить из ячейки, чтобы обеспечить защиту. Это похоже на внешние кирпичи замка, только, в этом замке есть отверстия. Эти отверстия делают клетку уязвимой, но они важны для ее функционирования.
Красное дерево и одуванчик имеют клеточные стенки снаружи всех своих клеток. Клеточные стенки предназначены для того, чтобы дать растениям форму и поддержку; однако клеточные стенки действуют и конструируются немного по-другому, чтобы удовлетворить потребности конкретного растения.
Например, 100-футовому дереву красного дерева нужна очень прочная и жесткая клеточная стенка растения, чтобы оно могло вырасти до своей большой высоты и не упасть на ветру. С другой стороны, маленький желтый одуванчик в поле должен иметь большую пластичность, чтобы он мог сгибаться, а не ломаться, когда ветер дует.
Вы когда-нибудь забывали поливать цветы? Возможно, они не смогут говорить, но они дадут вам знать, когда захотят пить, и начнут опускаться. Их форма по-прежнему поддерживается клеточной стенкой, так что, как только вы поливаете растение, оно может снова подняться. С другой стороны, если вы слишком много дали им воды, клеточная стенка также предотвращает перенасыщение водой, она защищает клетку от чрезмерного расширения.
Клеточная стенка защищает растение и клетки от многих насекомых и патогенных микроорганизмов, которые могут нанести вред растению, но клеточная стенка имеет свои уязвимые участки. По всей клеточной стенке есть отверстия, называемые плазмодесмами. Это отверстия, которые позволяют питательным веществам проникать в клетку, а также отходам, выходящим из клетки. Эти маленькие отверстия могут вызвать потерю клеткой воды, и именно тогда растение начнет опускаться. Но как только растение сможет выпить, оно вернется к своей правильной форме.
Структура растительной клеточной стенки
Стенки растительных клеток представляют собой трехслойные структуры со средней пластинкой, первичной клеточной стенкой и вторичной клеточной стенкой. Средняя пластинка является самым внешним слоем и помогает в межклеточных соединениях, удерживая соседние клетки вместе (другими словами, она располагается между клеточными стенками двух клеток и удерживает их вместе; именно поэтому она называется средней пластинкой, хотя это самый внешний слой).
Средняя пластинка действует как клей или цемент для растительных клеток, потому что она содержит пектины. Во время деления клетки формируется первая средняя пластинка.
Первичная клеточная стенка
Развивается когда клетка растет, поэтому она имеет тенденцию быть тонкой и гибкой. Она образуется между средней пластинкой и плазматической мембраной.
Она состоит из целлюлозных микрофибрилл с гемицеллюлозами и пектинами. Этот слой позволяет клетке расти со временем, но не слишком ограничивает рост клетки.
Вторичная клеточная стенка
Более толстая и более жесткая, поэтому она обеспечивает большую защиту растения. Она существует между первичной стенкой и плазматической мембраной. Часто первичная стенка фактически помогает создать эту вторичную стенку после того, как клетка заканчивает расти.
Вторичные клеточные стенки состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Лигнин является полимером ароматического спирта, который обеспечивает дополнительную поддержку растения. Это помогает защитить растение от нападений насекомых или патогенных микроорганизмов. Лигнин также помогает с водным транспортом в клетках.
Разница между первичными и вторичными клеточными стенками в растениях
Когда вы сравниваете состав и толщину первичных и вторичных клеточных стенок у растений, легко увидеть различия.
Во-первых, первичные стенки содержат одинаковое количество целлюлозы, пектинов и гемицеллюлоз. Однако вторичные стенки не содержат пектина и содержат больше клетчатки. Во-вторых, целлюлозные микрофибриллы в стенках первичных клеток выглядят случайными, но они организованы во вторичные стенки.
Хотя ученые обнаружили много аспектов функционирования клеточных стенок у растений, некоторые области все еще нуждаются в дополнительных исследованиях.
Например, они все еще узнают больше о фактических генах, вовлеченных в биосинтез клеточной стенки. Исследователи считают, что в этом процессе принимают участие около 2000 генов. Другая важная область исследования — как генная регуляция работает в клетках растений и как она влияет на стенку.
Клеточная стенка грибов
Клеточные стенки грибов содержат хитин, который является производным глюкозы, похожим по структуре на целлюлозу. Слои хитина очень жесткие; хитин — это та же молекула, которая содержится в жестких экзоскелетах животных, таких как насекомые и ракообразные.
Глюканы, которые являются другими полимерами глюкозы, также обнаруживаются в клеточной стенке гриба вместе с липидами и белками. У грибов есть белки, названные гидрофобинами в их клеточных стенках. Обнаруженные только в грибах, гидрофобины придают клеткам силу, помогают им прилипать к поверхности и помогают контролировать движение воды в клетки. У грибов клеточная стенка является наиболее внешним слоем и окружает клеточную мембрану.
Клеточная стенка бактерий
Бактериальная стенка имеет пептидогликаны.
Пептидогликан или мурейн — это уникальная молекула, которая состоит из сахаров и аминокислот в сетчатом слое и помогает клетке сохранять свою форму и структуру.
Клеточная стенка у бактерий существует вне плазматической мембраны. Стена не только помогает настроить форму ячейки, но также помогает предотвратить разрыв ячейки и разлив всего ее содержимого.