Клітинна стінка рослин.Іі хімічний склад.Матеріал для учнів 10 класу.

Що таке клітинна стінка? Клітинна стінка бактерій і грибів

Клітинна стінка є жорсткою оболонкою. Вона розташовується зовні цитоплазматичної мембрани. Розглянемо далі будова клітинної стінки.

Загальні відомості

Ця оболонка виконує транспортні, захисні і структурні функції. У багатьох найпростіших відсутня клітинна стінка. Тварин природа також обділила цим елементом. Оболонка виявляється у більшості прокаріотів, архей, представників флори.

Клітинна стінка бактерій

Оболонка включає в себе муреїн (пептидоглікан). Вона буває грампозитивних і грамнегативних. Клітинна стінка бактерій першого типу містить виключно товстий шар пептидоглікану. Він щільно прилягає до мембрани і пронизаний ліпотейховимі і тейховимі кислотами. Грамнегативна клітинна стінка містить більш тонкий шар пептидоглікану. між плазматичноїмембраною і їм присутній Периплазма. Зовні оболонка оточується ще одним шаром. Він представлений у вигляді липополисахарида. Ця мембрана виступає в якості пирогенного ендотоксину.

Клітинна стінка рослин

В якості ключового елемента в оболонці виступає целюлоза. Клітинна стінка вважається найважливішою особливістю вищих представників флори. Вона являє собою переважно полімерний складноорганізованний матрикс. Клітка, в якій відсутня стінка, іменується протопластом. В оболонках присутні спеціальні поглиблення. Через ці пори проходять плазмодесми - цитоплазматические канальці. Ними одна клітинна стінка рослин з`єднується з іншого. Ці канальці забезпечують обмін речовин між ними. Слід сказати, що клітинна стінка грибів набагато простіше, ніж оболонка елементів вищих представників флори.

Хімічний склад

Він відрізняється в залежності від виду клітини і тканини, в якій вона присутня. У деяких випадках хімічний склад змінюється і в межах однієї оболонки навколо протопласта. Целюлозні молекули за допомогою водневих зв`язків формують пучки. Вони іменуються мікрофібрилами. Переплетені пучки утворюють каркас оболонки. Клітинна стінка грибів в більшості випадків в цій ділянці містить хітин. Мікрофібрили знаходяться в матриксі оболонки. Він, в свою чергу, включає в себе різні хімічні речовини. Серед них переважають полісахариди. До них, зокрема, відносять пектинові речовини і геміцелюлози. Розглянемо їх.

геміцелюлози

Вони являють собою групу полісахаридів. Це полімери гексоз і пентоз - глюкози, галактози, манози, ксилози і ін. Геміцеллюлозние молекули, як, власне, і целюлозні, представлені у формі ланцюга. Однак від останніх їх відрізняє менша довжина, сильна розгалуженість і менша впорядкованість. Ці ланцюги легше руйнуються ферментами і розчиняються.

пектинові речовини

Вони представлені полімерами, сформованими з моносахаридів (галактози і Арабіноза), галактуроновой (цукрової) кислоти, метилового спирту. Молекули пектинових речовин довгі. Вони можуть бути розгалуженими або лінійними. У них присутня велика кількість карбоксильних груп. Це забезпечує можливість їх з`єднання з іонами Са2- і Mg2 +. В результаті з`являються студнеобразниє, клейкі пектати кальцію і магнію. Згодом з них формуються серединні пластинки, якими одна клітинна стінка прикріплюється до іншої. Іони металів можуть обмінюватися на інші катіони. Це обумовлює Катіонообменная здатність оболонок. Пектинові речовини і пектати у великій кількості присутні в клітинних стінках безлічі плодів. Оскільки при їх вилученні та подальшому додаванні цукру формуються гелі, пектини застосовують як желеутворюючих речовин при виготовленні мармеладу.

матрикс

Крім вуглеводних елементів, в ньому присутня структурний протеїн екстенеін - гліконротеін. За своїм складом цей білок близький до колагенів, присутнім в міжклітинному просторі тварин. Матрикс займає близько 60% сухої речовини оболонки. Він не просто заповнює між мікрофібрилами проміжки, а формує міцні хімічні (ковалентні і водневі, зокрема) зв`язку між безпосередньо пучками целюлозних молекул і макромолекулами. Це забезпечує необхідну міцність стінки клітини, її пластичність і еластичність.

лігнін

Він виступає в якості основного інкрустують речовини в оболонці. Лігнін являє собою полімер з нерозгалуженими молекулами, що складаються з ароматичних спиртів. Після припинення росту елементів починається інтенсивна лігніфікації. В ході неї молекули целюлози просочуються полімером. Лігнін може накопичуватися у вигляді окремих ділянок - кілець, сітки або спіралей. Це, зокрема, характерно для клітинних стінок ксилеми - провідної тканини. Накопичення може відбуватися і у вигляді суцільного шару. Чи не відкладається полімер тільки в тих ділянках, де відбуваються контакти сусідніх клітин у вигляді плазмодесм. Лігнін, скріплюючи волокна целюлози, діє як жорсткий і дуже твердий каркас. Він підсилює міцність оболонок на стиск і розтяг. Лігнін також забезпечує додатковий захист від хімічних і фізичних впливів, знижує водопроникність. Зміст полімеру в оболонці може досягати 30%. Інкрустація лігніну часто призводить до одревеснению стінок. Це, в свою чергу, тягне за собою відмирання вмісту. У поєднанні з целюлозою лігнін надає специфічні властивості деревині. Це, в свою чергу, робить її універсальним будматеріалом.

жироподібні речовини

Вони також можуть відкладатися на оболонку. До жироподібним речовин відносять кутин, віск і суберин. Останній накопичується зсередини клітини. Він робить її майже непроникною для розчинів і води. В результаті відбувається відмирання протопласта і заповнення клітини повітрям. Цей процес називається опробковенію. Він спостерігається в покривних тканинах у багаторічних деревних насаджень. Оболонка епідермальних клітин захищається воском і кутином. Вони є гідрофобними речовинами. Їх попередники секретируются на поверхню з цитоплазми. Там відбувається їх полімеризація. Кутіновий шар, як правило, пронизаний полісахаридними елементами (пектином і целюлозою). Він формує кутикулу. Віск часто накопичується в кристалічному вигляді на поверхні елементів рослин (на плодах, листках) і утворює специфічний наліт. Разом з кутикулою він забезпечує захист клітці від проникнення інфекцій і різних пошкоджень. Крім цього, вони знижують випаровування води.

мінералізація

Вона відбувається в стінках епідермальних клітин деяких рослин (осок, злаків та інших). Мінеральні речовини в них накопичуються в чималій кількості. В першу чергу виявляються кремнезем і карбонат кальцію. У процесі мінералізації стебла і листя насаджень набувають жорсткість, твердість і в меншій мірі піддаються пошкодження.

висновок

Клітинні стінки рослин виконують безліч функцій. Зокрема, вони забезпечують жорсткість для механічної і структурної підтримки, надають форму, направляють зростання. Оболонка перешкоджає тургору - осмотичного тиску. Це особливо важливо у випадках, коли в рослину надходить додатковий обсяг води.