Leseprobe - Beck-Shop

Bau und Funktion pflanzlicher Zellen
Botanik
im Überblick
ORGANELLEN
Nucleolus
Organellen sind abgetrennte Kompartimente der Zelle mit spezifischen Funktionen:
Golgi• Endoplasmatisches Reticulum (ER): verzweigtes System aus membranumgrenzten flachen Zisternen und Tubuli;
Zellkern
Plasmodesmen
Apparat
ER benachbarter Zellen ist über Plasmotubuli in Plasmodesmen verbunden; ER-Membran steht mit Kernhülle in
freie
Verbindung; Unterteilung in:
Ribosomen
--raues ER (rER): mit Ribosomen besetzt (Proteinsynthese direkt in das ER-Lumen); Synthese von Membrankomponenten, Export- und Speicherproteinen; Proteine im rER können so modifiziert werden, dass sich ihr
Bestimmungsort und ihre Funktion ändert,
--glattes ER (sER): ohne Ribosomen; Lipid-, Isoprenoid- und Flavonoidsynthese,
• Zellkern: enthält Chromosomen und Nucleoli; Austausch von Proteinen und RNA zwischen Kern und Cytoplasma
durch Kernporen; Ort der Replikation, Transkription und der RNA-Prozessierung, Ribosomenbiogenese,
• Ribosomen: Partikel aus Protein und RNA; 80S-Ribosomen frei oder an ER gebunden, 70S-Ribosomen in PlastiVakuole
den und Mitochondrien; Ort der Translation (Proteinbiosynthese),
• Mitochondrien: besitzen eine doppelte Membran und ein eigenes zirkuläres Genom (mtDNA, Chondrom); Ort
der respiratorischen Elektronentransportkette und des Citratzyklus, der Fettsäuresynthese und der Umwandlung
von Fetten in Kohlenhydrate, Oberflächenvergrößerung durch Einfaltung der inneren Membran,
• Golgi-Apparat: geschichtete, von Membranen umgebene Zisternen; die cis-Seite nimmt Vesikel, die vom ER
kommen, auf, während an der trans-Seite Vesikel abgeschnürt werden, die dann zur Plasmamembran oder zum
raues
Tonoplasten wandern; im Golgi-Apparat finden die Weiterverarbeitung der am rER synthetisierten Proteine, endoplasmatiOligo- und Polysaccharidsynthese sowie Transport- und Sekretionsprozesse statt,
sches Reticulum
glattes
Mitochondrium
Peroxisom
• Peroxisomen: enthalten Oxidasen und Katalase (zum Abbau von H2O2); akkumulieren Nebenprodukte biocheendoplasmamischer Reaktionen in Pflanzenzellen je nach spezifischer Enzymausstattung unterteilt in:
Chloroplast
Zellwand
Plasmamembran tisches Reticulum
--Blattperoxisomen: Photorespiration in photosynthetisch aktiven Blättern,
--Glyoxysomen: in Speichergeweben b-Oxidation der Fettsäuren, Glyoxylatzyklus,
• Cytoplasma: wässriges Kompartiment, durch Plasmamembran begrenzt, enthält gelöste Stoffe; Synthese von kerncodierten Proteinen, Speicherlipiden, Nucleotiden, Saccharose, Sekundärstoffen; Glykolyse; Verbindung zum Cytoplasma benachbarter Zellen über Plasmodesmen (Bildung des Symplasten),
• Plasmamembran: Lipiddoppelschicht, die die Zelle gegen die Zellwand abgrenzt und den Stoffaustausch zwischen Zellinnerem und dem umgebenden Milieu reguliert,
• Cytoskelett: fädige Proteinstrukturen (Mikrofilamente aus Actin, Mikrotubuli aus a- und b-Tubulin) im Cytoplasma; an Plasmaströmung und Chromosomenverlagerung beteiligt.
VAKUOLE
ZELLWAND
Die Vakuole ist das größte Kompartiment (80% des
Zellvolumens); enthält sauren Zellsaft, mit gelösten
anorganischen Ionen, Kohlenhydraten, organischen Säuren, Aminosäuren, Farbstoffen, Gerbstoffen, Alkaloiden, Glykosiden von Phytohormonen,
hydrolytischen Enzymen; vom umgebenden Cytoplasma durch Tonoplast (Membran) abgegrenzt;
dient der Osmoregulation, der vorübergehenden
Speicherung und Endablagerung von Substanzen;
der hydrostatische Binnendruck, Turgor, ist gegen
die Zellwand gerichtet, der aufgebaute Wanddruck
verleiht den Zellen Festigkeit.
Vakuole
2 mm
PLASTIDEN
Plastiden sind von einer doppelten Membran umgeben; besitzen ein eigenes zirkuläres Genom
(ptDNA, Plastom); Proplastiden (hauptsächlich in Meristemen) sind die Ausgangsstadien für weitere Plastidenformen:
• Chloroplasten: grün, mit Chlorophyll und Carotinoiden; farbloser Innenraum (Stroma) wird
von lamellar angeordneten Membranvesikeln (Thylakoiden) durchzogen; das Stroma enthält
70S-Ribosomen, DNA und Enzyme für die CO2-Assimilation; an Thylakoidmembranen sind
u.a. Pigmente, die Proteinkomplexe der photosynthetischen Elektronentransportkette, mobile
Elektronenüberträger und die ATP-Synthase gebunden; Orte der Photosynthese, der Synthese
von Stärke, Fett- und Aminosäuren,
• Chromoplasten: gelb, rot, nur mit Carotinoiden; entstehen aus Chloro- oder Leukoplasten, in
Blüten und Früchten; Färbung kann Bestäubung und/oder die Ausbreitung durch Tiere fördern,
• Leukoplasten: farblos, Speicherung von Reservestoffen wie Stärke, Proteine und Lipide,
• Gerontoplasten: mit Carotinoiden; entstehen aus Chloroplasten; im Herbstlaub; Endstufen
der Plastidenentwicklung.
Die Zellwand umgibt den Protoplast; wirkt dem
Turgor (Zellinnendruck) entgegen und dient so als
Außenskelett der Formgebung und Zellstabilisierung. Die Zellwand ist hauptsächlicher Bestandteil
des Apoplasten, dem wässrigen Raum außerhalb
der Plasmamembran.
• Mittellamelle aus Pectin; bewirkt Zusammenhalt
zwischen einzelnen Zellen,
• Primärwand aus Pectin, Hemicellulosen, Cellulose und Proteinen; von innen der Mittellamelle
aufgelagert; kann während der Zellstreckung irreversibel gedehnt werden,
• Sekundärwand bis zu 90% aus Cellulose, auch
mit Lignin, Suberin, Cutin; nach Abschluss des
Flächenwachstums von innen aufgelagert; Plasmodesmen (Cytoplasmastränge) durchbrechen
die Zellwand und verbinden das Cytoplasma benachbarter Zellen.
Im Stroma wird das
ATP zur Umwandlung
von CO2 in Glucose
verwendet.
endoplasmatisches
Reticulum
Zellwände
Plasmamembranen
Zelle 1
Zelle 2
Mittellamelle
Desmotubulus Plasmodesmos
Der Plasmodesmenkanal ist mit Plasmamembran ausgekleidet. Zahlreiche Moleküle
können durch den Kanal frei von Zelle zu
Zelle passieren.
In den Thylakoidmembranen fängt
das Chlorophyll Lichtenergie ein
und wandelt sie in chemische
Energie (ATP) um. Dabei wird
Sauerstoff freigesetzt.
Chloroplasten
Stroma
Blattzelle
Thylakoid
Granum
(Thylakoidstapel)
Leukoplast
Innenmembran
Chromoplast
Stärkekörner
5 mm
Bot_I_S1.indd 1
1 mm
Außenmembran
75 mm
20.03.2009 9:25:15 Uhr