ActionTeaser.ru - тизерная реклама

**Строение клеточной стенки у растений

Как уже отмечалось  выше,в клетках  высших растений  встречаются  все органеллы ,обнаруживаемые в животных клетках ,за исключением  центриолей  В них имеются  ,однако,  и свои  особые структуры ,рассмотрению  которых  посвящен этот  раздел

Клеточные стенки

Растительные клетки ,подобно клеткам  прокариот  и грибов ,заключены  в сравнительно  жесткую  клеточную стенку Материал  для построения  этой клеточной стенки секретирует  сама заключенная  в ней живая клетка (протопласт) По своему химическому составу  клеточные стенки  растений  отличаются  от клеточных  стенок  прокариот и грибов  ,но этим структурам  свойственны  некоторые общие функции  ,а именно  функции  опоры  и защиты ;кроме того,и те  и другие  ограничивают  подвижность клеток  Клеточная стенка  ,отлагающаяся  во время деления  клеток  растения ,называется первичной клеточной стенкой Позже  в результате  утолщения она может превратиться  во вторичную  клеточную стенку

Строение  клеточной стенки

Первичная  клеточная  стенка  состоит  из целлюлозных микрофибрилл ,погруженных  в  матрикс  ,в состав которого  входят сложные  полисахариды Целлюлоза  тоже представляет собой  полисахарид Особо важное  значение  для той роли  ,которую целлюлоза  выполняет в клеточных стенках ,имеют ее волокнистое  строение  и высокая  прочность  на разрыв ,сравнимая  с прочностью стали  Отдельные молекулы  целлюлозы -это длинные  полисахаридные цепи Множество  таких молекул  ,сшитых друг с другом поперечными  водородными  связями ,собраны в прочные пучки ,называемые микрофибриллами Погруженные в матрикс  микрофибриллы  образуют каркас клеточной стенки Матрикс  клеточной стенки  состоит из полисахаридов  ,которые для удобства описания  делят  обычно  на пектины и гемицеллюлозы в зависимости  от их растворимости  в различных растворителях ,употребляемых  для экстракции Пектины  ,или пектиновые  вещества ,при экстракции обычно выделяются  первыми  ,поскольку  их растворимость выше Это-смешанная  группа  кислых полисахаридов (построенных  из моносахаридов  арабинозы  и галактозы ,галактуроновой  кислоты, принадлежащей  к классу  сахарных  кислот ,и метанола )Длинные  молекулы  пектиновых  веществ  могут быть линейными  или разветвленными  Срединная пластинка ,скрепляющая  стенки  соседних  клеток ,состоит  из клейких  студнеобразных  пектатов  магния и кальция  В клеточных стенках  некоторых  созревающих  плодов  нерастворимые  пектиновые вещества  превращаются  снова  в растворимые  пектины  При добавлении сахара  эти последние  образуют гели ; поэтому  их используют  как желирующие вещества

Гемицеллюлозы -это смешанная  группа  полисахаридов ,растворимых  в щелочах (к ним  относятся полимеры  ксилозы ,галактозы ,маннозы,  глюкозы  и глюкоманнозы ) У гемицеллюлоз  ,как и  у целлюлозы ,молекулы  имеют форму  цепи ,однако  их цепи короче ,менее упорядочены  и сильнее  разветвлены

Клеточные стенки  гидратированы :60-70% их массы обычно  составляет вода  По свободному пространству  клеточной  стенки  вода перемещается беспрепятственно  Присутствие воды   оказывает влияние  на химические  и физические свойства полисахаридов  клеточной стенки


Материалы  с повышенной механической прочностью ,подобные  материалу  клеточной стенки ,то есть состоящие  более чем  из одного  компонента ,называются композиционными  материалами или  композитами ;их прочность  обычно выше ,чем у каждого из компонентов  в отдельности  Системы из волокон и матрицы (в технике  основу композиционного материала  называют не матриксом ,а матрицей) находят  широкое  применение  в технике ,так что  на изучение  их свойств  как в технике ,так и  в биологии  тратится  много усилий Матрица ,работающая  на сжатие ,передает  напряжение  волокнам ,работающим  на растяжение  Она же обеспечивает  абразивную  стойкость и ,по-видимому ,стойкость к неблагоприятным химическим воздействиям ,возможным  в тех или иных  условиях В строительном  деле издавна  применяется  железобетон,то есть  сочетание  бетона  со стальной  арматурой Позже появился  более легкий  композиционный материал ,в котором  роль матрицы  играет пластик ,а роль арматуры -стеклянное  или углеродное  волокно  Древесина  представляет собой  композиционный материал ;своей  прочностью  она обязана  клеточным  стенкам  Примером  жестких  композиционных  материалов  биологического  происхождения могут  также служить  кость ,хрящ и покрывающая экзоскелет  членистоногих  кутикула  Существуют и гибкие  композиционные  материалы  ,например соединительная ткань

У некоторых  клеток,например  у клеток  мезофилла листа ,на всем  протяжении  их жизни  имеется только  первичная  клеточная стенка  Однако  у большинства  клеток  на внутреннюю  поверхность первичной  клеточной стенки (кнаружи  от плазматической мембраны) отлагаются  дополнительные слои  целлюлозы ,то есть  возникает  вторичная  клеточная стенка Обычно  это происходит  после того,как клетка  достигнет  своего  максимального размера  ,и лишь  немногие клетки  ,например  клетки  колленхимы ,продолжают  рост  во время  этой фазы  Вторичное  утолщение  клеточных стенок  растения  не следует путать  с вторичным  утолщением (вторичным ростом) самого растения  ,то есть с увеличением  толщины ствола  в результате  добавления  новых  клеток

В любом слое  вторичного  утолщения  целлюлозные волокна  располагаются  под одним  и тем же углом ,но в разных  слоях  этот угол  различен ,чем и обеспечиваются  еще большая  прочность  структуры

Некоторые клетки ,такие,как трахеальные  элементы  ксилемы  и клетки  склеренхимы ,претерпевают интенсивную  лигнификацию (одревеснение );при этом  все слои  целлюлозы (первичный  и три вторичных) пропитываются  лигнином -сложным полимерным  веществом ,не относящимся  к полисахаридам  В клетках  протоксилемы  отложения лигнина имеют  кольцевую  ,спиральную  или сетчатую форму  В других случаях  лигнификация  бывает сплошной ,если не считать  так называемых  поровых  полей ,то есть  тех участков  в первичной клеточной  стенке  ,через которые  осуществляются  контакт  между  соседними  клетками при помощи  группы  плазмодесм Лигнин  скрепляет  целлюлозные  волокна  и удерживает  их на месте  Он действует  как очень твердый  и жесткий матрикс ,усиливающий  прочность  клеточных стенок  на растяжение  и в особенности на сжатие  (предотвращает  прогибы)  Он же обеспечивает  клеткам  дополнительную защиту  от неблагоприятных  физических  и химических  воздействий Вместе  с целлюлозой ,остающейся  в клеточных стенках  ,лигнин придает  древесине  те особые свойства ,которые  делают ее незаменимым  строительным материалом

Other Posts

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Тизерная сеть GlobalTeaser