Die Rolle der Zellwand in Pflanzen und Phloemtransport

(Punkt 1) - Die Mitgliedschaft in der physikalischen Zellwand: Hinsichtlich der Zusammensetzung der physischen Mauer gebildet aus verschiedenen Schichten unterscheiden sich in Dicke, chemischer Zusammensetzung und der Richtung der Mikrofibrillen. Ab dem entferntesten Punkt von der Plasmamembran befindet sich ein Interzellulärraum der pflanzlichen Zelle, die primäre Wand, und dann die sekundäre Wand. - Primäre Wand: Sie ist eine flexible Struktur, die Wachstum und Änderungen des Plasma-Volumens aufnehmen kann. Sie besteht aus Zellulose und einer amorphen Matrix mit einer Fülle von Pektinen bei Dikotyledonen und Monokotyledonen in spärlicher Form. Wenn das Wachstum beginnt, wird die primäre Wand sehr verholzt, was nicht umgekehrt der Fall ist. Die Zellen der Mikrofibrillen sind der primären Zellwand meristematisch und bilden eine multiaxiale einfache Form in der amorphen Matrix (verschiedene Modelle, keine demonstriert). In der primären Wand erlauben die Diskontinuitäten die direkte Kommunikation zwischen benachbarten Zellen durch Plasmodesmen. - Sekundäre Wand: Sie hat die gleichen Komponenten wie die primäre Wand, jedoch mit einem völlig anderen Charakter. Die Mikrofibrillen aus Zellulose sind sehr reichlich in der sekundären Wand vorhanden, und die amorphe Matrix, in der Hemicellulosen überwiegen. Sie kann in die Untergruppe 3 eingeteilt werden: S1: gebildet aus Mikrofibrillen, die einen Winkel von 50 ° in Bezug auf die Zentrierung der Zelle bilden. - S2: ist die dickste und in mehrere Untergruppen unterteilt, die einen Winkel von 10 ° in Bezug auf die Längs-Zentrierung bilden. - S3: bildet nun in einer einzigen Helix Sublamellen von S2, die einen Winkel von 80 ° bilden. (Punkt 1) - Die Rolle der Zellwand bei der Verteidigung der Pflanze. Die oberen Schichten waren nicht in der Lage, sich zu bewegen, da sie ein chemisches Abwehrsystem entwickelt haben. Es kann davon ausgegangen werden, dass es zwei Gruppen von Verbindungen gibt: die konstitutiven, die immer in Geweben vorhanden sind, und die induzierbaren, die nur vorhanden sind, wenn die Pflanze von einem Pathogen angegriffen wird. Konstitutive: physische Barrieren (Wand-Komponenten), Lignin, Cutin, Suberine, Wachse. Löschmittelsperren (Anwesenheit von Inhibitoren an der Wand und der Vakuole), Saponine, Glucosinolate usw. Induzierbare: lokale und systemische Reaktionen, Stärkung der Zellwände (CAL-Platte, Lignin), PR-Proteine (pathogeneseverwandte Proteine), Fitoalexine (Antibiotika). Überempfindlichkeitsreaktion (programmierter Zelltod). (Punkt 1) - Eigenschaften & F (x) die physiologischen Pektine. (Extraktion mit kochendem Wasser) sauer: reich an höheren Pflanzen. Sie sind durch die Anwesenheit von polyuronischen Säuren gekennzeichnet. Ein Beispiel sind die Ramnogalacturonane, nicht verzweigte Ketten von alpha (1,4) D-Galacturonsäure, die weiterhin mit alpha (1,2) L-Rhamnose verbunden sind, wodurch das Molekül eine Zick-Zack-Form annimmt. Die negativen Ladungen der Carboxylreste der Pektine bilden mit Calcium koordinierte Calcium-Pektate. Pektische Stoffe sind die Basis für Konfitüren und werden in der Lebensmittelindustrie als Verdickungsmittel, Stabilisatoren und Emulgatoren geschätzt. Der Fall Ramnogalacturonan II (RGII): Pektin, das in seiner Komplexität einzigartig ist. An ihrer Synthese sind 50-60 Enzyme beteiligt, und sie hat 12 verschiedene Mono- und 22 Verknüpfungen. Einige Monosaccharide wie L-Arabinose wurden nicht so weit gefunden, dass sie keine anderen Moleküle bilden. Ihre Struktur ist gut erhalten und sehr resistent gegen enzymatischen Abbau. Borat-Diester bilden Dimere, die die beiden Ketten von Bor-Sets RGII über ihre jeweiligen Residuen verbinden. Bor ist ein essentielles Element für Pflanzen. Studien an Bor-Mangel-Pflanzen zeigten mikroskopisch eine Störung der Wände und eine Verkleinerung der Größe, was zu Effekten führte, die die Versorgung mit Elementen im Anbau beeinträchtigen.

(Artikel 2 und 3) - Phloem: Die wichtigsten Mechanismen der Be- Einrichtungen: Der Körper produziert Organe, deren Synthese eine bestimmte Verbindung höher ist als der Verbrauch. Im Fall der Saccharose produzieren die Organe erweiterte Blätter. Einmal im Zytoplasma der Mesophyllzelle synthetisiert, bewegt sich die Saccharose im Blatt-Kreislaufsystem, wobei diese Bewegung eine kurze Entfernung von 2 oder 3 Zellen über simplastische Verbindungen erfolgt. Es kann davon ausgegangen werden, dass es zwei Arten von Phloem-Ladungen gibt: - Typ I: Hier treten simplastische Ladungen auf (80% der abwertenden Bäume), die Anlagen mit einer sehr großen Anzahl von zellulären Plasmodesmen zwischen Erzeuger- und Begleitern sind. Einige Arten haben keine Unterschiede in Bezug auf den osmotischen Druck der [Saccharose] zwischen den Mesophyllzellen und den Begleitern. In diesem Fall kann man nicht von einer Ladung sprechen, da es eine Kontinuität simplastischer Verbindungen zwischen photosynthetischen Zellen und den Phloemzellen gibt. Bei anderen Arten sind die Moleküle, die die Begleiter begleiten, aus Saccharose (z. B. Raffinose) synthetisiert. Die Plasmodesmen dieser Zellen behalten eher die Fähigkeit, diese Verbindungen zu schaffen, was einen günstigen Verlauf für den Transport von Saccharose in die Cribos-Zellen ermöglicht. - Typ II: Bei apoplastischen Verbindungen, die 80% der krautigen abwertenden Pflanzen produzieren, gibt es eine geringe Präsenz von Plasmodesmen zwischen den Zellen und den Begleitern. Es gibt Arten, bei denen die [Saccharose] im phloematischen Rohr höher ist als im Mesophyll. In diesen Fällen sollte die Ladung aktiv sein, was notwendig ist, um die Saccharose aus dem apoplastischen Raum zu transportieren. Lany 1983 stellte eine Hypothese vor, die einen möglichen Mechanismus der aktiven Phloem-Ladung erklärt, bei dem ein elektrochemischer Gradient mit der x-4-ATPase der Plasmamembran erzeugt wird. Saccharose wird durch einen Simport mit H+ transportiert. Die Ladung der Saccharose erfolgt durch einen sekundär aktiven Transportmechanismus in den Begleitern. Die Hemmung der Glykolyse in den begleitenden Zellen blockiert den Lademechanismus. Experimentell wurde verifiziert, dass die Pyrophosphatase sowohl die Glykolyse als auch die TB hemmt, was zu einer starken Hemmung der Saccharose-Ladung führt. Die Lage normalisierte sich durch eine cytosolische Invertase. (Punkt 2) - Regulation des Öffnens/Schließens des estromatischen CO2-Absorptionsmechanismus: In jedem Betrieb wird ein kleiner Teil der molekularen Bestandteile, einer der streuenden Medien, wo Stoffwechselvorgänge stattfinden, und der größte Teil des Blattes geht in Dampf verloren, in einem Prozess, der als Transpiration bezeichnet wird. Zwischen 50-85% des Wassers wird durch den Prozess der Transpiration der Pflanzen wieder in die Atmosphäre abgegeben. Eine Vegetation kann bis zu dreimal mehr Wasser verlieren. In einem Querschnitt des Blattes (Anlage C3) finden wir: - Nagelhaut: Cutin, wasserdicht und variable Dicke. - Epidermis: 1 Schicht ohne Chloroplasten. Spaltöffnungen. - Mesophyll: Mesophyll-Lücken in der Palisade -> viele Chloroplasten. - Syst. Host von Xylem und Phloem. Transpiration erfolgt in den Strukturen, die Spaltöffnungen genannt werden. Die Spaltöffnungen umfassen: - Die Wachstumszellen (oder nicht mehr) und zwei mit einer linearen Verteilung, sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite, die in Monokotyledonen und der Blattform und Verteilung der Bohnen-Latz, meist an der Unterseite, die dikotyle Pflanzen sind. - Wenn das Stoma geöffnet ist, sind die Wachstumszellen getrennt, wodurch ein Raum entsteht, in dem es einen Interzellulärraum gibt, die subestomatische Kammer. - Die Wachstumszellen sind von Begleitern umgeben, die morphologisch von den anderen Epidermiszellen abweichen können oder auch nicht. Charakteristika der Begleitern: Mikrofibrillen der Zellwand sind quer zur Längsachse der Zelle angeordnet, was eine Verformung in Längsrichtung ermöglicht. Sie haben keine Plasmodesmen. Sie haben Chloroplasten ohne funktionelle Calvin-Zyklen. Wenn das Stoma geschlossen ist, stellt die Zelle einen erhöhten Gehalt an Stärke dar, was zu einem Anstieg des osmotischen Drucks (-1,9 MPa) und einer Abnahme von [K+] (0,1) führt, während, wenn es geöffnet ist -> niedriger osmotischer Druck (-3,5 MPa) und erhöhte [K+] (0,5 M), im Gegensatz zu den Begleitern. Das Stroma überschreitet, wenn nach einem Anstieg des osmotischen Potentials Wasser in das Innere des Himmels eindringt. Theorie der Öffnung und Schließung der Stomata: Der Öffnungsfaktor steuert die Verfügbarkeit von CO2 in den Mesophyllzellen. Der Öffnungs- und Schließmechanismus ist empfindlich gegenüber pH-Veränderungen. Eine mögliche Reaktion könnte folgende sein: 1. Wenn [CO2] in der Zelle gering ist, steigt der zytoplasmatische pH-Wert, was den Prozess des Stärkeabbaus aktiviert, Glykolyse QX Frau PEP aktiviert. 2. PEP-Carboxylase (PEPC) könnte bei steigendem pH-Wert die Bildung von Oxalessigsäure (OAA) aus PEP und Bikarbonat katalysieren. OAA wird mit dem NADPH, das in den Chloroplasten erzeugt wird, reduziert, was zur Bildung von Malat DH und Apfelsäure führt. 3. Bei basischem pH-Wert liegt Apfelsäure in dissoziierter Form vor und dient als H+-Transporter, um den elektrochemischen Gradient der Plasmamembran zu erzeugen, was den Transport von K+ in die Begleiterzellen ermöglicht. K+ und Malat werden transportiert und in Vakuolen angesammelt, was zu einer Senkung des osmotischen Drucks in der Zelle führt. 4. Nach dem Anstieg des osmotischen Potentials bewegt sich das Wasser in die Begleiterzellen. Die Bewegung des Wassers führt dazu, dass das Stoma geöffnet wird. 5. Wenn [CO2] steigt, hemmt der niedrige pH-Wert die Enzyme, die am Öffnungsprozess beteiligt sind, und leitet den umgekehrten Vorgang ein, was zur Schließung der Stomata führt. (Punkt 3) - Eine Theorie zur Erklärung eines möglichen Mechanismus, wie der Transport im Phloem stattfindet: Die Massenstromhypothese erklärt die Bewegung von gelösten Stoffen im Phloem, die 1930 von Münch eingeführt wurde. In dieser Hypothese wird das Phloem als ein System betrachtet, in dem die Bewegung von Saccharose passiv nach einem osmotischen Gradienten zwischen Erzeugern und Verbrauchern erfolgt. Die Belastung von Saccharose in den Cribos-Rohren erfolgt durch die Hersteller, die eine Reduzierung des osmotischen Drucks bewirken, was Wasser anzieht. Der Eintritt von Wasser in die Phloem-Rohre führt zu einem Druckanstieg, was zu einer Verschiebung des Phloemsap für die Verbraucher führt. Die Verbraucherorganisationen müssen den osmotischen Druck durch den Verzehr von Saccharose aufrechterhalten. Das Wasser bewegt sich mit der Saccharose im Xylem, was zu einem Anstieg des Drucks führt. Diese Theorie wird durch die Bewegung der Saccharose in Angiospermen unterstützt, wobei der Vorstand der Cribos zwischen den Perforationen präsentiert wird. -> Bei den Gymnospermen können die Verbindungen zwischen den Zellen unterschiedlich sein, was bedeutet, dass die Transportmechanismen variieren können, da die Theorie des Massenstroms auf der Tatsache beruht, dass die Cribos-Rohre einen niedrigen Widerstand gegen die Bewegung aufweisen. -> Auch die Gültigkeit der Theorie wird durch die Tatsache bestätigt, dass eine bidirektionale Strömung in einem Rohr-Treiber existiert, was bedeutet, dass sie nicht bis zur Gegenwart gezeigt wurde. Zugunsten -> experimentell gefundene Gradienten und der Druck zwischen Herstellern und Verbrauchern. - Richtung des Verkehrs: Es wurde bestätigt, dass die Verteilung immer gegenüber dem Verbraucher + Proximal auf der gleichen Seite der Anlage erfolgt, auf der sich der Hersteller befindet. Bei fehlenden Herstellern ist der Austausch und Transfer nur für die Hersteller möglich, die die Saccharose für alle Verbraucher bereitstellen. - Regulierung über die Richtung des Verkehrs; 2 Typen: passiv: der größere Verbraucher oder der Verbrauch von Saccharose + + hohe Gefälle zwischen ihm und dem Produzenten, was den Transport in seine Richtung fördert. Aktiv: hormonelle Regulation, die sowohl die Lasten der Erzeuger als auch der Verbraucher je nach Situation reguliert. - Einschränkungen der Verbraucher: Während der vegetativen Wachstumsphase gibt es Einschränkungen aufgrund der begrenzten Kapazitäten der Nutzung junger Blätter. Im Allgemeinen können ältere Blätter nicht 100% der Photosynthese durchführen. - Einschränkungen der Hersteller: Die Dominanz oder andere Übertragungen hängen vom Zeit-Zyklus der Pflanze ab. So dominieren während der reproduktiven Phase die Früchte und Samen über die vegetativen Organe. Die Konkurrenz führt zu einem Rückgang des Wachstums von Organen - begünstigt die Verteilung von ähnlichen jungen Blättern zwischen Verbrauchern und Produzenten = reifen Blättern.