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34.6: Pflanzenzellen und Gewebe
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Plant Cells and Tissues
 
PROTOKOLLE

34.6: Plant Cells and Tissues

34.6: Pflanzenzellen und Gewebe

Plant tissues are collections of similar cells performing related functions. Different plant tissues will have their own specialized roles and can be combined with other tissues to form organs such as flowers, fruit, stem, and leaves. Two major types of plant tissue include meristematic and permanent tissue.

Meristematic tissue, the primary growth tissue in plants, is capable of self-renewal and indefinite cell division. Every cell in the plant originates from a meristem. Meristematic tissue is classified into one of three types depending on its location inside the plant - apical, lateral, and intercalary. Apical meristems are meristematic tissue located at the tip of root and stem, which enable elongation of plant length. Lateral meristems are present in the radial portion of the stem and root and increase the thickness or girth of the maturing plant. Intercalary meristems occur only in monocots at the base of the internode and leaf blade. The intercalary meristems increase the length of the leaf blade.

Permanent plant tissues are either simple (composed of similar types of cells) or complex (consisting of different kinds of cells). For example, dermal tissue is a simple permanent tissue that forms the outer protective covering. It protects the plant from physical damage and enables gas exchange. In non-woody plants, the dermal tissue is a layer of tightly packed cells called the epidermis. The cuticle, a waxy epidermal coating, is present on leaves and stems that prevent water loss. The epidermis has unique functions in different plant organs. For example, roots, water, and minerals absorbed from the soil enter through the epidermis.

Vascular tissue, in contrast, is an example of complex tissue that enables the transport of water and minerals through the plant. The vascular system is composed of two specialized conducting vessels: xylem and phloem. Xylem conducts water and minerals from the roots to different parts of the plant, and itself consists of three types of cells: xylem vessel, tracheids (both of which hold water), and xylem parenchyma. Phloem conducts organic compounds from the site of photosynthesis to different parts of the plant. It includes four different types of cells: sieve cells (which conduct photosynthesis), phloem parenchyma, companion cells, and phloem fibers. In the stem, the xylem and phloem together form a structure called a vascular bundle. In roots, this is called the vascular cylinder or vascular stele.

Parenchyma, Collenchyma and Sclerenchyma

Plant anatomy divides the organism into four primary organs - root, stem, leaf, and flower. These can subsequently be divided into three tissue types. For example, leaves consist of three different tissues -dermal, vascular, and ground tissues. Further, these tissues are each composed of up to three cell types-parenchyma, sclerenchyma, or collenchyma.

Parenchyma cells are living, metabolically active, and usually bounded by a thin and flexible primary cell wall. In general, parenchyma cells account for 90 percent of the cells found in herbaceous seed plants. These often occur in the cortex or pith of stems or roots, and the fleshy tissue of many fruits. Most parenchyma cells retain the ability to divide, making them essential in wound healing and tissue regeneration. Moreover, parenchyma cells perform specialized functions in plants such as photosynthesis, storage, or transport, and aid the vascular tissue by forming a route to exchange nutrients within or between xylem and phloem.

Collenchyma cells are also living, and are elongated in structure, consisting of an irregular thick cell wall that provides support and structure to the plant. These are the least common cell type and have cell walls composed of cellulose and pectin. The epidermal tissue of young stem and leaf veins consists of collenchyma cells. There are three general classifications of collenchyma cells, depending on location and pattern of cell wall thickenings - angular, annular, lamellar, and lacunar.

Sclerenchyma cells form protective or supportive tissue in higher plants. At maturity, these cells have limited physiological activity and are usually dead. Sclerenchyma cells have a cell wall with a thickened secondary layer made up of cellulose, hemicellulose, and lignin. The orientation of the cellulose provides a diverse combination of strength, flexibility, and stiffness in plant organs subjected to different compressive and tensile forces. Sclerenchyma occurs in three different forms - fibers, sclereids, and water-conducting sclerenchyma.

Pflanzengewebe sind Sammlungen ähnlicher Zellen, die verwandte Funktionen erfüllen. Verschiedene Pflanzengewebe haben ihre eigenen speziellen Rollen und können mit anderen Geweben kombiniert werden, um Organe wie Blumen, Früchte, Stiel und Blätter zu bilden. Zwei Haupttypen von Pflanzengewebe sind meristematische und dauerhafte Gewebe.

Meristematic Gewebe, das primäre Wachstumsgewebe in Pflanzen, ist in der Lage, selbstzuerneuern und unbestimmte Zellteilung. Jede Zelle in der Pflanze stammt aus einem Meristem. Meristematic Gewebe wird in eine von drei Arten in Jenach seiner Lage innerhalb der Pflanze klassifiziert - apikal, lateral und intercalary. Apische Meristme sind meristematische Gewebe an der Wurzel- und Stammspitze, die eine Dehnung der Pflanzenlänge ermöglichen. Laterale Meristme sind im radialen Teil des Stamms und der Wurzel vorhanden und erhöhen die Dicke oder den Umfang der reifenden Pflanze. Interkalary Meristems kommen nur in Monocots an der Basis der Internode und Blattklinge vor. Die interkalären Meristems erhöhen die Länge der Blattklinge.

Permanente Pflanzengewebe sind entweder einfach (bestehend aus ähnlichen Zelltypen) oder komplex (bestehend aus verschiedenen Arten von Zellen). Zum Beispiel ist dermales Gewebe ein einfaches Dauergewebe, das die äußere Schutzhülle bildet. Es schützt die Anlage vor physischen Schäden und ermöglicht den Gasaustausch. Bei nicht-holzigen Pflanzen ist das dermale Gewebe eine Schicht aus eng gepackten Zellen, die Epidermis genannt wird. Die Nagelhaut, eine wachsartige epidermale Beschichtung, ist auf Blättern und Stielen vorhanden, die Wasserverlust verhindern. Die Epidermis hat einzigartige Funktionen in verschiedenen Pflanzenorganen. Zum Beispiel gelangen Wurzeln, Wasser und Mineralien, die aus dem Boden aufgenommen werden, durch die Epidermis.

Gefäßgewebe hingegen ist ein Beispiel für komplexes Gewebe, das den Transport von Wasser und Mineralien durch die Pflanze ermöglicht. Das Gefäßsystem besteht aus zwei spezialisierten Leitgefäßen: Xylem und Phloem. Xylem leitet Wasser und Mineralien von den Wurzeln zu verschiedenen Teilen der Pflanze und selbst besteht aus drei Arten von Zellen: Xylemgefäß, Tracheiden (beide halten Wasser) und Xylem parenchym. Phloem leitet organische Verbindungen von der Stelle der Photosynthese zu verschiedenen Teilen der Pflanze. Es umfasst vier verschiedene Arten von Zellen: Siebzellen (die Photosynthese durchführen), Phloem parenchyma, Begleitzellen und Phloemfasern. Im Stamm bilden Xylem und Phloem zusammen eine Struktur, die als Gefäßbündel bezeichnet wird. Bei Wurzeln wird dies als Gefäßzylinder oder Gefäßstele bezeichnet.

Parenchym, Collenchym und Sklerenchym

Die Pflanzenanatomie teilt den Organismus in vier Primäreorgane - Wurzel, Stamm, Blatt und Blüte. Diese können anschließend in drei Gewebetypen unterteilt werden. Zum Beispiel bestehen Blätter aus drei verschiedenen Geweben - dermalen, vaskulären und gemahlenen Geweben. Darüber hinaus bestehen diese Gewebe jeweils aus bis zu drei Zelltypen Parenchym, Sklerenchym oder Collenchym.

Parenchymzellen sind lebend, metabolisch aktiv und werden in der Regel durch eine dünne und flexible primäre Zellwand begrenzt. Im Allgemeinen machen Parenchymzellen 90 Prozent der Zellen aus, die in krautigen Samenpflanzen gefunden werden. Diese treten oft in der Kortex oder Pith von Stielen oder Wurzeln, und das fleischige Gewebe von vielen Früchten. Die meisten Parenchymzellen behalten die Fähigkeit zu teilen, so dass sie wesentlich für die Wundheilung und Geweberegeneration. Darüber hinaus erfüllen Parenchymzellen spezielle Funktionen in Pflanzen wie Photosynthese, Lagerung oder Transport und unterstützen das Gefäßgewebe, indem sie einen Weg zum Austausch von Nährstoffen innerhalb oder zwischen Xylem und Phloem bilden.

Collenchymzellen leben ebenfalls und sind in ihrer Struktur langgestreckt, bestehend aus einer unregelmäßigen dicken Zellwand, die die Pflanze unterstützt und strukturiert. Diese sind der am wenigsten gebräuchliche Zelltyp und haben Zellwände, die aus Zellulose und Pektin bestehen. Das epidermale Gewebe junger Stamm- und Blattvenen besteht aus Collenchymzellen. Es gibt drei allgemeine Klassifikationen von Collenchymzellen, je nach Lage und Muster der Zellwandverdickungen - eckig, ringförmig, lamellare und lacunar.

Sklerenchymzellen bilden in höheren Pflanzen schützendes oder unterstützendes Gewebe. Bei der Reife haben diese Zellen eine begrenzte physiologische Aktivität und sind in der Regel tot. Sklerenchymzellen haben eine Zellwand mit einer verdickten Sekundärschicht, die aus Zellulose, Hemicellulose und Lignin besteht. Die Ausrichtung der Zellulose bietet eine vielfältige Kombination aus Festigkeit, Flexibilität und Steifigkeit in Pflanzenorganen, die unterschiedlichen Druck- und Zugkräften ausgesetzt sind. Sklerenchym kommt in drei verschiedenen Formen vor - Fasern, Skleriden und wasserleitendes Sklerenchym.

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