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34.21: Der Apoplast und Symplast
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Der Apoplast und Symplast
 
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34.21: Der Apoplast und Symplast

Das Pflanzenwachstum hängt von seiner Fähigkeit ab, Wasser und gelöste Mineralien aus dem Boden aufzunehmen. Das Wurzelsystem jeder Pflanze ist mit den notwendigen Geweben ausgestattet, um das Eindringen von Wasser und Gelösten zu erleichtern. Die Pflanzengewebe, die am Transport von Wasser und Mineralien beteiligt sind, haben zwei Hauptkompartimente - den Apoplast und den Symplasten. Der Apoplast umfasst alles außerhalb der Plasmamembran lebender Zellen und besteht aus Zellwänden, extrazellulären Räumen, Xylem, Phloem und Tracheiden. Der Symplast besteht dagegen aus dem gesamten Zytosol aller lebenden Pflanzenzellen und der Plasmodesmata - das sind die zytoplasmatischen Kanäle, die die Zellen miteinander verbinden.

Es gibt mehrere mögliche Wege für Moleküle, um sich durch das Pflanzengewebe zu bewegen: die apoplastischen, symplastischen oder transmembranen Bahnen. Der apoplastische Weg beinhaltet die Bewegung von Wasser und gelösten Mineralien entlang zellulärer Wände und extrazellulärer Räume. In der symplastischen Route bewegen sich Wasser und Gelöste entlang des Zytosols. Einmal in diesem Weg, Materialien müssen die Plasmamembran überqueren, wenn sie von der Zelle zu benachbarten Zelle bewegen, und sie tun dies über die Plasmodesmata. Alternativ bewegen sich in der Transmembranroute die gelösten Mineralien und das Wasser von Zelle zu Zelle, indem sie die Zellwand kreuzen, um eine Zelle zu verlassen und in die nächste einzutreten. Diese drei Wege schließen sich nicht gegenseitig aus, und einige Solutes können mehr als eine Route in unterschiedlichem Ausmaß verwenden.

Ein weiterer möglicher Weg ist der Vakuumweg, aber dieser Weg ist meist auf die Bewegung von Wassermolekülen beschränkt. Hier bewegt sich Wasser durch die Vakuolen der Pflanzenzellen durch Osmose. Der Mechanismus ähnelt der symplastischen Route, aber anstatt den Transport auf das Zytosol zu beschränken, fließt das Wasser durch die Vakuolen. Darüber hinaus wird der Vakuumtransport durch zwei Protonenpumpen - ATPase und PPase - erleichtert, die die gelöste Aufnahme beleben. Vacuolen bestehen auch aus spezialisierten Transportproteinen - den Aquaporinen -, die am Transport von Wasser und Gelösten wie Glukose und Saccharose teilnehmen.


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