if(typeof __ez_fad_position != ‚undefined‘){__ez_fad_position(‚div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0‘)};Epidermiszellen in PflanzenDefinition, Funktion, Struktur und Mikroskopie

Definition: Was sind Epidermiszellen?

Epidermiszellen umfassen verschiedene Zelltypen, aus denen die Epidermis von Pflanzen besteht. Obwohl sie eine Reihe von wichtigen Funktionen erfüllen, besteht ihre primäre Aufgabe darin, vor einer Vielzahl von schädlichen Faktoren (Umweltstressoren) zu schützen, darunter Mikroben, chemische Verbindungen sowie ultraviolettes Licht.

Diese Zellen liegen sehr dicht beieinander, um als Schutzmechanismus Wasserverluste zu verhindern. Die Zellschicht bedeckt die Samen, den Stamm, die Wurzel und die Blätter einer Pflanze.

In Pflanzen:

• Pflasterzellen
• Stomatäre Wächterzellen
• Trichome

Aufbau und Funktionen der Epidermiszellen

Pflanzliche Epidermis

Bei Pflanzen erfolgt die Differenzierung der Epidermiszellen während der Embryogenese in einem sich entwickelnden Samen.

Gleich der Epidermis der Haut bedeckt die Epidermis der Pflanze die äußere Oberfläche und überzieht damit das gesamte Pflanzengewebe von den Wurzeln bis zur Spitze. Aus epidermalen Zellen aufgebaut, dient die Epidermis bei Pflanzen auch als Schutzschicht, die nicht nur das Eindringen verschiedener Mikroorganismen in das darunter liegende Gewebe von Blättern und Stängeln verhindert, sondern neben einigen anderen Funktionen auch einen übermäßigen Wasserverlust verhindert.

Wie die Epidermis der Haut besteht auch die Epidermis der Pflanzen aus verschiedenen Zelltypen, die sich in ihrer Morphologie unterscheiden und unterschiedliche Funktionen erfüllen.

Pflanzliche Epidermiszellen

Pflasterzellen sind die häufigsten Zellen der pflanzlichen Epidermis. Als solche sind sie in jeder Pflanze über allen Pflanzenorganen zu finden.

Im Vergleich zu den anderen Zelltypen sind Pflasterzellen nicht vollständig spezialisiert. Aus diesem Grund ist ihre Form (Morphologie) nicht so stark für spezielle Funktionen modifiziert, wie es bei den Stomata-Wächterzellen der Fall ist. Bei verschiedenen Pflanzen und Organen haben Studien jedoch gezeigt, dass die Morphologie der Pflasterzellen variiert.

Bei Arabidopsis thaliana beispielsweise haben die Pflasterzellen eine unregelmäßige, wellenförmige Form, die während der Entwicklung der Blätter entsteht. In den Blättern vieler Dikotyledonen ähnelt die Form ineinander greifenden Puzzleteilen, die den Blättern eine gewisse mechanische Festigkeit verleihen.

Im Vergleich zu anderen Teilen der Pflanze haben Pflasterzellen, die sich im Stamm und verschiedenen länglichen Pflanzenorganen befinden, ein rechteckiges Aussehen mit einer Längsachse, die parallel zur Ausdehnungsrichtung (des Organs/Stamms) verläuft. Die Unterschiede in der Morphologie werden auf die Funktionen und Wachstumsformen dieser Organe zurückgeführt.

* Es wurde gezeigt, dass Epidermis- oder Pflasterzellen in Koma-Pflanzen (Arabidopsis) Chloroplasten enthalten.

Dicht gepackt dienen Pflasterzellen dazu, übermäßigen Wasserverlust zu verhindern. Außerdem bilden sie eine Schutzschicht, die andere, darunter liegende, spezialisiertere Zellen schützt.

Zu den weiteren Funktionen dieser Zellschicht gehören:

• Hilft, die innere Temperatur aufrechtzuerhalten
• Hält die inneren Zellschichten an Ort und Stelle
• Barrieren für verschiedene Organismen, Partikel und andere Substanzen aus der äußeren Umgebung
• Sie trennen die Spaltöffnungen voneinander (indem sie auf beiden Seiten der Spaltöffnungen für Spannung sorgen)

Stomatäre Wächterzellen

Stomatäre Wächterzellen sind Teil des epidermalen Gewebes, das in Pflanzen mehrere Funktionen erfüllt.

Abhängig von der Pflanzenart ist die räumliche Anordnung dieser Zellen nicht nur von der Größe, sondern auch von der Form des Luftraums unter ihnen abhängig. Im Gegensatz zu den Pflasterzellen sind die Wächterzellen spezialisierter und haben eine definitive Form, die es ihnen ermöglicht, ihre Funktionen auszuführen.

Die Spaltöffnungen werden strukturell durch zwei Leitzellen gebildet. Abhängig von der Wasserverfügbarkeit (sowie der Konzentration von Zuckern und Ionen) können sich die Wächterzellen aufblähen, was das Schließen und Öffnen der Spaltöffnungen steuert. Das Schließen und Öffnen dieser Poren reguliert wiederum den Gasaustausch in und aus den Blättern.

* Der Turgordruck reguliert das Schließen und Öffnen der Schutzzellen.

* Die Wächterzellen enthalten auch Chloroplasten, die die Photosynthese ermöglichen.

Trichome

Trichome (epidermale Haare) sind winzige Härchen, die sich auf dem epidermalen Gewebe befinden. Ähnlich wie die stomatären Wächterzellen sind auch die Trichome stärker spezialisiert und haben daher eine klar definierte Form, die zu ihrer Funktion beiträgt. Das Trichom der Ackerschmalwand (Arabidopsis) ist über die Jahre gut untersucht und beschrieben worden.

Mit großen Einzelzellen, die zwischen 200 und 300um lang sind, wurde gezeigt, dass verschiedene Arten von Trichomen eine schützende Rolle in Pflanzen spielen, wo sie Pflanzen vor Fressfeinden sowie Organismen, die Krankheiten verursachen, schützen.

Das Trichom erreicht dies, indem es das Tier entweder fängt oder vergiftet, um die Pflanze zu schützen. Bei einigen Pflanzen fungieren Trichome jedoch einfach als Barriere, die das innere Gewebe der Blätter schützt.

Im Gegensatz zu den anderen Zellen des epidermalen Gewebes haben Studien gezeigt, dass die Zellteilung in Trichomen angehalten wird. Mehrere Runden der Endoreduplikation sind daher für die Ausdehnung der Zelle verantwortlich, während sich die Pflasterzellen weiter teilen.

Kutikula

In Pflanzenblättern befinden sich epidermale Zellen auf dem oberen und unteren Teil des Blattes, wo sie die obere und untere Epidermis bilden.

Die Kutikula befindet sich jedoch zum größten Teil auf der oberen Epidermis. Bei Pflanzen ist dies der äußerste Teil, der von der Epidermis abgesondert wird. Hier besteht sie aus einer Substanz, die Cutin genannt wird (polymerisierte Ester von Fettsäuren). Auf der oberen Epidermis wirkt die Cuticula, die von Natur aus wachsartig ist, als wasserabweisend. Außerdem glänzt sie und hilft so, überschüssiges Sonnenlicht zu reflektieren.

Die Dicke der Cuticula bei Pflanzen ist stark von der Pflanzenart und dem Standort abhängig.

Neben Pflanzen findet man die Cuticula auch bei verschiedenen Organismen wie Gliederfüßern. Hier besteht sie aus verschiedenen Pigmenten und Chitin, die das innere Gewebe des Organismus schützen. Beim Menschen hingegen ist die Cuticula die Epidermis.

Epidermiszellen in der Zwiebel

Die Epidermiszellen der Zwiebel sind sehr einfach aufgebaut. Daher ist das Epidermisgewebe das ideale Modell, durch das Schüler in die Morphologie/Anatomie von Pflanzenzellen eingeführt werden.

Epidermiszellen von Zwiebeln haben auch gut definierte Formen, die unter dem Mikroskop rechteckig oder quadratisch (oder als längliches Sechseck) erscheinen können.

Bei der Betrachtung unter dem Mikroskop ist es möglich, den Zellkern, eine sehr dünne Schicht Zytoplasma, die in einigen der Zellen zu sehen ist, sowie die Zellwände am Rand jeder Zelle zu sehen. Dies sind Merkmale von lebenden Zellen, die zur Teilung und zum Wachstum fähig sind. Im Gegensatz zu den Epidermiszellen verschiedener Pflanzen haben die Epidermiszellen der Zwiebel eine Schicht von einer Zelle in der Dicke.

Zu den weiteren Bestandteilen der Epidermiszellen von Zwiebeln gehören:

• Actin-Mikrofilamente
• Eine Mittellamina, die Pektin enthält
• Vakuolen

Wie andere Epidermiszellen auch, besteht die primäre Funktion der Epidermiszellen einer Zwiebel darin, das darunter liegende Gewebe vor Mikroorganismen wie Viren zu schützen.

Sehen Sie mehr über Zwiebelzellen unter dem Mikroskop.

Blatt-Epidermiszellen

Die Mikroskopie einer Zwiebelschale ist ein einfacher und unkomplizierter Ansatz, um Epidermiszellen zu beobachten und zu untersuchen. Das liegt vor allem daran, dass die Schale leicht präpariert und unter dem Mikroskop betrachtet werden kann. Möchte man jedoch mehrere Arten von epidermalen Zellen beobachten, dann ist die Verwendung einer Blattschale ideal.

Voraussetzungen

• Glattes Pflanzenblatt
• Kompositmikroskop
• Mikroskopische Glasträger und Deckgläser
• Paar Pinzette
• Wasser (Leitungswasser oder destilliertes Wasser)

Vorgehensweise

• Biegen Sie das Blatt, um es zu brechen
• Verwenden Sie eine Pinzette, ein Stück der Epidermisschicht vom Blatt abziehen
• Die Epidermisschicht auf einen Objektträger legen und einen Tropfen Wasser hinzufügen
• Ein Deckglas über die Probe legen und unter dem Mikroskop bei geringer Vergrößerung betrachten

* Um eine bessere Sicht auf die Zellen zu erhalten, schließen Sie die Irisblende leicht, um den Kontrast zu erhöhen.

* Methylenblaufärbung kann verwendet werden, um die Sichtbarkeit zu verbessern.

Siehe mehr zur Zellfärbung.

Beobachtung

Bei Betrachtung unter dem Mikroskop sind die stomatären Wächterzellen bohnenförmig. Neben den Leitzellen kann man auch Pflasterzellen um die Leitzellen herum erkennen.

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Beverley J. Glover. (2000). Differentiation in Plant Epidermis Cells. Journal of Experimental Botany, Vol. 51, No. 344, pp. 497-505, März 2000.

Evaline Jacques und Kris Vissenberg. (2014). Review on shape formation in epidermal pavement cells of the Arabidopsis leaf. ResearchGate.

J. YangP. R. Verma, and G. L. Lees. (1992). The role of cuticle and epidermal cell wall in resistance of rapeseed and senard to Rhizoctonia solani. Plant and Soil.