Vách tế bào thực vật

Vách tế bào thực vật

Vách tế bào thực vật

Vách tế bào thực vật là bộ phận không sống của tế bào, được hình thành do

sự hoạt động của chất nguyên sinh tạo nên, vách này quyết định hình dạng của tế

bào thực vật và độ bền vững cơ học của chúng ở mức

độ đáng kể Vách tế bào có

tác dụng bảo vệ các nội chất sống bên trong của cơ thể thực vật

Vách tế bào là sản phẩm hoạt động của chất nguyên sinh Vì vậy, trong các tế

bào sống, vách tế bào luôn có sự tiếp xúc chặt chẽ với chất nguyên sinh, ngay cả

trong trạng thái co nguyên sinh chất - tưởng như là tế bào chất được tách rời khỏi

màng, nhưng sự tiếp xúc đó vẫn được giữ nhờ những sợi sinh chất rất mỏng nối liền

chất nguyên sinh với vách tế bào

Cấu tạo, hình dạng, thành phần hóa học và tính chất của vách tế bào cũng rất

đa dạng để thích nghi với chức năng mà tế bào đó đảm nhận

a Thành phần hóa học của vách tế bào

Thành phần hóa học của vách tế bào thực vật rất đa dạng, nước chiếm tỷ lệ

tương đối cao (80 - 90 %), thành phần chất khô gồm có: cellulose, hemicellulose và

pectin Cả ba chất này đều là các glucid phức tạp hay các dẫn xuất của chúng, tùy

theo mức độ trưởng thành của tế bào mà tỷ lệ giữa ba chất đó thay đổi trong màng

Trong đó, cellulose đóng vai trò chủ yếu, tạo nên bộ khung chính trong cấu tạo nên

vách tế bào của thực vật Hemicellulose, pectin và nước lấp đầy các khoảng trống

giữa các phân tử cellulose, pectin được xem như chất kết dính gắn liền các lớp

cellulose của các tế bào ở cạnh nhau, nếu chất pectin

bị phá hủy (khi đun nóng

trong nước, hay ngâm trong axit cromic, hoặc bị vi khuẩn lên men thối phân hủy)

thì các tế bào bị rời nhau ra

b Cấu trúc của vách tế bào

Vách tế bào có cấu trúc nhiều lớp phức tạp, người ta

phân biệt vách sơ cấp và

vách thứ cấp

- Vách sơ cấp: vách sơ cấp thường mỏng và đàn hồi,

không cản trở sự sinh

trưởng của tế bào, ở những tế bào còn non hoặc ở các

tế bào ở mô phân sinh vách tế

bào có cấu tạo sơ cấp Về thành phần hóa học của vách sơ cấp: chứa ít cellulose (5 -

10%), chứa nhiều hemicellulose, pectin và nước

Hình 1.6 Các loại tinh thể

1 Tinh thể canxi oxalat hình lăng trụ; 2 Tinh thể canxi oxalat hình cầu gai;

3 Tinh thể canxi oxalat hình kim; 4 Tinh thể

canxicarbonat

22

- Vách sơ cấp: thường liên tục (trừ

những lỗ nhỏ có các sợi liên bào) trong

quá trình phát triển của cây, hàm lượng

cellulose trong vách tăng lên, nghĩa là

mạng lưới cellulose ngày càng trở nên dày

thêm Đối với đa số tế bào thực vật bậc cao

(trừ tế bào của mô phân sinh) trong giai

đọan phát triển về sau sẽ hình thành màng

thứ cấp

- Vách thứ cấp: vách thứ cấp được

tạo nên trong các tế bào đã kết thức thời

kỳ sinh trưởng, nó xếp lên vách sơ cấp từ

phía trong của tế bào, tức là từ phía tế

bào chất Vách thứ cấp bền vững hơn

vách sơ cấp, thường có nhiều lớp và

không có khả năng căng ra Vách thứ cấp

gồm có ba lớp do các sợi cellulose tạo

nên và có độ dày khác nhau:

Cấu trúc của vách sơ cấp: các phân tử cellulose của

vách tế bào sơ cấp

thường có dạng hình sợi, tụ tập lại thành từng bó gọi

là các mixen cellulose (hay sợi

cơ sở); mỗi sợi cơ sở từ vài chục đến 100 phân tử, nhiều mixen họp lại thành bó

mixen (hay sợi bé) gồm tới 2000 phân tử cellulose

Nhiều bó mixen lại kết hợp

thành sợi cellulose xếp thành mạng lưới mỏng, các

sợi này chủ yếu nằm theo hướng

ngang, giữa các đầu mút của mạng lưới còn lại nhiều khoảng trống chứa đầy chất

pectin và nước, đôi khi chất pectin làm thành một lớp mỏng ở bên ngoài vách

cellulose

Lớp ngoài nằm sát vách sơ cấp; lớp giữa thường dày hơn và lớp trong tiếp

giáp với khoang tế bào Mỗi lớp được cấu tạo từ

những bản mỏng riêng biệt do

các sợi cellulose xếp theo một hướng tạo nên, xen giữa có chất pectin; hướng của

các sợi cellulose trong các lớp khác nhau thì khác nhau

Nhờ cách sắp xếp khác hướng của các sợi cellulose

mà vách tế bào càng thêm

bền vững về mặt cơ học

So với vách sơ cấp, vách thứ cấp chứa nhiều

cellulose hơn (80 - 90%) nhưng

lại ít pectin hơn vì các khoảng trống giữa các sợi

cellulose nhỏ hơn Vách thứ cấp

không phải luôn luôn được tạo thành đồng đều trên khắp bề mặt của vách sơ cấp

thành một lớp hoàn toàn Ở một số tế bào chuyên hóa của mô dẫn, vách thứ cấp chỉ

được tạo thành ở những chỗ nhất định

c Những biến đổi hóa học của vách tế bào

Hình 1.7 Cấu tạo hiển vi của vách tế bào

1 Các lớp cenllulose; 2.Sợi nhỏ; 3 Mixen;

4 Chuỗi xeluloz; 5.Phiến giữa; 6 Các lớp của

vách thứ cấp; 7 Vách sơ cấp; 8 Lớp trong

của vách thứ cấp; 9 Lớp ngoài của vách thứ

cấp; 10 Lớp giữa của vách thứ cấp

23

- Sự hóa gỗ: là quá trình thấm lignin vào vách của tế

bào, làm cho vách tế bào

trở nên cứng rắn và bền hơn, tính đàn hồi của vách tế bào kém đi, lúc này tế bào

không có khả năng lớn được nữa, vách tế bào hóa gỗ thường gặp ở mô gỗ, sự hóa

gỗ không thực hiện trên toàn bộ bề mặt của vách tế bào mà một số vùng màng vẫn

bằng cellulose và vẫn cho các chất hòa tan thấm qua bảo đảm quá trình trao đổi chất

của tế bào

Lignin là một hợp chất phenol thơm, màu vàng nâu, cứng và giòn, chứa nhiều

cacbon hơn cellulose, thường bị nhuộm xanh bởi lục iod hoặc bằng xanh metylen

- Sự hóa bần: là quá trình thấm chất suberin vào vách

tế bào, suberin là một

este của axit béo cao phân tử, đó là hợp chất vô định hình và có tính kỵ nước, sự

hóa bần thường gặp ở các tế bào mô bì thứ cấp Khi vách tế bào bị hóa bần, mọi sự

trao đổi chất giữa các tế bào ở cạnh nhau cũng như với môi trường bị đình chỉ và tế

bào sẽ chết vì sự hóa bần xảy ra trên toàn bộ bề mặt của tế bào, lớp bần có nhiệm vụ

che chở cho các mô sống ở bên trong Các tế bào hóa bần sẽ bị nhuộm màu xanh

bởi lục iod và màu đỏ da cam bởi Sudan III

- Sự hóa cutin: cutin là chất gần giống với suberin

nhưng khác với suberin ở

chỗ lượng axit béo không no thấp hơn và cấu tạo phân tử cao hơn Sự hóa cutin

thường gặp ở các tế bào biểu bì, màng ngoài của các

tế bào biểu bì biến đổi thành

chất cutin không thấm nước và khí, các tế bào thấm cutin thường bị nhuộm xanh

bởi lục iod tạo thành một lớp bảo vệ gọi là tầng

cuticun, tầng này dày hay mỏng tùy

thuộc và điều kiện sống của từng loài cây, các cây ở vùng khô nóng có tầng cuticun

thường rất dày

- Sự hóa nhầy: sự hóa nhầy của vách tế bào thường

gặp ở một số hạt lúc nảy

mầm (hạt Lanh, hạt É ) trên bề mặt của tế bào sẽ phủ một lớp chất nhầy, chất

này sẽ phồng lên khi thấm nước và trở nên nhớt, lớp chất nhầy xung quanh hạt giữ

được độ ẩm cần thiết là cho sự nảy mầm được dễ dàng

- Sự hóa khoáng: sự hóa khoáng là quá trình tích tụ

lại trong vách tế bào các

chất khoáng, các chất khoáng thường gặp là Si,

CaCO3, CaC2 04 sự hóa khoáng

thường xảy ra ở tế bào biểu bì của lá và thân; sự tích lũy Si thường xảy ra ở tế bào

biểu bì của các cây họ Cói, họ Lúa sự hóa khoáng làm cho vách tế bào trở nên

cứng rắn; sự tích tụ CaC03 thường xảy ra chủ yếu ở các tế bào lông (lông của họ

Vòi voi, họ Bầu bí) ngoàì ra CaCO3 còn đươc tích tụ

dưới dạng nang thạch ở các

cây thuộc chi Ficus

- Sự thấm sáp: sự thấm sáp thường gặp ở các tế bào

biểu bì, mặt ngoài của các

tế bào biểu bì thường được phủ bởi một lớp sáp, có khả năng không thấm nước (vỏ

quả Bí, lá Chuối, vỏ của thân cây Mía )