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Aufbau und Funktion der Pflanzenzelle

Der komplexe Aufbau von Zellen hängt mit den vielfältigen Aufgaben zusammen, die diese erfüllen. In ihnen laufen alle Vorgänge des Lebens ab. Eine systematische Aufstellung hilft Ihnen die Zusammenhänge zwischen Aufbau und Funktion von Pflanzenzellen zu erkennen.

Pflanzenzellen sind komplex aufgebaut.
Pflanzenzellen sind komplex aufgebaut.

Aufbau der Pflanzenzellen

Alle Tier- und Pflanzenzellen gehören zu den eukaryotischen Zellen. Diese haben einen Zellkern und Organellen, die bestimmte Funktionen erfüllen. In Bild 1 ist der Aufbau vereinfacht dargestellt. Die Farben sind willkürlich gewählt und entsprechen nicht den Verhältnissen in einer Zelle.

  • Anders als eine Tierzelle, ist eine pflanzliche Zelle von einer Zellwand (graue Linie) umgeben. Diese besteht aus Zellulose und gibt der Zelle eine konkrete Form und Festigkeit. An der Wand sitzen Plasmodesmen. Zusätzlich zu den Wänden haben die Zellen eine Membran (rote Linie).
  • Im Inneren der Zelle befinden sich das Zellplasma (Zytoplasma) und das fadenförmige Zytoskelettfilament. Ein größerer Bereich ist lediglich mit Zellwasser gefüllt. Er ist von einer Membran (Tonoplast) umgeben. Dies ist die Vakuole, die im Bild hellblau dargestellt ist.
  • Im  Plasma schwimmen Mitochondrien (braun), Chloroplasten (hellgrün) und der Zellkern (blau). In der Nähe des Zellkerns ist das endoplasmatisches Retikulum (violett) und der Golgi-Apparat (grün) zu sehen.
  • Im Plasma sind feine Bläschen verteilt, die Vesikel und kreisrunde Peroxisomen. Zusätzlich sind in den Zellen etwa 100.000 Ribosomen enthalten.

Funktionen von Zellwand, Membran und Vakuole

Manche der genannten Bestandteile einer Pflanzenzellen sind in der ganzen Zelle verteilt, andere bilden klar umgrenzte Bereiche. 

  • Die Pflanzenzelle ist mit einer festen Wand umgeben. Sie hat daher eine nicht veränderbare Form. Die Wand sorgt für Stabilität der Zelle. Die außen an der Wand befindlichen Plasmodesmen dienen dem Austausch von Stoffen zwischen den Zellen. Zellwand und Membran sind semipermeabel (teilweise durchlässig). Sie lassen nur bei Bedarf Stoffe in oder aus der Zelle.
  • Im Zellplasma finden wesentliche chemische Prozesse statt. Die darin befindlichen Zytoskelettfilamente sind bei Pflanzenzellen schwach ausgebildet. Sie dienen als Stütze. Da Pflanzen Zellwände haben, ist die Stützfunktion für diese Zellen nicht von Bedeutung.
  • In der Vakuole speichert die Pflanze Nährstoffe und lagert Abfallstoffe. Sie erhöht den Druck (Turgordruck) des Zellsafts auf die Membran und ermöglicht es der Zelle, Wasser von außen aufzunehmen. Die Zellen wachsen hauptsächlich durch Vergrößern der Vakuole. Sie ist die größte Organelle der Pflanzenzelle.

Anmerkung: In Anlehnung an Organe, sprechen die Wissenschaftler bei streng umgrenzten Zellbereichen, die bestimmte Funktionen erfüllen, von Organellen.

Aufgaben der kleineren Organellen und des Kerns

Neben der Vakuole sind in den Zellen weitere Organellen, die Chloroplasten und die Mitochondrien.

  • In den Chloroplasten ist das Chlorophyll. Dieser Stoff nutzt Lichtenergie, um aus Kohlendioxid und Wasser Glucose herzustellen. Die Chloroplasten ernähren die Pflanzenzellen. 
  • Die Mitochondrien bauen die Glucose zu ATP um, ein langkettiges Molekül, das viel Energie enthält. Die Organellen sind das Kraftwerk der Zelle. Sie sind in der Lage sich unabhängig vom Zellkern zu vermehren.
  • Der Zellkern der Pflanzenzelle ist von einer doppelten Membran umgeben. In ihm befinden sich Molekülketten, welche die Erbinformationen enthalten. Im Normalzustand ist in dem Kern ein Gewirr von Molekülfäden. Vor der Teilung bilden sich daraus Chromosomen.

Aufgaben der kleinsten Bestandteile der Zelle

Neben den klar umgrenzten Organellen und dem Zellkern gibt es winzige Bereiche, die nicht klar abgegrenzt sind. Diese erfüllen ebenfalls wichtige Funktionen:

  • Das endoplasmatische Retikulum (ER) besteht aus einem rauen Teil, in dem die Pflanze Calcium speichert und einem glatten Bereich. In ihm findet die Proteinbiosynthese statt. Hier entstehen Proteinbausteine.
  • Die Ribosome verteilen sich auf das raue endoplasmatische Retikulum, die Mitochondrien und die Chloroplasten. Sie stellen das von der Pflanze benötigte Protein her.
  • Der Golgi-Apparat passt das erzeugte Protein der Pflanzenzelle an und schickt es über die Vesikel zu den Organellen.
  • Die Peroxisomen dienen dem Transport von Abfallstoffen aus der Zelle.
Skizze des Aufbaus einer Pflanzenzelle.
Skizze des Aufbaus einer Pflanzenzelle. © Roswitha Gladel

Sie sehen, eine Pflanzenzelle ist eine komplizierte Proteinfabrik, bei der ein Zellbereich in den anderen greift, damit die Zelle wächst und sich teilen kann.

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