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Zwiebeln werden seit langem vom Menschen verwendet und stammen ursprünglich aus Südwestasien. Seitdem werden sie auf der ganzen Welt angebaut. Ihr starker Geruch - eigentlich ein Abwehrmechanismus - und ihre einzigartige Struktur lassen auf ein komplexes inneres Make-up schließen, das aus Zellwänden, Zytoplasma und der Vakuole besteht. Da Zwiebeln in fast jedem Lebensmittelgeschäft zu finden sind oder leicht unabhängig angebaut werden können, werden sie von Pädagogen verwendet, wenn die Schüler etwas über Pflanzenbiologie lernen, auch dank ihrer gut sichtbaren Zellwände.
Pflanzenzellen und Tierzellen
Pflanzenzellen unterscheiden sich von tierischen Zellen: Pflanzenzellen haben starre Zellwände anstatt der flexibleren Zellmembranen tierischer Zellen. Die Zellwände sind reich an Zellulose, einem Material, das der Zelle Festigkeit verleiht und das, wenn es in großen Mengen in vielen Zellen angesammelt wird, die Festigkeit und Steifheit von Blumenstängeln bis zu Baumstämmen bietet. Pflanzenzellen haben eine große Vakuole - eine große offene Fläche in der Mitte der Zelle, die als Reservoir für Wasser und Ionen und in bestimmten Fällen zur Lagerung von Toxinen dient. Während tierische Zellen Vakuolen aufweisen können, liegen sie nicht als einzelnes großes zentrales Reservoir vor, sondern als mehrere kleinere Reservoirs, die über die Zelle verteilt sind. Pflanzenzellen haben auch Chloroplasten: Dies sind Organellen, die Chlorophyll in systemischen Anordnungen enthalten, um Licht einzufangen und in Glucose umzuwandeln.
Zellwände geben Struktur
Zellwände in Pflanzen sind im Vergleich zu anderen Organismen starr. Die in den Zellwänden enthaltene Cellulose bildet klar definierte Fliesen. In Zwiebelzellen sehen die Fliesen rechteckigen Ziegeln sehr ähnlich, die in versetzten Läufen gelegt werden. Die starren Wände in Kombination mit dem Wasserdruck in einer Zelle verleihen den Pflanzen die nötige Festigkeit und Steifheit, um der Schwerkraft und dem Druck standzuhalten. Die Zellwände und der Druck von Wasser, die sowohl im Zytoplasma als auch insbesondere in der Vakuole enthalten sind, verleihen der Zwiebel ihre feste Substanz und ihren knackigen Geschmack.
Zytoplasma
Zwischen der Vakuole und der Zellwand befindet sich das Cytosol. Das Cytosol besteht hauptsächlich aus Wasser, Salzen und einer Vielzahl organischer Moleküle, die verschiedene Funktionen in Bezug auf die Zelle und den größeren Organismus erfüllen. Innerhalb des Cytosols befinden sich Organellen: Organische Strukturen, die als Fabriken, Kommunikationszentren und andere funktionelle Elemente bei der Steuerung des Zellstoffwechsels dienen. Innerhalb des Cytosols schweben auch Einschlüsse, die aus einer Reihe von Elementen, Stärken, Proteinen und anderen Molekülen bestehen, die als Bausteine für eine Reihe von Funktionen dienen. Ebenfalls im Zytoplasma der Pflanzenzelle enthalten ist der Zellkern, der das primäre genetische Material der Pflanze enthält.
Vakuole
Vakuolen enthalten das notwendige Wasser, Ionen und eine Reihe von organischen Molekülen, die von der Pflanze produziert werden, in vielen Fällen auch solche für Pigmente oder Chemikalien, die den unverwechselbaren Geruch oder Geschmack einer Pflanze erzeugen. Bei Zwiebeln ist die Vakuole sehr groß und deutlich. Der charakteristische Duft von Zwiebeln entsteht durch die Kombination von Geschmacksvorläufern, die als organische Moleküle im Zytoplasma vorliegen, und einer sekundären organischen Chemikalie, dem Enzym Allinase, das in der Vakuole der Zwiebel enthalten und auf diese beschränkt ist. Nur wenn die Zwiebel durch Schneiden, Quetschen, Insekten- oder Nagetierbefall oder durch ähnliche mechanische Zerstörung geschädigt wird, bilden die Vorläufer und die Allinase zusammen einen starken Geruch. Ähnlich ist bei roten Zwiebeln die Färbung der Zwiebel in der Vakuole enthalten.
Ein klassisches Studienfach
Zwiebelzellen gehören zu den häufigsten Optionen für Zellstudien in frühen Biologieklassen. Sie sind leicht zu beschaffen, kostengünstig und bieten Muster, für die keine schwierige Technik erforderlich ist. Die dünne Hautschicht auf der Innenseite einer Zwiebelschuppe (eine Schicht Zwiebel) hebt sich mühelos ab und kann ohne besondere Vorkenntnisse auf einem Objektträger nass montiert werden. Ebenso sind die Zellen groß, regelmäßig, leicht zu sehen und passen sehr gut zu den generischen Standardelementen aller Pflanzenzellen. Die wachsenden Spitzen von Zwiebelwurzeln werden bei der Beobachtung von Meiose aus ähnlichen Gründen wie klassische Motive verwendet, da sie für Anfänger leicht zugänglich und handhabbar sind. Zwiebeln, zusammen mit Äpfeln, Kartoffeln und Elodea-Blättern, gehören zu den zuverlässigsten und nützlichsten Laborthemen, wenn es darum geht, neuen Studenten die Grundlagen der Biologie und die grundlegenden Fähigkeiten der Arbeit in einem Biologielabor beizubringen.