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Pflanzenpysiologie (Subject) / Bau und Funktion (Lesson)

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  • Kormus =Spross Organe: Wurzel, Sprossachse, Blatthaben Tracheiden (wasserleitende Zellen)
  • Kormophyten = Samenpflanzen (Spermatophyta) und Farnpflanzen (Pteridophyta)
  • Apomorphien der Grünen Pflanzen (Viridiplantae) Chlorophyll b, Stärke als Speicherstoff, sternförmige Struktur im Geißelquerschnitt, Gentransfer
  • Organisationsformen der "Pflanzen" - Prokaryoten (Bakterien, Achaea)- Pilze- Thallophyten (Algen (Phycophyta) u Moose (Bryophyta))- Kormophyten (Farnpfl. (Pteridophyta) und Samenpflanzen (Spermatophyta))
  • Organisationsstufen der Algen 1. Monodale (o. monadoide): Zellen besitzen auch während veget. Phase Geißel, können nach Zellteilung zu mehrzell. Kolonien vereinigt bleiben (Coenobium), Zellen von fester Zellwand umhüllt 2. Rhizopodiale (o. amöboide): einzellige Algen, ohne feste Zellwand und Geißel, Pseudopodien zur Nahrungsaufnahme, Bewegung amöboid 3. Kapsale (o. tetrasporale): einzellig, ohne feste Zellwand u. Geißel, von Gallertmantel eingehüllt, Koloniebild. 4. Kokkale: unbewegl. u. unbegeißelt, einzellig, feste Zellwand, Koloniebild. 5. Trichale: einkernige Zellen, zu einfach o. verzweigten, mit Scheitelzelle wachsenden Fäden vereinigt 6. Siphonale (o. coenoblastisch): zellul. Glied. eines schlauchförmigen Thallus, vielkernige Zellen 7. Filz -und Flechtthallus: Zellfäden sind verfilzt o. verflochten, Zellen untereinander verklebt o. verwachsen (Plektenchym) 8. Gewebethallus: multiserial teilende Zellen in Gewebeverband
  • Übergang Landleben - Vor- u- Nachteile, Vergleich Wasser u. Land, folgende Apomorphien Vorteile: Lebensraum ohne Konkurrenz, Energieversorgung, Nährstoffe, O2, CO2 Nachteil: tiefgreifende Umbauten der Pfl. erforderl. -> im Wasser schweben (Auftrieb), am Land sorgt Schwerkraft für die Investition in stabile Strukturen -> Sprossachsenbildung-> im Wasser beweglich, am Land sessil, daher Konkurrenz um Licht -> Blätterbildung-> Wasser- und Nährstoffaufnahme aus d. Wasser, am Land aus dem Boden -> Wurzelbildung u. leitungsfähige Transportsysteme-> im Wasser gibt es keinen Wasserverlust, am Land schon: durch Transpiration -> Kontrolle der Transp. durch Cuticula- und Stomatabild. Apomorphien: geschütze Embryonen (junge Sporophyten in Schutzstruktur), Tracheiden (Wasserleitung & Stabilität), Samen (Schutzstruktur der Embryonen)
  • die ersten Landpflanzen = Embryophyten (Moose und Gefäßpflanzen) im Ordovicium (~ 460 Mio. Jahre) Werden als die ersten echten Landpfl. angesehen, weil sie Stomata, Cuticula und Leitgewebe (aus Hydroiden o. einfachen Tracheiden) ausgebildet haben.
  • Zellorganellen Kern entthält Nucleolus und ist umgeben von einer Kernhülle u. rauem und glattem, endoplasm. Retikulum.In der Zelle befinden sich noch eine Vakule, Chloroplasten,, Ribosomen u. freie Ribosomen, Mitochondrien, Peroxisomen und ein Golgi-Apparat.Die Zelle ist umgeben von einer Plasmamembran, sowie einer Zellwand. Zwischen benachbarten Zellen befindet sich eine Mittellamelle - welche von Plasmodesmen (Zell-Zell-Verbind.)durchzogen ist-, sowie jeweils Interzellularien.
  • Zellteilung von Pflanzenzellen Prophase: In der Mutterzelle löst sich die Kernhülle auf und die Chrmatiden werden am Centromer zusammengehalten. Metaphase: Die Spindelfaser sind für die Verteilung der Chromatiden zu den Spindelpolen zuständig. Anaphase: Chromatiden werden zu einzelnen Chromosomen geteilt Telophase: In der Mitte bilden sich die Zellplatten mit neuer Zellwand für die Tochterzellen aus, welche durch Phragmoplasten (Mikrotubuli) mit d. Tochterzellen verbunden ist. Cytokinese: Es entstehen zwei Tochterzellen mit eigenem Zellkern.
  • Gewebetypen - Bildungsgewebe (Meristem)- Dauergewebe   -> Grundgewebe (Parenchym, Kollenchym, Sklerenchym)   -> Leitgewebe (Phloem, Xylem)   -> Abschlussgewebe (Epidermis, Endodermis, Periderm, Ausscheidungsgewebe)
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  • Parenchym = Grundgewebe des Dauergewebes; Grundmasse aller Organe; Hauptmasse des Vegetationskörpers bei krautigen Pfl. Hier findet meist keine Zellteilung mehr statt, da die Zellen ausdifferenziert und nicht mehr wachstumsfähig sind. Sie sind meist dünnwandig und vergrößert (Turgordruck).Einzelne benachbarte Zellen trennen sich durch part. Auflösung der Mittellamelle, wodurch gasgefüllte Interzellulare entstehen. -> Chlorenchym (Assimilationsparenchym): Chloroplastenreiche Zellen -> Photosynth.-> Speicherparenchym: Lager von org. Reservestoffen (Knollen, Rüben, Zwiebel)-> Hydrenchym: Sukkulenz = Bild. eines Wasservorrats in Vakuolen, extrem große Zellen-> Aerenchym: große Interzellularen zum Gasaustausch von Pflanzenteilen unter Wasser
  • Kollenchym = Festigungsgewebe des Dauergewebes Zellen sind lebend, langgestreckt, haben dicke Zellwände, sind aber trotzdem biegsam.Die prim. Zellwand ist durch Pektin- und Hemicellulosen lokal verdickt (nicht verholzt)Kommt hpts. in jungen, wachsenden Organen vor 1. Eckenkollenchym: Die Ecken von aneinander liegenden Zellen sind verdickt2. Plattenkollenchym: tangentiale Zellwände verdickt
  • Sklerenchym = Festigungsgewebe vom Dauergewebe Protoplasten (eigentlich lebender Zellkörper= von Zellwand eingeschlossener Teil) sterben bei Differenzierung ab. Die dicken Sekundärwände sind meist verholzt und haben ein enges Lumen. Diese Gewebeart kommt im Stützgewebe ausgewachsener, nicht sek. verdickter Pflanzenorg. vor. 1. Sklereiden (Steinzellen) sind isodiametrisch (=in alle Richtung gleicher Durchmesser)2. Sklerenchymfasern sind langgestreckt (6-eckig), länger als benachbarte Zellen    -> entstehen durch beidseitiges Spitzenwachstum (Zellteilungsaktivität u. Ausgangsbereich         der Diff. in die Spitzenzonen verlegt.    -> Weichfasern (unverholzt, bei nur Zugbelastung) und Hartfasern (verholzt, bei zusätzl.          Druckbelastung)
  • Stelentypen der prim. Sprossachse Stele nennt man die Gesamtheit des primären Leitgewebes, darunter kann man 8 unterscheiden: Proto,- Aktino,- Plekto,- Poly,- Siphono,- Dictyo,- Eu,- und Ataktostele
  • Protostele Es gibt ein zentrales, konzentrisches Leitbündel.- perixylematisch: Xylem außen, Phloem innen- periphloematisch: Phloem außen, Xylem innen
  • Aktinostele = ein zentrales sternförmiges Leitbündel, bei dem Xylem innen liegt und das Phloem die 'Strahlenzwischenräume' füllt.
  • Plektostele = Übergangsform zu Poly,- Siphono,- Dictyo,- Eu,- oder Ataktostele Ein (noch) zentraler ungeteilter Leitgewebestrang, der schon mehrere voneinander getrennte Xylem- und Phloembereich hat.
  • Polystele Es gibt mehrere konzentrische, parallele Leitbündel, die über den ges. Querschnitt verteilt sind.
  • Siphonostele Ein eigentlich schlauförmiger Leitbündelstrang, der das Mark umschließt, aber an Ansatzstellen für Blätter Lücken aufweist.
  • Dictyostele Genauso wie Siphonostele aufgebaut, nur, dass der Schlauch nicht geschl. ist, sondern ein schlauchförmiges Netz bildet. Jeder Leitbündel ist konzentrisch und von Perizykel u. Endodermis umgeben.
  • Eustele = Stelentyp der Dikotylen Ringförmige Anordnung der kollateralen Leitbündel, die durch Holzstrahlen voneinander getrennt sind und das Mark umschließen.
  • Ataktostele = Stelentyp der Monokotylen Mehrere geschl. kollaterale Leitbündel sind unregelmäßig über Querschnitt verteilt
  • konzentrische Gewebeanorg. im Leitbündel = entweder innen Xylem und außen Phloem oder andersherum, beides ringförmig
  • radiale Anordn. des Gewebes im Leitbündel = sternförmiges Xylem, Phloem füllt Sternstrahlenzwischenraum aus-> geschlossen: Xylem grenzt direkt an Phloem an-> offen: Xylem u. Phloem sind von Cambiumschicht getrennt
  • kollateral = eine Hälfte des Leitbündels ist Xylem, die andere Phloem-> geschlossen: Xylem u. Phloem liegen aneinander-> offen: Cambium zw. Xylem u. Phloem
  • bikollateral Das Xylem geht wie ein Streifen einmal quer durch das Leitbündel und wird auf beiden Seiten durch das Cambium vom Phloem abgegrenzt.
  • Xylem = dient der Stabilität und zur Leitung von Wasser und Mineralsalzen von der Wurzel in die Blätter - beinhaltet Tracheide, Tracheen, Holzparenchym, Holzfasern
  • Phloem = dient der Assimilatleitung von den Blättern zu Wachstumsbereichen von Wurzel u. Spross u. Speicherorganen, sowie dem Hormontransport - beinhaltet Siebröhren, Geleitzellen, Parenchymzellen
  • Sek. Wandverdickungsformen der Tracheen = halten dem Transpirationssog in ihrem Lumen stand und verhindern ein Zusammenfallen Ringgefäß: ringförmige Leisten, die durch unverdickte Wandfl. noch enormes Streckungswachstum des umgebenden Gewebes mitmachen Schraubengefäß: schraubenförmige Verdickungsleiste, können Streckungswachstum des umg. Gewebes gut folgen Tüpfelgefäß: Zellwände sind einheitl. verholzt und werden von Tüpfel durchbrochen Netzgefäß: wie Tüpfelgefäß, nur das Verholzung um Tüfel herum geht, nicht dehnungsfähig
  • Sek. Wandverdickungsformen der Tracheen = halten dem Transpirationssog in ihrem Lumen stand und verhindern ein Zusammenfallen Ringgefäß: ringförmige Leisten, die durch unverdickte Wandfl. noch enormes Streckungswachstum des umgebenden Gewebes mitmachen Schraubengefäß: schraubenförmige Verdickungsleiste, können Streckungswachstum des umg. Gewebes gut folgen Tüpfelgefäß: Zellwände sind einheitl. verholzt und werden von Tüpfel durchbrochen Netzgefäß: wie Tüpfelgefäß, nur das Verholzung um Tüfel herum geht, nicht dehnungsfähig
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  • Druckstromtheorie im Leitgewebe Durch die Transpiration im Blatt wird das Wasser in die Xylemgefäße hoch gezogen.Die Souce-Zellen beladen sie Seibröhren des Phloems mit Saccharose und vermindern ihr Wasserpotential, sodass durch Osmose das Wasser aus den Xylemgefäßen augenommen werden kann. Durch interne Druckdifferenzen (Wasserpotentialänderungen) wird der Saft der Siebröhre zu den Sink-Zellen herunter getrieben, dort wird Saccharose entladen und das Wasser bewegt sich wieder zurück ins Xylem.
  • Vergleich Xylem vs. Phloem Treibende Kraft des Massenstrom: im Xylem die Transpiration der Blätter, im Phloem der aktive Transp. von Saccharose an der Quelle (im Leitgewebe) Energieaufwand d. Pflanze:im Xylem gibt es keinen, im Phloem schon Leitende Zellen: im Xylem die abgestorbenen Gefäßelemente und Tracheiden, im Phloem die lebenden Siebröhrenglieder Druckpotential (hydrost. Druck):: im Xylem negativ (Sog von Spitze aus), im Phloem positiv (Druck von der Quelle aus)
  • Primäres Dickenwachstum = an der Sprossspitze findet hpts. Längen- und Dickenwachstum durch Zellvermehrung und postembry. Zellvergrößerung statt. Ganz an der Spitze (Embryonalzone) befindet sich das Urmeristem (Promeristem)In der Determinationszone sind Protoderm, Urrinde, Urmaark und Restmeristem ausgebildet.Zu Beginn bilden sch die Procambriumstränge aus, weshalb sich kurz hinter der Determinationszone jeweils seitlich ein Procambriumstrang und ein Blattprimordium ausbildet. Bei der Ausbildung des Phloems bildet sich die Epidermis, primäre Rinde und das Mark.Während der Xylemausbild. bildet sich zudem auch noch das Protophloem, Procambium und Protoxylem. Danach bildet sich die prim. Bastfaser und die prim. Ausfertigung ist abgeschlossen. Außerdem bestimmt das Verhältnis von Längen- zu Dickenwachstum die Form des Vegetationskegels:- mehr Längenwachstum: schmal u. spitzmehr Dickenwachstum: stumpf u. flachExtremfall: Scheitelgruben (Palmen, Kakteen)
  • Entstehung des Kambiums Das Procambium ist zunächst ein hohler Zylinder und ist später meist nur noch auf seine Leitbündel beschränkt (Faszikuläers Cambium). Interfaszik. Kambium ist es, wenn in den Markstrahlen re-Embryonalisierung von Parenchymzellen stattfand.Der Umfang des Kambiumzylinders nimmt mit Lauf des sek. Dickewachstums durch Zellteilung stark zu (Dilatationswachstum) Das Kambium bildet nach innen sekundäres Xylem (Holz) und nach außen sekundäres Phloem (Bast). Außerdem bildet es Parenchym (Verlängerung der prim. Markstrahlen, neue Holz-und Baststrahlen)

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