Pharmazeutische Biologie (Subject) / Sprossachse (Lesson)

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• Welche Pflanzen zählen zu den Kormophyten? Alle Samenpflanzen und Farne
• Was ist charakteristisch an Kormophyten? Gliederung in: Sprossachse Blätter Wurzel
• Spross fast die Begriffe Sprossachse und Blätter zusammen
• Thallophyten vs. Kormophyten Thallophyten sog. "Lagerpflanzen" Kormophyten sog. "Sprosspflanzen" Thallophyten können ähnlich differenziert sein, wie Kormophyten Thallophyten haben nie: echte Blätter, echte Sprossachsen oder echte Wurzeln Thalli --> Algen, Pilze, Flechte, Moose
• Idioblasten In ein Pflanzengewebe "eingestreute" Zellen mit abweichender Funktion und abweichender Morphologie. Funktionserweiterung dieser Gewebe
• Sprossachse - Aufgaben oberirdische Stabilität der Pflanze Wasser- und Stoffleitung zwischen Wurzel und Blättern kann: Photosynthese kann: Stoffspeicherung
• Sprossachse - Voraussetzungen muss Festigungsgewebe enthalten muss Leitgewebe enthalten muss Platz für Speicherparenchym haben bei Photosyntheseaktivität: muss Photosynthesebetreibende Organellen aufweisen
• Vegetationskörper der Samenpflanze - Ursprung geht aus embryonalen Bildungsgewebe hervor
• Primäre Meristeme - Entstehung Durch Teilung direkt aus den Meristemzellen des Embryos. z.B. Apikalmeristem von Spross- und Wurzelspitze Meristemzellen sind vergleichbar mit Stammzellen.
• Restmeristeme sind lokale Bildungsgewebe, die mitten von ausdifferenzierten Zellen liegen haben ihre Teilungsaktivität bewahrt --> d.h. keine Remeristematisierung z.B. Blattachselmeristem bei der seitlichen Verzweigung, faszikuläres Cambium, Cambiumring der Sprossachse, Pericambium der Wurzel, interkalare Wachstumszonen an der Nodiumbasis (bei Monokotyledonen)
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• Sekundäre Meristeme entstehen aus bereits ausdifferenzierten Zellen erlangen sekundär wieder ihre Teilungsfähigkeit zurück --> Reembryonalisieren, bzw. Remeristematisieren z.B. interfaszikuläres Cambium, Korkcambium
• Meristemoide einzelne Zellen oder Zellgruppen behalten ihre Teilungsfähigkeit bis zur Ausdifferenzierung umgeben von nicht mehr teilungsfähigen Dauerzellen z.B. Bildungszellen von Stomata und Haaren
• Sprossachse - Entwicklung Entwicklung aus dem embryonalen Meristem des Vegetationskegels im Vegetationskegel: Embryo bereits als Plumula angelegt
• Vegetationskegel des Embryos - Bestandteile Aus Plumula --> bildet Sprossachse Aus Corpus --> zentraler Gewebekern, umgeben von der zweischichtigen Tunica Aus Tunica -- > umgibt den zentralen Gewebekern -- > Bildung der Blattanlagen Auf dem Vegetationskegel folgt die Determinationszone
• Determinationszone folgt dem Vegetationskegel Gliederung in Urmark, Restmeristem, Urrinde und Protoderm nur wenige Millimeter lang danach: Differenzierungszone
• Differenzierungszone folgt der Determinationszone 1- bis mehrere Zentimeter lang hier: Ausgestaltung der jungen Zellen zu ihrer funktionsfähigen, bleibenden Form Urmark + Urrinde --> Mark- und Rindenparenchym Protoderm --> Sprossepidermis Restmeristem --> geschlossener Procambiumring ODER Procambiumstränge
• Urmark + Urrinde – Entwicklung Ursprung: Vegetationskegel / embryonales Apikalmeristem Urmark: entwickelt sich in der Differenzierungszone zu Markparenchym Urrinde: entwickelt sich in der Differenzierungszone zu Rindenparenchym Übernehmen später Speicherfunktionen
• Protoderm Ursprung: Vegetationskegel / embryonales Apikalmeristem Aus dem Protoderm entwickelt sich in der Differenzierungszone die Sprossepidermis
• Restmeristem - Entstehung/ Entwicklung Ursprung: Vegetationskegel / embryonales Apikalmeristem Entwickelt sich in der Differenzierungszone zu einem geschlossenen Procambiumring ODER zu Procambiumsträngen (Procambiumstränge --> Leitbündelinitialen)
• Markparenchym - Ausprägungen/ Aufgaben zentrales Markparenchym: als chlorophyllfreies Speichergewebe Markhöhle: entsteht, wenn das Markparenchym (die inneren Markzellen) aufgrund von Streckungswachstum (der äußeren Bereiche) aufreißt Markscheide: besteht aus Zellen mit dickerer Zellwand und unterschiedlicher Zellgröße --> kann das Mark gegen den Ring/ das Bündel der Leitungssysteme abgrenzen Markstrahlen --> sind Parenchymstränge --> verbinden Mark und primäre Rinde
• Sklerenchymkappen/ -ringe /-scheiden bei Leitbündeln Schützen die Leitbündel nach außen
• Stärkescheiden bei der Sprossachse tritt oft auf Stärkescheide grenzt den zentralen Bereich der Sprossachse ggü. den äußeren Schichten ab
• Rindenparenchym folgt auf Stärkescheiden (falls vorhanden), ansonsten auf Sklerenchym bei den Leitbündeln viele Interzellularen Assimilations- und Speichergewebe danach (nach außen hin) folgt kollenchymatisierte Hypodermis (Kollenchym)
• Hypodermis (kollenchymatisiert) / Kollenchym folgt (nach außen hin) auf das Rindenparenchym kann selten auch sklerenchymatisiert sein oder parenchymatisch ausgebildet danach folgt die Epidermis (nach außen hin)
• Epidermis folgt (nach außen hin) der Hypodermis chlorophyllfrei Zellen fest verbunden hat eine Cuticula aufgelagert, bzw. ist damit abgedichtet
• Leitbündel Anordnung bei Monokotyledonen über Sprossquerschnitt verteilt ODER in mehreren Bündelringen angeordnet
• Leitbündel - Entwicklung Apikalmeristem --> Restmeristem --> zwischen Urrinde und Urmark Protophloem/ Phloemprimanen = jugendliches Element des Phloems Bildung Protophloem/ Phloemprimanen: gebildet aus den am weitesten zur Rinde gelegenen Procambiumzellen Protoxylem/ Xylemprimanen = jugendliches Element des Xylems Bildung Protoxylem/ Xylemprimanen: gebildet aus dem am zum Mark angrenzenden Procambiumzellen Später: Ausdiffernzierung weiterer Procambiumzellen zu den leistungsfähigeren Zellen des Metaphloems und Metaxylems --> Leitelemente des funktionsfähigen Leitbündels
• Leitbündel - Aufgaben vorwiegend Stoffleitung Phloem: Assimilattransport von den Blättern zur Wurzel Xylem: Wasser- und Nährsalzleitung von Wurzeln zu Blättern
• offene Leitbündel Cambiumrest zwischen Phloem und Xylem bleibt erhalten offen radial: sternförmiges Xylem (Innenxylem), umgeben von Cambium, dann außen Phloem; bei Wurzeln der Dikotyledonen --> nochmalige Unterscheidung in diarch, triarch, tetrarch,... anhand der Anzahl der Xylemstrahlen offen kollateral: geschichtet in Xylem - Cambium - Phloem; Xylem zum Zentrum der Sprossachse orientiert und Phloem zeigt nach außen; bei Dikotyledonen und Gymnospermen bikollateral offen: geschichtet in Phloem - Cambium - Xylem - Cambium, bei Kürbis- und Nachtschattengewächsen (Cucurbitaea und Solanaceae)
• Konzentrische Leitbündel Leitbündel sind Kreisförmig geschichtet, ohne Cambium mit Innenxylem: hadrozentrisch, Bei Farnen Mit Innenphloem: leptozentrisch, Bei Erdsprossen von Monokotyledonen
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• Geschlossene Leitbündel kein Cambiumrest zwischen Phloem und Xylem geschlossen radial: sternförmiges Xylem (Innenxylem), dann außen Phloem; bei Wurzeln der Monokotyledonen --> nochmalige Unterscheidung in diarch, triarch, tetrarch,... anhand der Anzahl der Xylemstrahlen geschlossen kollateral: geschichtet in Xylem - Phloem; Xylem zum Zentrum der Sprossachse orientiert und Phloem zeigt nach außen; bei Monokotyledonen
• Leitbündel und Wuchsrichtung - Monokotyledonen vs. Dikotyledonen Monokotyledonen: Leitbündel treten verteilt über den Sprossquerschnitt auf Dikotyledonen: Hauptleitbündel der Sprossachse sind (im Querschnitt) kreisförmig angeordnet
• Xylem bei Angiospermen (Bedecktsamern):-Tracheiden und Tracheen (vertikaler Wasser- und Nährsalztransport) --> abgestorben und verholzt im ausgewachsenen Zustand-Tracheiden: langgestreckte, zugespitze Einzelzellen; Tüpfelreich (Hoftüpfel); schräge Querwände; hoher Strömungswiderstand (im Vgl. zu Tracheen)-Tracheen: kurze, weitlumige Zellen; schräge Querwände stark durchbrochen oder vollständig aufgelöst; geringerer Strömungswiderstand --> Röhrensystem mit großem Zelldurchmesser --> Leitung des Transpirationsstroms-Stabilisierung (und Kollabierungsschutz) durch Lignifizierung-Unterscheidung der Gefäße mit Tüpfel: Ring- und Spiralgefäße von Leiter-, Netz- und Tüpfelgefäßen-Xylemparenchymzellen: Stoffspeicherung bei Gymnospermen (Nacktsamern):-eigentlich nur aus Tracheiden aufgebaut-monotoner Aufbau-Parenchym nur um Holzstrahlen und Harzkanälen
• Phloem Siebelemente: eigentliche Leitelemente; bei Farnen und Gymnospermen (Nacktsamern): Siebzellen; bei Angiospermen (Bedecktsamern): Siebröhren Siebröhren: bei Angiospermen; aus einzelnen Zellen (Siebröhrengliedern); zusammen mit Geleitzellen --> funktionelle Einheit des Siebröhren/Geleitzellenkomplexes; lebende Zellen jedoch ohne: Zellkern + Vakuole + Ribosomen + Golgi-Apparat + Cytoskelett --> brauchen zur Versorgung die Geleitzellen Geleitzellen (siehe auch Siebröhren): kleine, parenchymatische Zellen zur Versorgung der Siebröhren bei Angiospermen Siebröhrenplastide: eingeteilt nach P- und S- --> P-Typ: enthält Proteinkörper und S-Typ: ohne Proteinkörper; P-Typ-Plastiden in: Pinaceae und selten in Dikotyledonen; S-Typ: alle übrigen (mit Ausnahmen) Siebzelle: kommt nur bei Gymnospermen vor; Querwände zwischen Siebzellen geneigt; Längswände fein perforiert (Siebfelder) Sklerenchymfasern: primäres Phloem --> treten ganz außen auf; sekundäres Phloem --> verteilt; Schutz vor mech. Beanspruchung Parenchym: Speichern Stoffe (Stärke, Tannine und Kristalle); Zellen mit (Oxalat-)Kristallen werden Kristallzellen genannt und haben verdickte Zellwände; es können (v.a.) im sek. Phloem Parenchymstrahlen (Baststrahlen, Markstrahlen) auftreten
• Aufbau Cambium der primären Sprossachse - Dikotyledone - Altersunterschiede sehr junges Entwicklungsstadium: geschlossener Procambiumring ausdifferenziert: Cambium auf Leitbündel reduziert (faszikuläres Cambium)
• Aufbau faszikuläres Cambium (Sprossachse) in ausdifferenzierter Sprossachse zu finden (bei Dikotyledonen) lang gestreckt im Querschnitt rechteckig werden auch als Fusiforminitialen bezeichnet führen radiale Zellteilung durch (nach außen: sek. Phloem/ Bast; nach innen: sek. Xylem/ Holz) auf Höhe des faszikulären Cambiums: durch Reembryonalisierung von Parenchymzellen (Markstrahlen) entsteht ein wieder geschlossener Cambiumring --> interfaszikuläres Cambium (bzw. auch als Markstrahlinitialen bezeichnet)
• Aristolochia-Typ des sekundären Dickenwachstums von Aristolochia durior Typus des sek. Dickenwachstums der Sprossachse bei Dikotyledonen ganz am Anfang: Procambiumring --> zerfällt teilweise erst ist ein faszikuläres Cambium (entstanden aus den Resten des Procambiumrings) vorhanden ein interfaszikulärer Cambiumring wird gebildet (sekundäres Meristem --> Bildung durch Reembryonalisierung von Parenchymzellen) interfaszikuläres Cambium bildet Markstrahlparenchymzellen aus faszikuläres Cambium bildet Elemente des Holz und Bast
• Ricinus-Typ des sek. Dickenwachstums bei Ricinus communis gut zu sehen Typus des sek. Dickenwachstums der Sprossachse bei Dikotyledonen ganz am Anfang: Procambiumring --> zerfällt teilweise ein faszikuläres Cambium ist vorhanden (entstanden aus den Resten des Procambiumrings) ein interfaszikulärer Cambiumring wird gebildet (sekundäres Meristem --> Bildung durch Reembryonalisierung von Parenchymzellen) interfaszikuläres Cambium bildet Markstrahlparenchymzellen, Elemente des Holzes und Elemente des Bastes aus Markstrahlen sind auf einige dünnen Parenchymstrahlen reduziert (anstatt wenige und dicke, wie z.B. beim Aristolochia-Typ)
• Tilia-Typ des sek. Dickenwachstums von Tilia spec. (Lindenarten) --> hier gut zu beobachten bei den eigentlichen Laub- und Nadelbäumen Typus des sek. Dickenwachstums der Sprossachse bei Dikotyledonen ausgehend vom Procambiumring entsteht gleich ein geschlossener Cambiumring, es findet keine Unterteilung in faszikuläres und interfaszikuläres Cambium statt (Vgl. Ricinus-, und Aristolochia-Typ) d.h. der geschlossene Procambiumring bleibt erhalten Procambiumring bildet alle Elemente des Holzes und Bastes und die Markstrahlen (= Parenchymstrahlen/ Holzstrahlen/ Baststrahlen)
• Unterschiede Markstrahlparenchym und Holz-/ Baststrahlen Markstrahlparenchym = am Anfang vorhanden wenn die Aktivität des anfänglichen Markstrahlparenchyms im Verlauf des sek. Dickenwachstums nicht mehr ausreicht werden Holz- und Baststrahlen gebildet (durch die Aktivität von Cambiumzellen) Holz- und Baststrahlen enden blind im Holz bzw. Bast Holz-/ Baststrahlen = umso kürzer, je später sie von dem Cambiumzellen gebildet wurden Holz-/ Baststrahlen sind auch eine Art Parenchymstrahlen/ Markstrahlen
• Bast Bereich der sekundären Sprossachse, der vom Cambium nach außen abgegeben wird umfasst: sek. Phloem, Baststrahlen (Sek. Markstrahlen/ Parenchymstrahlen), Markstrahlen
• Holz Bereich der sek. Sprossachse, der vom Cambium nach innen abgegeben wird umfasst: sek. Xylem, Holzstrahlen (sek. Markstrahlen/ sek. Parenchymstrahlen), Markstrahlen
• Dilatationswachstum der Sprossachse allgemein Dilatationswachstum: tangential gerichtete Zellstreckung und -vermehrung während des sekundären Dickenwachstums von Spross und Wurzel aufgrund des Erstarkungswachstum der Sprossachse wird der Cambiumring immer weiter nach außen geschoben --> Umfangserweiterung durch Dilatationswachstum Erreicht durch Radial- und Querteilungen der Cambiumzellen
• Wachstum der Sprossachse - Peridermbildung die Epidermis (primäres Abschlussgewebe) kann dem Wachstum der Sprossachse nicht stand halten --> Zerreißt es wird von innen heraus (nach außen) ein sekundäres Abschlussgewebe gebildet (Periderm) dieses wird von innen her gebildet und nach außen geschoben, während das primäre Abschlussgewebe immer mehr kaputt geht und verdrängt wird vom sek. Abschlussgewebe es kann auch zur Bildung eines tertiären Abschlussgewebe kommen, usw. (in einer anderen Karteikarte mehr dazu)
• Holz der Gymnospermen (Nacktsamer) monoton aufgebaut reines Tracheidengewebe Holzparenchym beschränkt sich auf Holzstrahlen und Harzgänge Zwischen den Tracheiden: Hoftüpfel für einen besseren Wassertransport und schnellem Verschluss kollabierter Tracheiden Quertracheiden für eine radiale Leitungsfunktion vorhanden (verlaufen an den oberen und unteren Grenz der Holzstrahlen, dazwischen mehrere Reihen Holzparenchymzellen)
• Tüpfelaufbau des Holzes der Gymnospermen (Nacktsamer) Tüpfel für Wassertransport und Kollabierungsschutz Hoftüpfel sind Aussparungen in den Zellwänden Torus = in der Mitte verdickte und am Rande durchlöcherte Schließhaut der Tüpfel (tritt nur bei Nadelhölzern auf) Margo = durchlöcherter Rand des Torus Hof = Öffnung des Porus in der Ausbuchtung der Sekundärwand --> Hoftüpfel der Angiospermen (Bedecktsamer) einfacher gestaltet und v.a. ohne Torus Grenzen Parenchymzellen und Tracheiden aneinander --> Tüpfel nur einseitig behöft ("Fenstertüpfel")
• Verlauf der Vegetationsperiode - Holz der Gymnospermen (Nacktsamer) es werden unterschiedlich geformte Tracheide gebildet --> Entstehung von Jahresringen Frühholz:- direkt nach der Winterruhe- großlumige und relativ dünnwandige Tracheiden- schneller Wassertransport bei geringem Materialverbrauch- "heller", als das Spätholz Spätholz:- im Verlauf des Sommers, bei zum Herbst auslaufender Cambiumtätigkeit- Tracheiden werden dickwandiger und englumiger- für eine bessere Festigungsfunktion- "dunkler", als das Frühholz
• Bast der Gymnospermen Siebzellen Aufgaben der Assimilatfernleitung Siebzellen werden oft begleitet von proteinreichen Parenchymzellen (Strasburgerzellen) Strasburgerzellen versorgen durch Be- und Entladung die benachbarten Leitelemente
• Holz und Bast der Laubbäume durch Vorhandensein von Holzfasern und Tracheen in Laubbäumen --> stärkere Aufteilung zwischen Hydro- und Festigungssystem Holzfasern: abgestorben (meist); dickwandig; verholzt; schräg spaltenförmige Tüpfel; Übergänge zum dem Speicherparenchym (Holzparenchym) bilden Ersatzfasern (Faserparenchym) Überleitungen zum Hydrosystem durch verschiedene Tracheidentypen Reine Leitungsfunktion durch Tracheen Hoftüpfel meist schlitzförmig mit einem ovalen Hof um alles herum: Holzparenchym (ein Kontaktparenchym) --> Funktion vergleichbar von Drüsenzellen --> sezernieren organische Stoffe und Zucker in die Baumkrone bei mangelndem Transpirationssog --> im Frühjahr aufgrund mangelnder Belaubung sehr aktiv!
• Zerstreutporige Hölzer bei Laubbäumen z.B. Buche, Birke, Erle, Weide, Pappel, Ahorn, Rosskastanie Tracheen sind über die jährliche Zuwachszone verteilt Jahresgrenze noch erkennbar --> zum Herbst hin werden englumigere Gefäße gebildet und v.a. Festigungselemente

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