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Biologie (Subject) / Bio2 (Lesson)

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Generationswechsel Nacktsamer/Bedecktsamer Gametophyt (Haplophase) a) Pollenzelle-> Antheridiumzelle + vegetative Zellen im Pollenschlauch/Pollenkorn-> Spermatozoid/Spermazelle-> (Zygote) Bedecktsamer (rest gleich): a) Pollenzelle-> generative und vegetative Zelle im Pollenschlauch/pollenkorn-> Spermazelle-> (Zygote) b) Embryosackzelle-> vielzelliges Megaprothallium (=primäres Endosperm) im Embryosack (im Sporophyt)-> Archegonium-> Eizelle->(Zygote) Bedecktsamer (rest gleich): b) Embryosackzelle-> Eiapperat, Polkerne + Antipodenzellen im Embryosack (im Sporophyt)-> Eizelle-> (Zygote) Sporophyt (Diplophase) Zygote-> Embryo im Samen (zuerst Sporophyt oder Gametophyt)-> beblätterte Samenpflanze-> A) Staubblatt-> Pollensack-> Pollenmutterzelle-> REDUKTIONSTEILUNG -> (Pollenzelle) B) Fruchtblatt-> Samenanlage (Nucellus)-> Embryosackmutterzelle-> REDUKTIONSTEILUNG -> (Embryosackzelle)
Coniferensamen (Nadelhölzer) Samenschale aus Integument (diploides Gewebe des Muttersporophyten) Nucellusreste ((Megasporangium, diploides Gewebe des Muttersporophyten) primäres Endosperm (haploides Megaprothallium) Embryo (diploider Tochersporophyt)
Angiospermensamen (Bedecktsamer) Samenschale aus Integumenten (diploides Gewebe des Muttersporophyten) Speichergewebe-> morphogenetisch 3 Möglichkeiten der Bildung aus Nucellus aus triploidem Endospermkern in Organen des Embryos selbst Reservestoffe: Stärke, Eiweiße, Fette + Öle, selten Hemicellulosen
Aufbau Angiospermae:Wurzel Primärwurzeln mit Seitenwurzeln viele Zellen im Vegetationskegel bilden primäres Meristem -> von Beginn an teilungsfähige Zellen Tunica:Epidermis+Rinde Corpus: Zentralzylinder Rosettenpflanzen: verkürztes Wachstum der Sprossachse Sprossvegetationskegel hat Blattanlagen von aqußen-> innen: Kalyptra (=Wurzelhaube) Rhizodermis Rinde Zentralzylinder Meristem Scheitelzelle
Blattfolge Angiospermae oben-> Unten Blütenblätter Hochblätter Folgeblätter Primärblätter Keimblätter
Keimung Angiospermae verschiedene Typen hypogäisch-> unterirdisch epigäisch-> oberirdisch, Mithilfe bei Photosynthese
Wurzelwachstum Angiospermae Zellen werden nach innen+vorne von Wurzelmeristem gebildet Wurzelhaube(vorne) als Schutz vor Verletzungen durch Erdreich Wurzelhaube ist Ort der Schwerkraftwahrnehmung
Querschnitt Wurzel Angiospermae außen-> innen Rhizodermis Hypodermis Endodermis (innerste Schicht des Rindenparenchyms) -> kontrolliert Aufnahme von Substanzen über Apoplasten Xylem (sternförmig) Phloem-> Assimilatleitung bei Dicotylen: zwischen Xylem+Phloem: Cambium
sekundäres Dickenwachstum einer Pflanze (Angiospermae) Bildung von Kambiumring zwischen Xylem+Phloem-> wird sternförmig, bildet dann Zellen nach innen (=sekundäres Xylem, dazwischen Speichergewebe) (innen Holz, außen Bast) Rhizodermis+Rindenparenchym+Endodermis werden zu klein-> platzen ab Bildung von neuem (sekundärem) Abschlussgewebe durch Perizykel -> 2Ringe innen: Holzkörper, Speichergewebe, darum herum Bast außen: Abschlussgewebe, Korkkambium
Endodermis in Bereichen der Wasseruafnahme dünnwandig-> primär weiter oben: verdickt/verholzt -> sekundär weitere Abdichtung/Rinde -> tertiär aber: Durchlasszellen, um Wasser nach außen zu lassen (-> Versorgung der Rindenzellen) symplastischer Transport über Zellkanäle zum Zentralzylinder apoplastischer Transport: außerhalb von Zellen mithilfe von Wasser casparyscher Streifen (Wachsstreifen) am Zentralzylinder hält Wasser ab Wasser muss von Endodermiszellen aufgenommen werden (selektiv!), um zum Zentralzylinder zu gelangen
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Wurzeln von Monocotylen Büschelwurzeln sprossbürtige Wurzeln -> fädig, dünn, verzweigt
Wurzeln von Dicotylen Hauptwurzel (Hauptspeicher) untergeordnete Seitenwurzeln (dünner, kleiner) -> Karotte
Metamorphosen von Wurzeln Haftwurzeln Atemwurzeln Stelzwurzeln Brettwurzeln Zugwurzeln Luftwurzeln Assimilationswurzeln Speicherwurzeln
Leitbündeltypen Anordnung von Xylem (tot) und Phloem (lebendig) konzentrisch: 2 Kreise (Spiegelei) Innenxylem: Farne Außenxylem; Rhizom von Convallaria kollateral, geschlossen eiförmig Xylem+Phloem sind rundherum von Sklerenchym umgeben in Mitte Halbiertes Ei-> halb Xylem, halb Phloem kollateral, offen Xylem+Phloem zusammen eiförmig, dazwischen ein Streifen Kambium Sklerenchym umgibt Xylem + Phloem, Kambium aber nicht-> nicht ringsherum bikolatteral sieht aus wie umgedrehter Pilz Pilzhaube + Stielende Phloem oberer Teil des Stiels Xylem Xylem und Phloem am Stiel durch Streifen Kambium getrennt
sekundäres Dickenwachstum der Gymnospermen Umwandlung der Leitbündel-> Holz Abgabe von Holz nach innen + Bast nach außen Tracheiden (dünn) zur Wasserleitung + Stützfunktion Wachstum von großen Gefäßen bei Wärme + kleinen bei Kälte-> Jahresringe kein Wachstum im Winter Hoftüpfel (ventilfunktion) bei Gymnospermen Markstrahlenparenchym (radial verlaufend) als Assimilatspeicher -> Quertracheiden ermöglichen Zugriff auf Nährstoffe Harzkanäle Baststrahlen zu Zuckersaftleitung
sekundäres Dikcenwachstum bei Laubhölzern Xylem: Wasserleitung durch große, dicke Tracheen (manchmal Tracheiden) Holzfasern als Stütze massiver Strang aus Markzellen (aber keine Quertracheiden) keine Harzkanäle Holzparenchym (verläuft nach oben) -> Verstopfung von alten Tracheen durch Tüllbildung -> verhindert, dass Holz fault Phloem Assimilatleitung: Siebröhren + Geleitzellen Bastparenchym + Bastfasern (=Sklerenchym)
Verschiedene Kambium-Typen (Teilungsgewebe) interfaszikuläres Kambium: bildet Strahlen faszikuläres Kambium: bildet Elemente für Wasser- + Assimilatleitung verschiedene Formen, wie sekundäres Dickenwachstum beginnt
Differenzierung der Kambiumelemente: Holz nur Dickenzunahme, wenn Xylem gebildet wird (nach außen) Teilungsprodukte der Kambiumzelle differenzieren sich in verschiedene Zelltypen (nach innen) Holzparenchym Holzfaser Tüpfeltracheide Ringtracheide Spiraltrachee Tüpfeltrachee
Differenzierung der Kambiumelemente: Bast stark durchbrochene Zellwände Differenzierung der Kambiumzelle in verschiedene Zelltypen (Abgabe nach außen) Bastparenchym Bastfaser Siebröhrenmutterzelle-> Siebröhren mit Geleitzellen
Festigungselemente: Sklerenchyme + Kollenchyme Kollenchym Verdickungen der primären Zellwand (nur in Bereichen-> unregelmäßig verdickt , noch dehnungsfähig + lebendig) Kanten-/Eckenkollenchym kein Lignin Primärwand Plattenkollenchym Sklerenchym tote Zellen gleichmäßig verdickte Zellwand Sekundärwand mit Lignin Sklerenchymfasern Steinzellen
Milchröhren ungegliedert: aus 1 Zelle entstanden gegliedert: aus mehreren verschmolzenen Zellen Inhaltsstoffe: Harze, Fette, Öle, Proteine, Kautschuk, Balsame, Zucker, Stärke (gelöst oder als Partikel)
primäres Dikcenwachstum Monocotyledone Leitbündel über gesamten Achsenquerschnitt verteilt Xylem immer nach innen orientiert, Phloem nach außen starkes primäres Dickenwachstum-> dadurch Bildung von Scheitelgrube
primäres Dikcenwachstum Monocotyledone Leitbündel über gesamten Achsenquerschnitt verteilt Xylem immer nach innen orientiert, Phloem nach außen starkes primäres Dickenwachstum-> dadurch Bildung von Scheitelgrube kein Kernkambium-> kein Wachstum über Kambiumring möglich
sekundäres Dickenwachstum Monocotyledone Ausnahme: Kambiumring vorhanden bildet nach innen Parenchym mit sekundären Leitbündeln aus Aufbau von außen nach innen: Abschlussgewebe Rinde Kambium Parenchym mit Leitbündeln
Leitbündel der Dicotylendonen Epidermis mit Spaltöffnungen Rindenparenchym Leitbündel -> mit Kambium Mark neu: Kollenchyme + Sklerenchyme-> Stabilität Chloroplasten
Kork =Abschlussgewebe Bildung der Korkzellen (Phellem) durch Korkkambium (Phellogen)-> sitzt auf Phelloderm Korkzellen sterben nach Bildung von Zellwand mit eingelagertem Wachs ab (hohl) -> hydrophob Lentizellen (Füllzellen) /Korkwarzen: Entstehung mehrerer Korkschichten nacheinander alle Gewebe außerhalb von innerster Schicht abgestorben
Borke Durchlüftungsgewebe: Lentizellen (siehe Kork) verschiedene Wachstumstypen Kambiumringe direkt hintereinander Trennschicht zwischen Kambiumringen verschiedene Borketypen Ringelborke Streifenborke Schuppenborke primäre Rinde fehlt
Zusammenfassung Abschlussgewebe primäres Abschlussgewebe: Epidermis sekundäres Abschlussgewebe: Periderm (ersetzt Epidermis) Bildung durch Korkkambium (Phellogen) bildet nach innen Phelloderm + nach außen Phellem (Kork) Durchlüftung durch Lentizellen (Korkwarzen) Bildung von aufgelockerten Phellemzellen, die nicht durch Mittellamelle verbunden sind, unterhalb von Spaltöffnungen durch Phellogen tertiäres Abschlussgewebe: Borke Entstehung durch ständige Neubildung von Phellogen in tieferen Schichten der Rinde altes Phellogen stirbt ab -> mit der Zeit entsteht dicke Schutzschicht Borke löst sich nach außen ab, wird aber ständig nachgebildet Schutz vor äußeren Einwirkungen enthält auch Phelomelemente
Verzweigungstypen der Sprossachse dichotome Verzweigung Monopodium Sympodium -> Monochasium, Dichasium Lang- + Kurztriebe -> Bildung von Blüten
Metamorphosen der Sprosse Sprossranken Sprossknolle Rhizom Sprossdorn
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Blatttypen + äußerlicher Blattaufbau Unterblatt (Hypophyll):Blattgrund Nebenblätter Oberblatt-> Blattspreite, Blattstiel Keimblätter, Laubblätter, Hochblätter, Blütenblätter Blätter von Monocotylen wachsen nach, von Dicotylen nicht
Blattaufbau von außen nach innen Cuticula obere Epidermis Palisadenparenchym Trichterzellen mit Interzellularen Leitbündel Schwammparenchym untere Epidermis Spaltöffnungen mit Schließzellen + darüber gelegenen Atemhöhlen
Blattaufbau von außen nach innen Cuticula obere Epidermis Palisadenparenchym (90% der Photosynthese) Trichterzellen mit Interzellularen Leitbündel Schwammparenchym untere Epidermis Spaltöffnungen mit Schließzellen + darüber gelegenen Atemhöhlen
äquifaciale Blätter -> Blattoberseite + Unterseite sind von Beginn an gleich gestaltet zB Nadelblatt an Trockenheit angepasst : Verringerung der Oberfläche, dicke Cuticula, eingesenkte Spaltöffnungen Assimilation über Assimilationsparenchym Harzkanäle Wasseraustausch zwischen Leitbündeln : Armpalisaden
Stomata (=Spaltöffnungen) bestehen aus Schließzellen + benachbarten Zellen Turgorbewegungen: Spaltöffnungen öffnen sich entgegen der Epidermisspannung -> Pflanze gewinnt an CO2, aber verliert Wasser Licht induziert Öffnung (Photosynthese) Absiscinsäure (aus Wurzeln) löst Schließung aus
Metamorphosen -> externer Faktor: Wasser Hydrophyten (Wasserpflanzen) submers (wachsen untergetaucht) Schwimmpflanzen amphibisch Helophyten (Sumpfpflanzen) -> keine Cuticula, invers bifacial, Aerenchym, dünne Blätter, oft zerschlitzt Hygrophyten (Feuchtigkeitspflanzen) Schattenpflanzen -> Hydathoden (wasserabscheidende Drüsen), dünne Blätter, Papillen (Oberflächenvergrößerung), wenig Wurzeln Xerophyten (Pflanzen, die an trockene Standorte angepasst sind) Wüsten, Steppen, Frosttrockenheit, schattenlose Wälder -> lange Wurzeln, viel Sklerenchym, Cuticula, Wachs, Haare, versenkte Stomata, Rollblätter, oft äquifacial, Reduktion der Blätter, Dornen (Blatt, Spross, Wurzel), Platycladien (verbreiterte Langtriebe), Cladodien (Flachsprosse)
Definition Art Abstammungsgeeinschaft, die sich von anderen Sippen durch konstante, erbliche Merkmale unterscheidet und aufgrund reproduktiver Isolation abhebt
Homologie -> gleicher Ursprung, verschiedenes Aussehen
Analogie gleiches Aussehen, verschiedener Ursprung
Apomorphie Merkmal, das nur innerhalb der Untersuchungsgruppe und nicht in der Schwestergruppe vorkommt -> relativ abgeleitetes Merkmal
Plesiomorphie Merkmal, das auch in anderen Gruppen vorkommt -> relativ ursprüngliches Merkmal
molekulare Phylogenie Rückverfolgen molekularer Veränderungen zur Rekonstruktion der Stammesgeschichte der Organismen
molekulare Evolution selektive Veränderung von Makromolekülen zur besseren Anpassung ihrer Funktion
molekulare Homologien: Alignment Aneinanderlegen von Sequenzen bis zur maximalen Übereinstimmung Berücksichtigung von Insertionen + Deletionen quantitativer Vergleich durch Computerprogramme-> Erstellung eines Stammbaummodells
Stammbäume: Kladogramm keine Gewichtung der Verzweigungen Astlängen egal keine Darstellung der Zeitachse
Stammbäume: Phylogramm Astlänge bedeutend: bestimmt (eines davon) Zahl der Aminosäurenaustausche Summe der Distanzeinheiten
DNA-Sequenzanalyse:abstandsbasierte Methoden (Distanzmessung) -> wie weit ist Organismus von anderem entfernt? ("neighbor joining") paarweise Aufstllung der Abstände -> Zählen der Unterschiede (=paarweises Clustern) Korrektur der multiplen Substitutionsergebnisse Abstände müssen additiv sein Problem: Arten können näher verwandt erscheinen, als sie es tatsächlich sind
DNA-Sequenzanalyse: Charakterbasierte Methoden keine Betrachtung der Summe der Abstände, sondern Zurückverfolgen jeder einzelnen Base innerhalb eines Gens Maximum Parsimony einfache Erklärung wird der komplexeren vorgezogen Erstellen des sparsamsten Baums -> mit wenigsten evolutiven Veränderungen Maximum Likelyhood basiert auf Statsitik Wahrscheinlichkeit von verschiedenen Basenaustauschen ist unterschiedlich unterschiedliche Variabilität von Sequenzpositionen relative Häufigkeit von Transitionen + Transversionen beste Möglichkeit zu Erstellung von Stammbäumen
Bestimmung der Verlässlichkeit eines Stammbaums -> Bootsrap- Werte es gibt m Sequenzen, jede mit n Nukleotiden (oder Codons, oder Aminosäuren) von jeder Sequenz werden n Nukleotide (Basen) "zufällig" + "mit Zurücklegen" gewählt danach Erstellen eines Baums vielmalige Wiederholung Zahl an Abzweigungen entspricht Prozent der Fälle, in denen sich die Abzweigung bestätigt hat >95% sicher/richtig >75% gut ~50% schlecht
Gründe dafür, dass Angiospermen die artenreichste Gruppe sind Tierbestäubung: Anlockung durch auffällige Blüten -> Spezifität der Bestäuber führt zu reproduktiver Isolation Einschluss der Samenanlagen in Fruchtblätter-> fremder Samen wird eher erkannt, Schutz, Verbreitung Vielfalt sekundärer Metabolite -> Abwehr Vorteil durch vielfältige Wuchsformen vegetative Vermehrung weit verbreitet