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Pflanzenpysiologie (Fach) / Vorlesung 1 (Lektion)
Wasserhaushalt
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- Wasserpotential-Konzept Wasserpotentialgleichung: ψH2O = ψP + ψS + ψM +ψg ψψP: Druckpotential, ψS: osmot. Potential, ψM: Matrixpotential, ψG: Gravitationspotential Der Unterschied des Wasserpotentials zwischen 2 verschiedenen wässrigen Zuständen ist der Wasserpotentialgradient ΔψH2O und die Antriebskraft für den Wassertransport im Xylem.Dabei fließt das Wasser immer vom Ort des positiveren Potentials zum Ort des negativeren Potentials, deshalb ist dies ein passiver Transport.
- Hyper,- Hypo,- und Isotonisch Hypertonisch: gr. für "über", Lösung mit höherem osmot. Druck, die in der Zelle einen Verlust von Wasser an die Umgebung auslöst, da die Wasserkonz. in der Zelle höher ist als in der Lösung (=Konzentrationsgefälle). Deshalb schrumpft die Zelle und würde auf lange Zeit absterben, Pflanzen welken-> Plasmolytische Zellen: ψP: 0 MPa ψS: -2,0 MPa, ψH20: -2,0 MPa innen und -2,5 MPa außen Hypotonisch: gr. für "unter", Lösung mit geringem osm. Druck, die in der Zelle eine Diffusion des Wassers in die Zelle auslöst (=Konzentrationsgefälle). Die Zellvakuole ist prall voll mit Wasser und die Zelle könnte platzen-> Turgozellen: ψP: 0,5 MPa, ψS: -1,6 MPa, ψH20: -1,1 MPa innen und 0 MPa außen Isotonisch: Lösung mit gleichem Konzentrationswert in der Zelle, sowie in Lösung (=Konzentrationsgleichgewicht). Wasser diffundiert in beide Richtungen; ale tierischen Zellen sind isotonisch
- Wasserpotential einiger Pflanzen Bohne frisch= -0,25 MPa, welk= -0,55 MPaBaumwolle frisch= -0,70 MPa, welk= -1,40 MPa
- Wasserpotentiale in der Pflanze Boden feucht ca. 0 bis -0,4 MPa und trocken -1,5 bis -2,5 MPaWurzeln: -0,5 bis -2,0 MPaBlätter: -0,5 bis -2,5 MPa
- radialer Wassertransport im Wurzelgewebe Wasser kann symplastisch und apoplastisch ins Xylem gelangen, wobei ab dem Casparian-Streifen nur noch der symplastischen Weg erfolgt. Symplastisch: Durch die Zelle hindurch, bzw. durch ihre Zellwand,- und Membran, jedoch nicht durch die Vakuole hindurch (transcellulärer Weg) Apoplastisch: Zwischen den Zellen hindurch
- Biologische Membranen - ca. 6-10 nm dick- aus Lipiden (Phosphatidylcholin) und Proteinen- selektive Permeabilität- dienen als: Signalgeber, Umwandler von Energie, Stoffaustausch, Abgrenzung, mech. Verbindung
- Aquaporine Aquaporine sind Wasserkanäle die die Leitfähigkeit erhöhen. Druch diese Wasserkanäle in der Zellmembran findet eine erleichterte Diffusion statt, die im Gegensatz zur passiven Diffusion (5-30%) 70-95% ausmacht, wodurch die Pflanze den Nachteil ausgleich, dass sie das Wasser gegen die Schwerkraft gefördern muss.(Aktivierung der Transkirption von Proteinen, die Wasserleitfähigkeit ermöglichen)
- Wassertransport im Xylem Im Xylem befinden sich Vessel und Tracheiden (tote Zellen) mit verschiedener Struktur (Tüpfel und sekundäre Wände). Die Xylemgefäße sind tote, feste Gefäße, die dem Druck standhalten und so aufgebaut sind, dass wenig Wasserflusshindernisse vorhanden sind.Bei den Coniferen z.B. gibt es primäre Zellwände mit einem Torus, wodurch sie Öffnugen in der sekundären Zellwänd öffen/schließen können.
- Transpiration in den Blättern = Abgabe von Wasser als Wasserdampf (Übergang von H2O in Gasphase)Auf der Blattoberseite in der Epidermis befinden sich Guard-Zellen mit Stomataporen.Bei Trockenheit, viel CO2 innen und Abszisinsäure (Phytohormon) schließt die die Stomata.Bei Licht, viel K+ und wenig CO2 im Blatt schließt sich die Stomatapore. Das Wasser aus den Interzellularen tritt durch die Stomata nach außen, dadurch trocknet die Zellwand der Mesophyllzellen aus. Es folgt die Nachlieferung von Wasser durch Diffusion und Massenstrom aus dem Xylem.
- Hydathoden = sind Poren die in Verb. mit den Endungen der Blattadern stehen, wodurch die Pflanze Guttation ausübt. (Abgabe von Wassertropfen, damit trotz genug Wasser der Nährstoffhaushalt aus den Wurzeln gegeben ist)
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