Biologie (Fach) / Struktur und Funktion der Pflanzen (Lektion)

VO Struktur und Funktion der Pflanzen

Diese Lektion wurde von FrHolle erstellt.

Lektion lernen

zurück  |  weiter 2 / 4

• Merkmale des Sporophyten der Laubmoose aufrecht, exponiert, photosynthetisch meist mit langer Seta (Stiel): Ausnahme: bei Torfmoosen -> Stiel = Pseudopodium = Teil des Gametophyten ! Sporangium (auch Sporogon oder Sprengkapsel genannt) Operculum (nicht bei Klaffmoosen) Kalyptra (n), Teil des Archegoniums Peristom & Peristomzähne (nur bei Laubmoosen i.e. Sinn)
• Kalyptra Calyptra dient als Schutz des Wurzelvegetationspunktes beim Vordringen ins Erdreich. Ferner wird durch verschleimende Zellen das Eindringen in das Erdreich erleichtert.
• Peristom Die zahnförmigen Bildungen um die Mündung der Kapsel von Laubmoosen werden Peristom genannt
• anisomorpher Generationswechsel Anisomorpher bzw. heteromorpher Generationswechsel: Die Generationen unterscheiden sich in ihrem äußeren Aussehen Gefäßsporenpflanzen (Bärlapppflanzen und Farne) Laubmoose
• Interkalarmeristem Gewebetyp der Pflanzen, der aus undifferenzierten Zellen besteht und an dem Wachstum durch Zellteilung beteiligt sein kann Interkalar - auf bestimmte Zonen des Sprosses und des Längenwachstums beschränkt
• Merkmalsevolution bei Bryophyten: Lebermoose: Ölkörper und Elateren Hornmoose: wie Lebermoose + Interkalarmeristem, Pseudo-Elateren, Columella Laubmoose: wie Leber- und Hornm. + Operculum, „Leitgewebe“ Tracheophyta: besitzen alle
• Tracheophyten (Landpflanzen) Landpflanzen sind ein "Seitenast" der Moose Wichtige Merkmale des Sporophyten der Tracheophyta: effizientes Leitgewebe, verholzte Zellwände (Lignin) Verzweigung, echte Wurzeln, Blätter (Mikrophylle / Megaphylle)
• Leitbündel (Gefäße!) Hauptfunktion: Wasser- und Stofftransport (Mineralstoffe, Assimilate) gegenüber umgebenden Gewebe (Parenchym) scharf abgegrenzt !! Xylem: bestehend aus Tracheiden und/oder Tracheen, verholzte, tote Zellen Transport von Wasser und Mineralstoffen Phloem: bestehend aus Siebzellen und/oder Siebröhren Transport von Assimilaten
• Xylem Tracheiden & Tracheen, tote Zellen ! Tracheen nur bei Blütenpflanzen und Gnetales ! lignifizierte (verholzte) Zellwände: -> Lignin (Polymer aus Phenylpropanen, wird in das Zellulosegerüst der Zellwandeingelagert)-> Holz = Cellulose + Lignin Wandverdickungen: hohe mechanische Festigkeit
• Phloem Siebzellen & Siebröhren, lebende Zellen  Siebröhren nur bei Blütenpflanzen ! assimilatleitenden Zellen (zB.: Zucker, Aminosäuren)
• Gnetales gehören zu den Samenpflanzen ---> Nacktsamer
• Anordnungsmuster der Leitbündel Protostele:-> Xylem mittig und ringsum umgeben von Phloem-> ursprüngliche Gefäßpflanzen, Farne (junge Individuen) Siphonostele mit Blatträndern:-> Xylem und Phloem unterschiedlich als Komplexe ausgebildet-> verschiedene Farne und Farmverwandte Eustele:-> samenförmige Ring-Anordnung von Xylem und Phloem-> bei den meisten Samenpflanzen
• Eigenschaften früher Gefäßpflanzen ober- und unterirdische Organe unterscheiden sich nur wenig keine echten Wurzeln (Rhizoide) keine Blätter
• Evolution des Sprosses: Mikro- und Megaphylle: Mikrophyll: meist relativ klein, meist nur 1 Blattnerv, keine Blattlücke in Stele mit Protostelen assoziiert -> Lycopodiophyta Evolution: Auswuchs der Sprossachse oder Reduktion aus Megaphyll ? Megaphyll: meist größer als Mikrophyll, komplexe Blattnervatur, mit Blattlücke in Stele mit Siphono- / Eustele assoziiert -> die meisten Tracheophyta Evolution: Sprosssystem (Telomtheorie)
• Eustele samenförmige Ring-Anordnung von Xylem und Phloem bei den meisten Samenpflanzen
• Protostele Xylem mittig und ringsum umgeben von Phloem ursprüngliche Gefäßpflanzen, Farne (junge Individuen)
• Siphonostele mit Blatträndern: Xylem und Phloem unterschiedlich als Komplexe ausgebildet verschiedene Farne und Farnverwandte
• Einteilung der Pteridophyten = Farnpflanzen ("i. weiteren Sinne") - Samenlose Gefäßpflanzen » Lycopodiophyta - Bärlapppflanzen Lycopodioceae Selaginellaceae Isoetaceae Lepiodondendron † (Karbon) » Monilophyta - Farne im weiteren Sinne Psilophyton † Leptosporangiate Farne (Farne im engeren Sinne) Marattiales  Euquisetales (Schachtelhalmgewächse) Psilotaceae (Gabelblattgewächse) Ophioglosaceae (Natternzungengewächse)
• Lycopodiophyta = Bärlappgewächse ca. 1200 lebende Vertreter, sehr alte Gruppe: > 415 Millionen Jahre alt alle lebenden Vertreter sind klein / krautig fossile Vertreter z.T. große Bäume (Lepidodendron) Protostele, Mikrophylle, nierenförmige Sporangien ausgestorben: Zosterophyllophyten † (Cooksonia !) Vegetation im Unterdevon (408-387 Millionen Jahre) -> Cooksonia, Aglaophyton…
• Lycopodiaceae = Bärlappgewächse ca. 400 lebende Vertreter (einheimische Vertreter: z.B. Huperzia, Lycopodium) meist tropisch, Mikrophylle, Sporophylle („fertile Mikrophylle“) Gametophyt ist bisexuell, oft unterirdisch Sporophylle in Strobili (Sporophyllstände = zapfenähnliche Anordnung der Sporophylle an den Sprossenden) : z.B. Lycopodium Sporophylle NICHT in Strobili: z.B. Huperzia
• Strobilus (Strobili plu.) = Sporophyllstände der Schachtelhalme und Bärlappe zapfenähnliche Anordnung der Sporophylle an den Sprossenden
• Selaginellaceae = Moosfarngewächse ca. 750 lebende Arten, alle in Gattung Selaginella nur eine einheimische Art: Selaginella selaginoides meist tropisch-feucht, Sporophylle immer in Strobili zusammengefasst  Ligula (Schuppe in der Blattachsel von Moosfarnen) Selaginella lepidophylla: die „unechte“ Rose von Jericho - poikilohydrisch (keine Organellen für Wasserregulation) Generationswechsel mit Heterosporie
• poikilohydrisch Organismus besitzt keine Organellen für Wasserregulation zB.: Selaginella lepidophylla (die unechte Rose von Jericho)
• Isoëtaceae =Brachsenkrautgewächse ca. 200 lebende Arten, Isoetes (rezente Gattung) (Stylites) 2 einheimische Arten: I. acustris, I. echinospora aquatisch, weltweit verbreitet nächst verwandt mit baumförmigen Lycopodiophyten aus dem Karbon Kambium: sekundäres Dickenwachstum (Holzbildung) Ligula (Schuppe in der Blattachsel)
• Heterosporie Besonderheit im Reproduktionszyklus von Selaginellaceae und Isoetaceae (und weiterer Gefässpflanzen, insbesondere allen Samenpflanzen) 2 unterschiedliche Sporangientypen: -> Mikrosporangien -> Mikrosporen-> Megasporangien -> Megasporen
• Vergleich Homosporie und Heterosporie wichtigster Unterschied liegt im unterschiedlichen Zeitpunkt der Geschlechtertrennung im Reproduktionszyklus Homosporie: -> Trennung der Geschlechter in der gametophytischen Generation-> bei Grünalgen, Bryophyten, bei den meisten Pteridophyten Heterosporie: -> Trennung der Geschlechter bereits in der sporophytischen Generation-> bei Selaginellaceae & Isoetaceae (und ein paar weiteren Pteridophyten)-> bei allen Spermatophyten
• Monilophyta = Farne im weiteren Sinne min. 11000 lebende Vertreter, größte Diversität in den Tropen viele fossile Vertreter seit dem Karbon Megaphylle -> Euphyllophyta ( stellen mit den Farnen und Samenpflanzen den überwiegenden Teil der Gefäßpflanzen) Siphonostele -  Schlauchförmiger Leitbündelstrang der das Mark umschließt. Es treten an den Ansatzstellen für Blätter begrenzte Lücken im Schlauch auf
• Trimerophyten (ausgestorben) ca. 395-375 Millionen Jahre (kurz !), z.B. Psilophyton keine Blätter, keine Wurzeln (nur Rhizoide)
• Leptosporangiate Farne = Farne im engeren Sinne 10000-12000 lebende Vertreter, weltweit verbreitet Kräuter, Schopfbäume, Epiphyten, Kletter- und Wasserpflanzen oft mit horizontalem Rhizom Blätter („Wedel“ genannt) oft groß und pinnat gefiedert (1-, 2-, 3-pinnat) junge Blätter circinat (eingerollt); Bischofsstab Trichome (Haare), schuppenförmige Strukturen (epidermal)
• Eusporangien / Leptosporangien Eusporangien: bei allen Tracheophyta (außer den leptosporangiaten Farne) Tapetum (ein- oder mehrschichtiges Gewebe plasmareicher Zellen an der Innenwand der Sporenbehälter,dient der Ernährung der Sporen bzw. Pollenkörner) aus 1 Zellschicht, Sporangiumwand aus mind. 2 Zellschichten Leptosporangien: bei leptosporangiaten Farnen Tapetum aus 2 Zellschichten, Kapselwand aus 1 Zellschicht am Blattrand oder auf Blattunterseiten, in Gruppen (Sorus/ Sori) teilweise mit Indusien (dünnes Blatthäutchen, das den Sorus bedeckt) Gametophyt = Prothallium, Polypodium: Generationswechsel mit Homosporie
• Prothallium = haploider Gametophyt der Farne. Das Prothallium entwickelt sich aus einer vom Sporophyt der Farne produzierten Spore.
• Indusium / Indusien Das Indusium oder der Schleier ist bei Farnen ein dünnes Blatthäutchen, das den Sorus (eine Ansammlung von Sporangien, in denen die Sporen reifen) bedeckt. Bei Sporenreife schrumpft das Indusium und fällt ab.
• Wasserfarne = Salviniaceae und Marsileaceae Heterosporie sehr feuchter Untergrund oder schwimmend bilden  Sorokarpien (Dauerstadien, mit mehreren Sporangien) , Hülle wird vom Indusium (Blatthäutchen) gebildet
• Baumfarne groß, baumförmig (bis 20m, Blätter bis 5m) Stamm unverzweigt mit Blattrosette am Ende (Schopfbaum) kein sekundäres Dickenwachstum mechanische Stabilität durch dichtes Geflecht von sproßbürtigen Wurzeln
• Marattiales ca. 200 lebende Arten, viele fossile Formen sehen sehr ähnlich aus wie leptosporangiate Farne terrestrisch, relativ groß, z.T. baumförmig oft mit Synangien -mehrere, miteinander verwachsene Sporangien -> Eusporangien
• Synangium = mehrere, miteinander verwachsene Sporangien -> Eusporangien
• Equisetales - Schachtelhalmgewächse ca. 15 lebende Arten, weltweit, viele fossile Formen (Devon, Karbon) lebende Arten sind klein und krautig, an feuchte Standorte gebunden fossile Arten bis 30m, 1m Stammdurchmesser (Gattung Calamites) -> Steinkohlebildung unterirdisches Rhizom Blätter schuppenförmig, wirtelige Stellung am Stamm Sporangien in Sporangiophoren, Strobili Zentralkanal, umgeben von Carinalkanäle (im Leitbündel) und Vallekularkanäle (im Cortex)
• Psilotaceae, Gabelblattgewächse 10-12 lebende Arten, (Psilotum, Tmesipteris), tropisch-subtropisch nächst-verwandt mit Ophioglossaceae Gametophyt unterirdisch, nicht photosynthetisch Sporophyt umverzweigt oder dichotom (zweigeteilt) verzweigt, unterirdisches Rhizom ohne echte Wurzeln -> sekundär reduziert ! Blätter meist klein, „Gabelblätter“ Synangien (mit 2 oder 3 Sporangien)
• Ophioglossaceae, Natternzungengewächse ca. 80 lebende Arten, Botrychium, Ophioglossum, weltweit verbreitet Gametophyt unterirdisch, nicht photosynthetisch Sporophyt mit unterirdischem Rhizom Blätter in sterilen und fertilen Teil unterteilt, einfach oder gefiedert Wurzeln reduziert (unverzweigt, keine Wurzelhaare) -> sekundär reduziert
• Merkmalsevolution bei Monilophyten: Psilotaceae: keine Wurzeln, Blätter reduziert, Synangium Gametophyt unterirdisch & nicht photosynthetisch, Wurzeln reduziert Ophioglossaceae: Wurzeln reduziert, Blätter mit sterilem und fertilen Teil Equisetales: Elateren, Sporangiophor, kleine wirbelige Blätter, Carinalkanäle leptosporangiate Farne: Leptosporangien Siphonostele
• Was ist ein Same? = befruchtete Samenanlage, die einen Embryo (2n) und Nährgewebe enthält und voneiner Samenschale (= Testa, 2n) umgeben ist
• Samenanlage enthält einen reduzierten Megagametophyten (in Megaspore!) mit einer oder auch mehreren Eizellen (Archegonien stark reduziert oder nicht mehr vorhanden) Megaspore (samt Megagametophyt) ist in ein Megasporangium eingebettet (und verbleibt dort) Megasporangium wird von einem oder zwei Integumenten (Hüllschichten, welche den Nucellus umschließen) umgeben Mikropyle ist der Zugangskanal für den Mikrogametophyten von innen nach außen: -> Megagametophyt = Embryosack (n) und Eizelle (n) -> Megasporangium = Nucellus (2n) -> Integument (2n), Mikropyle
• Mikropyle =  bezeichnet man bei den Samenpflanzen eine Öffnung an der Spitze der Samenanlage
• Vorteile eines Samens Schutz des Embryos (junger Sporophyt) Verbreitung gespeicherte Nährstoffe helfen bei Etablierung des Keimlings
• Evolution von Samenanlage / Same: 1. Schritt: Heterosporie 2. Schritt: Endosporie (Gametophyt entwickelt sich in der Spore und verbleibt dort) 3. Schritt: Reduktion auf nur eine funktionelle Megaspore pro Megasporangium: -> Reduktion in der Zahl der Megasporocyten auf eine einzige-> Abortion von 3 der 4 Megasporen die bei Meiose enstehen 4. Schritt: Megaspore mit weiblichen Gametophyten verbleibt im Megasporangium 5. Schritt: Evolution von Integument und Mikropyle
• Pollenkorn: der Mikrogametophyt der Samenpflanzen enthält einen noch nicht voll entwickelten endosporischen Mikrogametophyten z.B. Pinus-Pollen: Prothallium-, generative- und Pollenschlauchzellen Bestäubung (4-zellig), Befruchtung (6-zellig) Mikrogametophyten der Samenpflanzen bilden keine Antheridien Bestäubung = Übertragung der Pollenkörner ohne Wasser
• Bestäubungstropfen vom Megasporangium gebildete Flüssigkeit (Zellen werden aufgelöst) -> Pollenkammer windverbreiteter Pollen bleibt an Bestäubungstropfen kleben Flüssigkeit wird resorbiert und Pollenkörner werden dadurch durch die Mikropyle in die Pollenkammer gezogen nicht klar, ob schon bei den frühesten Samenpflanzen vorhanden bei Angiospermen nicht vorhanden
• Systematik der Gymnosperms / Nacktsamer Cycadophyta (Palmfarne): mit etwa 123 Arten Ginkgophyta (Ginkgopflanzen) : mit nur einer Art Pinophyta oder Coniferopsida (Nadelholzgewächse): mit etwa 365 Arten Gnetophyta: mit etwa 69 Arten
• Befruchtung Ginkophyta & Cycadophyta Zoidiogamie  ( Befruchtung durch begeißelte Spermazellen) Cycadophyta & Ginkgophyta haben Spermatozoiden (männliche Befruchtungszellen) Archegonienkammer mit endogener Flüssigkeit
• Befruchtung: Coniferophyta & Gnetophyta Siphonogamie ( unbegeißelten Spermazellen durch einen Pollenschlauch zum weiblichen Gameten gebracht und dort entlassen werden) Coniferophyta & Gnetophyta haben KEINE Spermatozoiden Spermazellen werden mit Hilfe des Pollenschlauchs direkt ins Archegonium übertragen

zurück  |  weiter 2 / 4