Botanik (Fach) / Morphologie/Anatomie (Lektion)

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• Wurzel keine Fähigkeit zur Photosynthese (bleich) <--> Unterscheidungsmerkmal zu unteridrischen Ausläufern, Wurzelsystem oft größer als Sprosssystem entsteht aus embronaler Wurzel (Radicula oder Keimwurzel) Funktion: Verankerung im Boden, Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen, Speicher für Reservestoffe (Bildung und Export von Phytohormonen) Oberflächenvergrößerung durch Wurzelhaare an der Wurzelspitze/Wurzelhaarzone Wurzelhaube (Kalyptra) an der Spitze der Wurzel umschließt das Bildungszentrum (Vegetationspunkt) Verzweigung durch Ausbildung von Seitenwurzeln
• Wurzelunterschiede Monokotyl und Diketylodon Monokotyl: homorrhiz: Büschelwurzelsystem primäre Wurzel stirbt bei Keimung des Samens an, wird durch Sprossbürtige Primärwurzel ersetzt starke Verzweigungen (gleich dicker und gleich langer Adventivwurzeln) Dikotyledon: allorrhiz: Pfalwurzelsystem Pfahlwurzel positiv gravitrop: wächst stark in die Tiefe Nebenwurzeln wachsen seitlich: plagiogravitrop Orientierung an Feuchtigkeit im Boden (hydrotrop) und Nährstoffgehalt (chemotrop)
• Wurzelzonen Wurzelhaube zentrale Wurzelhaube (Columella mit Statocysten) laterale Wurzelhaube: randständige Zellen sondern Schleim als Gleitmittel ab Teilungszone = Vegetationspunkt sorgt für Spitzenwachstum ist von Wurzelhaube umschlossen ruhendes Zentrum proximale Stammzellen (Initialzellen): teilen und differenzieren sich zu Zellmaterial für eigentlichen Wurzelkörper (Zentralzylinder, Epidermis, Rinde) distale Stammzellen (Initialzellen): teilen und differnzieren sich zu Zellen der Wurzelhaube Streckungszone Streckung der Zellen (keine Teilung) Längen- und Größenwachstum: schiebt Wurzel Richtung Boden Differenzierungszone asymmetrische Teilung einer Initialzelle: z.B. Rinde/Endodermis-Stammzelle: innere kleinere Tochterzelle wird zur Endodermis, äußere Tochterzelle wird zur Rinde Steuerung der Differenzieung durch Transkriptionsfaktoren: SHR wird im Perizykel gebildet und wandert über Plasmodesmen zur Zielzelle. Löst dort im Zellkern die Bildung von SCR aus. Seitenwurzelzone Zone mit sek. Wachstum
• Querschnitt Wurzel Rhizodermis mit Wurzelhaaren: äußerste Schicht (Wurzelepidermis), einschichtig, keine Kutikula, kein Suberin, Wurzelhaare sind Ausstülpungen Exodermis: übernimmt Funktion des äußeren Abschlussgewebes, sobald die Rhizodermis abgestorben ist. kann mehrschichtig sein, Suberinschicht schränkt Wasser- und Ionenaufnahme ein Wurzelrinde = Cortex: mehrschichtiges Parenchym, das Zentralzylinder umgibt. Wasser und Ionentransport symplastisch möglich. Rindenzellen können als Speicher für Reservesubstanzen dienen Endodermis: einschichtig. lipophile Substanzen imprägnieren die Zellwand. Kein passiver Einstrom von Wasser, umschließt Zentralzylinder primäre E. Radialwände mit Suberin und Lignin: Caspary-Streifen: wasserundurchlässig sekundäre E. allseitige Auflagerung von Suberin. (ohne Suberinschicht = Durchlasszellen) tertiäre E. zusätzliche verholzte Sekundärwände(Zellwandverdickungen) (ohne verstärkte Zellwände = Durchlasszellen) Perizykel: mithilfe beim sekundären Dickenwachstum, meristematisches Gewebe Leitbündel. Phloem (Assimilattransport), Xylem (Wassertransport)
• sekundäres Dickenwachstum der Wurzel nötig, um Spross wirkungsvoll zu verankern und ausreichend mit Wasser zu versorgen Perizykel verantwortlich für die Neubildung von Wurzelgewebe beim sekundären Dickenwachstum. Parenchym zwischen Xylem und Phloem wird meristematisch und bildet das neu entstehende Kambium. (einschichtiges Meristem, das nach beiden Seiten Tochterzellen abgliedert) Vereinigung der meristematischen Zellen untereinander zu einem geschlossenen, sternförmig ausgebuchteten Ring teilungsfähiger Zellen (Wurzelkambium): nach außen scheidet sich sekundäres Phloem ab (Bast), nach innen scheidet sich sekundäres Xylem ab (Holz) Exodermis und Rinde folgen dem Sekundären Dickenwachstum nicht. Das Gewebe reißt auf. Als sekundäres Abschlussgewebe wird ein Periderm angelegt, das durch den Perizykel, der jetzt vollends zum Perikambium geworden ist, gebildet wird. 
• Caspary-Streifen in Endodermis der Wurzel (umringt Zentralzylinder) zwingt Wasser und Nährstofftransport vom apoplastischen (Zellwände) zu symplastischem (Cytoplasma) Weg
• Metamorphosen der Wurzel Speicherung: Wurzelsukkulenz: Speicherung von Wasser z.B. Storchschnabelgewächse Wurzelknollen: knollenförmige Sprossbürtige Wurzel z.B. Orchideen Rübe: dicke,fleischige Primärwurzel: Speicherung von Kohlenhydraten z.B. Zuckerrübe (Saccharose) Befestigung: Haftwurzeln z.B. Efeu Wurzelranken z.B. epiphytische Orchideen Stelzwurzeln zB. Mangrove-Bäume Brettwurzeln z.B. Ficus-Bäume Zugwurzeln z.B. Tulpen Luftwurzeln z.B. epiphytische Orchideen Assimilationswurzeln: Luftwurzeln können Chloroplasten enthalten und Photosynthese betreiben z.B. Epiphytische Orchideen
• Tropismus = Wendung, Richtung --> gezielte Bewegungen ortsgebundener Pflanzen(teile) durch bestimmte Reize Gravitropismus: in Richtung Schwerkraft Spross (Keimling) wächst negativ gravitrop (entgegen der Schwerkraft zum Licht, um Photosynthese betreiben zu können) Wurzel wächst positiv gravitrop in RIchtung Schwerkraft. Wurzel und Spross wachsen paralell zur Schwerkraft (orthogravitrop) Plagiogravitrop: Blätter und Nebenwurzeln wachsen in einem bestimmten Winkel zur Schwerkraft schwerkraftindiuzierte Umverteilung von Auxin Phototropismus: in Richtung Licht. Lichtinduzierte Umverteilung von Auxin zur lichtabgewandten Seite durch einen Flavoprotein-Rezeptor Hydrotopismus: zum Bereich mit höherem Wasserpotential. Sensorzellen in der Wurzelhaube. Ca2+ Ionen Thigmotropismus: Reaktion auf Kontakt mit festem Gegenstand (Wurzeln wachsen um Steine herum) oder Ranken
• Sprossachse (Funktion, Gliederung) Funktionen: Stütze und optimales Ausrichten der Blätter zum Licht Emporheben der Blüten (=Fortpflanzungsorgane) Transport: Wasser und Mineralien von den Wurzeln zu Blättern, Assimilate von Blätten zum Verbrauchsort Speicherung: Stamm von Bäumen speichern Proteine, die von Chlorophyllabbau der Blätter angelegt wurden. Oder Geophyten-Rhizome: Speicherung von Nährstoffen in unterirdischen Sprossen bei krautigen Pflanzen: Stängel bei mehrjährigen Pflanzen verholzt: Stamm Gliederung: Apikalknospe: Sprossscheitel, terminale Knospe Achselknospe: kann zu einem Seitentrieb auswachsen Internodium: zwischen aufeinanderfolgenden Nodien Nodium (Knoten): Stelle an dem Blatt mit Stängel verbunden ist Epicotyl: Abschnitt vom Keimblatt bis zum Ansatz des 1. Primärblatts Hypocotyl: Zone zwischen Wurzelhals und Ansatzstelle der Keimblätter
• Spross- Metamorphosen Überwinterung/Speicherung Rhizome: wurzelähnliche Gebilde, bei denen Blätter und Seitenachsen negativ gravitrop wachsen Sprossknollen: Epikotylknollen: Verdickungen oberhalb der Keimblätter (Kohlrabi)  Hypokotylknollen: Verdickungen unterhalb der Keimblätter: Radieschen Rhizomknolle: Verdickte Enden von unterirdischen Ausläufern: Kartoffln Stammsukkulenz: Verdornung der Blätter, Stamm wird zum Wasserspeichernden Gewebe (Kakteen) Rankensprosse: Spross teilweise zu Ranken umgebildet (Weintrauben) Kriechsprosse:  plagiotrop von der Mutterpflanze in die Umgebung wachsend. Wurzel- und Blattbildung an neuem Ort (Erdbeere)
• Verzweigungen der Sprossachse Monopodial: unbegrenztes Wachstum des Spitzenmeristems. z.B. Fichte, Eiche Sympodial: Begrenztes Wachstum des Spitzenmeristems, Längenwachstm durch austreibende Seitenknospen Monochasium: Nebentrieb wächst in Richtung Hauptachse z.B. Linde Dichasium: gleichzeitiges Austreiben zweite gegenständiger Knospen z.B. FLieder
• Apikaldominanz bei Pflanzen die Hemmung der Entwicklung von Seitenknospen und somit seitlichen Trieben und Ästen durch die Gipfelknospe altersabhängige, zunächst stark und später schwach ausgeprägte Apikaldominanz lässt sich bei vielen Bäumen beobachten, die anfangs unverzweigt an Höhe gewinnen, bevor sie nach einigen Jahren Verzweigungen ausbilden Zu den krautigen Pflanzen mit ausgeprägter Apikaldominanz zählen Mais und Sonnenblume, wohingegen es sich bei der Tomate um eine Pflanze mit ausgesprochen schwacher Apikaldominanz handelt, da Seitenverzweigungen nur wenige Zentimeter unterhalb der Sprossspitze vorhanden sind hormonelle Steuerung, wobei vom Gipfelmeristem produzierte Auxine die Entwicklung der Seitenknospen hemmen Hingegen fördern Cytokinine deren Ausbildung, sodass Apikaldominanz auf dem Konzentrationsverhältnis dieser beiden Pflanzenhormone basiert
• Sprossscheitel (Vegetationskegel) Funktion: Wachstum der Pflanze, Bildung neuer Organe Grundlage des Spitzenwachstums: Produktion neuer Zellen durch Apikalmeristem bei Gymnospermen 1-schichtig (L1) <-> bei Angiospermen 3-schichtig: L1 und L2 bilden Oberfläche (Tunica) und teilen sich antiklin (Zellteilung senkrecht zur nächsten Oberfläche). Tunica umhülle darunterliegenden Gewebekomplex (Corpus, L3). Teilung antiklin und periklin (Zellteilung parallel zur Oberfläche) ermöglicht dreidimensionales Wachstum Restmeristem zwischen Urmark (wird zu parenchymatischem Gewebe/Mark) und Urrinde (wird zum primären Abschlussgewebe/Epidermis) entwickelt während der Streckung zum Prokambium. Prokambium erzeugt nach außen Phloem und nach innen Xylem. --> primäres DIckenwachstum
• Vegetationskegel kegelförmiges Apikalmeristem (Meristem) des Sprossscheitels und der Wurzelspitze bei der Mehrzahl der höheren Pflanzen. An der Sprossspitze bringt der V. unmittelbar unterhalb des Scheitels aus oberflächlichen Zellwucherungen neue Blattprimordien hervor, die zu Blättern oder Seitensprossen heranwachsen. Da die Blätter zunächst schneller wachsen als der Spross umhüllen sie den V. als Knospenschuppen. Der V. der Wurzel wird von der Calyptra bedeckt und bildet keine Blattanlagen aus. Im Gegensatz zu Sprossspitzen verzweigen sich Wurzelspitzen nicht. Seitenwurzeln entstehen nicht exogen wie die Seitensprosse sondern endogen in bereits ausdifferenzierten Bereichen.
• Bildungsgewebe 1.Primäres Wachstum: alle Apikalmeristeme und Kambien zeichnen sich durch den Besitz von Stammzellen aus d.h. meristematische Zellen durchlaufen ständig den Zellzyklus (Mitose), Zellen oft klein, ohne Vakuole, dünne Zellwand Apikalmeristeme erzeugen durch Zellteilung 3 primäre Meristeme (Protoderm, Grundermistem, Procambium), die sich dur Differenzierung und Streckung zu Primärgewebe (Epidermis, Grundgewebe, Leitbündel) entwickeln. (Restmeristeme: meristematische Zellen in der Umgebund von Dauergewebe z.B: ab Blattbasis und Knoten) 2. Sekundäres Wachstum Kambium und Korkkambium (Phellogen), Folgemeristem Entsteht durch Reembryonalisierung aus Dauerzellen (erlangen Teilungsfähigkeit zurück)
• Dauergewebe 1. Parenchym (Grundgewebe) große, langgestreckte dünnwandige Zellen ohne Spezialisierung Speicherparenchym: Speicherung von organigschen Reservestoffen (z.B. Rüben, Knollen, Zwiebeln) Hydrenchym: speichert Wasser (z.B. Sprossachse der Kakteen) Aerenchym: Durchlüftungsgewebe bei Sumpf- und Wasserpflanzen Chlorenchym: Chloroplastenreiches Gewebe zur Photosynthese Schwammparenchym: gleichzeitig Aerenchym und Chlorenchym 2. Abschlussgewebe primär: Epidermis mit Spaltöffnungen und Cuticula sekundär: Periderm 3. Festigungsgewebe Kollenchym: bei wachsenden, krautigen Pflanzen. lebende Zellen sind wachstums- und teilungsfähig. Zellwände lokal verdickt (Plattenkollenchym oder Kantenkollenchym) Sklerenchym: tote Zellen. allseitig stark verdickte Zellwände. nur bei ausgewachsenen Pflanzenteilen
• Leitbündelanordnungen o   geschlossen kollaterales Leitbündel: Xylem und Phloem grenzen ohne Trennung durch ein Kambium direkt aneinander; charakteristisch für Monokotyledonen z.B. Mais (Zea mays) o   Offen kollaterales Leitbündel: Xylem und Phloem sind durch ein Kambium voneinander getrennt; typisch bei Gymnospermen und Dikotyledonen z.B. Ackerbohne (Vicia faba) o   bikollaterales Leitbündel: wie bei offenkollateralen Leitbündel (Phloem und Xylem durch Kambium getrennt), aber zusätzlich angrenzendes Phloem an Xylem ohne Trennung durch Kambium; bei krautigen Dikotyledonen z.B. Kürbis (Cucurbita pepo) o   Konzentrisch (eins innen, eins außen herum)  zwei Typen: - innenliegendes Phloem und konzentrisch angeordnetes Xylem (leptozentrisch); bei Maiglöckchen (Convallaria majalis) - innenliegendes Xylem und konzentrisch angeordnetes Phloem (hadrozentrisch); bei Farnen
• Xylem = (Holzteil) dient Ferntransport von Wasser und Nährsalzen; teilweise auch Zucker und Aminosäuren Tracheide: lange, spitz zulaufende, abgestorbene Zellen. Schräge Querwände mit Tüpfeln, Verholzte Zellwände (Lignin), stark getüpfelt (Hoftüpfel zu benachbarten Zellen), Spannung durch Sogwirkung der Transpiration Tracheen: Röhren, die durch Zellfusion mehrerer abgestorbener Zellen entstehen. Kaum oder Keine Querwände (Bei Lianen bis zu 10 m), verholzte Wände, evolutionär mehrfach unabhängig voneinander entstanden Xylemfaser: langgestreckt und spindelförmig, stark verholzte tote Zellen zur Festigung. nur bei Angiospermen (bei Gymnospermen Festigung durch Tracheiden) Xylemparenchymzellen: lebende Zellen, kontrollierte Abgabe von Ionen und anderen gelösten Stoffen in das Lumen
• Phloem exportiert Assimilate aus den Blättern und verteilt diese in der Pflanze (vom source zum sink) Gymnispermae: Siebzellen Angiospermae: Siebröhren und Geleitzellen Siebröhren: Kanäle aus Siebelementen, die über perforierte Zellwände (Siebplatten) verbunden sind. Haben keinen Zellkern. Nur Plasmamembran, ER, und degenerierte Mitochondrien. Geleitzellen: Versorgen die Siebelemente (Be- und Entladen). Haben großen Zellkern, dichtes Cytoplasma, großes ER, viele Ribosomen, viele Mitochondrien, mehrere Vakuolen (hohe Stoffwechselaktivität und Energieverbrauch) --> Gymnospermen und Farne haben keine Geleitzellen (Aufgaben werden vom Phloemparenchym übernommen) Entstehung: inäquale Teilung einer Mutterzelle: Eine behält das dichte Cytoplasma (wird Geleitzelle); Selbstauflösungsprozess (Kern, Ribosomen, Cytoskelett, Golgi-Apparat und Tonoplast bauen sich ab); Cytoplasma und Vakuoleninhalt vermischen sich zu Miktoplasma; Umwandlung der Plasmodesmata zu Siebporen
• Unterschied Xylem - Phloem Xylem: tote Zellen (Tracheen und Tracheiden) --> passiver Transport unidirektionaler Transport (durch Transpiration und Gutattion wieder abgegeben) Transport von Wasser und Mineralien Triebkraft: Wasserpotentialgefälle und Wurzeldruck Phloem: lebende, kernlose Zellen (Siebröhren und Geleitzellen) --> aktiver Transport bidirektionaler Transport zum Verbrauchsort organischer Stofftransport Durckstromtheorie: von Source zu Sink
• Wassertransport im Xylem Grundlage: Transpirationssog Transpiration = Abgabe von Wasserdampf an die Umgebung, Verdunstung Ursache: Wasserpotentialgefälle zwischen Boden, Pflanze, Luft Kohäsion zwischen Wassermolekülen und Adhäsion an den Wänden der Leitgefäße sorgen dafür, dass Wasserfaden nicht abreisst Probleme: Cavitation (=durch starken Unterdruck verursachtes Abreißen des Wasserfadens), Eindringen von Luft in Leitgefäße (Embolie) --> Isolierung des betroffenen Gefäßes durch Verschluss der Hoftüpfel Guttation: Abscheiden von Wasser in Tropfenform (bei hoher Luftfeuchtigkeit) wegen Aufrechterhalten des Wasserstroms bei fehlender Transpiration. Triebkraft: Wurzeldruck
• Ferntransport der Assimilate im Phloem bidirektional (von source zu sink) Zucker (90%), AS, Nukleotide, Vitamine, Botenstoffe, Mineralstoffe Blattläuse stechen mit Rüssel einzelne Siebelemente an um Phloemsaft (honigtau) zu bekommen Be- und Entladen des Phloems: 3 Typen von Geleitzellen: Intermediärzelle (hohe Plasmodesmendichte, symplastische Beladung), Glattwandige Geleitzelle (mittelmäßige Verbindungen zum Mesophyll), Transferzellen (geringe Plasmodesmendichte, apoplastische Beladung) Apoplastische Phloembeladung: Saccharoseaufnahme gemeinsam mit Protonen über Saccharose/H+ Symporter (energieaufwändige Generierung eines Protonengradienten: sekundär aktiver Transport) Symplastische Phloembeladung: Aufnahme der Assimilate aus dem Mesophyll in die Geleitzelle über zahlreiche Plasmodesmen.
• Sekundäres Dickenwachstum Spross Leitbündel mit Kambium (=faszikuläres Kambium) und neu gebildetes sekundäres interfaszikuläres Kambium (Zellen des Markstrahlparenchyms erlangen Teilungsfähigkeit) schließen sich zu einem Kambiumring zusammen. 2 Arten meristematischer Zellen im Kambium: fusiforme Initialen (langgestreckt, spitz zulaufend): geben nach Innen sekundäres Xylem (Holz) und nach Außen sekundäres Phloem (Bast) ab (durch perikline Teilung) Strahlinitialen (isodiametrisch): bilden Holz- und Markstrahlen (primäre Markstrahlen stellen Gewebebrücke zwischen Mark und Rinde dar; sekundäre Markstrahlen enden blind im Holz) Periodische Aktivität des Kambiums führt zu Jahresringen
• Holz-Bestandteile + Funktion Festigungsgewebe: Tracheiden (tote Röhren, verdickte Wände, getüpfelte spitz zulaufende Enden), Holzfasern (dickere, ungetüpfelte Wände, häufig tot) Hydrosystem: Tracheiden und Tracheenglieder (tote Röhren, kürzer und weitlumiger als Tracheiden, keine Querwände; schnellere Strömungsgeschwindigkeit) Speichersystem: Holzfasern (lebende Holzfasern als Speichersystem; Tote als Festigungssystem) und Holzparenchym (lebende Zellen als Speicherung von Stärke, Öl; Transport organischer Stoffe), Markstrahlparenchym (Transport von Wasser und Nährstoffen zwischen Sekundärem Phloem und Xylem; Speicherung von Stärke, Proteinen, Lipiden Harzgänge: Bildung großer Interzellularräume durch auseinanderweichen von Parenchymzellen, wird ausgelöst durch Verwundung, Druck, Frost. Parenchymzellen sondern Harz ab, um die Pflanze vor dem Befall mit Pathogenen zu schützen
• Unterschied Holz Gymnospermae und dikotyle Angiospermae Gymnospermae: nur 3 Zelltypen: Tracheiden (Leitungs- und Festigungsfunktion; Verbindung einzelner Tracheiden über Hoftüpfel), Holzparenchym (kleidet Harzkanäle aus), Markstrahlparenchym (mehrere Lagen, aber nur eine Lage breit; Quertransport von Wasser); Gefäßverlauf streng paralell zur Sprossoberfläche --> keine Tracheen und Holzfasern Dicotyledonae: Funktionsteilung zwischen Wasserleitungs- und Festigungssystem: Tracheiden und Tracheen für Wassertransport, Holzfasern für mechanische Festigung. Holzparenchym; Markstrahlen breiter als bei Gymnospermae und nicht durch Quertracheiden begrenzt;
• Sekundäres Abschlussgewebe: Periderm wenn Epidermis bei sekundärem Dickenwachstum aufreisst, übernimmt Periderm Schutzfunktion Periderm besteht aus Phellogen (sekundär gebildetes Kambium = Korkkambium), Phellem (nach außen abgegebene Zellen = Kork) und Phelloderm (nach innen abgegebene Zellen) Gasaustausch über Korkporen (Lenticellen) --> totale Verkorkung würde Pflanze ersticken
• Borke = tertiäres Abschlussgewebe Periderm ersetzt funktionell die Epidermis (=Oberflächenperiderm); wenn Periderm selbst wieder aufgerissen wird, wird unterhalb davon neues Periderm in den lebenden Zonen der RInde gebildet: Innenperiderm: Entstehung von totem (von innen aber ständig wachsendem Gewebekomplex) --> BORKE Funktion der Borke: Schutz vor Wasserverlust, vor Parasiten (Gerbstoffe), vor Feuer (geringe Brennbarkeit) und Strahlung (durch Pigmentierung), Thermische Isolation
• Blatttypen Keimblätter: klein, ganz unten, kurzlebig, verschwinden kurz nach Keimung Niederblätter: kleine schuppenartige Gebilde, braun, unscheinbare Anhängsel des Sprosses Laubblätter: Photosynthese Hochblätter: Schutz der Blüten, können farbig sein Blütenblätter (Kelch-, Kron-, Frucht- und Staubblätter sind abgewandelte Blätter)
• Laubblatt undifferenziertes Blatt teilt sich in: Unterblatt: daraus entstehen Basis des Blattes (Blattgrund) und Nebenblätter. Bei  einigen Monokotylen (Gräser) kein Blattstiel sondern verbreiterte Blattspreite, die die Sprossachse umgreift (Blattscheide) Oberblatt: Entwicklung der Blattspreite (Lamina) Blattadern: zum Stofftransport und Versteifung der Blattspreite Gymnospermen: dichotom vom Hauptnerv ohne Querverbindung Monokotyledone: paralellnervig, teilweise Querverbindungen Dikotyledone: netznervig Blattspreite (Lamina): 3 Gewebetypen Abschlussgewebe (Epidermis) Assimilationsgewebe (Mesophyll) Leitbündel bifazial = dorsiventral: Ober- und Unterseite klar erkennbar. Schließzellen nur an der Unterseite: hypostomatisches Blatt äquifazial: Ober- und Unterseite erscheinen gleich. Xylem immer oben. Schließzellen auf beiden Seiten: amphistomatisches Blatt unifazial: Ober- und Unterseite erscheinen gleich: ringförmige Anordnung der Leitbündel (innen X, außen P). amphistomatisch
• Blattgewebe und deren Funktionen Epidermis mit Cuticula: Schutz vor Strahlung, Infektion, AustrocknungSchließzellen: Regulation des GasaustauschsSubstomatäre Höhle und Interzellularen: Durchlüftung der BlätterPalisadenparenchym: Photosynthese (unterhalb der oberen Epidermis, säulenförmige einschichtige Zellen. etwa 80% der Chloroplasten) Schwammparenchym: Photosynthese (zwischen Palisadenparenchym und unterer Epidermis, unregelmäßige Zellen mit großen Interzellularen, 20 % der Chloroplasten)Xylem: Wassertransport und FestigungsfunktionPhloem: AssimilattransportBündelscheide: Umgibt die Leitbündel; ohne interzellularen; Regulation des Austauschs von Assimilaten und Wasser zwischen den Leitbündeln und umgebenden Gewebe
• Blatt-Metamorphosen Blattdornen: Schutz, Reduktion der Blattfläche z.B. Berberis-Arten, Kakteen Blattranken: Kletterhilfe z.B. Kürbis, Erbse, Wicke Blattsukkulenz: Wasserspeichergewebe, Reduktion der Blattspreite z.B. Agaven Zwiebel: Speicherorgan, Überwinterungshilfe: Blattgrund abgestorbener Laubblätter wird fleischig verdickt z.B. Küchenzwiebel, Narzisse
• Unterschied Sonnen- Schattenpflanze Sonnenpflanze: zwei bis mehrschichtiges Palisadenparenchym, weniger Thylakoide pro Granum gestapelt, hoher Lichtkompensationspunkt, hohe Kapazität der CO2 Assimilation, hohe Produktivität Schattenpflanze: einschichtiges Palisadenparenchym, niedriger Lichtkompensationspunkt, niedrigere Photosyntheserate; rmehrere Thylakoide pro Granum gestapelt,reichhaltige Antennenpigmente und große Lichtsammelantennen (daher wengier Lichtintensität nötig, um Atmung photosynthetisch zu kompensieren), mehr Chlorophyll b um die Grünlücke zu verkleinern es gibt auch Schatten- und Sonnenblätter als Anpassung
• Diffussionswiderstände im Blatt cuticulärer Widerstand: hoch für CO2 und H2O, geringer Gasaustausch stomatärer Widerstand: Regulation durch Öffnen/Schließen; Interessenkonflikt gleichzeitiger Co2 und H2o Austausch Mesophyllwiderstand: Grenzflächenwiderstand zwischen Interzellularluft und wässriger Phase der Zellwände; DIffusionswiderstand durch Cytoplasma und Chloroplastenmembran bei Co2 Aufnahme Grenzschichtwiderstand: Widerstand durch die direkt an die Blattoberfläche grenzende Luftschicht (bei Windstille: dicke Grenzschicht, keine Konvektion, geringe Transpiration <--> bei Wind: dünne Grenzschicht, Konvektion, hohe Transpiration)
• Nastien der Stomata (innere und äußere Einflüsse) Photonastie: bereits bei geringer Lichtintensität Stoma-Öffnung; eigentlicher Reiz: Verarmung der Interzellularen an Co2 durch Photosynthese in den Mesophyllzellen; direkter EInfluss durch blaue Lichtquanten auf Stomata (Blaulichtrezeptoren) Thermonastie: nie niedrigen Temperaturen sind Stomata träger Chemonastie: Reaktion auf Änderung der CO2-Konzentration der Luft in den Interzellularen (nicht der Außenluft), niedrige CO2-Konzentration induziert Öffnen und andersherum Hydronastie: hohe Luftfeuchte bewirkt Öffnen und umgedreht
• Xerophyten =homoiohydre (gleich feuchte) Pflanzen mit Resistenz gegen Austrocknung stark entwickeltes Wurzelwerk dicke Kutikula Blätter: verkleinerte,derbe Blätter (Hartlaubgewächse z.B: Oleander), Blattdornen, Rollblatt, Nadelblatt Viel Festigungsgewebe (Sklerenchym), sodass Blätter auch bei Wasserverlust nur minimal erschlaffen viele Spaltöffnungen, oft eingesenkt, oder durch Falten/Einrollen der Blätter vor Wind geschützt FIlz von toten Haaren als Verdunstungsschutz C4 oder CAM-Photosynthese kurze Vegetationszeit (annuelle Pflanzen)
• Hygrophyten = Feuchtpflanzen: ständig von feuchter Luft umgeben dünne Epidermis mit dünner Cuticula lebende Haare vergrößern Transpirationsoberfläche Stomata sind über die Grenzschicht hervorgehoben, um den Grenzschichtwiderstand zu erniedrigen) Blätter oft reich an Hydathoden (dienen der Ausscheidung von Wasser: Guttation; Triebkraft: Wurzeldruck) z.B: Sumphdotterblume
• Hydrophyten =Wasserpflanzen: leben untergetaucht oder schwimmend Schwimmblätter: epistomatisch und wie normale Laubblätter gebaut weitlumige Interzellulare (Blattauftrieb) Luftkanäle von Interzellularen zu Blattstiel: Aerenchym (Anpassung an Sauerstoffmangel) untere Epidermis mit Hydropoten: Drüsen, mit der die Pflanze Nährstoffe aus dem Wasser aufnimmt z.B: Seerose submerse Blätter (untergetaucht): für Stoffaufnahme aus dem Wasser dünne Epidermis mit dünner Cuticula (Verringerung des Diffusionswiderstands) Blätter oft fädig zerschlitzt (Vergrößerung der Oberfläche und Vorbeugen der Zerstörung durch strömendes Wasser) z.B: Wasserpest
• Stomata Aufbau 2 Schließzellen bilden einen kleinen Spalt in der Epidermis, und sind von Nebenzellen eingerahmt --> Spaltöffnungapparat Spalt = Interzellularraum (Kontakt zwischen Außenluft und substomatärem Hohlraum) In Schließzellen Chloroplasten; in manchen Nebenzellen Leukoplasten bei Sonnenlicht und genügend Wasserzufuhr geöffnet; bei Nacht und Wassermangel geschlossen
• Funktion der Stomata Gasaustausch und Transpiration H2O raus (Transpirationsstrom, Kühlung)Co2 rein (wird im Calvin-Zyklus fixiert)O2 raus (Photosyntheseprodukt) Stomabewegung: Turgor-getriebene Bewegung. Infolge von Turgorveränderungen innerhalb der Schließzellen ändert sich die Öffnungsweite des Spaltes:-bei Turgorzunahme: Volumenzunahme: Stomaöffnung -bei Turgorabnahme: Volumenabnahme: Stomaschluss Stomaöffnung: bei Licht und niedrigem CO2 Gehalt im substomatären Raum: Membranpotenial fällt ab --> Kaliumionen strömen in Schließzellen --> Gegenionen zur Ladungskompensation: Malat (v.a. in Dikotylen) und Chlorid (v.a. in Monokotylen) strömen ein --> passiver Wassernachstrom --> Turgorzunahme --> Schießzellen weiten sich zur Seite Stomaschluss durch Wassermangel und bei hohem CO2 Gehalt: Trockenstress löst die Ausschüttung von ABA aus. Hemmt H+ ATPase --> Depolarisation des Membranpotentials --> K+ Ausstrom --> Cl- folgt --> osmotischer Wasserausstrom --> Turgorabnahme
• Blütenaufbau Alle Teile der Blüte sind abgewandelte Blätter; dienen der Fortpflanzung Staubblätter (Stamina): Gesamtheit ist Androeceum "Haus des Mannes" -Staubblätter sind Mikrosporphylle (Sporophyll = Blatt an dem Sporangien stehen, in denen Sporen gebildet werden)-besteht aus Staubfaden (Filament) und Staubbeutel (Anthere), die sich in zwei Theken glieder, die über das Konnektiv verbunden sind und aus je zwei Pollensäcken (=Mikrosporangien) bestehen (Sporangium = Bildungsstätte von Sporen) Fruchtblätter (Karpelle): Gesamtheit ist Gynoceum "Haus des Weibes"-Stempel (Pistill): 1 oder mehrere verschmolzene Fruchtblätter-Fruchknoten (Ovar) mit Samenanlage (Ovulum). Fruchknoten häufig durch Scheidewände (Septen) in mehrere Fächer geteilt, die die Samenanlagen enthalten-die Samenanlage enthält das Megasporangium (Nucellus), mit der darin gelegenen Eizelle-apikaler Stiel des Stempels = Griffel (Stylus), an dessen Ende die Narbe (Stigma) sitzt, die die Pollenkörner bei der Bestäubung aufnimmt Blütenhülle (Perianth): spezialisierte sterile Blätter ohne Sporen-innere Blätter: Kronblätter (Petalen): Gesamtheit = Blütenkrone (Corolla) zum Anlocken von Bestäubern-äußere Blätter: Kelchblätter (Sepalen): Gesamteit = Kelch (Calyx) zum Schutz der noch nicht geöffneten Blüte-wenn Kelch und Kronblätter nicht zu unterscheiden sind, spricht von den Tepalen, Blütenhülle ist dann Perigon
• Speicherorgane von Pflanzen -Rübe: aus Wurzel und Hypokotyl. Oberirdirsch oder halb bis vollständig unterirdisch; Speicherorgan für Kohelnhydrate z.B. Kulturpflanzen (Karotte, Zuckerrübe) -Zwiebel: unterirdische Gebilde, die aus einem reduzierten Spross bestehen, dem dickfleischige schalenförmige übereinanderliegene Schuppenblätter aufsitzen; Speicherung von Reservestoffen z.B. Kulturpflanzen (Küchenzwiebe, Fenchel) -Knolle: Wurzel oder Sprossknolle; Speicherung von Reservestoffen; Sprossknolle (Kohlrabi, Sellerie, Kartoffel); Wurzelknolle (Maniok, Jamswurzel) -Rhizom/Wurzelstock: ausdauernde meist unterirdisch wachsende Sprossachse mit kurzen verdickten Internodien (Spargel) zur Speicherung von Nährstoffen und der vegetativen Vermehrung: z.B: Ingwer, Gelbwurzel -Sukkulente: Spross als Wasserspeicher z.B. Aloe vera (Blattsukkulenz)
• Nastie = durch einen Reiz ausgelöste, vom Baumplan in ihrer Richtung vorgegebenen Bewegung Thigomnastie: Reaktion auf Berührungreiz: Mimose klappt Blätter ein Nyctinastie: Schlafbewegung:die bei zahlreichen Pflanzen auffälligen periodischen Blattbewegungen (vielfach der Keimblätter oder Primärblätter), die sich vor allem als morgendliches Heben und abendliches Senken bemerkbar machen. Sie sind bei Leguminosen auf Turgoränderungen in den Blattgelenken (Pulvinus) zurückzuführen. S. werden durch die innere Uhr kontrolliert, Chemonastie: Sonnentau fängt ihre Beute Hyponastie: Aufwärtsbewegung der Blätter bei Schattenvermeidungsreaktion
• Zellwand (Aufbau, Bestandteile) -Mittellamelle aus Pektin (wird von Golgi-Vesikeln gebildet) -Primärwand aus Hemicellulose, Cellulose, Pektin und Proteinen (wird von den Tochterzellen an die Mittellamelle angelegt) --> Streuungstextur, Plasmodesmen, elastisch -Sekundärwand aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin (als Dickenwachstum erst nach Ende des Zellwachstums) --> Paralleltextur, Tüpfel, starr -Tertiärwand aus Hemicellulosen und Protopektin Bei Kollenchym teils verdickte Zellwände (Kanten/Ecken) Cellulose ist wasserunlöslich und kann nicht vom Golgi-Apparat synthetisiert werden und durch Vesikel in die Zellwand transportiert werden wie Pektin, Hemicellulose und Proteine. Wird deshalb durch rosettenförmigen Cellulose-Synthase-Komplex direkt in die Zellwand synthetisiert, der wie auf Schienen am Cytoskelett entlang fährt. Cellulose wird aus Glucose hergestellt.

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