Pflanzen - Biologie online lernen

Biologie (Fach) / Pflanzen (Lektion)

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Allgemeines: Ernährung, notwendige Stoffe, Bodenzeiger + Beispiele grüne Pflanzen sind autotroph → Chlorophyll → Fotosynthese (Aufbau organischer aus anorganischen Stoffen, in diesem Fall Licht) Hauptbestandteile organischer Bindungen: Sauerstoff (O), Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) Bestandteil von Aminosäuren: Stickstoff (N) mehr oder weniger große Mengen: Schwefel (S), Phosphor (P), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Eisen (Fe) Spurenelemente: Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Aluminium (Al), Brom (Br) → bei Fehlen eines Stoffes treten Mangelerscheinungen auf Pflanzen besitzen besondere Bedürfnisse → werden als Hinweis auf die Bodenart verwendet Stickstoffzeiger: Brennnesseln, schwarzer Holunder Salzpflanzen: Salzkresse, Salzkraut, Queller Säurezeiger: Besenheide (Heidekraut) Kalkzeiger: Leberblümchen, Küchenschelle
Organe der Blütenpflanzen: allgemein Spross, Wurzel, Blatt, Blüten
Organe der Blütenpflanzen: Wurzel Funktionen Organ der Wasser- und Ionenaufnahme (Mineralstoffe) aus dem Boden Verankerung der Pflanze Speicherung von Assimilaten
Organe der Blütenpflanzen: Wurzel Aufbau Wurzelhaube = schützt Vegetationskegel, in dem sich das Teilungsgewebe für das Wachstum befindet – aus schleimenden Zellen, um das Vordringen in den Boden zu erleichtern Teilungszone = Vegetationskegel → Entstehung neuer Wurzelzellen Streckungszone = Wachstumszone → Zellwachstrum & -differenzierung Wurzelhaarzone = Differenzierungszone; unterschiedliche Wurzelzellen ausdifferenziert – nur hier Ausbildung von Wurzelhaaren (einzellige Ausstülpungen) als Teil der Rhizodermis zur Oberflächenvergrößerung → Verbesserung der Wasseraufnahme durch Osmose Wurzelrinde = Grundgewebe der Wurzel, Speicherung und Austausch von Stoffen, meist von Mykorrhiza-Pilzen besiedelt, Endodermis grenzt Rinde zum Zentralzylinder ab (hier Austausch von Stoffen) Zentralzylinder = Leitgewebe der Wurzel, für den Transport von Wasser, Nährstoffen und organischen Substanzen → setzt sich im Spross fort
Organe der Blütenpflanzen: Wurzel Wurzelsysteme je nach Art der Bodenbeschaffenheit verschieden ausgebildet Pfahlwurzeln: tiefe Hauptwurzeln, von denen Seitenwurzeln abgehen (z.B. Eiche, Löwenzahn) Adventivwurzeln: keine Hauptwurzel, sondern Geflecht von glecih starken Wurzeln, von denen Seitenwurzeln abgehen (= Büschelwurzelsystem) (z.B. Gräser) → Flachwurzler: Wurzeln breiten sich flach unter dem Boden aus,s ie wachsen kaum nach unten (z.B. Fichte, Kastanie)
Organe der Blütenpflanzen: Wurzel Wurzelmetamorphosen Speicherwurzeln: Wurzelknolle (Dahlie), Rübe (Karotten) Luftwurzeln: Stützwurzeln (Monstera), Stelzwurzeln (Mangrove bei Flut), Atemwurzeln (Mangrove bei Flut, Haftwurzeln (Efeu), Wurzelranken (Vanille) Saugwurzeln (Kleeseide) Rindenwurzeln mit »Senkern« (Mistel)
Organe der Blütenpflanzen: Blatt Funktionen grüne Lätter (Laubblätter): Ort der Fotosynthese Gasaustausch (Sauerstoffabgabe, Kohlendioxidaufnahme) Transpiration (Wasserabgabe – Transpirationssog bewirkt Wassertransport von Wurzeln zu den Blättern)
Organe der Blütenpflanzen: Blatt Aufbau Cuticula und Epidermis: schließen Blatt nach außen, schützen vor Austrocknung (Cuticula = Wachsschicht) – von Spaltöffnungen (= Stomata) durchbrochen: dienen Gasaustausch, Transpiration Stomata: bestehen aus zwei Schließzellen, die durch Druck des Zellsaftes (Turgor) entweder geschlossen oder geöffnet sind, hinter den Stomata große Abstände zwischen Zellen = Atemhöhlen Pallisadengewebe: lockere Parenchymzellen, in die Chloroplasten eingelagert sind Chloroplasten: enthalten Chlorophyll (Blattgrün) → Fotosynthesepigment, das Lichtenergie in chemische Energie umwandelt Schwammgewebe: große interzelluläre Abstände (Atemhöhlen) zur Durchlüftung und Kühlung des parenchymatischen Gewebes Leitbündel: zwischen Pallisaden- und Schwammgewebe → Blattadern: Antransport von Wasser, Abtransport von Fotosyntheseprodukten
Organe der Blütenpflanzen: Blatt Funktion der Schließzellen enthalten Chloroplasten (im Gegensatz zu anderen Epidermiszellen) bei Licht wird durch Fotosynthese ATP gebildet → transportiert K+ Ionen gegen das Konzentrationsgefälle osmotischer Wert der Schließzellen steigt, Wasser strömt ein Innendruck verändert sich, Zellen verformen sich, Spalt zum Gasaustausch entsteht
Organe der Blütenpflanzen: Blatt Blattmetamorphosen Blattsukkulenten (Mauerpfeffer) Blattranken (Erbse) Wasserblätter (Wasserhahnenfuß) Blattdornen (Kaktus) Fangeinrichtungen eiweißverdauender Pflanzen Klebfalle (Sonnentau) Klebfalle (Fettkraut) Klappfalle (Venusfliegenfalle) Krappfalle (Wasserschlauch) Gleitfalle (Kannenpflanze)
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Organe der Blütenpflanzen: Blatt Überdauerungsorgane der Blütenpflanzen → Bäume und Sträucher → Einjährige → Erdpflanzen → Oberflächenpflanzen überwintern mit dem Holzanteil (Wurzeln, Stamm, Äste) nur die Samen überdauern unterirdische Überdauerungsorgane, Oberflächenteile sterben ab in Krautschicht geschützt unter der Schneedecke: Wurzeln und Erneuerungsknospen bleiben erhalten
Organe der Blütenpflanzen: Spross Funktion Transport von Wasser, Nährstoffen und Assimilaten Speicherung von Wasser, Nährstoff und Assimilaten Stabilisierung der Pflanze → bei kleineren Organismen (Algen, Moose) reicht für den Transport über kurze Strecken Diffusion aus, bei weiteren Wegen Leitgewebe nötig
Organe der Blütenpflanzen: Spross Aufbau Abschlussgewebe: Epidermis mit Spaltöffnungen und Cuticula Leitgewebe: Xylem und Phloem → bei Einkeimblättrigen Leitbündel zerstreut im Grundgewebe, bei Zweikeimblättrigen ringförmig angeordnet mit zusätzlichem Bildungsgewebe (Kambium, Korkkambium) Xylem: Holzteil mit Elementen zum Wassertransport (Tracheiden: langgestreckte Zellen, die Wasser durch Poren (= Tüpfel) weitergeben, Tracheen: lange Röhren (bis 1m) durch aufgelöste Zellwände) Phloem: Bastteil mit Elementen zum Stofftransport (Siebzellen: lange, schmale Zellen bei Nacktsamern, Siebröhren: säulenförmige Zellen bei Bedecktsamern, die über Siebplatten verbunden sind, Geleitzellen: neben den Siebröhren, haben keine Leitfunktion, stellen Bausteine für Siebröhren her) Grundgewebe: Mark + Rinde Mark: in der Mitte der Sprossachse, dient der Stoffspeicherung, durch Wachstum weichen die Zellen auseinander, es entsteht eine Markhöhle Rinde: liegt außerhalb der Leitbündel, enthält Chloroplasten
Organe der Blütenpflanzen: Kambium und Korkkambium – sekundäres Dickenwachstum Stammquerschnitt Jahresringe Kambium gibt nach innen (Wassertransport) Holz und nach außen (Assimilatentransport) Bast ab → jede Lage größeren Umfang als vorige Korkkambium liegt in der Rinde und gibt nach außen Korkzellen ab, aus denen sich die Borke entwickelt außen = helles Splintholz (lebende, junge Holzzellen) innen = dunkles Kernholz (abgestorbene Holzzellen mit rein mechanischer Stützfunktion) Dickenwachstum zerstört Epidermis → an ihre Stelle tritt aus Kork aufgebaute Borke, die Poren zum Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Sprossachse enthält entstehen durch schwankende Tätigkeit des Kambiums im Jahresverlauf Frühholz → Gefäße mit größeren Durchmessern (Anpassung an höheren Wasserbedarf) Spätholz → immer engere Gefäße, bis Dickenwachstum über Winter eingestellt wird
Organe der Blütenpflanzen: Spross Sprossmetamorphosen Erdspross (Salomonssiegel) Sprossknollen (Kartoffel, Alpenveilchen) Zwiebel (Tulpe) Ausläufer (Erdbeere) Sprossranken (Weinrebe, wilder Wein) Sprossdornen (Weißdorn) Assimilationssprosse (Feigenkaktus) Sprosssukkulente (Säulenkaktus)
Unterschiede bei den Organen der Blütenpflanzen: Monocotyledonae: Wurzel, Blatt, Sprossachse Dicotyledonae: Wurzel, Blatt, Sprossachse Primärwurzel/Hauptwurzel stirbt kurz nach Auskeimen ab, dafür viele gleichartige sprossbürtige Wurzeln nur ein Keimblatt, meist schmale, längliche Blätter, parallelnervig Leitbündel zerstreut angeordnet – nur primäres Dickenwachstum Hauptwurzel (aus Keimwurzel entstanden) mit Nebenwurzeln (Seitenwurzeln) zwei Keimblätter, meist gestielte, netznervige Blätter Leitbündel ringförmig angeordnet, mit Kambium – primäres und sekundäres Dickenwachstum, bei letzterem scheidet das Kambium nach innen Holz und nach außen Bast ab
Wasserhaushalt der Zellen → Allgemeines im Zellsaft der Vakuolen viele Stoffe gelöst Tonoplast (Membran, die die Vakuole umschließt) und die äußere Zellmembran semipermeabel → lässt Wassermoleküle durch, gelöste Stoffe bzw. Ionen müssen über eingebettete Transportproteine durchgeschleust werden Diffusion des Wassers durch halbdurchlässige Membran = Osmose osmotischer Druck Wanddruck Saugspannung Turgordruck
Wasserhaushalt der Zellen: Definitionen und Zusammenspiel osmotischer Druck (O) Wanddruck (W) Saugspannung (S) Turgordruck Konzentration im Vakuolensaft höher als im Zellplasma + außerhalb der Zelle Wasser diffundiert aus der geringer konzentrierten Lösung in die höher konzentrierte Lösung Druck in Vakuole steigt (O) Druck an elastische Zellwand weitergegeben, die Gegendruck entwickelt (W) steigender Wanddruck hemmt den Wasserstrom wenn W < O geht die Diffusion weiter, da Zelle noch Saugspannung (S) besitzt wenn W = O, dann S = 0 → Diffusion wird nicht weiter fortgesetzt (S = O - W) Druck des Zellsaftes auf die Zellwand, Zusammenspiel von Turgor- und Wanddruck bewirkt die Festigkeit nicht verholzender Pflanzen (sinkt der Turgor einer Pflanze, beginnt sie zu welken)
Wasserhaushalt der Zellen: Verbindung von Wasserhaushalt und Stoffproduktion Transpiration Landpflanzen nehmen Wasser durch Wurzeln auf → transportieren es über Leitbündel in die Blätter → zur Stoffproduktion ist CO2 nötig → durch Spaltöffnungen aus der Luft aufgenommen → bei Öffnung entweicht Wasserdampf in Umgebung Wasserdampfabgabe: umso stärker, je trockener umliegende Luft und je größer Blattfläche Fotosynthese führt zu Wasserverlust → Pflanze muss ständig von Wasserstrom (Transpirationsstrom) durchflossen sein (ermöglicht durch Wasserleitsystem von Wurzeln über Stamm bis in Äste und Blätter Verdunstung wirkt zusätzlich kühlend bei Wassermangel Einschränkung der Abgabe durch Schließung der Stomata
Wasserhaushalt der Zellen: Transportsysteme der Pflanzen – Ursachen für Wasser- bzw. Ionentransport Transpirationssog: Unterdruck durch Verdunstung in den Blättern Wurzeldruck: durch Osmose entsteht in den Wurzeln ein Druck, der Wasser in den Spross drückt Kapillarkräfte: Aufsteigen von Flüssigkeiten in engen Gefäßen zum Trotze der Schwerkraft
Wasserhaushalt der Zellen: Anpassungen der Pflanzen an Wasserverhältnisse dürreresistente Pflanzen Hydrophyten Hygrophyten Tropophyten Xerophyten Epiphyten
Wasserhaushalt der Zellen: Anpassungen der Pflanzen an Wasserverhältnisse dürreresistente Pflanzen Hydrophyten Hygrophyten Tropophyten Xerophyten Epiphyten (Spezialfall) trocken-warme Standorte – vorübergehende Wasserverluste werden schadenlos überstanden (hydrostabil) Wasserpflanzen – Wasseraufnahme mit dem gesamten Körper; Wurzeln nur noch zum Festheften oder rückgebildet, Pflanzenoberfläche vergrößert → Spaltöffnungen an der Oberseite; z.B. Wasserhahnenfuß, Tausendblatt, Seerose feuchte Standort wie Laubwälder, Sümpfe, tropische Regenwälder – Transpirationsförderung durch dünne, große Blätter mit dünner Cuticula, emporgehobene Spaltöffnungen wechselfeuchte Standorte – wandeln Erscheinungsbild je nach Feuchtigkeit und Temperatur, z.B. Steppenpflanzen (Überdauern von Dürre als Knollen, Zwiebeln, Erdsprosse), heimische Laub- und Nadelbäume (Lärche): Blattabwurf trockene Gebiete – halten starke Trockenheit in Boden und Luft aus, Wurzelwerk stark entwickelt, verkleinerte, dicke, fleischige Blätter (Sukkulenz), verdickte Cuticula, eingesenkte Spaltöffnungen, zusätzlicher Verdunstungsschutz durch Haare Aufsitzerpflanzen, wachsen auf anderen Pflanzen, um besser ans Licht zu kommen → Probleme mit Wasser- und Nährstoffversorgung: Anpassung z.B. Luftwurzeln (Orchideen) oder Zisternen (Bromelien)