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Leitbündeltypen:
Offen - geschlossen
Einfach - zusammengesetzt
Kollateral, bikollateral, konzentrisch, radial
Anatomie der primären Sprossachse
Sekundäres Dickenwachstum
Sekundäres Xylem, Holz
Holz
Kernholz - Splintholz
Holzstrahlen - Baststrahlen (Markstrahlen)
Jahresringe, Jahresringgrenzen
Gymno- Angiospermenholz
Sekundäres Phloem
Sekundäre Abschlussgewebe; Periderm
Homologie - Analogie
Metamorphosen des Sprosses: Sukkulenz, Phyllokladien (Verbreiterung der Kurztriebe) - Platykladien (... der Langtriebe), Sprossdornen, Sprossranken, Rhizome, Sprossknollen, Ausläufer
Wurzel: Rhizodermis, Primäre Rinde, Endodermis, Perizykel, Radiales, Leitbündel
Leitbündeltypen hadrozentrisch leptozentrisch
kollateral geschlossen kollateral offen bikollateral
Holzteil
Siebteil
Kambium
Verankerung im Boden
Aufnahmen von Wasser und Mineralien
Zugbeanspruchung
Keine Blätter, keine Stomata
Seitenwurzeln entstehen endogen
Wurzelhaare
Wurzelhaube (Kalyptra)
Wurzelspitze
Wurzelhaarzone
verschleimende Zellen der
Wurzelhaube
Wurzelspitze mit Kambium
Wurzelhaube
Wurzelhaube Zellkern
Statolithenstärke
(Schwerkrafterkennung)
Meristem
Zwiebelwurzel längs
Rhizodermis
Primäre Rinde
Endodermis Primär (Casparyscher Streifen)
Sekundär
Tertiär
Perizykel (Seitenwurzel, sekundäres Dickenwachstum, Periderm)
Radiales Leitbündel
Rinde - Zentralzylinder
Einschichtig, dünn; keine Kutikula, keine Interzellularen
Wurzelhaare
Ersatz durch: Exodermis: hypodermale, interzellularenfreie Schutzschicht (eine oder mehrere Lagen); aus Rindenparnchym
Suberinlamelle - Durchlasszellen
Periderm
Parenchym; meist farblos (manchmal Chloro- oder Chromoplasten)
Schizogene Interzellularen
Innerste Schicht: Endodermis Primär: Casparyscher Streifen
Sekundär: Durchlasszellen (Endzustand bei Gymnospermen)
Tertiär (U-, C, oder O Scheiden); Monokotyle
Caspary´scher Streifen
Primäre Endodermis sekundäre Endodermis
tertiäre Endodermis
Lückenlos verbunden; restmeristematisch oder sekundär meristematisch; meist einschichtig
Periderm- und Seitenwurzelbildung, sekundäres Dickenwachstum
Oligoarch (triarch, pentarch usw.), polyarch
Tertiäre Endodermis, (U-Scheiden)
Durchlasszelle
tertiäre Endodermis
Siebteil
Perizykel
Endogene Entstehung
Allorhizie - Homorhizie
Gymnosperme und Dikotyle
Sternförmiges Kambium
Wird durch unterschiedliches Wachstum rund
Primäre, sekundäre Markstrahlen (wie Spross)
Spross sehr ähnlich (Periderm, Borke)
Rüben
Rüben (Speicher)
Hypocotyl
Wurzel
Zucker- Futter- Rote Rübe
Seitliches Anhangsorgan der Sprossachse
Keim-, Nieder-, Laub- (Primär-, Folge-, mit oder ohne Neben-), Hoch- (Trag-, Deck-), Kelch-, Blüten-, Staub-, Fruchtblätter
Photosynthese, Transpiration
Blattspreite (Lamina), Blattstiel, Blattgrund
Begrenztes Wachstum
(„Nerven“, „Adern“)
Netznervig, gestreiftnervig
Xylem oben, Phloem unten
Epidermis Spaltöffnungen
Schließzellen
Nebenzellen
Epistomatisch, hypostomatisch, amphi-stomatisch
Mesophyll Palisadenparenchym
Schwammparenchym
Leitbündel (kollateral geschlossen)
Epistomatisch
Hypostomatisch
Amphistomatisch
Haar Emergenz
Exogen
Oberblattanlage
Blattspreite (Lamina), Blattstiel (Petiolus)
Unterblattanlage
Blattgrund, Nebenblätter (Stipula), Blattstiel
Exogen
Oberblattanlage (O)
Blattspreite (Lamina), Blattstiel (Petiolus)
Unterblattanlage (U)
Blattgrund, Nebenblätter (Stipula), Blattstiel
(„Nerven“, „Adern“)
Netznervig, gestreiftnervig
Xylem oben, Phloem unten
(„Nerven“, „Adern“)
Netznervig, gestreiftnervig
Xylem oben, Phloem unten
Bifacial
Dorsiventral
invers dorsiventral
äquifacial (=isolateral)
Unifacial
Rund-, Flachblätter
Dorsiventrales Blatt
Holzteil
Siebteil
untere Epidermis
Spaltöffnung Schwamm-
parenchym
substomatäre Interzellulare
obere Epidermis Leitbündel
Palisadenparenchym
Äquifaciales Blatt
Holzteil
Siebteil
untere Epidermis
Spaltöffnung Schwamm-
parenchym
substomatäre Interzellulare
obere Epidermis Leitbündel
Palisadenparenchym
Unifaziales Blatt
Holzteil
Siebteil
untere Epidermis
Spaltöffnung Schwamm-
parenchym
substomatäre Interzellulare
obere Epidermis Leitbündel
Palisadenparenchym
Zentralzylinder
Äquifaziales Nadelblatt der Föhre (Pinus) quer
Mesophyll mit Armpalisadenzellen
Hypodermis
Epidermis
Äquifaziales Nadelblatt der Föhre (Pinus) quer; Zentralzylinder
Leitbündel
Endodermis
Strasburger-
zellen
Transfusionsgewebe
Äquifaziales Nadelblatt der Föhre (Pinus) quer, Schließzellen
Schließzelle
Epidermiszelle
Cuticula
Zentralspalt mit Wachspfropf
Hypodermis
substomatäre
Interzellulare
Heterophyllie (Folgeblätter unterschiedlich)
Anisophyllie (Blätter am gleichen Sprossabschnitt unterschiedlich)
Blattranken
Fangblätter
Blatt- und Nebenblattdornen
Phyllodien
Zwiebel
Fangblätter
Kannenpflanze Sonnentau
Die Zwiebel (unterirdischer Speicher)
Gestauchte Sprossachse
Speicherblätter
Wurzeln
60 - 90 % Wasser (bis 98 %!)
Sinkt der Wassergehalt unter einen Schwellenwert (Welkungspunkt): Störungen
Wasseraufnahme: Wurzel
Wassertransport: Xylem
Wasserabgabe: Blätter
Wasserpotential (YW); hat die Dimension eines Druckes (Jm-3=Nm-2=Pa)
Wasserpotential des reinen Wassers unter Standardbedingungen wurde willkürlich auf 0 gesetzt
Jede wässrige Lösung kleiner als 0!
Matrixpotential (Yt): Cytoplasmatische Bestandteile der Zelle, die
Ladungen tragen liegen gequollen vor (auch Zellwand!); erreichen praktisch nie den maximalen Quellungsgrad, daher: Yt = negativ
Osmotisches Potential (Yp): Zelle osmotisches System Ob Wasser in die Vakuole ein- oder austritt,
hängt von der Außenlösung (Ypa)und vom Zellinneren (Ypi) ab:
Hypotone (=geringer konzentriert) Außen-lösung: osmotisches Potential weniger negativ als Zellinhalt: Wasser strömt in Vakuole, hydrostatischer Innendruck (Turgor P, Druckpotential YP) entsteht, drückt Protoplasten gegen die Zellwand; Wand wird elastisch gedehnt (Wanddruck) bis YP=P=W
YZ = Ypi + Yt + YP
Parenchym der Wurzelrinde: -5 bis -15 bar
Blätter: -20 bis -40 bar
Bei Halophyten (Bewohner salziger Standorte) weit unter -100 bar!
Auch benachbarte Zellen wirken mit:
YP = W ± A
Zellen in hypertones (=höher konzentriert) Medium (Ypa > Ypi): Wasser tritt aus der Vakuole, bis Ypa = Ypi Zellwand wird entspannt, Plasma löst sich von der Zellwand:
Plasmolyse Konvex-, Konkav-, Krampfplasmolyse Deplasmolyse: umgekehrter Vorgang Grenzplasmolyse: Konzentration, bei 50% der Zellen
plasmolisiert sind Plasmolyserückgang
Prinzipiell: ganze Pflanze (Wasserpflanzen)
Überwiegend: Wurzel (Ausnahmen: Epiphyten)
Über den Apoplasten und Symplasten
Endodermis: Symplast
Weiterer Mechanismus nicht bekannt; Wurzeldruck!
Haftwasser an Bodenkolloiden (Hydrathüllen; Quellungs oder Schwarmwasser); für Pflanze wegen stark negativen Y praktisch nicht verfügbar
Kapillaren (Kapillarwasser); Lösung; Yp des Bodens (meist -5 bar) muss von der Pflanze überwunden werden
Transpiration: Wasserabgabe über Hindernisse
Cuticuläre Transpiration
Stomatäre Transpiration
Abgabe tropfbaren Wassers
Hydathoden (aktive und passive)
Ferntransport erfolgt im Xylem
Beweise: äußeren Schichten eines Zweiges entfernt und nur Holz in Wasser: Blätter bleiben turgeszent (und umgekehrt)
Färbelösungen
Entgegen Schwerkraft und Reibungswiderstände!
Über 10 m müßte Wassersäule reißen
Kohäsion und Adhäsion verhindern ein Reißen der Wassersäule
Wurzeldruck
Transpirationssog
Potometer
FILM
Grundsätzlich ist die gesamte Pflanzenoberfläche befähigt (Blatt-düngung!)
Normalerweise: Wurzel Salze in Form von Ionen Verfügbarkei! Ionenaustausch: Kationen: H3O
+, Anionen HCO3
-
Im Boden in höchst oxidierter Form, müßen reduziert werden (bis auf P!)
85 -95 % Wasser
Organellen unterschiedlich (Mitochondrien, Chloroplasten 50 %)
Samen am wasserärmsten
In Pflanzen wurden praktisch alle Elemente gefunden (Veraschen von Pflanzen)
? ob für Pflanze von Bedeutung
Mangelkulturen
Mehr als 20 ppm (=mg/l) in Lösung
C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, (Fe, 6 mg)
C, O aus Luft
Übrigen aus dem Boden, wässrige Lösung
< 0,5 ppm
Einige Beispiele (unentbehrlich): Mn, B, Zn, Cu, Mo, Cl
N: Aminosäuren, Proteine, Nukleinsäuren, Co-Enzyme
P: Phospholipide, Enzyme, Energiehushalt
S: Aminosäuren, Biotin, CoA, Sulfolipide, Nicht-Häm-Eisenproteine, Senföle, Glutathion
Mg: Chlorophyll, Protopektin, Co-Faktor
K: Osmoregulation, Bewegungen, Membrantransport
Ca: Osmoregulation, Vernetzung
Fe: Enzyme, Cytochrom
Pasive Aufnahme
Gelöste Ionen Apoplasten der Wurzel
Intrameieiren: Plasmalemma Plasma
Permeieren: Plasmalemma Plasma Tonoplast Vakuole
Behinderte Diffusion (100 - 10.000fach)
Größere Moleküle nach ihrer Lipidlöslichkeit
Kleine Moleküle viel schneller
Aktive Aufnahme Anreicherung (Braunalgen: J, 30.000fach, 1 kg
Tang: 17 mg Gold)
Auswahlvermögen
Mangelndes Ausschlussvermögen
Endocytose Phagozytose (feste Stoffe)
Pinozytose (Flüssigkeiten)
Endodermis Symplast (? aktiv, passiv) Ferntransport im Xylem; auch Parnchym und Phloem
Kalk- und Kieselpflanzen
Kalkmeidende (Rhododendron ferrugineum) und kalkliebende Pflanzen (R. hirsutum)
Pflanzen auf Salzstandorten
Halophyten
Akkumulieren Ionen
Salzdrüsen, Abwurf
Salzsukkulenz
Nährsalzangebot: Pflanzenwachstum begrenzend
Gesetz des Minimums (J. v. LIEBIG)
Stickstoff, Phosphor, Kalium
Kalzium: pH-Wert, Krümmelung
Intrazellulärer Transport: Diffusion, Plasmaströmung
Mittelstreckentransport (ohne Leitungsbahnen): symplastisch; Plasmodesmen
Blutungssaft: Gefäße; nur eine Richtung
Siebröhren: aufwärts und abwärts
5 - 30 %ige wäßrige Lösungen
Hauptsächlich Zucker (Saccharose, Raffinose, Zuckeralkohle)
Aminosäuren, Carbonsäuren, Nucleinsäuren, Nucleotide (ATP), Vitamine, Phytohormone, Enzyme; Fette nicht (in Kohlenhydrate umgewandelt)
Ringelungsversuche
Aphidentechnik
Aphidentechnik
Unklar (bis 1m/h)
Lösungsströmung (Source - Sink): Druckstromtheorie
Radioaktive Tracer, Mikroautoradiographie
Salzausscheidungen; Salzdrüsen; Cuticula
Kristalle (Oxalat, Carbonat)
Organische Stoffe: ätherische Öle, Harze, Zucker (Nektar)
Aktive Transporte, unterschiedliche Permeabilität, Exocytose
Autotroph (anorganisch organisch) - heterotroph
Phototroph - chemotroph (Energiequelle!)
Organotroph - litotroph (Wasserstoff-donator organisch oder anorganisch)
2 Gruppen von Organismen:
Photoautotrophe (photosynthetisch aktive Bakterien, Cyanobakterien und alle chlorophyllbesitzende Pflanzen)
Chemolithoautotrophe (Bakterien)
Photosynthese - Chemosynthese
1. Hauptsatz: Energie kann von einer Form in die andere umgewandelt, nicht aber erzeugt oder vernichtet werden
2. Hauptsatz: Bei allen Energieaus-tausch- oder -umwandlungsprozessen ist die potentielle Energie des Endzustandes kleiner als die des Anfangszustandes (es darf keine Energie zu- oder abgeführt werden)
A + B = C + D
Je nachdem, ob K > 1 oder K < 1 ist, liegt das Gleichgewicht mehr links oder rechts
KBcAc
DcCc
)().(
)().(
A + B zusammen: Reaktion erfolgt bis zum Gleichgewichtszustand
Auch energetischer Zustand wird verändert (freiwillige Raktion nur von höherem nach niedrigeren Energiepotential): es wird Energie frei: exergonisch
Dieser Energiebetrag ist im chemischen System reversibel festgelegt: freie Energie, G (besser: Änderung der freien Energie des Systems)
DG0 =1mol bei 25° C, pH=0 und 1 bar; DG0´: pH=7
Exergonische Reaktionen: DG0´ = - !
Entropie: Maß für den Zustand der Materie und Energie
Je geringer die Ordnung oder Struktur, desto größer der Zahlenwert der Entropie
Thermodynamik (2. Hauptsatz): gleichmäßige Verteilung wird angestrebt
Entropie nimmt zu
Geordnete Strukturen entstehen, wenn im Gesamtsystem Entropie zunimmt
Offene Reaktionssysteme, denen Ausgangsmaterialien zugeführt und Reaktionsprodukte entnommen werden
Reaktionen verlaufen fortgesetzt in eine Richtung
Freie Energie in J (kJ); man kann auch das Redoxpotential (E0) in V (mV) verwenden (Wasserstoffelektrode H2/2H+ bei c(H+)=1, pH=0; E0
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