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