Botanik 2.2 UI13 2. Semester (FS14)

Grundständig

Wechselständig

spiralig - zweizeilig

kreuzweise Gegenständig

quirlig

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Die Epidermis muss zwei auf den ersten Blick als miteinander unvereinbar erscheinende Aufgaben erfüllen. Einerseits hat sie die Pflanze vor Austrocknung zu schützen, indem sie die Abgabe von Wasserdampf (Transpiration) unterbindet (Ausscheidung der Kutikula). Auf der anderen Seite muss sie jedoch den Gasaustausch der Pflanze mit der Umgebung zulassen. 

Die Stomata regulieren den Gasaustausch der Pflanze mit der Umgebungsluft. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um die Abgabe von Sauerstoff und Wasser (Transpiration), sowie die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid.

Die Kutikula ist eine Wasserabweisende Schicht, die das Blatt schützt.

Es dient grösstenteils der Photosynthese.

Sie dienen dem Zustrom von Wasser und dem Abtransport von Assimilaten, sowie der mechanischen Verstärkung.

Die Blattspreite (Lamina) bildet in den meisten Fällen den Hauptteil des Blattes, den man oft als das eigentliche Blatt bezeichnet. Die Blattspreite ist im Normalfall die Trägerin der Blattfunktionen Photosynthese und Transpiration.

Stammsukkulenten Pflanzen dient der Spross als Wasserspeicher zur Überbrückung einer trockenen Vegetationsruhe. Durch die Anlage wasserspeichernden Gewebes bekommen die Pflanzen ein fleischiges Aussehen. Viele stammsukkulente Pflanzen nähern sich der Kugelgestalt, da dies ein größtmögliches Volumen bei kleinstmöglicher Oberfläche und somit den geringstmöglichen Wasserverlust durch Verdunstung bedeutet. Häufig sind die Blätter stark reduziert, zu Dornen umgestaltet oder fehlen ganz, so dass die Photosynthese in den Rindenzelle der Sprossachse stattfindet. 

Das wird bewirkt durch eine verdickte Cuticula sowie eine mehrschichtige Epidermis (bei Hartlaubgewächsen wie Lorbeer, Laurus nobilis), eingesenkte Stomata, die bei einigen Pflanzen zusätzlich noch mit Haaren versehen sind (beides verhindert Transpiration durch Wind).

Mit einer Abnahme der Stomatadichte.

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 Jedes Sauerstoffmolekül in der Luft entstand bei der Spaltung von Wasser während der Fotosynthese. 

Pflanzen nutzen für die Fotosynthese hauptsächlich energiereiches, blaues Licht von 400 - 500 nm Wellenlänge sowie energieärmeres, rotes Licht von 650 - 700 nm. 

Das grüne Licht zwischen 520 - 620 nm wird kaum absorbiert. Das ist der Grund, weshalb Pflanzen für unser Auge grün erscheinen. 

Durch Absorption eines Rotlichtquants wird das Chlorophyllmolekül in den 1. Anregungszustand überführt. Ein energiereicherer, blauer Lichtquant versetzt es in den 2. Anregungszustand und bringt es damit auf ein höheres Energieniveau.

Bereits nach 10-12 s fallen die Elektronen vom 2. Anregungszustand in den ersten zurück. Die Energiedifferenz wird als Wärme frei. Auch der erste Anregungszustand ist ausserordentlich kurzlebig, nämlich 10-9 s. Diese Zeit reicht jedoch, um die Energie dieses Zustandes fotochemisch wirksam werden zu lassen, d.h. um einen Elektronentransport einzuleiten. Ist dieser Transport nicht möglich, dann geht die absorbierte Energie als Wärme oder als Fluoreszenzlicht verloren oder wird auf ein Nachbarmolekül übertragen. 

Elektronentransportkette und ATP-Synthese erfolgen an und in der Thylakoidmembran. Bei der Lichtreaktion wird Wasser zu Sauerstoff und Protonen oxidiert. Dabei werden Elektronen frei. Über zahlreiche Zwischenstufen beziehungsweise Redoxreaktionen gelangen die Elektronen zu NADP+ und reduzieren es zu NADPH + H+. Das NADPH + H+ ist eines der beiden Hauptprodukte der Lichtreaktion. Als Reduktionsmittel ermöglicht es in der nachfolgenden Dunkelreaktion (Calvinzyklus), das anorganische CO2 zu organischem Kohlenstoff zu reduzieren. Alle Redoxreaktionen zusammen bilden die Elektronentransportkette, die mit Licht als Energiequelle angetrieben wird. Über die Elektronentransportkette wird zusätzlich ein Protonengradient aufgebaut, indem Plastochinon H+ im Stroma aufnimmt und auf der gegenüberliegenden Membranseite im Lumen freisetzt. Der Protonengradient treibt das Enzym ATP-Synthase an, es entsteht ATP als zweites Hauptprodukt der Lichtreaktion. Auch das ATP wird in der nachfolgenden Dunkelreaktion benötigt. Es liefert die Energie für die CO2-Fixierung. 

Siehe Skript 5 S.9

• ATP
• NADPH
• H⁺

Der Calvinzyklus gliedert sich in drei Abschnitte. Im ersten Schritt bindet Kohlendioxid an das Akzeptormolekül Ribulose-1,5-bisphosphat. Der fixierte Kohlenstoff wird im zweiten Schritt reduziert. Aus der Lichtreaktion stammendes NADPH + H+ liefert die dafür notwendigen Elektronen, ATP die chemische Energie. Der Umbau der Zuckermoleküle im letzten Schritt regeneriert den Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat. Auch dafür ist Energie in Form von ATP erforderlich. 

Skript 5 S.15

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