Botanik und Pflanzenphisiologie
Biologie
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D. S.
D. S.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Botanik und Pflanzenphysiologie, geeignet für fortgeschrittene Lernende. Sie behandeln den Aufbau und die Funktion von Pflanzen, einschließlich Wurzeln, Blättern und Sprossachsen, sowie die Rolle von Zellen und Geweben wie Tracheiden und Phloem. Themen wie Wasseraufnahme, Stofftransport und Photosynthese werden detailliert erklärt, ebenso wie die Anatomie von Blättern und Blütenpflanzen. Ideal für Studierende der Biologie, die ihr Verständnis der Pflanzenphysiologie vertiefen möchten.
Wie ist eine Pflanze aufgebaut?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Alle Teile einer Pflanze sind prinzipiell gleich aufgebaut
- Abschlussgewebe
- Epidermis => bei nichtverholzten Pflanzen
- Periderm => bei verholzten Pflanzen (Periderm = Kork)
- Grundgewebe (Prenchymzellen)
- Mark & Rinde
- Dünne flexible Primärwand
- Meist keine sekundäre Zellwand
- Am wenigsten differenziert
- Grössten Teil bei nichtverholzten Pflanzen
- Unterschiedliche Zelltypen (Speicherung, Photosynthese, Stabilisierung)
- Leitgewebe
- Xylem => Leitbündel (Tracheen, Tracheiden)
- Phloem => Siebröhren, Geleitzellen
- Bildungsgewebe (Meristem)
- Einzige teilungsfähige Zellen => geben Pflanze charakteristisches Aussehen
- An den Seitensprossen, Sprossenspitzen und Wurzelspitzen
Welche Funktion haben die Vakuolen? (4)
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Grösstes Pflanzenorganell
- haben eine Membran
- enthalten Wasser mit geloesten Substanzen (Mineralsalze, Zucker usw) => osmotisches Potential
- dient als Speicher und ‚Abfalleimer’
Welche Funktion haben die Zellwände und wie sind sie aufgebaut?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Zellabgrenzung
- Osmotische Vorgaenge
- Aufbau eines hydrostatischen Drucks => Turgor
- Bestehen hauptsaechlich aus:
- Polysacchariden (Cellulose, Hemicellulose, Pectin)
- Proteine
- Ligin => Verholzung
- Können mehrere Schichten haben
- Primärzellwand => dünn & flexibel
- Mittellamelle => zwischen Primärzellwand und benachbarter Zellen
- (Sekundärzellwand => zwischen Plasmamembran und Primärzellwand)
Wie sind die Leitbündel aufgebaut und welche Funktion haben sie?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Xylem
- Tracheiden (lang und dünn) & Tracheen (kurz und dick)
- Röhrenförmige, längliche Zellen oder Zellketten
- Bei Reifung abgestorben => verholzte und verdickte Zellwände
- Wasser bewegt sich durch Tüpfel / Perforationsplatte von Zelle zu Zelle
- Phloem
- Bei Reifung nicht abgestorben, aber kernlos
- Siebplatten: erleichtern Flüssigkeitsfluss von Zelle zu Zelle
- Gleitzellen: regelt Stoffwechsel von Siebzelle n, da diese keine Vakuolen und Zellkernen haben
Wie ist eine Blütenpflanze allgemein aufgebaut?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Kormus(=Wuchsform der Blütenpflanze) besteht aus drei Grundorgane:
- Wurzel
- Verankerung
- Stoffaufnahme
- Speicherung
- Sprossachse
- Haltung
- Orientierung der Blätter
- Stofftransport
- Blatt
- Blüte
- Photosynthese
- Transpiration => treibende Kraft für Wassertransport
- Wurzel
==> Spross = Blätter und Achse
Erkläre den Begriff Osmose
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Durch semipermeable Membran erfolgt gerichtete Diffusion eines Stoffes (Wasser) als Folge eines Konzentrationsunterschiedes
- Wasser diffundiert vom Ort geringerer Zucker-/ Salzkonzentration zum Ort höherer Zucker-/ Salzkonzentration
- Bewegungsrichtung wird durch Wasserpotential definiert
Erkläre den Begriff Wasserpotential
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Einheit: Mega Pascal [MPa]
- Reines Wasser (Standartbedingung): Ψ = 0
- Ionen in reines H2O => Ψ wird negativer, je mehr Ionen man hinzugibt
- Niedriges Ψ => leichte Aufnahme von Wasser
- hohes Ψ => leichte Abgabe von Wasser
- bestimmt Richtung der Wasserbewegung => vom Ort des höheren zum Ort des niederen Ψ
- Ψ ist treibende Kraft für Plasmolyse / Deplasmolyse
- Ψ – Gleichung = Lösungspotential + Druckpotential
- Lösungspotential: Proportional zu gelösten Teilchen (=osmotisches Potential)
- Druckpotential: wird durch Druck von Zellinhalt auf Plasmamembran gegen Zellwand und von Zellwand auf Protolasten ausgeuebt (=Turgordruck)
Erkläre den Begriff Plasmolyse
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Protoplast löst sich von Zellwand ab
- Bestimmt durch Osmotischer Druck
Wie funktioniert der langstrecken Wassertransport entgegen der Schwerkraft in der Pflanze?
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- Wasserpotential in der Luft ist viel tiefer, als im Boden, deshalb wird Wasser aus dem Boden aufgezogen
- Mechanismus: Massenströmung
- Drei wichtige Faktoren
- Wasseraufnahme im Boden
- Kohäsion / Adhäsion im Xylem
- Transpiration im Blatt
==> einfache Diffusion würde viel zu lange dauern bis Wasser verteilt ist
erkläre den Mechanismus der Transpiration
Tastatur-Befehle:
= drehen,
= vor-/rückwärts,
= scrollen
- grösste treibende Kraft (tiefstes Ψ) ist die Atmosphäre
welche Aufgaben haben die Stomata an der Pflanze?
Wie funktionieren diese?
Wie sind sie Aufgebaut?
- Aufbau
- Zwei Schliesszellen
- Spalt (=Porus)
- Mechnismus
- Schliesszellen öffnen / schliessen durch Zu-/ Abnahme des Turgordrucks
- Turgordruck wird durch Kalium-Aufnahme resp. Abgabe bestimmt
- Abscisinsäure (ABA) reguliert Stomabewegung
- Reize fürs Öffnen
- Licht
- CO2-Mangel
- Innere Uhr
- Reize fürs Schliessen
- Dunkelheit
- Trockenheit => Minimierung des Wasserverbrauchs
==> Schliesszellen müssen offen sein, um Pflanze mit NS zu versorgen
Wie geschieht die Stoffaufnahme in einer Pflanze?
- NS-Aufnahme über Wurzelhaare (Oberflächenvergrösserung)
- Pflanze nimmt unselektiv alle NS auf
- Symplastischer oder aplastischer Transport zur Endodermis
- Endodermis: selektive Ionenaufnahme (Endodermis bestimmt, welche NS benötigt werden)
In welche Sparten lassen sich die Pflanzen einteilen? (4)
- Landpflanzen
- Gefässpflanzen
- Samenpflanzen
- Angiospermen (Blütenpflanzen)
Was sind Chloroplasten und wie funktionieren diese?
- Pflanzenorganell, in der Photosynthese stattfindet => Umwandlung Sonnenenergie in chemische Energie
- Photosynthese
- H2O wird in H+, e- und O2 zerlegt
- E- und Lichtenergie dienen zur Bildung von ATP und NADPH => Lichtreaktion
- Unter Verbrauch von ATP und NADPH wird CO2 zur Bildung von Zuckermolekülen verwendet => Kohlenstoffreaktion
- Liegen in den Mesophyllzellen
- Besitzen ein Stroma (dickflüssiger Inhalt) und Thylakoide (zusammenhängendes Membransystem)
Wie ist das Leitgewebe aufgebaut und was ist seine Funktion?
- Phloem und Xylem sind in jungen Pflanzen in Leitbündeln angeordnet
- Phloem (aussen) und Xylem (innen) kommen immer zusammen vor
- Xylem
- Leitet Wasser und darin enthaltene Nährstoffe
- Tracheen & Tracheiden:
- Tracheen und Tracheiden leiten Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln aufwärts
- Phloem
- Verteilt Assimilate (Zucker, AS u.ä.) vom Ort der Enstehenung (=source) zum Ort des Verbrauchs (=sink)
- Geleitzellen: benötigt für Stoffwechsel Siebröhrenzellen
- Siebröhren: Assimilat-Transport
- Xylem
Was für Wurzelarten gibt es? (5)
Wie ist die Wurzel aufgebaut? (5)
- Speicherwurzel: Speichert Nährstoffe
- Stützwurzel: geben halt
- Luftwurzel: Wurzeln an der freien Oberfläche
- Brettwurzel: geben halt
- Atemwurzeln: Sauerstoffversorgung
- Anatomie
- Wurzelspitze mit Wurzelhaube (Kalyptra)
- Schützt Apikalmeristem
- Rhizodermis
- Abschlussgewebe, bildet Wurzelhaare
- Zentralzylinder
- Leitgewebe
- Grundgewebe
- füllt die primäre Rinde (Bereich zwischen Zentralzylinder und Rhizodermis)
- Endodermis
- Innerste Schicht der Rinde
- Wurzelspitze mit Wurzelhaube (Kalyptra)
==> Apikalmeristem: teilungsfähige Zellen der Wurzel (hier wächst Wurzel)
Wie ist die Sprossachse aufgebaut?
- Nodien (Knoten)
- Blätter und Seitentriebe setzen dort an
- Internodien
- Unverzweigte Abschnitte zwischen den Nodien
- Achselknospen (Seitenknospe, Axillarknospe)
- Kann Seitentrieb bilden (Ast, Zweig)
==> Laengenwachstum der Sprossachse findet an der Apikalknospe oder Endknospe statt
nenne die verschiedenen Teile des Blattes (2)
- Blattspreite (Lamina)
- Blattstiel (Petiolus)
- Ist am Knoten mit Sprossachse verbudnen
- Graeser haben keinen Blattstiel => Basis der Lamina umschliesst Staengel (=Blattscheide)
Erkläre den anatomischen Aufbau des Blattes? (6)
- Epidermis
- Mit Spaltöffnungen oder Stomata für Gasaustausch => schlitzartige Öffnungen, gebildet durch Schliesszellen
- Mesophyll
- Grundgewebe des Blattes
- Liegt zwischen oberer und unterer Epidermis
- Palisadenparenchym
- Hauptgewebe der Photosynthese
- Schwammparenchym
- Gasaustausch
- Blattadern (Leitbündel des Blattes)
- Gerüst, das Form des Blattes stabilisiert => wird von Buendelscheide (=Epidermis) umschlossen
- Oft Sklerenchym (Festigungsgewebe)
Wie geschieht der Stofftransport in der Pflanze?
- Apoplastisch
- Ausserhalb der Zelle
- Durch Zellwände, Extrazellulärräume und abgestorbene Innenräume (Tracheiden, Tracheen) (=Apoplast)
- Symplastisch
- Innerhalb der Zelle
- Zellinhalte bilden (durch Plasmodesmen) ein Kontinuum (=Symplast)
- Transmembran
==> Kontinuum = lückenlos zusammenhängend
Wie funktioniert der Stofftransport im Phloem?
- Mechanismus
- Massenströmung (wie im Xylem), aber mit positivem Druck (Druckstromtheorie)
- Osmose
- Transport in beide Richtungen möglich; z.B. von Blatt (source) zur Wurzel oder Frucht (sink) => bidirektional
- Innerhalb einer Siebröhre jedoch nur unidirektional
==> Wurzel macht keine Photosynthese!
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Wie ist eine Pflanze aufgebaut?
- Alle Teile einer Pflanze sind prinzipiell gleich aufgebaut
- Abschlussgewebe
- Epidermis => bei nichtverholzten Pflanzen
- Periderm => bei verholzten Pflanzen (Periderm = Kork)
- Grundgewebe (Prenchymzellen)
- Mark & Rinde
- Dünne flexible Primärwand
- Meist keine sekundäre Zellwand
- Am wenigsten differenziert
- Grössten Teil bei nichtverholzten Pflanzen
- Unterschiedliche Zelltypen (Speicherung, Photosynthese, Stabilisierung)
- Leitgewebe
- Xylem => Leitbündel (Tracheen, Tracheiden)
- Phloem => Siebröhren, Geleitzellen
- Bildungsgewebe (Meristem)
- Einzige teilungsfähige Zellen => geben Pflanze charakteristisches Aussehen
- An den Seitensprossen, Sprossenspitzen und Wurzelspitzen
Welche Funktion haben die Vakuolen? (4)
- Grösstes Pflanzenorganell
- haben eine Membran
- enthalten Wasser mit geloesten Substanzen (Mineralsalze, Zucker usw) => osmotisches Potential
- dient als Speicher und ‚Abfalleimer’
Welche Funktion haben die Zellwände und wie sind sie aufgebaut?
- Zellabgrenzung
- Osmotische Vorgaenge
- Aufbau eines hydrostatischen Drucks => Turgor
- Bestehen hauptsaechlich aus:
- Polysacchariden (Cellulose, Hemicellulose, Pectin)
- Proteine
- Ligin => Verholzung
- Können mehrere Schichten haben
- Primärzellwand => dünn & flexibel
- Mittellamelle => zwischen Primärzellwand und benachbarter Zellen
- (Sekundärzellwand => zwischen Plasmamembran und Primärzellwand)
Wie sind die Leitbündel aufgebaut und welche Funktion haben sie?
- Xylem
- Tracheiden (lang und dünn) & Tracheen (kurz und dick)
- Röhrenförmige, längliche Zellen oder Zellketten
- Bei Reifung abgestorben => verholzte und verdickte Zellwände
- Wasser bewegt sich durch Tüpfel / Perforationsplatte von Zelle zu Zelle
- Phloem
- Bei Reifung nicht abgestorben, aber kernlos
- Siebplatten: erleichtern Flüssigkeitsfluss von Zelle zu Zelle
- Gleitzellen: regelt Stoffwechsel von Siebzelle n, da diese keine Vakuolen und Zellkernen haben
Wie ist eine Blütenpflanze allgemein aufgebaut?
- Kormus(=Wuchsform der Blütenpflanze) besteht aus drei Grundorgane:
- Wurzel
- Verankerung
- Stoffaufnahme
- Speicherung
- Sprossachse
- Haltung
- Orientierung der Blätter
- Stofftransport
- Blatt
- Blüte
- Photosynthese
- Transpiration => treibende Kraft für Wassertransport
- Wurzel
==> Spross = Blätter und Achse
Erkläre den Begriff Osmose
- Durch semipermeable Membran erfolgt gerichtete Diffusion eines Stoffes (Wasser) als Folge eines Konzentrationsunterschiedes
- Wasser diffundiert vom Ort geringerer Zucker-/ Salzkonzentration zum Ort höherer Zucker-/ Salzkonzentration
- Bewegungsrichtung wird durch Wasserpotential definiert
Erkläre den Begriff Wasserpotential
- Einheit: Mega Pascal [MPa]
- Reines Wasser (Standartbedingung): Ψ = 0
- Ionen in reines H2O => Ψ wird negativer, je mehr Ionen man hinzugibt
- Niedriges Ψ => leichte Aufnahme von Wasser
- hohes Ψ => leichte Abgabe von Wasser
- bestimmt Richtung der Wasserbewegung => vom Ort des höheren zum Ort des niederen Ψ
- Ψ ist treibende Kraft für Plasmolyse / Deplasmolyse
- Ψ – Gleichung = Lösungspotential + Druckpotential
- Lösungspotential: Proportional zu gelösten Teilchen (=osmotisches Potential)
- Druckpotential: wird durch Druck von Zellinhalt auf Plasmamembran gegen Zellwand und von Zellwand auf Protolasten ausgeuebt (=Turgordruck)
Erkläre den Begriff Plasmolyse
- Protoplast löst sich von Zellwand ab
- Bestimmt durch Osmotischer Druck
Wie funktioniert der langstrecken Wassertransport entgegen der Schwerkraft in der Pflanze?
- Wasserpotential in der Luft ist viel tiefer, als im Boden, deshalb wird Wasser aus dem Boden aufgezogen
- Mechanismus: Massenströmung
- Drei wichtige Faktoren
- Wasseraufnahme im Boden
- Kohäsion / Adhäsion im Xylem
- Transpiration im Blatt
==> einfache Diffusion würde viel zu lange dauern bis Wasser verteilt ist
erkläre den Mechanismus der Transpiration
- grösste treibende Kraft (tiefstes Ψ) ist die Atmosphäre
welche Aufgaben haben die Stomata an der Pflanze?
Wie funktionieren diese?
Wie sind sie Aufgebaut?
- Aufbau
- Zwei Schliesszellen
- Spalt (=Porus)
- Mechnismus
- Schliesszellen öffnen / schliessen durch Zu-/ Abnahme des Turgordrucks
- Turgordruck wird durch Kalium-Aufnahme resp. Abgabe bestimmt
- Abscisinsäure (ABA) reguliert Stomabewegung
- Reize fürs Öffnen
- Licht
- CO2-Mangel
- Innere Uhr
- Reize fürs Schliessen
- Dunkelheit
- Trockenheit => Minimierung des Wasserverbrauchs
==> Schliesszellen müssen offen sein, um Pflanze mit NS zu versorgen
Wie geschieht die Stoffaufnahme in einer Pflanze?
- NS-Aufnahme über Wurzelhaare (Oberflächenvergrösserung)
- Pflanze nimmt unselektiv alle NS auf
- Symplastischer oder aplastischer Transport zur Endodermis
- Endodermis: selektive Ionenaufnahme (Endodermis bestimmt, welche NS benötigt werden)
In welche Sparten lassen sich die Pflanzen einteilen? (4)
- Landpflanzen
- Gefässpflanzen
- Samenpflanzen
- Angiospermen (Blütenpflanzen)
Was sind Chloroplasten und wie funktionieren diese?
- Pflanzenorganell, in der Photosynthese stattfindet => Umwandlung Sonnenenergie in chemische Energie
- Photosynthese
- H2O wird in H+, e- und O2 zerlegt
- E- und Lichtenergie dienen zur Bildung von ATP und NADPH => Lichtreaktion
- Unter Verbrauch von ATP und NADPH wird CO2 zur Bildung von Zuckermolekülen verwendet => Kohlenstoffreaktion
- Liegen in den Mesophyllzellen
- Besitzen ein Stroma (dickflüssiger Inhalt) und Thylakoide (zusammenhängendes Membransystem)
Wie ist das Leitgewebe aufgebaut und was ist seine Funktion?
- Phloem und Xylem sind in jungen Pflanzen in Leitbündeln angeordnet
- Phloem (aussen) und Xylem (innen) kommen immer zusammen vor
- Xylem
- Leitet Wasser und darin enthaltene Nährstoffe
- Tracheen & Tracheiden:
- Tracheen und Tracheiden leiten Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln aufwärts
- Phloem
- Verteilt Assimilate (Zucker, AS u.ä.) vom Ort der Enstehenung (=source) zum Ort des Verbrauchs (=sink)
- Geleitzellen: benötigt für Stoffwechsel Siebröhrenzellen
- Siebröhren: Assimilat-Transport
- Xylem
Was für Wurzelarten gibt es? (5)
Wie ist die Wurzel aufgebaut? (5)
- Speicherwurzel: Speichert Nährstoffe
- Stützwurzel: geben halt
- Luftwurzel: Wurzeln an der freien Oberfläche
- Brettwurzel: geben halt
- Atemwurzeln: Sauerstoffversorgung
- Anatomie
- Wurzelspitze mit Wurzelhaube (Kalyptra)
- Schützt Apikalmeristem
- Rhizodermis
- Abschlussgewebe, bildet Wurzelhaare
- Zentralzylinder
- Leitgewebe
- Grundgewebe
- füllt die primäre Rinde (Bereich zwischen Zentralzylinder und Rhizodermis)
- Endodermis
- Innerste Schicht der Rinde
- Wurzelspitze mit Wurzelhaube (Kalyptra)
==> Apikalmeristem: teilungsfähige Zellen der Wurzel (hier wächst Wurzel)
Wie ist die Sprossachse aufgebaut?
- Nodien (Knoten)
- Blätter und Seitentriebe setzen dort an
- Internodien
- Unverzweigte Abschnitte zwischen den Nodien
- Achselknospen (Seitenknospe, Axillarknospe)
- Kann Seitentrieb bilden (Ast, Zweig)
==> Laengenwachstum der Sprossachse findet an der Apikalknospe oder Endknospe statt
nenne die verschiedenen Teile des Blattes (2)
- Blattspreite (Lamina)
- Blattstiel (Petiolus)
- Ist am Knoten mit Sprossachse verbudnen
- Graeser haben keinen Blattstiel => Basis der Lamina umschliesst Staengel (=Blattscheide)
Erkläre den anatomischen Aufbau des Blattes? (6)
- Epidermis
- Mit Spaltöffnungen oder Stomata für Gasaustausch => schlitzartige Öffnungen, gebildet durch Schliesszellen
- Mesophyll
- Grundgewebe des Blattes
- Liegt zwischen oberer und unterer Epidermis
- Palisadenparenchym
- Hauptgewebe der Photosynthese
- Schwammparenchym
- Gasaustausch
- Blattadern (Leitbündel des Blattes)
- Gerüst, das Form des Blattes stabilisiert => wird von Buendelscheide (=Epidermis) umschlossen
- Oft Sklerenchym (Festigungsgewebe)
Wie geschieht der Stofftransport in der Pflanze?
- Apoplastisch
- Ausserhalb der Zelle
- Durch Zellwände, Extrazellulärräume und abgestorbene Innenräume (Tracheiden, Tracheen) (=Apoplast)
- Symplastisch
- Innerhalb der Zelle
- Zellinhalte bilden (durch Plasmodesmen) ein Kontinuum (=Symplast)
- Transmembran
==> Kontinuum = lückenlos zusammenhängend
Wie funktioniert der Stofftransport im Phloem?
- Mechanismus
- Massenströmung (wie im Xylem), aber mit positivem Druck (Druckstromtheorie)
- Osmose
- Transport in beide Richtungen möglich; z.B. von Blatt (source) zur Wurzel oder Frucht (sink) => bidirektional
- Innerhalb einer Siebröhre jedoch nur unidirektional
==> Wurzel macht keine Photosynthese!
