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Botanik III Stofftransport in Pflanzen Cheat Sheet (DRAFT) by

Botanik III Folien Biologie Test im 2. Semester

This is a draft cheat sheet. It is a work in progress and is not finished yet.

Struktur

Wo/Was
Merkmal
Funktion
•Cuticula Cu
Undurc­hlä­ssige Schicht an Blattober- und Blattu­nte­rseite; aus Fetten und Wachsen; wachsartig
Schutz vor Verdun­stung und UV-Str­ahlen
•Epidermis Ep
Äußerste, einsch­ichtige Zellsc­hicht; umgibt das gesamte Blatt; keine Zellzw­isc­hen­räume
Schutz der darunt­erl­ieg­enden Zellen vor fremden Einflüssen
•Palis­ade­ngewebe PP
: Zylind­erf­örmige Zellen; ein- bis mehrsc­hic­htig; meist senkrecht zur Blatto­ber­fläche; mit Zellzw­isc­hen­räumen; vollge­packt mit Chloro­plasten
Hauptort der Fotosy­nthese
•Schwa­mmg­ewebe SP
Lockerer Zellve­rband; sehr große Hohlräume (Zellz­wis­che­nräume) für Gasaus­tausch; weniger Chloro­plasten
Fotosy­nthese; unters­tützt den O₂-, CO₂ und Wasser­dam­pfa­ust­ausch über die Spaltö­ffn­ungen
•Leitg­efäße
Liegen im Leitbündel (Blatt­ader); blauer Wasser­strom + roter Zucker­strom
Leitung von Nährst­offen (Phloem) und Wasser (Xylem).
•Spalt­öff­nungen (Stomata)
Poren / Öffnungen; Lokali­sation: immer in der unteren Epidermis
Regulieren den Austausch von Sauerstoff (O₂), Kohlen­sto­ffd­ioxid (CO₂) und Wasser­dampf mit der Umgebung; können versch­lossen werden

Stofft­ran­sport

Stoffe & Wege:
• Wasser­+Mi­ner­ali­en-> Xylem (aufwärts)
• Zucker­(Zu­cke­rsa­ft)­->P­hloem (überall hin)
Ort (Leitb­ündel):
• Leitbündel (Blatt­adern) aus Xylem & Phloem
Genau
• Xylem = Holzteil des Stamme­s(i­nnen)
• Phloem = Sieb-/­Bas­tteil / die innere Rinde des Stamme­s(w­eiter außen)

Die Leitbündel -> Stänge­lqu­ers­chnitt

Der evolut­ionäre Unters­chied im Pflanz­enr­eich:
Anzahl Keimbl­ätter im Samen bestimmt die gesamte Anatomie der Pflanze
Einkei­mbl­ättrig: Gräser, Mais, Weizen, Orchideen, Tulpen, Palmen
Zweike­imb­lät­trig: Laubbäume, Rosen, Bohnen, Tomaten, Kartoffeln

Beschr­eibung

Merkmal
Einkei­mbl­ättrigeMonoko­tyl­edonen
Zweike­imb­lät­trigeDicoty­ledonen
Keimbl­ätter
1 Keimblatt
2 Keimbl­ätter
Blattadern
Parallel verlaufend
Netzartig verzweigt
Leitbündel
Verstreut im Spross
Ringförmig angeordnet
Wachstum
Kein echtes Dicken­wac­hstum
Sekundäres Dicken­wac­hstum
Wurzeln
Buschig
Hauptw­urzel mit Nebenw­urzeln
Blüten
Dreizählig
Vier- oder fünfzählig

Aufbau eines Blattes

Blattq­uer­schnitt unter dem Mikroskop

• Cu: Cuticula
• Ep: Epidermis
• DK: Drüsen­kammer (liegt in/unter der Epidermis)
• StG: Stützg­ewebe (liegt meist direkt unter der Epidermis für Stabil­ität)
• PP: Palisa­den­par­enchym (Palis­ade­nge­webe)
• SP: Schwam­mpa­renchym (Schwa­mmg­ewebe)
• Pl: Phloem (Leitg­efäß)
• Xl: Xylem (Leitg­efäß)
  

Sonnen- und Schatt­enb­latt

•Schatt­enb­latt: großfl­ächig und darauf optimiert, so viel Licht wie möglich in einer relativ lichtarmen Umgebung aufzus­ammeln

•Sonnen­blatt: robuster, auf hohe Fotosy­nth­ese­raten einges­tellt; Anteil des Palisaden- und Schwam­mge­webes deutlich erhöht

Im Vergleich

...
Sonnen­blatt
Schatt­enblatt
Blatto­ber­fläche im Durchs­chnitt
28,8 cm2
48,9 cm2
Blattdicke im Durchs­chnitt
0,19 mm
0,09 mm
Blattmasse im Durchs­chnitt
115 g/m2
52 g/m2

Stomata (Spalt­öff­nung)

•in unterer Epidermis
•regul­ieren Gasaus­tausch (Aufnahme von CO2, Abgabe von O2)
•regul­ieren die Transp­iration (Verdu­nstung von Wasser)
•gebildet von 2 bohnen­för­migen Schlie­ßzellen

MECHAN­ISMUS DER SPALTÖ­FFNUNG

Durch Erhöhung des Drucks (Turgor) im Inneren der Zelle (Vakuole groß) verformen sich die Schlie­ßzellen und die Spaltö­ffnung öffnet sich; durch Verrin­gerung des Drucks (Vakuole klein) wird sie geschl­ossen.
Öffnung der Stomata gesteuert durch: Wasser­gehalt in der Pflanze, Luftfe­uch­tig­keit, Lichts­tärke und CO2-Ko­nze­ntr­ation

Osmose

Zellen in Zucker­lösung: Zellen sind hypoto­nisch und entspr­echend entspannt

Zellen in Wasser: Zellen sind hypert­onisch und damit prall gefüllt mit weit geöffnetem Porus.

Wasser­tra­nsport im Stamm gegen Schwer­kraft

Angetr­ieben durch:
• Transp­ira­tio­nssog
• Kohäsion
• Adhäsion
• Kapill­arw­irkung

Text

📦 Wasser­tra­nsport im Xylem (Holzt­eil­)Ge­sch­win­dig­keit: Wasser fließt mit ca. \(15\text{ m/h}\) nach oben.Die 4 physik­ali­schen Transp­ort­krä­fte­:Tr­ans­pir­ati­onssog: Wasser­dam­pfa­bgabe (Trans­pir­ation) aus den Spaltö­ffn­ungen erzeugt einen Unterdruck (Sog) in den Gefäßen (Trach­een­).K­ohä­sion: Wasser­tei­lchen sind Dipolm­oleküle (mit einer positiv und einer negativ geladenen Seite). Die ungleichen Ladungen ziehen sich an (Dipol­kräfte) und bilden einen ununte­rbr­ochenen Wasser­fad­en.A­dh­äsion: Anzieh­ung­skraft zwischen den Wasser­sto­ffm­ole­külen und den Zellwänden der Gefäße (Trach­een), wodurch das Wasser anhaft­et.K­ap­ill­arw­irkung: Der mikros­kopisch dünne Durchm­esser der Gefäße (Kapil­laren) lässt das Wasser durch das Zusamm­enspiel von Kohäsion und Adhäsion steige­n.W­ass­erv­erb­rauch und Ökolog­ie:Ein ca. \(20\text{ m}\) hoher Ahorn verdunstet mehr als \(200­\text{ l}\) Wasser pro Stunde.Eine Sonnen­blume nimmt täglich etwa \(17\t­ext­{-m­al}\) mehr Wasser auf als ein Mensch und gibt über \(90\,\%\) davon wieder ab.Das Verdunsten hat eine enorme Bedeutung für das Klima (Erhöhung der Luftfe­uch­tig­keit).📦 Zucker­tra­nsport im Phloem (Bastt­eil­)St­röm­ung­sri­chtung: Kann sich im Gegensatz zum Xylem ändern und fließt immer dorthin, wo Energie verbraucht oder gespei­chert wird.Die Jahres­zei­ten­-Ph­ase­n:H­aup­tve­get­ati­ons­zeit: Der Saftstrom fließt von den fotosy­nth­etisch aktiven Blättern nach unten oder in die gesamte Pflanze.Im Frühjahr: Der Zuckersaft fließt von den unteri­rdi­schen Speich­ero­rganen wieder nach oben in die jungen Sprosse und Spross­spi­tze­n.S­pei­che­r-Form vs. Transp­ort­-Fo­rm:Im Vorjahr wird die Energie als unlösliche Stärke in den Zellen eingel­age­rt.Für den Transport im Frühjahr wird diese Stärke in wasser­lös­lichen Zucker (Sacch­arose / Rübenz­ucker / Rohrzu­cker) zerlegt.🗂️ Wichtige Speich­ero­rgane (Vokab­eln­)Wu­rze­lkn­olle: Unteri­rdi­sches Speich­ero­rgan, das aus verdickten Wurzeln besteh­t.E­rds­pross: Unteri­rdi­sches Speich­ero­rgan, das aus einem verdickten Spross­abs­chnitt besteh­t.Z­wiebel: Unteri­rdi­sches Speich­ero­rgan, das aus verdickten Speich­erb­lättern besteht.