Botanik - Gewebelehre

• =Lagerpflanze

• Vegetationskörper ist Thallus

Gleichartige Zellen in Gruppen

• Mit Thallus bezeichnet man jeden vielzelligen bzw. vielkernigen Vegetationskörper, der nicht die Merkmale des Cormus (Sprossachse, Blatt, Wurzel) aufweist.

• >> bereits Arbeitsteilung:

  • Embryonale Wachstumszonen (=Scheitelzellen)

  • Reproduktion (=Sporangien, Gametangien)

  • Photosynthesegewebe

  • Speichergewebe

• Vegetationskörper untergliedert in

  • Sprossachse

  • Blatt

  • Wurzel

• Landpflanzen mussten neue Aufgaben bewältigen:

  1. Wasserverlust einschränken

  2. Aufnahme und Weiterleitung des Wassers

  3. Festigung des Vegetationskörpers

• Abschlussgewebe

• Wasseraufnehmende Gewebe (Absorptionsgewebe)

• Leitungsgewebe

• Festigungsgewebe

• Ausscheidungsgewebe (Exkretionsgewebe)

• Erste Teilung der Zygote >> legt Sprosspol und Wurzelpol fest.

• Teilungsaktivität später auf äußerste Spitzen des Sprosspols (=Sprossscheitel) und des Wurzelpols (=Wurzelscheitel) begrenzt zusammen die =Urmeristeme

• Teilungsaktive Zellgruppen in Dauergeweben (=Restmeristeme) (Kambium und Leitbündel) oder spätere Bildung (=sekundäre Meristeme) z.B. nach Verletzung.

• Spross- und Wurzelscheitel

  • Zellen klein

  • Zellwände zart und arm an Cellulose

  • Dichtes Protoplasma & großer Zellkern

  • Meristeme kegelförmig (=Vegetationskegel)

• Algen, Moose und die meisten Farne

  >> einfache Scheitelzelle

• Höhere Farne und die meisten Gymnospermen

  >> einschichtiges Scheitelmeristem (Gruppe gleichwertiger Initialzellen)

• antiklin (senkrecht zur Oberfläche)

• periklin (parallel zur Oberfläche)

• Einige Gymnospermen und bei den Angiospermen >> mehrschichtige Scheitelmeristeme

• Wurzelhaube (wh) schützt den eigentlichen Vegetationskegel

• Bei den meisten Farnpflanzen: >> einfache Scheitelzelle (A)

• Gymnospermen und Angiospermen >> Mehrschichtige Scheitelmeristeme (B)

• Bei Dikotyledonen: drei Stockwerke >> Wurzelhaube, Rinde und Zentralzylinder

• A Parenchym (in Luftwurzel der epiphytischen Orchidee Vanda)

• B Schwammparenchym (im Blatt der Jungfernrebe Parthenocissus tricuspidata)

• C ‚Sternparenchym‘, (weißes Markgewebe der Binse Juncus (einige Zellgrenzen durch Pfeile markiert))

• Die Parenchyme bilden die große Masse das Zellmaterials.

• Lebende Zellen mit nur schwach verdickten Wänden; etwa gleichgroß in alle Richtungen (isodiametrisch)

• Differenzierung nach Funktion

• Rindenparenchym von Begonia rex

  1. Zellwand

  2. Tüpfel

  3. Leukoplast

  4. Interzellulare

  5. Plasmalemma

  6. Kristall von Ca-Oxalat-Dihydrat

  7. Vakuole

  8. Zellkern

• Mesophyll der Blätter

  (Bild: oben Palisadenparenchym, unten Schwammparenchym)

• insbesondere in Speicherorganen (Rübe, Knolle) und Samen (Ruhezustand durch Wasserentzug)

• z.B. in den Markstrahlen zwischen den Leitbündeln

• großes Interzellularsystem

• bei Sumpf- und Wasserpflanzen

• A Luftschächte (in der Sprossachse des Tannenwedels Hippuris vulgaris; die Pflanze wurzelt unter Wasser und ragt in die Luft empor)

• B Durchlüftungsgewebe (im Blattstiel der Seerose Nymphaea alba)

• Epidermis des Blattes in Aufsicht

• a. (von Vicia faba) die Epidermiszellen sind irregulär und die Spaltöffnungen liegen gestreut

• b. (von Zea mays) hier sind die Epidermiszellen, die Langzellen mit den Kurzzellen und den Spaltöffnungen in Bezug auf die Längsachse des Blattes orientiert

• einschichtig

• Zellen wellig oder zackig (Puzzle)

• dünner Wandbelag durch Protoplasten

• überzogen mit Cuticula

• Mit Spaltöffnungen (markierte Pfeile)

• Wasserpolster, Nektarspalten

• =Stomata

  • >>Gasaustausch

  • >>Wasserdampfabgabe (=Transpiration)

  • Regulation durch aktive Turgoränderungen

• Spaltöffnungsapparat besteht aus zwei Schließzellen mit Spalt und zwei oder mehreren Nebenzellen * (NZ1+NZ2 )+NZ3

• Schließzellen enthalten immer Chloroplasten

• die Verformung der Zellen bei der Öffnung des Spalts ist gestrichelt eingezeichnet;

  • jeweils oben: medianer Querschnitt durch die Schließzellen

  • jeweils unten: Aufsicht

• I: Mnium-Typus

• II: Amaryllideen-Typus

• III: Helleborus-Typus

• IV: Gramineen-Typus

• an Blättern oder an den Enden der Leitungsbahnen zur Abgabe von tropfenförmigen Wasser (=Guttation), z.B. Frauenmantel, Süßgräser

• in Nektarien zur Ausscheidung von zuckerhaltigem Nektar

• ein- bis vielzellige Anhangsgebilde der Epidermis

• entstehen i.d.R. aus einer Zelle

• vielfältige Funktionen:

  • >> Schutz vor Sonne (Reflektion)

  • >> Frost (Filz)

• scheiden Stoffe ab z.B. etherische Öle in einer Köpfchenzelle

• z.B. Pelargonium zonale

• Bei Berührung bricht Haar und wird zu Einsteckkanüle

• Haarinhalt:

  • Natriumformiat

  • Acetylcholin

  • Histamin

    dringt in die Wunde ein

• z.B. Urtica dioica

• hakig gebogen

  • z.B. Vicia spec. (E) (Bohne – Blatt)

  • Cynoglossum officinale (F) (Hundszunge – Samen)

  • Galium aparine (Klettenlabkraut – Spross)

• Aufnahme von Wasser

• z.B. Epiphyten

• Auswüchse aus der Oberhaut

• z.B. Stacheln der Rose

• Inneres Abschlussgewebe in der Wurzel stets vorhanden

  z.B. bei Clivia nobilis (Clivie)(markierter Pfeil)

• bei Gymnospermen >> Blatt

• bei Farnen >> Rhizom

• bei Angiospermen >> Rhizom

• einschichtig

• Zellen lebend

• Kontrolle des radialen Stoffaustausches zwischen Rinden- und zentralem Gewebe

• Verkorkung von Zellen findet durch Auflagerung von Suberin auf die Zellwand statt.

• sekundäres Gewebe

• entstanden durch Tätigkeit eines sekundären Meristems (=Korkkambium)

• an Pflanzenteilen, an denen die Epidermis abgestoßen wurde oder nach Verletzung

• Epidermis der Wurzel

• nicht cutinisiert

• zur Oberflächenvergrößerung: Wurzelhaarbildung

• Zellelemente der Wasserleitung

• Wasserleitung aktopetal ↑

• Zellen überwiegend verholzt und abgestorben

• bei Farnen und Gymnospermen

• reich getüpfelt

• Querwände niemals wirklich durchbrochen

• bei Angiospermen

• Röhrensysteme

• entstanden durch Zellfusion einzelner Gefäßglieder (bis zu 10 m)

• Schematische Darstellung der Wandstrukturen von Tracheiden

  1. Ringtracheide (von a nach b: Streckung der Zelle)

  2. Schraubentracheide

  3. Netztracheide

  4. Tüpfeltracheide

• Tracheen-Entwicklung (bei Robinia pseudoacacia)

  1. Zellkette prosenchymatischer Zellen

  2. Beginn der Querschnitts-Erweiterung

  3. die Erweiterung ist abgeschlossen und an den Längswänden wird die Sekundärwand aufgebaut

  4. der Aufbau der Längswände ist abgeschlossen und die Querwände werden nun abgebaut

  5. die Zellfusion ist abgeschlossen und die Protoplasten sind resorbiert

• Zellen unverholzt und lebend

• aktiver Transport organischer Stoffe (Assimilate),

  vorwiegend basipetal ↓

• Langstreckentransport entlang eines Gradienten,

  Entnahme wieder aktiv

• Bei Farnen und Gymnospermen: Siebzellen, an beiden Enden zugespitzt

a) Siebzellen (längs) von Lycopodiumspec; die Siebfelder (1) finden sich in den Quer- und Längswänden dieser Zellen

b) Feinbau der Porenverbindung zwischen Siebzellen;

(2)Mittelamelle

(3)Sekundärwand

(4)ER-Stränge

(5)Bereich der aufgelösten Mittellamelle

(6)Porenöffnung

• Bei vielen Angiospermen weiterentwickelt zu Siebröhrensystem, Vereinigung zu Siebfeldern, leistungsfähigere Leitelemente

• A) Siebröhrenentwicklung (Längsbild)

  • a. Siebröhrenmutterzelle

  • b. inäquale Teilung

  • c. Gleitzellenteilung

  • d. Porenanlage; der Zellkern und der Tonoplast sind aufgelöst

  • e. ausdifferenziertes Leitelement

• Assimilat- und Wasserleitung zu strangförmigen Verbänden zusammengefasst (=Leitbündel)

  • Siebteil: Phloem

  • Gefäßteil: Xylem

• Radiales L. (auf Radien)

  • Bündelquerschnitt kreisrund, mehrere Gefäß- und Siebstränge

• Konzentrisches L.

  • Querschnitt kreisrund bis elliptisch, Innenxylem (Farne) oder

    Außenxylem (einige Monokotyledonen)

• Collaterales L.

  • Querschnitt kreisrund bis schmal eiförmig, Xylem innen und Phloem außen,

    bei Gymno- und Angiospermen, bicollateral > außen und innen Phloem

• Verteilung von Xylem (blau), Phloem (grün) und Cambium (weiß)

  • A: Konzentrisches Leitbündel mit Innenxylem

  • B: Desgl. mit Außenxylem

  • C: Radiäres Leitbündel mit Innenxylem und – vier Xylempolen

  • D–F: Kollaterale Leitbündel.

  • D: Geschlossen (Monokotyledonen)

  • E: Offen (meiste Eudikotyledonen)

  • F: Bikollateral-offen (z.B. beim Kürbis)

• A Querschnitt durch geschlossenkollaterales Bündel (des Mais Zea mays)

• B Querschnitt durch offenkollaterales Bündel (des Hahnenfußes Ranunculus repens)

• C Bild eines offen-kollateralen Bündel

• lebende Zellen

• stark dehnfähig

• in wachsenden Geweben (insb. in krautigen Pflanzen)

• direkt unter dem äußeren Abschlussgewebe

• Wände unregelmäßig verdickt

  → Kantencollenchym oder

  → Plattencollenchym

• tote Zellen

• Festigungsgewebe in ausgewachsenen Organen

• Wände gleichmäßig verdickt und meist verholzt

• Druckbelastung: dickwandige Steinzellen

• Zugbelastung: mehr oder weniger dickwandige langgestreckte Sklerenchymfasern

  (bis mehrere Zentimeter lang)

• a. und b. Sklerenchymfaser-Bündel (von Nerium oleander) (Rinde)

• a. Längsverlauf der Fasern

• b. Querschnittbold

• c. Steinzellen aus der Samenschale (von Juglans regia)

• A: Querschnitt durch Faserbündel (im Blatt des Neuseeländischen Hanfs Phormium tenax)

• B, C: Bildung einer Holzfaser (der Robinie) aus einer Cambiuminitiale (B) durch beidseitiges Spitzenwachstum

• D: Fasertracheiden (in Kiefernholz) mit Schraubentextur der Sekundärwände

• Ausscheidungsprodukte werden in Vakuolen gelagert und teilweise später mit dem Gewebe abgestoßen (z.B. Schleime, Harze, ätherische Öle)

  → Lorbeer

• Absonderungszellen z.B. Milchröhren (reich verzweigte Schläuche ohne Querwände)

  → Löwenzahn

• Abscheidungsprodukte werden aktiv nach außen befördert.

  Drüsenzellen immer lebend. (z.B. Nektarien)

• Schizogene Sekretbehälter (Interzellularkanäle): Harzkanäle bei Nadelhölzern.

• Speichergewebe

• Photosynthesegewebe

• Reproduktionsgewebe

• Teilungsgewebe

• Urmeristeme

• Restmeristeme

• Sekundäre Meristeme

  → in der Sprossachse

• Parenchym = lebende Pflanzenzellen für die Heilungs- & Reperaturmechanismen,

  auch CO2-Transport (Assimilationsparenchym)

• füllen leeren Raum zwischen Organen aus

• in Blättern und Früchten vorhanden

• Nutzen:

  • Ernährung

  • Atmung

  • Photosynthese

  • Fortpflanzung

  • Herstellung essentieller Substanzen

  • Regeneration von Pflanzengeweben wie neuen Stielen und Wurzeln

  • Narbenbildung oder Reparatur von Schäden an Stielen und Blättern

• Schutz des Organismus vor schädlichen äußeren Einflüssen

  (darunter: UV-Strahlen, schädlichen Mikroorganismen & mechanische Belastung)

• besonders verdickte Außenwand

• darauf aufliegende Cuticula

• (- tertiäre Wandverdickung -> nur bei manchen Pflanzen)

• Falsch -> die Endodermis ist einschichtig

• Richtig -> Die Endodermis kontrolliert den Stoffaustausch zwischen Rinde und Zentralzylinder.

• Falsch -> Das Phloem (Siebzellen) der Leitbündel ist für die Assimilationsleitung zuständig

  -> Tracheide nur zur Wasserleitung und Festigung

a) -> konzentrisches Leitbündel und geschlossen kollaterale Leitbündel

• Collenchym in lebenden Zellen

• Sklerenchym in toten Zellen, i ausgewachsenen Organen