Stofftransport durch Biomembranen
Konzentration (c): Anzahl an Teilchen in einem bestimmten Volumen
gelöste Teilchen (z.B. Glucosemoleküle)
Lösungsmittel (z.B. Wasser)
-> Grundlage: Brownsche Molekularbewegung (Termische Eigenbewegung von Teilchen)
->Diffusion
= Bewegung von Teilchen entlang ihres Konzentrationsgefälles von Bereichen hoher zu Bereichen niedriger Konzentratiuon bis zum Konzentrationsausgleich
Osmose
-> Diffusion durch selektiv - permeable Membran
-> selektiv - permeabel: kässt nur bestimmte Teilchen passieren
tonisch: auf (c) gelöster Teilchen bezogen
iso: gleich
hypo: weniger
hyper: mehr
Grenzplasmolyse
im isotonischen Medium
Zellmembran liegt locker an Zellwand an
pro Zeiteinheit bewegen sich gleich viele Wassermoleküle aus der / in die Zelle
Plasmolyse
im hypertonischen Medium (z.B. gesättigte Zuckerlösung)
Schrumpfen von Cytoplasma und Vakuole durch Wasserverlust
Ablösen der Zellmembran von der Zellwand (bildet Hechtsche Fäden)
Deplasmolyse
im hypotonischen Medium (z.B. destilliertes Wasser)
Ausdehnen von Cytoplasma und Vakuole durch Wassereinstrom
Zellmembran wird gegen Zellwand gedrückt
Druck des Protoplasten (= Cytoplasma mit all seinen Bestandteilen) gegen die Zellwand = Turgor
-> Zellwanddruck wirkt Turgor entgegen
B) Übersicht über Transportmechanismen
Pflanzliche Gewebe
Differenzierung
Ursprünglich in Struktur und Funktion einheitliche Zellen erfahren eine ihrer neuen, speziellen Aufgabe entsprechende Ausgestaltung.
Exkurs: Chromosomen
Wie viele Chromosomen besitzt der Mensch?
Wie viele homologe Chromosomen Paare besitzt der Mensch? und wie vielen Chromosomen entspricht das?
Was für ein Chromosmensatz ist in menschlichen Keimzellen?
Was für ein Chromosmensatz hat der Mensch in den Körperzellen?
Was bedeutet Diploide? und wie viele Chromosomen entspricht das?
Was bedeutet haploid? und wie viele Chromosomen entspricht das?
Was sind Autosomen?
Was sind Gonosomen?
Exkurs: Mitose
Definition:
Form der Kern- und Zellteilung, bei der aus einer Mutterzelle genetisch identische Tochterzellen entstehen, deren Chromosomensatz dem der Mutterzelle entspricht (diploid)
Bedeutung:
Bildung von Körperzellen
--> Wachstum und Regeneration
Pflanzenorgane
Die Wurzel:
Die Sprossachse
Leitbündel:
Das Laubblatt
Transportsysteme in der Pflanze
-> siehe AB:
Aufgabe 2:
Das Experiment von Malpighi, beschreibt den Versuch, dass er bei verschiedenen Bäumen über den gesamten Umfang der Rinde, diese bis zum Holz abringelte. Nach einiger Zeit stellte er fest, dass die Rinde oberhalb der Stelle ziemlich angeschwollen war. Da er das Kambium weg gemacht hatte, war von den Leitbündel nur noch das Xylem vorhanden, welches das Wasser zu den Laubblättern transportiert. Da er aber das Phloem abgekappt hatte, schwoll die Rinde an, da sich dort die Assimilate angehäuft haben, da sie nicht mehr zur Wurzel transportiert werden konnten, deshalb waren die Laubblätter nicht verwelkt und die Bäume starben dann nach einiger Zeit mit Ringelungen ab, da eben die Assimilate, welche für ein Baum sehr wichtig sind nicht mehr erreichten konnten. Die Assimilate kamen in der Wurzel nicht mehr an, weshalb diese keine Energie mehr produzieren konnten um das Wasser im Xylem zu transportieren, daher starb der Baum nach einiger Zeit ab.
Phloem wird entfernt, Xylem bleibt erhalten
Wassertransport von Wurzel in die Laubblätter bleibt aufrechterhalten -> Blätter welken nicht
Assimilattransport von den Blättern in Richtung Wurzel wird unterbunden -> Assimilate sammeln sich über Ringelungsstelle (Verdickung)
Wurzelzellen werden nicht mehr mit Glucose versorgt -> Mitochondrien bringen keine Energie mehr -> Absterben
Nachweis des getrennten Transportes von Wasser und Assimilaten in der Sprossachse
Aufgabe 3:
Das Experiment eines geringelten Stammes einer Weymouthskiefer zeigt, dass der obere Teil vom unteren Teil gekappt ist, das zeigt, da es sich immer noch um eine zweikeimblättrige Pflanze handelt, dass die Ringelung weiter oben ist und somit auch ein paar Äste, welche Fotosynthese betreiben auch unterhalb dieser sind. Daher bekommt die Wurzel auch Assimilate durch Phloem und kann im Xylem das Wasser durch die ganze Pflanze transportieren auch oberhalb der Ringelung. Da aber die Assimilaten im oberen Teil der Ringelung nicht mehr in die Wurzel kommen, sammeln sich diese über der Ringelungsstelle. Daher stirb die Pflanze nicht ab, da diese ja trotzdem mit mineralstoffen versorgt werden.
Transpiration
Abhängigkeit der Transpiration von äußeren Faktoren
Evaporation = Verdunstung über einer freien Wasserfläche
Wärme
thermische Eigenbewegen (Brown´sche Molekularbewegung)
Je höher die Temperatur desto höher die Transpiration, weil die Teilchen sich schneller bewegen
Luftfeuchtigkeit
Je niedriger die Luftfeuchtigkeit, desto höher die Transpiration, daher ist das Konzentrationsgefälle sehr stark, in der Atemhöhle fast 100% Sättigung, daher entlang des Konzentrationsgefälles, geht schneller
Luftbewegung
Je mehr Luftbewegung, desto höher die Transpiration, mit der Ursache, durch die Luftbewegung werden die Wassermoleküle an der Spaltöffnung immer weg transportiert, daher wird ein starkes Konzentrationsgefälle aufrecht erhalten
Bau und Funktion der Stomata
Chloroplasten
Zellkern
Zentralspalt
Vakuole
äußere Randleiste
Nebenzelle
Schließzelle
Zellwand
Atemhöhle/ Interzellularraum
Funktion
Öffnung
Veränderung des Zellinnendrucks (Turgor) in beiden Schließzellen
--> Veränderung osmotischer Verhältnisse
aktiv Kalium-Ionen werden in Schließzellen gepumpt -> Wasser strömt osmotisch ein
erreichte Erhöhung des Zellinnendrucks führt zu ausdehnen der dünnen Wände in Schließzellen
Schließzellen krümmen sich und ziehen äußere Randleiste mit-> Zentralspalt wird vergrößert -> hoher Turgor
Schließung
Turgorsenkung, durch Ausströmen v0n Wasser bedingt, lässt Schließzellen erschlaffen
Krümmung vermindert sich -> Zentralspalt wird kleiner
Schließzellenturgor wird durch mehrere, miteinander in Wechselwirkung stehende Regelkreise kontrolliert
wobei Wasserversorgung des Blattgewebes, CO2 - Gehalt in Interzellularen und Belichtung wichtige Rolle spielen
Wasserversorgung
Je höher der Wassergehalt, desto mehr Spaltöffnungen sind geöffnet
CO2-Gehalt
Je niedriger der CO2- Gehalt, desto mehr Spaltöffnungen sind geöffnet
Bei niedrigen CO2-Gehalt, öffnen sich die Spaltöffnungen
Beleuchtung
nicht den ganzen Tag geöffnet, sonst Dilemma zwischen Fotosynthese und Wasserverlust
Zusammenfassungsaufgabe zur Funktionsweise der Spaltöffnungen
Eine veraltete Lehrbuchmeinung ging davon aus, dass die Chloroplasten in den Schließzellen bei Belichtung Zucker produzieren, wodurch die Öffnung des Spaltes erfolgen würde.
Nehmen Sie zu dieser Aussage begründet Stellung.
Produktion von Glucose würde zwar Wassereinstrom in Schließzellen und Öffnung zur Folge haben
aber: um Glucose zu produzieren, benötigt die Pflanze CO2 als Ausgangsstoff
CO2 kommt aber erst zu den Chloroplasten, wenn Spaltöffnungen schon offen sind
Glucose-Produktion setzte also schon offene Spaltöffnungen voraus und kann somit kein Grund für deren Öffnung sein
Übungsaufgaben Transpiration siehe Arbeitsblatt
Zuletzt geändertvor 2 Jahren
