6. Botanik (PF)

Fotosynthese. Grund: Energie wird in Molekülen gespeichert und wird für andere Organismen verfügbar.

Pflanzen enthalten in den Chloroplasten Chlorophyll, die grünen Pigmente. Chlorophyll absorbiert die Lichtenergie nur im Bereich des gelb/roten und des blauen Lichts. Der grüne Lichtanteil wird reflektiert. Dieser ist für uns sichtbar.

Chlorophyll ist ein organisches Molekül, das aufgrund seiner besonderen Atomanordnung (Ein C-Ring mit einem Magnesium-Ion) Lichtenergie absorbieren kann. Dadurch werden Elektronen im Molekül angeregt und in einen höheren Energiezustand gehoben. Fallen die Elektronen zurück in den ursprünglichen Zustand, wird die Energie wieder frei. Die Elektronen können aber auch auf ein anders Molekül „springen“; somit wird das Chlorophyllmolekül oxidiert. Dies geschieht in der Fotosynthese.

Sukkulente Pflanzen sind Pflanzen, die sich durch besondere Anpassung der Pflanzenmorphologie an trockene und heisse Lebensräume angepasst haben. Meist sind die Blätter dick und speichern Wasser. Zudem besitzen sie eine lederartige Cuticula und eine dicke Wachsschicht, die den Wasserverlust vermindert. Kakteen und Agavengewächse sind sukkulente Pflanzen.

Fotosynthese: Ein Biochemischer Prozess der in verschiedenen Teilreaktionen Lichtenergie in organischen Molekülen (Glukose) speichert. In der lichtabhängigen Reaktion werden Zwischenenergieträger (NADPH + ATP) aufgebaut. Dabei wird Wasser oxidiert und es entsteht Sauerstoff. In der lichtunabhängigen Reaktion (Calvinzyklus) werden die Zwischenenergieträger gebraucht um aus CO2 Glukose aufzubauen. ...

Die Knöllchen gehören zu den Wurzeln einer Hülsenfruchtpflanze (Bspw. Soja). In den Knöllchen leben Stickstofffixierende Bakterien. Somit profitiert die Pflanze von einer guten Stickstoffversorgung. Im Gegenzug erhalten die Bakterien Zucker. Dies ist eine Symbiose. Die Knöllchen sind rot aufgrund des Leghämoglobins.

Die Begriffe beschreiben alle wie die Geschlechter bei einer bestimmten Pflanzenart vorkommen. Einhäusig: Beide Geschlechter auf einer Pflanze (Bsp. Tanne). Zweihäusig: Pflanzenstände mit entweder nur weiblichen oder nur männlichen Blüten (Bsp. Hanf, Brennnessel). Zwittrig: Beide Geschlechter in einer Blüte vereint (Tulpe)

Organische Verbindungen werden von den meisten Pflanzen durch Fotosynthese aufgebaut. Einige Pflanzen ernähren sich aber parasitisch und entnehmen Zucker anderen Pflanzen. Mineralien nehmen die Pflanzen aus dem Boden mit Wasser über die Wurzeln auf. Auch hier gibt es Halbparasiten, die zwar Fotosynthese betreiben, Wasser und Nährstoffe aus dem Xylem einer Wirtspflanze erhalten. Viele Pflanzen gehen mit Bakterien oder Pilzen eine Symbiose ein um im Tausch gegen Zucker Nährstoffe (N, P, K) zu erhalten. Einige Pflanzen ernähren sich von Tieren, um ihren N-Bedarf zu decken.

Blatt: Ort der Fotosynthese; Lichtabsorbtion, Gasaustausch, Transpiration(skontrolle)-> grosse Fläche. Zusatzfunktionen bei einigen Arten: Hochklettern an anderen Pflanzen (Schlingen); Wasserspeicher (Sukkulenten->dicke Blätter); Schutz->Dornen. Stängel: Wachsen in Raum und Zeit; Längenwachstum; Stabilität. Meist nicht fotosynthetisch. Kakteen betreiben aber im Stängel Fotosynthese. Wurzeln: Verankerung und Nährstoff- und Wasserabsorbtion im Boden-> fein verzweigt

Diese Frage ist schwierig zu beantworten. Bei vielen Pflanzen in unseren Breitengraden ist die Grüne Farbe ein gutes Indiz. Ein Baum im Winter ist aber nicht grün, lebt aber sehr wohl. Viel Pflanzen sind in einer Wiese reizbar, das heisst sie reagieren auf Umwelteinflüsse (Licht, Wasser, Schädlingsbefall, Abfrass, Mechanische Einflüsse...). Viele Pflanzen, besonders sehr heisser oder kalter Lebensräume schlafen während vieler Monate und scheinen tot zu sein. Sie warten aber nur günstige Bedingungen ab, um wieder zu wachsen.

Im Bild erkennt man die Wurzelhaube (ganz links), die das Apikalmeristem (kleine Zellen in der Mitte) schützt. Ganz links werden die Zellen grösser und länger: Längenwachstum -> Streckungszone der Wurzelspitze.

Pflanzen reagieren auf Umwelteinflüsse/-reize. Bsp.: Pflanzen reagieren auf veränderte Licht-, CO2- und Wasser Verhältnisse und kontrollieren darauf die Öffnung der Stomata. Oder: Sonnenblumen drehen ihre Blüte dem Sonnenstand nach. Fast alle Pflanzen zeigen einen Tag/Nacht-Rhythmus. Oder: Schlingpflanzen (Hopfen) wachsen um einen Stamm herum nach oben. Oder: Pflanzen, die von einem Fressfeind angegessen werden, produzieren neben Abwehrstoffen gasförmige Stoffe, um anderen Pflanzen der selben Art zu signalisieren, dass ein Fressfein in der Nähe ist.

Reich der Pflanzen: Moose, Farnpflanzen, Blütenpflanzen. Farnpflanzen und Samenpflanzen gehören zu den Gafässpflanzen. Samenpflanzen werden weiter unterteilt in Nacktsamer und Bedecktsamer. Die Bedecktsamer werden weiter unterteilt in Monokotyledonen und Dikotyledonen

Chloroplaste: Fotosynthese. Chromoplasten: Enthalten Farbpigmente (ausser Chlorophyll)->Färbung der Pflanze->lockt Tiere an. Leukoplasten: Sind Speicher-Plastide, speichern bspw. Stärke.

Palisadengewebe: Ort der FS. Schwammgewebe: Oberflächenvergrösserung->Stoffaustausch. Spaltöffnungen: CO2 und Wasserdampf Aus- /Eintritt ...

Palmen gehören zu de Monokotyledonen und habe kein sekundäres Dickenwachstum. Ein gewisses reduziertes Dickenwachstum ist möglich. Dies ist aber nicht mit dem Dickenwachstum der echten Bäume zu vergleichen.

Der Moment des Keimens ist je nach Pflanzenart von unterschiedlichen Umweltfaktoren abhängig. Die meisten Samen keimen bei gewissen Temperatur und WasserVerhältnissen. Es gibt Samen, die müssen bestimmten Umwelteinflüssen ausgesetzt sein, um überhaupt erst Keimbereit zu sein. Viele Samen von Pflanzen der Fynbos-Vegetation in West-Südafrika werden erst durch ein Buschfeuer keimbereit. Andere Samen müssen erst den Verdauungstrakt eines Säugetieres passieren, dessen Verdauungsenzyme die äusserste Samenschicht auflöst.

Bäume sind sehr grosse, langlebige und überdauernde Pflanzen. So alt und gross zu werden, ohne sich bewegen zu können und daher nicht durch Fortbewegung auf Umwelteinflüsse und -veränderungen reagieren zu können, erfordert viel spezifische Anpassungen. Bäume können sehr extremen Umweltschwankungen ausgesetzt sein ohne abzusterben. Dafür haben Bäume starke schützende Strukturen entwickelt: Holz - durch Einlagerung von Lignin in alte Xylemzellen; Rinde - durch Korkproduktion des Kambiums. Bspw. Korkeichen haben eine Rinde, die sie gegen Feuer schützt. Durch die Grösse musste auch ein effizientes Transportsystem entwickelt werden (siehe 6.3.9)

Kronblatt: Anziehen von Bestäubern. Staubblatt: enthalten Pollen mit männlichen Keimzellen. Fruchtblatt: Empfängt Pollen und leitet Spermien zur Samenanlage weiter. Samenanlage: Entwickelt sich zum Samen. Blütenboden + Fruchtknoten: Entwickelt sich zur Frucht (je nach Pflanzenart verschieden)

Soja: mit Knöllchenbakterien. Fast alle Landpflanzen (Bspw. Fichte): mit Mykorrhizen. Mistel: auf einer anderen Pflanze (=parasitische Symbiose)

Geschlechtliche: Blüten, Pollen, Samen, keimen. Ungeschlechtliche: Stecklinge, Klone, Stolonen.

Teilungswachstum: in den Meristemen.

Längenwachstum: In der Streckungszone der Wurzel oder in der Streckungszone hinter den Apikalmeristemen des Sprosses. Dickenwachstum: In den sekundären Meristemen.

Hauptsächlich kühlere Temperaturen und geringeres Wasserangebot. Ein Baum schützt sich vor Austrocknung, indem die Blätter abgeworfen werden.

Pflanzen sind grundsätzlich immobil. Sie können aber Organe Bewegen (Blätter, Blüten) und sich durch Wachstum im Raum bewegen. Autotrophe Einzeller (also solche die z.B. Fotosynthese betreiben) können sich durch Geisseln aktiv fortbewegen.

Windverbreitung (Anemochorie), Wasser, Tiere

Der Ertrag, bspw. an der Grösse eines Korns oder einer Frucht gemessen, ist genetisch kontrolliert. Eine Ertragssteigerung ist nur innerhalb dieser genetischen Bandbreite möglich. Zusätzlich können Pflanzen die Nährstoffaufnahme nicht beliebig steigern. Die Aufnahme hat physikalische grenzen (Diffusion).

Transpiration ist die Verdunstung von Wasser in/an den Blättern. Wird kontrolliert durch dicke Cuticula plus Wachsschicht; Grösse des Blatts; Anzahl der Stomata, Stomataöffnungszustand.

Mutterkorn ist ein Pilz, der besonders Getreidegräser (Weizen) befällt. Er wächst auf der Blüte, der Ähre der Getreidepflanze und produziert für Tiere giftige Stoffe.

Löwenzahn = Zweikeimblättrige Samenpflanze, einjährig. Gras: Einkeimblättrige Samenpflanze, mehrjährig.

In der Chemosynthese werden organische energiehaltige Moleküle aufgebaut. Die Energie (resp. die Elektronen) kommen aus einer anorganischen Quelle, z.B. Sulfid. Der Prozess ist der FS ähnlich. In der FS ist aber die Energiequelle Licht und die Elektronen kommen aus H2O.

Für die Proteinbiosynthese. N kommt aus dem Boden, hauptsächlich aus totem Organischen Material, das von Destruenten (Pilzen und Bakterien) zersetzt wird. Nfixierende Bakterien bringen N aus der Atmosphäre in den Boden.

Die Blüte ist auf einen Pollinator, die Biene, angewiesen der ihren Pollen auf eine andere Pflanze trägt. Der Pollinator wird durch die Farbe/Duft der Blüte und Nektar angelockt.

Auf N-armen Böden müssen sich Pflanzen mit tierischem N versorgen. Fleischfressende Pflanzen haben spezielle Strukturen /Blattformen entwickelt, um die Beute zu verdauen.

Der Wassertransport in Pflanzen ist ein essentieller Prozess, der durch das Xylem erfolgt und durch Transpiration angetrieben wird. Dies ermöglicht den Transport von Wasser und Mineralien von den Wurzeln zu den Blättern, wo sie für Fotosynthese und andere Lebensprozesse genutzt werden.

Flechten: Pilzhyphen, die Algen beherbergen.

Makro: C, O, N, P, K, Na ... Mikro: Mn, Fe, Zn

Das Wachstum von Pflanzen ist durch das Nährelement beschränkt, das in der geringsten Konzentration vorkommt. Wird mit einem Nährelement gedüngt, das genügend vorhanden ist, hat dies keinen Einfluss auf das Wachstum. Anwendung: Düngung in der Landwirtschaft.

Dicke Cuticula, kleine Blätter, fette Blätter, wenig Stomata, C4/CAM, saisonales Austrockenen.

Zu viele Nährionen im Boden führen zu einer Diffusion von Wasser aus der Wurzel heraus.

Gras ist eine monokotyledone, mehrjährige, krautige Pflanze. Starke Büschelwurzel, starkes vegetatives Wachstum (ungeschlechtliche Vermehrung).