Aufgaben der Wurzel
Verankerung
Aufnahme von Wasser und Nährstoffen
Produktion von Phytohormonen
Speicherung von Assimilaten
Symbiose mit Pilzen (Mykorrhiza) und Bakterien (Leguminosen)
Wie unterscheidet sich das Wurzelsystem einer ein- bzw zweikeimblätterigen Pflanze?
Zweikeimblätterigen: die Keimwurzel entwickelt sich zu einer kräftigen Hauptwurzel (Pfahlwurzel) von der aus Seitenwurzeln verschiedener Ordnungen abgehen
Einkeimblätterige: die Keimwurzel stirbt an und es bilden sich gleich starke Adventivwurzeln (Büschelwurzeln)
Aufbau und Aufgaben der Wurzelspitze
Aufbau
Verzweigungszone -> es bilden sich Seitenwurzeln, die äußeren Zellen verholzen
Ernährungszone (wenige Zentimeter bis Millimeter lang)-> Wurzelhaare (Ausstülpungen der Epidermiszellen; wenige Millimeter lang; sehr empfindlich und leicht verletztlich; Lebensdauer nur wenige Tage; werden ständig nue gebildet) nehmen Wasser und Nährstoffe auf
-> über die Ausscheidung leicht abbaubarer organischer Stoffe (Zucker, Aminosäuren,..) wird der Organismenbesatz in der Rhizosphäre (der direkt von den Wurzeln beeinflußte Raum ca 3mm) gefördert (bessere Verfügbarkeit und Aufnahmen von Nährstoffen durch Abbau von Humus und Bildung von Symbiosen)
Zellstreckungszone (ca. 1cm lang) -> Streckung der neuen Zellen führt zu Wachstum
Zellteilungszone -> Wurzelvegetationspunkt mit teilungsfähigem (meristematisch) Gewebe bildet neue Zellen; geschützt von der Wurzelhaube (Kalyptra) deren Verschleimung durch Absterben und Erneuern äußerster Zellen das Eindringen in den Boden erleichtert
Warum kann es wichtig sein, zu wissen ob Tief- oder Flachwurzler?
Bodenbeschaffenheit -> flachgründige/tiefgründige Böden
Grundwasserstand -> kann/muss höher sein bei Flachwurzlern
Standfestigkeit und Umwelteinflüsse (Windrichtung, geschützt, Weg/Bauten,..)
Warum wird als gärtnerische Maßnahme die Förderung der Wurzelentwicklung angewendet?
Die Wurzel sorgt für Wasser und Nährstoffe, d.h. Die Wurzelentwicklung beeinflusst die Entwicklung der Pflanze
Maßnahmen zur Förderung der Wurzelentwicklung
Pikieren (Vereinzeln) -> Platz für Wurzeln schaffen
Verpflanzen/Verschulen (Umpflanzen der Bäume) -> kompakterer Wurzelballen, Anregung der Bildung von Feinwurzeln/Adventivwurzeln zur besseren Wasser und Nährstoffaufnahme, leichteres Umpflanzen nach Verkauf
Umstechen (Abstechen der Wurzeln in einem bestimmten Radius) -> s. O. +U. (?)
Wurzelschnitt -> dauerhafte Umstellung auf ruhige Bäume; effektive Alternanzbrechung in Problemanlagen; Wiederherstellung des Gleichgewichtes mit moderatem Triebwachstum und regelmäßigem Blütenansatz; verbesserte Fruchtstabilität und Ausfärbung; Verminderung des Schnittaufwands (ca. 30 – 50 %)
[Wurzelschnitt empfehlenswert nur bei: starker Neutriebbildung von > 40cm – 50 cm in allen Teilen des Baumes; zu wenig Blüten- und Fruchtansatz; zu wüchsige Sorten – und Unterlagen; Kombinationen und Alternanzsorten; zu tiefe Veredlung oder zu tief gepflanzt; wüchsige Standortverhältnisse (feuchte, humose oder lehmige Böden, häufige Sommerniederschläge]
Anhäufeln -> zusätzliches Wurzelwachstum/-Bildung; weniger Beikräuter [durch mehr Erde???, Wasserhaushalt??? Mehr verdunstung? Mehr Wasser?)]
Nährstoffarme Wurzelsubstrate -> Wurzeln wachsen tiefer und breiter um sich nach den Nährstoffen zu strecken
Bewurzelungshormone (Pulver, Tabletten, wässerige Lösungen oder Gele auf Basis Kalilaugenneutralisierter Polyacrylsäure mit synthetischen Pflanzenhormonen) -> Anregung der Wurzel- und Kallusbildung; Verwendung bei vegetativer Vermehrung und oft nichtheimischer Pflanzen; !Eine Überdosierung führt zu Wurzelabbau und Absterben des Stecklings!
Aufgaben der Laubblätter
Fotosynthese (Aufbau von Zucker =Assimilate)
Gasaustausch (bei Fotosynthese und Atmung = Aufnahme von CO2 und Abgabe von O2)
Transpiration (Verdunstung von Wasser = zur Kühlung gegen Überhitzung)
Unterschied von Blättern ein- (Monokotyledoneae) und zweikeimblätteriger (Dikotyledonaea) Pflanzen
Monokotyledoneae Dikotyledoneae
Blattadern -> paralleladrig Netzadrig
Hauptader -> X V
Blattstiel -> X V
Nebenblätter -> X V
Drei Pflanzen mit jeweils einfachen, geteilten und zusammengesetzten Blättern
Pflanzen mit einfachen Blättern:
Birne (Pyrus Communis), Apfel (malus domestica), Kirsche (Prunus avium), Pflaume (Prunus domestica), Haselnuß (Corylus avellana), Birke (Betula Pendula)
Pflanzen mit geteilten Blättern:
Ahorne (Acer), Stiel-Eiche (Quercus robur), Tulpenbaum (Liriodendron tulipifera)
Pflanzen mit zusammengesetzten Blättern:
Robinie (Robinia pseudoacacia), Walnuß (juglans regia), Königsfarn (Smunda regalis), Schwarznuß (juglans nigra)
Was sind Blattbestimmungskategorien?
Form der Blattfläche (Blattspreite) -> einfach (von schmal bis breit, herzförmig, rautenförmig, usw….); gelappt/geteilt; gefiedert/gefingert (zusammengesetzt)
Blattränder -> ganzrandig, gesägt, gebuchtet, gewimpert, usw….
Anheftung an die Sprossachse -> gestielt, sitzend, umfassend, durchwachsen, verwachsen, usw….
Blattstellung -> wechselständig, zweiteilig, gegenständig, büschelig, rosettenartig, usw…
Warum haben die aufrecht wachsende Triebe vieler Laubbäume häufig eine wechselständige Anordnung, die sich neigenden Triebe aber häufig eine zweizeilige Blattstellung?
Wechselständigkeit an aufrechten Trieben nutzen das Sonnenlicht optimal aus. Bei sich neigenden Trieben werden durch die Zweizeiligkeit Schattenblätter vermieden.
Aufgaben der Sprossachse
Träger und damit Lichtausrichtung der Blätter
Stoffleitung (Wasser und Nährstoffe aus der Wurzel, Zucker/Assimilate aus den Blättern)
Jeweils drei Pflanzen mit Stängel, Halm, Schaft und Stamm
Stängel (beblättert, Verzweigt oder unverzweigt): Beinwell (Symphytum officinale), Glockenblumen (Campanila), Kornblume (centaurea cyanus)
Halm (beblättert, hohl, verdickte Blattknospen): Ackerschachtelhalm (equisetum arvense), Getreide, Raps (Brassica napus)
Schaft (blattlos, häufig Rosettenwuchs, unverzweigt, trägt Blüte): Löwenzahn (Taraxacum sect. Ruderalia), Wegerich (Plantago), Gänseblümchen (Bellis perennis)
Stamm (verholzt): Laubbäume, Nadelgehölze, (Obst, Fichte, Buche,..)
Warum entspricht die Stellung der Knospen an der Sprossachse der Stellung der Blattknospen?
Da sich bei den meisten Pflanzen die Knospen in den Blattachseln befinden (Achselknospen).
Aufbau einer Knospe
Knospe =
*ein von Blattanlagen umhüllter an der Spitze eines Kegels befindlicher Vegetationspunkt;
*im Inneren des Kegels befindet sich Mark und Leitungsbündel;
*am Kegelrand befinden sich junge Blattanlagen, kleine Blättchen aus älteren Blattanlagen und Achselvegetationspunkte (Achsel-/Seitenknospen aus denen sich Seitentrieb entwickeln können)
Unterschiedliche Wuchsformen der Sprossachse mit Beispielen
Rund ->
Kantig -> gewöhnliches Wiesenlabkraut (Gallium album),
Gerieft -> Mädchenauge (Coreopsis), Sonnenblume (Helianthus annuus),
Geflügelt ->
Was ist Metamorphose?
Griechisch Meta = um, morphosis =Gestaltung
-> Die Umwandlung der drei Grundorgane (Wurzel, Sprossachse, Blatt) zur Anpassung an besondere Lebens- und Umweltbedingungen.
Welche Bedeutung hat die Metamorphose für die Pflanze?
*Anpassung an Lebens- und Umweltbedingungen
-> die Grundorgane (Wurzel, Sprossachse, Blatt) übernehmen neue oder zusätzliche Funktionen (Wasserspeicher; bessere Aufnahme von Wasser und Nährstoffen; Standfestigkeit;…)
-> die morphologische Veränderung führt zur Pflanzenvielfalt
Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Rüben und Wurzelknollen
Gemeinsamkeit: Speicherwurzel (krautige Pflanzen speichern zum Überwintern Nährstoffe, da der krautige Teil abstirbt und keine Fotosynthese machen kann)
Unterschiede: Rüben -> verdickte Hauptwurzel (Möhren, Schwarzwurzel,…)
Wurzelknollen -> verdickte Seiten-/Adventivwurzeln (Dalien, Pfingstrosen,..)
Welche Wurzelmethamorphosen dienen zum Klettern?
Kletterwurzeln (auslösender Faktor geringes Lichtangebot):
-> Wurzelranken (Vanille)
-> Haftwurzeln (Efeu)
Wie funktioniert die Wasseraufnahme durch Luftwurzeln?
Regenwasser oder kondensierte Luftfeuchtigkeit, das an den Wurzeln entlangrinnt, wird an den Enden durch schwammartige Zellen aufgesaugt (Luftwurzeln die den Boden erreichen dringen darin ein und übernehmen die Funktion einer normalen Erdwurzel)
Wie heißen Pflanzen die Haustorien ausbilden?
Haustorien (Saugwurzeln) von halbparasitären (-> können eigene Fotosynthese betreiben bspw. Mistel viscum album) oder vollparasitären (Europäische Seide Cuscuta europaea) Pflanzen, nutzen diese Saugorgane um Wasser, Nährstoffe und Assimilate aus dem Gewebe der Wirtspflanze zu ziehen.
Was ist eine Mykorrhiza und wozu?
Mykorrhiza (Pilzwurzel) ist eine Symbiose zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln. Die Pilze übernehmen die Funktion der Wurzelhaare, dringen in den umgebenden Boden ein und Schließen organische Substanzen auf. Dadurch wird die Versorgung der Pflanze mit Wasser und Nährstoffen verbessert und die Wurzeln werden vor schädlichen Bodenpilzen und Nematoden (Fadenwürmer) geschützt.
Die Pilze werden mit Assimilaten aus der Pflanze versorgt.
-> Ektomykorrhiza = Pilze die die Wurzel umwachsen (Abies, Picea, Larix, Pinus)
-> Endomykorrhiza = Pilze die in die Wurzel eindringen (Ginko, Taxus, Thuja, Chamaecyparis)
!Die meisten Pflanzen bilden Mykorrhiza aus (Ausnahme: bspw. Brassicaceae)
Wie haben sich Mangroven an Gezeiten angepasst?
Mangroven bilden Stelzwurzeln, die als Stützwurzeln dienen und im oberirdischen Teil Luftporen zur Sauerstoffaufnahme haben.
Erkläre Epiphyten, Symbionten, Halb- und Vollparasiten
Epiphyten = Pflanzen die auf kleinen Humusansammlungen auf größeren Pflanzen/Bäumen zur bessern Lichtausnutzung aufsitzen (oftmals tropische Pflanzen bspw manche Orchideenarten)
Symbionten = Arten die in einer gegenseitigen Wechselbeziehung stehen, meist werden die kleineren davon als Symbiont und die größeren als Wirt bezeichnet (bspw Pilzte bei Mykorrhiza)
Halbparasiten = Pflanzen die mit ihren Haustorien (Saugwurzeln) in den Wirt eindringen um an Wasser und Nährstoffe zu gelangen, aber selbt noch Fotosynthese betreiben können
Vollparasiten = Pflanzen die kein Chlorophyll besitzen (keine Fotosynthese betreiben) und Wasser, Nährstoffe und Assimilate aus der Wirtspflanze beziehen
Aufgaben und Beispiele zu Blattranken, Mantelblätter, Blattzisternen, Blattsukkulenz, Blattdornen
Blattranken = durch Umwandlung ganzer Blätter (Gurke, Kürbis, Zaunrübe) oder Teilen des Blattes durch gekrümmte Blattspitzen (kletternde Lilie), Umwandlung der Blattstiele (Clematis) oder Umwandlung einzelner Fiederblättchen (Erbsen, Wicke) zum Klettern dienende Greiforgane
Mantelblätter (Nischenblätter) = Blätter mit denen eine Wirtspflanze umschlossen wird, mit einer Öffnung zur Ansammlung organischer Substanz (Nährstoffe) und Wasser (bspw bei vielen Epiphyten)
Blattzisternen = Rosettenartige Blätter als Wasserfänger, über Schuppenhaare wird Wasser und darin gelöste Nährstoffe aufgenommen (spw. Viele epiphytisch lebende Bromelien)
Blattsukkulenz = fleischige Blätter in denen Wasser gespeichert wird in vorwiegend trockenen Standorten (Aloe-Arten, Agaven…) =
Blattdornen = Umwandlung von Blättern in Blattdornen, meist an trockenen Standorten um die Verdunstung zu reduzieren und Schutz vor Tierfrass
Funktion von Urnenblätter
Blätter haben sich zu urnenförmigen Gefäßen umgewandelt, in denen häufig Ameisen wohnen.
Durch das Einschleppen von organischen Substanzen und Eindringen von Regenwasser werden Nährstoffe und Wasser angesammelt. Diese werden mithilfe von Luftwurzeln - vom Blattknoten bis in den Blattstiel wachsend - aufgenommen.
Außerdem kondensiert das durch Transpiration aufsteigende Wasser dort und wird wieder aufgenommen.
Warum haben sich sogenannte fleischfressende Pflanzen auf das Fangen von Insekten spezialisiert?
Diese Karnivoren/Insektivoren stehen an nährstoffarmen Standorten (Hochmoore, Sümpfe, Steppen, Astgabeln). Ca 550 Arten bekannt.
Die Insekten bieten ein Nährstoffquelle, die vor allem den Stickstoffbedarf (Hauptbestandteil tierischen Eiweißes) deckt.
Welche unterschiedlichen Fangtechniken gibt es bei Insektivoren?
Klebfallenprinzip (bspw. Moorpflanzen wie Sonnentauarten Drosera, Gemeine Fettkraut Pinguicula vulgaris) -> auf den Blättern befinden sich Drüsenhaare die an den Spitzen eine klebrige Flüssigkeit absondern, an der die Insekten kleben bleiben und erstickt werden; durch ein Verdauungssekret wird das Insekt in eine Nährlösung umgewandelt und durch die Blätter aufgenommen. Evtl sterben die Blätter nach zwei- bis dreimaligem Fangen ab.
Klappfallenprinzip (bspw. Venusfliegenfalle Dionaea muscipula (Sumpfpflanze)) -> es befinden sich Berührungshärchen auf den Blättern, die bei Berührung die Blatthälften in sekundenschnell zusammen klappen lassen. Die Zähne an den Blatträndern greifen in einander und schließen luftdicht ab, so dass das Insekt erstickt. Ein Verdauungssekret zersetzt das Insekt und wird dann über die Blattoberfläche aufgenommen. Nach zwei- bis dreimaligem Fangen stirbt das Blatt ab.
Saugfallenprinzip (bspw Wasserschlauch Utricularia vulgaris (Wasserpflanze)) -> die Blätter bilden Bläschen mit einem Deckel, an dem Tasthaare sind. Durch Berührung springt der Deckel auf und das Wassertier wird durch den Sog in die Blase eingesaugt. Auch hier wird durch Enzyme das Insekt zersetzt und über die Blattfläche als Nährstoffe aufgenommen.
Gleitfallenprinzip ( Kannen- (Nepenthes) und Schlauchpflanzen (Sarracenia)) (Epiphyten, Sumpf- oder Moorpflanzen) -> durch Farben und Necktarbildung angelockte Tiere, gleiten auf glatten Rändern in die Kannen/Schläuche. Weiter verhindern nach unten gerichtete Haare und halboffene Deckel ein herauskriechen des Tieres. Ebenso wie das Verwässern des im inneren befindlichen Verdauungssekrets. Teils spinnen Spinnen ihre Netze an die Eingänge solcher Pflanzen um Beute zu fangen.
Wozu dienen Hochblätter?
Kleinere farbige Blätter die als Schutz- oder Tragblatt der (zumeist sehr kleinen) Blütenknospe oder Blüte dient.
Zudem locken sie Bestäuber an.
Was sind Brakteen, Spatha, Insektivoren, Karnivoren und Sukkulenz?
Brakteen -> als Deckblätter bezeichnete Hochblätter aus deren Achseln sich Blüten entwickeln (z.B. Weihnachtsstern Euphorbia pulcherrima, Christusdorn Euphorbia milii)
Spatha -> ein Hochblatt das als Blütenscheide kolbenartige Blütenstände umgibt (z.B. Aaronstab Arum maculatum, Flamingoblume Anthurium)
Karnivoren -> fleischfressende Pflanzen
Insektivoren -> insektenfressende Pflanzen
Sukkulenz -> wasserspeichernde Blätter (dick, fleischig-saftig) (z.B. Agaven, Aloe-Arten)
Wie haben sich Kakteen an die Bedingungen in Wüstenregionen angepasst?
Sprossmetamorphose (Umwandlung von Sprossachse und Blätter) -> um viel Wasser zu speichern und wenig zu verdunsten, ist die Sprossachse durch bspw eine rundliche Form und teils Rippenbildung (größere Ausdehnung möglich) großer Wasserspeicher (stammsukkulente Pflanzen), die Blätter sind Blattdornen/Haare (windbrechend und wenig transpirierend) und die Seitentriebe zu Haarpolstern (Areolen) umgewandelt.
Flach verlaufende Wurzeln dienen zur schnellen Wasseraufnahme.
Die Sprossachse übernimmt die Fotosynthese -> Flachsprosse (Platykladien) sehen teils aus wie Blätter [Kladodien = Umwandlung von Langtrieben; Phyllokladien = Umwandlung von Kurztrieben]; erkennbar als Sprossachse, da sie Blüten tragen und Blätter KEINE Blüten tragen!
besonderer Stoffwechsel = CAM-Pflanzen (Crassulaceen-Säure-Stoffwechsel/crassulacean acid metabolism) -> diese Pflanzen halten die Spaltöffnungen tagsüber geschlossen und öffnen sie nachts zur Aufnahme von CO2 (es wird in Form von Apfelsäure (Malat) in den Vakuolen gespeichert). Tagsüber wird es freigesetzt und zur Fotosynthese verwendet.
Wie unterscheiden sich Kakteen (Cactaceae) und kakteenähnliche Euphorbien (Euphorbiacea, aus der Familie Wolfsmilchgewächse)?
Kakteen finden sich im Nord- und Südamerikanischen Raum (Ausnahme Rhipsalis baccifera); Euphorbien (weite Verbreitung auf verschiedenen Kontinenten, wie Afrika, Europa, Amerika)
Kakteen haben große, Blüten; Euphorbien kleine Blüten
Euphorbien produzieren einen weißen Milchsaft (sichtbar bei Verletzungen)
Bei Euphorbien sitzen die paarig angeordneten Dornen auf Schildchen; bei Kakteen kommen sie aus Areolen (teils büschelig 6-15 Dornen)
Warum haben sukkulente Euphorbien und Kakteen Ähnliche Merkmale entwickelt, trotz unterschiedlicher Kontinente?
Beide mussten sich ähnlichen Umweltbedingen anpassen. Wüstengebieten mit Trockenheit, großer Hitze und starkem Temperaturunterschieden.
Warum handelt es sich beim Weihnachtskaktus (Schlumbergera) nicht um Blätter, sondern verbreiterte Sprossachsen?
Da die Sprossachse Blüten trägt uznd Blätter keine.
Wie vermeiden CAM-Pflanzen starken Wasserverlust?
CAM-Pflanzen (crassulacean acid metabolism) halten tagsüber die Spaltöffnungen geschlossen und nehmen erst nachts CO2 auf. Das CO2 wird als Apfelsäure (Malat) in den Vakuolen gespeichert und tagsüber zur Photosynthese frei gesetzt.
Was sind Aufgaben und Beispiele für Wurzelstöcke (Rhizomen), Zwiebeln, Ausläufer, Sprossknollen, Sprossranken, Sprossdornen, Stacheln und Windesprossen?
Rhizome (Wurzelstöcke) = in der Erde befindliche, verdickte und gestauchte, Sprossachsen; sie dienen zur Speicherung von Wasser und Assimilaten um Winter und Trockenzeiten zu überstehen, sowie der unterirdischen Fortpflanzung [Quecke, Maiglöckchen, Buschwindröschen, Rohrkolben, Seerose, Lampionblume, Spargel]
Zwiebeln = bestehend aus fleischig, verdickten Blättern (Zwiebelschalen), wobei die sehr gestauchte Sprossachse der Zwiebelboden ist; unterirdische Speicherorgane von Steppenpflanzen, angepasst an Regen- und Trockenzeiten; [vor allem Frühjahrsblüher wie Tulpen, Hyazinthen, Lilien, Märzbecher, Schneeglöckchen, Narzissen]
Ausläufer (Stolonen) = ober- oder unterirdische waagerecht wachsende Seitentriebe, mit stark verlängerten Internodien, an den Blattknoten bilden sich kleine selbstständige Pflänzchen; vegetative Vermehrung [Kartoffeln, Erdbeeren, Grünlilie, Kriech-Steinbrech]
Sprossknollen = unter- oder oberirdische Speicherorgane durch Stauchung und Verdickung von Abschnitten der Sprossachse [Kohlrabi, Radieschen, Rote Bete, Sellerie, Kartoffel, Alpenveilchen, Krokus]; in Teilen auch Umwandlung von Wurzel (Hypokotyl) und Sprossachse (Epikotyl) -> [Knollensellerie und Steckrübe]
Sprossranken = zu Ranken umgewandelte Sprosse als Kletterhilfe [Wilder Wein, Wein, Passionsblume], teils mit Haftscheiben um ohne Kletterhilfen ranken zu können [Arten von Wildem Wein]
Sprossdornen = zu Dornen umgewandelte Seitensprosse, den Blattchseln enspringend, mit dem Holz verwachsen; gegen Tierfraß und übermäßige Verdunstung (vor allem bei Pflanzen an trockenen Standorten) [Weißdorn, Sanddorn, Schlehe, Zierquitte, Zitrone]
Stacheln = Auswüchse der Epidermis (Oberhaut) und des darunter liegenden Rindengewebes bei Spreizklimmern, leicht zu Entfernen; Rankhilfen [Kletterrosen, Brombeeren]
Windesprossen = stark verlängerte Internodien die sich um Pflanzen oder Kletterhilfen herumwinden; Rankhilfe [Rechtswinder = Hopfen, Geißblatt; Linkswinder = Pfeifenwinde, Baumwürger, Stangen- oder Feuerbohne; Alleswinder = Schlingknöterich]
Warum ist das Rhizom (Wurzelstock) keine Wurzel?
Da sie Blätter (kleine Schuppenblättchen = Niederblätter) besitzen und sich in den Achsen dieser Blätter (Luft-)Sprosse entwickeln. Wurzeln tragen KEINE Blätter!
Warum sind Wurzelunkräuter (bspw. Quecke) so schwer zu bekämpfen?
Da sie Stolonen (Ausläufer = waagerecht wachsende Seitentriebe) besitzen, über die sich die Pflanze unter- oder oberirdisch vegetativ vermehren kann und eigenständige Pflanzen bildet.
Was ist der Unterschied zwischen Zwiebeln und Sprossknollen?
Zwiebeln sind verdickte Blätter (Zwiebelschalen) und Sprossknollen verdickte Abschnitte der Sprossachse (kein Schalenförmiger Aufbau).
Warum werden getriebene Tulpenzwiebeln nicht wieder verwendet?
Getriebene Tulpenzwiebeln sterben ab. Es bilden sich Tochterzwiebeln (Brutzwiebeln) in den Blattachseln die im nächsten Jahr die Blüte hervorbringt.
Welche Sprossmetamorphosen dienen der natürlichen Verbreitung der Pflanze?
Stolonen (Ausläufer) als ober- oder unterirdisch waagerecht wachsende Seitentriebe, und dem Absterben der Internodien entsteht eine neue selbststäöndige Pflanze durch vegetative Vermehrung.
Was ist Areolen, Stamm- und Blattsukkulenz, Flachsprosse (Platykladien), Kladodien, Phyllokladien, Rhizome, Stolonen, Spreizklimmer und Alleswinder?
Areolen = Seitentriebe von Kakteen die sich zu Haarpolstern entwickelt haben, auf denen die zu Dornen entwickelten Blätter sitzen
Stammsukkulenz = Sprossachsen die sich zu riesigen Wasserspeichern entwickelt haben, wie bei Kakteen und Euphorbien
Blattsukkulenz = dicke fleischige Blätter als Wasserspeicher
Flachsprosse (Platykladien) = bei manchen Kakteen verbreiterte Sprossachsen (die fast wie Blätter aussehen)
Kladodien = zu Flachsprossen umgebildete Langtriebe
Phyllokladien = zu Flachsprossen umgebildete Kurztriebe (aufgrund des begrenzten Wachstums viel Ähnlichkeit mit Blättern bspw Spargel)
Rhizome = Wurzelstöcke, unterirdische verdickte Sprosse
Stolonen = Ausläufer, ober- oder unterirdische Seitentriebe
Spreizklimmer = Pflanzen die mithilfe von Stacheln (Auswüchse der Epidermis und des Rindengewebes) klettern
Alleswinder = Pflanzen die mit ihren Windesprossen (umgewandelten Sprossachsen) sich rechts und linksrum winden können
Blütenteile und deren Aufgaben benennen
Kelchblätter (Sepalen): klein und grün, zum Schutz der Blüte im Knospenstadium
Blüten-, Kron-, oder Blumenblätter (Petalen): relativ groß und häufig auffallend gefärbt, zur Anlockung von Insekten
Staubblätter (Staubgefäß): männliches Geschlechtsorgan, bestehend aus Staubbeutel (Anthere) und Staubfaden (Filament)
Fruchtblätter: weibliches Geschlechtsorgan, bestehend aus Narbe, Griffel und Fruchtknoten mit Samenanlage/Eizelle
Welches Geschlecht haben die meisten Blüten?
Zweigeschlechtlich (zwittrig)
Erstellen eines Blütendiagramms einer Apfelblüte
Benennen der männlichen und weiblichen Teile der Blüte
Narbe
Griffel
Fruchtknoten
Fruchtblatt (Stempel)
Eizelle/Samenanlage
Staubbeutel (Anthere) mit Pollensäcken (Theka)
Staubfäden (Filament)
Staubblatt (Staubgefäß)
Unterscheidung einhäusige und zweihäusige Pflanzen
-> Einhäusige (monözisch) Pflanzen besitzen eingeschlechtliche Blüten (männliche Blüten oder weiblöiche Blüten), jedoch beides an einer Pflanze
-> Zweihäußige (diözisch) Pflanzen besitzen entweder nur männliche oder nur weibliche Blüten an einer Pflanze
Die Kiwi ist zweihäusig, was muss bei der Pflanzung beachtet werden um Früchte zu bekommen?
Es müssen mindestens zwei Pflanzen gepflanzt werden, eine weibliche und eine männliche Pflanze
Verschiedene Fruchtknotenstellung
-oberständig = oberhalb der Ansatzstelle der Kelchblätter (Tulpe, Mohn, Sommerlinde)
-mittelständig = unterhalb der Kelchblattansatzstelle, vom Blütenboden umwölbt (Kirsche, Schlehe, Mandel)
-unterständig = unterhalb der Kelchblattansatzstelle, mit dem Blütenboden verwachsen (Apfel, Birne, Sanddorn)
Wodurch kann es zu einer Blütenfüllung kommen?
Durch Vermehrung der Blütenblätter zum besseren Anlocken von Insekten
Vervielfachung der Blütenblätter (Fuchsien)
Spaltung der Blütenblätter (Nelken)
Umwandlung von Staub- und Fruchtblättern (Seerosen, gefüllte Levkojen)
Umwandlung von Röhren- in Strahlenblätter (Astern, Chrysanthemen)
-> kann zu Sterilität führen
Erstellen eines Blütendiagramms und Blütenformel mit einer Blüte der Wahl
Warum bilden viele Pflanzen statt Einzelblüten Blütenstände heraus?
Ein Insekt bestäubt dabei mehrere Blüten auf einmal -> höherer Grad an Vermehrung
Unterscheidung von Zungen- und Röhrenblüten
Zungenblüten (Randblüten) besitzen ein vergrößertes Blütenblatt, die Geschlechtsorgane sind verkümmert
Röhrenblüten haben keine Blütenblätter, dafür funktionsfähige Geschlechtsorgane
—> es gibt eine Arbeitsteilung wo die Zungenblüten die Insekten anlocken und die Röhrenblüten die Fortpflanzung übernehmen (häufig bei Korbblütlern, Doldenblütler
Aufbau der unterschiedlichen Blütenstände und Beispiele dazu
Unterscheidung a) embryonale und Dauerzellen
b) Protoplasma und Zytoplasma
Embryonale (Meristematische) Zellen -> teilungsfähig und (noch) nicht ausdifferenziert; gleich aufgebaut
Dauerzellen -> ausgewachsene, ausdifferenzierte (spezialisierte) Zellen; nicht mehr teilungsfähig
Protoplasma -> alle lebenden Bestandteile der Zelle (Plasma, Zellkern, Plastiden, Mitochondrien, Ribosomen, endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat)
Zytoplasma -> alle lebenden Bestandteile der Zelle (Plasma, Ribosomen, Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat), außer Zellorganellen (Zellkern, Plastiden, Mitochondrien)
Welche Zellbestandteile sind tot
Zellwand, Vakuolen
Unterscheidung Zellwand und Plasmahaut
Zellwand = ganz durchlässig/omnipermeabel (Wasser- und Nährstoffdurchlässig)
Plasmahaut = halbdurchlässig/semipermeabel (Wasserdurchlässig, aber keine Nährstoffe -> Voraussetzung für Osmose)
Warum kann eine Zelle ohne Zellkern nicht leben?
Zellkern = Träger der Erbanlagen; Steuerzentrale (die spezifischen genetischen Information dienen als Grundlage für die Stoffwechselvorgänge, die vom Zellkern gesteuert werden; ZK gibt Anweisungen an die im Plasma befindlichen Organe, überwacht und koordiniert diese)
Unterschied, Chloro-, Chromo- und Leukoplasten
Chloroplasten = grüner Farbstoffträger (Chlorophyll); Fotosynthese
Chromoplasten = enthalten gelbe (Xanthophyll) und orange/rote Farbstoffe (Carotin), färben Blätter, Früchte und Wurzeln
Leukoplasten = farblos; Speicherung von Reservestoffen
Warm können auch Pflanzen mit roten Blättern Fotosynthese betreiben?
Da die Pflanze Chloroplasten mit Chlorophyll im Protoplasma besitzen, die rote Farbe kommt durch eine Überlagerung mit dem Farbstoff Anthocyane im Zellsaft der Vakuolen
Warum färbt sich beim kochen von Rotkohl das Wasser rot?
Der rote Farbstoff Anthocyane ist wasserlöslich und löst sich beim kochen aus dem Zellsaft der Vakuolen.
Warum werden Kartoffeln bei Belichtung grün und Tomaten bei der Reife rot?
Chromoplasten entstehen durch die Umwandlung von Chloroplasten oder Leukoplasten und können auch wieder umgewandelt werden. Durch das Sonnenlicht und Nährstoffe wird z.b. bei der Tomatenreifung Chlorophyll abgebaut und Carotinoide freigesetzt. Bei Kartoffeln wird durch die Belichtung Chlorophyll gebildet.
(Wie funktioniert das genau???)
Was passiert bei der Herbstfärbung bei Blättern? Und warum wirft die Erle ihre Blätter grün ab?
Herbstfärbung: das stickstoffhaltige Chlorophyll wird abgebaut (wie alle stickstoffhaltigen Verbindungen) -> N (Stickstoff) wird frei und im Baum eingelagert -> die vorher vom Chlorophyll überdeckten gelben und roten stickstoffarmen Blattfarbstoffe (Xanthophylle (wie Lutein), Karotinoide und Anthocyane) kommen zum Vorschein
Erle: geht eine Symbiose mit Bakterien ein, die sie mit Stickstoff aus der Luft versorgen; daher muss die Erle nicht die Nährstoffe aus den Blättern abbauen und somit fallen sie grün ab
Beschreibung der Bildung der Vakuolen
MIt zunehmendem Alter der Zellen bilden sich Hohlräume im Plasma -> mit der Zeit fließen diese zusammen, sodass in ausgewachsene Zellen häufig nur noch eine große Vakuole vorkommt (das Protoplasma bildet dann nur noch einen dünnen Wandbelag)
-> in den Vakuolen ist ein Zellsaft (wässerige Lösung aus Salzen und organischen Stoffen; damit speichern sie Reservestoffe (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße), Farbstoffe (Anthocyane, Flavone), Abfallprodukte aus dem Stoffwechsel, etherische Öle udn Alkaloide
Was sind bekannte Alkaloide und wie wirken sie sich auf den Menschen aus?
Nikotin (Tabak) = cholinerges (auf Neurotransmitter wirkend) Nervengift zur Abwehr von Fressfeinden; synthetisch eingesetz als Insektizid -> wirkt erregend (geringer Dosierung) oder lähmend (mittlere Dosierung) auf das vegetative (unbewusste) Nervensystem und schädigt Vitalfunktionen (höherer Blutdruck und Stoffwechsel, Durchblutungsstörung in den Extremitäten,…)
Koffein (Kaffee, Tee) = psychotrope Substanz -> Anregung des Zentralen Nervensystems, Blutdrucksteigerung, Bronchialerweiternd, harntreibend, Anregung der Darmaktivität
Solanin (Kartoffel) = giftige Verbindung in Nachtschattengewächsen -> Veränderung der Mitochondrienmenbran -> Steigerung des Calziumgehaltes im Zytoplasma -> programmierter Zelltod (Apoptose)
Morphin (Schlafmohn) -> durch Andocken an Rezeptoren wird die Schmerzweiterleitung verhindert und das Schmerzempfinden gesenkt; hohe Abhängigkeit
Kokain (Kokastrauch) Wiederaufnahmehemmer von Serotonin, Noradrenalin und Dopamin -> Stimulierend, euphorisierend, Lokalanästhetikum, Angstzustände, Paranoia
Strychnin (Brechnuss) -> Blockade von hemmenden Neurotransmittern im Nervensystem (hauptsächlich Rückenmark) -> Übereregung von Rückenmarksnerven -> Atemnot, Muskelzucken, Krämpfe
Colchicin (Herbszeitlose) Mitose-Hemmstoff -> führt zu teilweiser Chromosomenveränderungen bei der Zellteilung und Zelltod -> medikamentöse Anwendung bei autoinflammatorischen Krankheiten (Gicht…); Verwendung bei Obst- und Getreideanbau/Saatgut wird in Colchicinlösung eingeweicht (Ertragsteigerung)
Worin unterscheiden sich pflanzliche von menschlichen und tierischen Zellen?
Pflanzliche Zellen besitzen eine feste Zellwand, Plastiden und Vakuolen.
Erklärung der Begriffe Plastiden, Plasmodesmen, Zellorganellen, DNA, Protoplasten, Tonoplasten, Plasmalemma, Zellsaft
Plastiden = Träger von Farben (Chloroplasten - grün/Chlorophyll; Chromoplasten - Gelb/Xanthophyll und rot, orange/Carotin); mit Aufgaben wie Fotosynthese (Chloroplasten) und Speichern von Reservestoffen durch Umwandlung von Traubenzucker in Stärke (Leukoplasten)
Plasmodesmen = auch Plasmabrücken, sind Plasmafäden die sich wie Kanäle durch die Zellwände ziehen und so Verbindungen zwischen den Zellen schaffen
Zellorganellen = Organe der Zellen (Zellkern, Plastiden, Mitochondrien)
DNA = Desoxyribonukleinsäure, genetische Informationen die sich im Zellkern befinden
Protoplast = Zellinhalt oder Zellleib
Tonoplast = Plasmahaut die das Plasma nach innen gegen die Vakuolen abgrenzt
Plasmalemma = Plasmahaut die das Plasma nach ausßen gegen die Zellwand abgrenzt
Zellsaft = eine wässerige Lösung aus Salzen und organischen Stoffen (Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße) -> zur Speicherung von Reservestoffen, Farbstoffe (Anthocyane, Flavone), Abfallstoffe aus dem Stoffwechsel, etherische Öle, Alkaloide
Benenne die verschiedenen Gewebearten und deren Aufgaben
Parenchym
(Altgriechisch) para = neben, enchein = hineingießen
Bezeichnet in der Biologie und modernen Medizin Zellgewebe das vor allem mit Stoffwechselprozessen zu tun hat
Getüpfelte Zellwände (Tüpfel)
Tüpfel sind in der Pflanzenanatomie dünne Stellen oder Aussparungen der Sekundärwand von Pflanzenzellen die dem Stoffaustausch benachbarter Zellen dienen.
Warum sollten keine grünen Tomaten oder Kartoffeln mit grünen Stellen gegessen werden?
Da sie Solanin enthalten, ein giftiges Alkaloid, dass bei Aufnahme zum Zelltod führen kann.
Benenne Teile und deren Aufgabe in der Abbildung:
obere Epidermis -> Festigkeit fürs Blatt, Verdunstungsschutz
Kutikula (evtl mit Wachsschicht) -> zusätzlicher Verdunstungsschutz, Schutz vor Fäulnis
Palisadenparenchym/Assimilationsparenchym -> Hauptort der Fotosynthese
Schwammparenchym
Interzellulare -> schneller Gasaustausch und Wasserabgabe durch Verbindung zu Spaltöffnungen und nach Außen
Untere Epidermis -> Festigkeit fürs Blatt, enthält die Spaltöffnungen
Spaltöffnung -> Wasserverdunstung, Gasaustausch
Schließzellen -> Regulieren die Größe des Spalts (durch Chlorophyll)
Leitbündel mit Sklerenchym (Festigungsgewebe um Leitbündel) -> Schutz für Phloem und Xylem
Phloem -> Leitung Assimilate
Xylem -> Leitung Wasser und Nährstoffe
Wozu dienen die Blattadern?
Auch Leitbündel, versorgen die Zellen mit Wasser und Nährstoffen und transportieren den bei der Fotosynthese entstehenden Zucker.
Stabilität der Blattfläche.
Beobachtung bei der Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus) bei Wasser auf den Blättern
Die Kapuzinerkresse hat den sogenannten “Lotuseffekt”. Winzige Noppen (wenige Mikrometer) in Kombination mit einer ausgeprägten Wachsschicht führt dazu, das Wasser abperlt und dabei Schmutzablagerungen mit nimmt. Die Blätter sind selbstreinigend.
Was sind die Unterschiede von Sonnen- und Schattenblätter?
Schattenblätter sind größer und dünner. Dünnere Wachsschicht (weniger Schutz vor Verdunstung notwendig) und Epidermis (erleichtert das Einlassen von Sonnenstrahlung). Dünneres Parenchym, da weniger Fotosynthese betrieben wird. Lichtsättigungspunkt früher erreicht.
Sonnenblätter sind kleiner und dicker. Mehr Spaltöffnungen durch mehr Fotosynthese (da mehr Gasaustausch erforderlich ist). Dickeres Parenchym (Pallisaden- für Fotosynthese, Schwamm- für Gasaustausch) da mehr Fotosynthese betrieben wird. Mehr Chloroplasten, daher dunkleres Grün. Lichtsättigungspunkt später erreicht.
Fotosynthese -> größere Blätter können mehr Sonne einfangen
Gasaustausch -> mehr Fotosynthese braucht mehr Gasaustausch (mehr Spaltöffnungen, dickeres Parenchym)
Transpiration -> kleinere Blätter verlieren weniger Wasser
Welchen Aufschluss gibt der innere Aufbau des Oleanderblattes?
Mehrschichtiges Palisadenparenchym oben und unten -> viel Fotosynthese
Stark ausgeprägtes Schwammparenchym und eingesenkte Spaltöffnungen (mit Haaren) -> viel Gasaustausch (Haare verhindern Wind und Verdunstung, sowei Schmutz)
Stark ausgebildete Kutikula und mehrschichtige Epidermis -> starker Schutz vor Verdunstung
—> sehr sonniger, warmer Standort (evtl windig): Mediteran, Nordafrika, teils Höhenlagen bis 2000m
Welche Aufgabe kommt dem inneren Aufbau der Sprossachse zu?
Es ist das Leitungssystem (Xylem = Wasser und Nährstoffe/ Phloem = Assimilate).
Unterschied von ein- udn zweikeimblätterigen Pflanzen im inneren der Sprosachse?
Zweikeimblättrige = die Leitbündel umschließen das Mark (Speicherung von Reservestoffen). Kambium (teilungsfähiges Gewebe) zwischen Xylem und Phloem, das dem Dickenwachstum dient.
Einkeimblättrige = kein Mark, kein Kambium vorhanden
Unterschied Tracheiden und Tracheen; Siebzellen und Siebröhren
Leitungen des Xylems, tote Zellen, Wasser- und Nährstofftransport:
Tracheiden: bei Farnen und Nadelhölzern -> stark getüpfelte (miteinander verbundene) Schrägwände
Tracheen: aufgelöste Querwände der Zellen so dass lange Röhren gebildet werden (teils bis 10m) -> schnellerer Stofftransport als bei Tracheiden
Leitung des Phloems, lebende Zellen, Assimilatetransport, Protoplasma zu dünnem Wandbelag gewandelt, während Vakuolen fast den gesamten Zellinhalt ausmachen:
Siebzellen: bei Farnen und Nadelhölzern -> stark getüpfelte Zellwände über Plasmodesmen verbunden
Siebröhren: Querwände sind siebartig durchlöchert mit zahlreichen Plasmodesmen -> durchlässiger als Siebzellen, schnellerer Transport
Beschreibung des inneren Wurzelaufbaus und der Aufgaben der einzelnen Gewebearten
Unterscheidung autotrophe und heterotrophe Lebewesen
autotrophe Lebewesen = Grüne Pflanzen die alle notwendigen organischen Stoffe durch Fotosynthese selbst herstellen könne
Heterotrophe Lebewesen = organische Stoffe müssen zugeführt werden, da sie nicht zur Fotosynthese befähigt sind
Was sind parasitäre, saprophytische und symbiontische Lebensweisen?
Parasitär: Ernähren sich von Wirtspflanzen und entziehen ihnen zu ihrem Schaden Nährstoffe (Halbparasitär = Mistel; Volllparasitär = Europäische Seide)
Saprophytisch: Ernährung durch tote organische Substanzen (Champignon, zersetzende Pilze und Bakterien)
Symbiontisch: zwei artverschiedene Lebewesen, die zu beiderseitigem Nutzen eine Lebensgemeinschaft bilden (Bäume, Mykorrhiza)
Woher kommt die Energie die zum Aufbau von Traubenzucker notwendig ist?
Es ist Lichenergie aus der Sonne und zwar blauviolette (443 nm) und rotorange (662 nm) Lichtstrahlung
Warum können nur grüne Pflanzen Fotosynthese betreiben?
Da nur das Chlorophyll aus der Lichtstrahlung der Sonne Energie gewinnen kann.
Traubenzucker (C6H12O6) besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Woher nimmt die Pflanze diese Elemente auf?
Kohlenstoffdioxid wird durch die Pflanze “eingeatmet”
Wasserstoff und Sauerstoff sind Bestandteile des aufgenommenen Wassers (H2O) und werden durch die Sonnenenergie (Fotolyse) aufgespalten
Woher stammt der Sauerstoff der nach außen abgegeben wird?
(Wasser = H2O) <- Lichtenergie => 2 (OH) + 2H + (Kohlendioxid = CO2) -> (Traubenzucker = C6H12O6) + (O6 = Sauerstoff)
Beschreibung der Fotosynthese
Wasser wird aufgenommen und durch Lichtenergie (443nm, 662nm) in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten (Lichtreaktion). Im Calvin Zyklus (Dunkelreaktion)wird der eingeatmete Kohlenstoff mit dem Wasserstoff zu Traubenzucker (Glukose) aufgebaut. Sauerstoff wird über die Spaltöffungen ausgeatmet.
ATP (Adenosintriphosphat) dient als Zwischenspeicher micht verwendeter Lichtenergie.
Fotosynthesegleichung
6 CO2 + 12 H2O + 2872 kj (=686 kcal) ——Blattgrün—-> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Kohlendioxid + Wasser + Lichtenergie ——Chlorophyll——> Traubenzucker + Sauerstoff + Wasser
Warum ist künstliches Licht von der spektralen Lichverteilung abhängig?
Da nur blauviolettes (443 nm) und rotorangenes (662 nm) Licht der Spektralfarben des Sonnenlichtes zur Fotosynthese genutzt werden kann
Erklärung der Behauptung “Parkanlagen sind die Lunge der Großstädte”
Da grüne Pflanzen bei der Fotosynthese die Luft reinigen, indem sie Kohlendioxid einatmen und Sauerstoff ausatmen. Damit tragen sie zum Überleben der Menschheit bei.
Wie kann anhand eines Blattes die Tagesproduktion an Zucker berechnet werden?
Es werden zwischen 0,3 -2 g Zucker pro m2 Blattfläche und Stunde produziert. D.h. Mit der Größe eines Blattes kann ungefähr errechnet werden wieviel Zucker produziert wird.
1 ha Zuckerrüben sind 4 - 6 t
Warum wird der gebildet Traubenzucker sofort in Stärke umgewandelt?
Da Traubenzucker wasserlöslich ist und schädliche Zellsaftkonzentrationen (Osmose) verhindert werden, durch die Umwandlung in wasserunlösliche Stärke.
Was ist Licht- und Dunkelreaktion?
Lichtreaktion sind die Prozesse bei denen die Energie des Sonnenlichts gebraucht wird, wie Aufspaltung von Wasser. Da dort Sauerstoff übrig bleibt ist die Ausatmung dieses auch eine Lichtreaktion, genauso wie ATP mit Energie zu füttern.
Dunkelreaktion ist das wozu kein Sonnenlicht gebraucht wird, wie der Calvin Zyklus, bei dem Traubenzucker aufgebaut wird und der Einatmung von Kohlendioxid.
Wie kann mensch die Fotosynthese fördern?
Indem nicht nur die richtige spektrale Zusammensetzung des Lichts (Lichtqualität) vorhanden ist, sondern es auch die richtige Intensität der Lichstrahlung gibt (zwischen 10 000 und 40 000 Lux wird die volle fotosynthetische Leistung erbracht)
Warum hängt die Existenz aller anderen Lebewesen von grünen Pflanzen ab?
Das grüne Pflanzen durch die Fotosynthese Sauerstoff produzieren (pro Tag verbraucht ein Mensch ca 700 Liter Sauerstoff). Es hat über 3 Milliarden Jahren mit atmenden Pflanzen gebraucht, um die heutige Sauerstoffkonzentration von 21% in der Athmosphäre aufzubauen (die der Mensch braucht um zu leben)
Durch die Fotosynthese werden anorganische Stoffe in organische Substanz umgewandelt und kann damit von anderen Lebvewesen als Nahrung verwendet werden.
Lichtenergie wird umgewandelt und in organischen Verbindungen gespeichert und damit über Nahrung anderen Lebewesen zugänglich gemacht
Es wird Kohlendioxid verbraucht und “eingelagert” (wird durch Zersetzung und Verbrennen der organischen Supstanzen wieder frei gesetzt)
Wie kann die Pflanze die im Traubenzucker gespeicherte Energie in eine für sich verwertbare Form überführen?
Durch Dissimilation/Atmung, also durch Aufnahme von Sauerstoff wird der Traubenzucker wieder in Kohlenstoff und Wasserstoff gebracht.
Warum spricht man bei der Atmung auch von Gasaustausch?
Da Sauerstoff (O2) aus der Luft aufgenommen wird und CO2 wieder ausgeatmet wird.
Wodurch entsehen Temperaturen von bis zu 70° in einem Kompost?
Da fast jedes Lebewesen atmet (außer anaerobe Bakterien) wird auch bei der Zersetzung organischer Substanzen durch Bakterien durch Atmung wieder Energie freigesetzt. Ein Teil dieser Energie wird in Form von Wärme freigesetzt.
Was geschieht mit der Energie die durch diue Atmung freigesetzt wird?
Ein Teil davon wird als Wärme an die Umgebung abgegeben (-> somit können sich Frühblüher durch den Schnee schmelzen).
Der größte Teil wird in ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert und an alle zu versorgenden Teile in der Pflanze gebracht.
Warum fördert ein gut gelockerter Boden das Pflanzenwachstum?
Da sich darin notwendiger Sauerstoff befinden kann.
Worin unterscheidet sich Fotosynthese und Atmung?
Bei der Fotosynthese wird Energie eingelagert, bei der Atmung wird sie wieder freigesetzt und für die Pflanze nutzbar gemacht.
Wie wirken sich steigende Temperaturen auf Fotosynthese und Atmung aus?
Fotosynthese und Atmung nimmt beides bis zu einem gewissen Grad und unterschiedlich zu bei steigender Temperatur -> Ab ca 30° nimmt die Fotosynthese ab -> der Kondensationspunkt markiert die Stelle an dem Fotosynthese und Atmung gleich sind, bis zu diesem Punkt wächst die Pflanze, danach ist die Atmung größer als die Fotosynthese, wodurch die Pflanze abbaut und mit der Zeit stirbt.
Warum wirkt eine Temperatursenkung in lichtarmen Zeiten (Nacht, Winter/Herbst) positiv auf das Pflanzenwachstum?
Da damit auch die Atmung, also der Stoffabbau, reduziert wird.
Wie beeinflusst eine Steigerung der Lichtintensität die Fotosynthese?
Je nach Pflanze (Schatten-, Halbschatten-, Sonnenpflanze) entsteht der Kompensationspunkt (Aufbau = Abbau) an verschiedenen Lux-Stärken (Lichtintensivitäten). Bis zu dieser Luxstärke gibt es mehr Stoffaufbau als Stoffabbau und damit ein Pflanzenwachstum.
Durch die Steigerung der Lichtintensivität steigt die Fotosyntheseleistung bis zu einem gewissen Punkt (11 000Lux?) und bleibt dann gleich.
Eine Erhöhung der CO2- Konzentration hat mehr Wirkung auf die Fotosyntheseleistung bei hoher Lichtintensität als bei niedriger.
Eine höhere Temperatur hat nur bei höherer Lichtintensität einen positiven Einfluss auf die Fotosyntheseleistung. Bei niedriger Luftintensität nimmt die Fotosyntheseleistung sogar über den Kompensationspunkt ab (ab 30°).
Warum ist eine CO2-Begasung wachstumsfördernder, je höher die Lichtintensität ist?
Da die Fotosynthese an sich höher ist bei höherer Lichtintensität wird dann auch mehr CO2 verbraucht. Gibt es genug Angebot an CO2 intensiviert sich die Fotosynthese, im Gegensatz zu niedriger Lichtintensität wo die Fotosyntheseleistung und dmait der CO2 Verbrauch sowieso niedriger ist.
Warum wird auch bei niedriger Lichtintensität bei CO2-Begasung das Pflanzenwachstum verstärkt?
Da selbst die natürlich vorkommende CO2-KOnzentration von 0,038% nicht den eigentlichen CO2-Bedarf deckt.
Warum bleibt bei niedriger Lichintensität und steigender Temperatur die Fotosyntheseleistung prkatisch unverändert?
Da die auch die Fotosyntheseleistung niedriger ist bei niedriger Lichintensität, die Atmung (Stoffabbau) bei steigender Temperatur allerdings steigt.
Wie wirkt sich eine Temperatursteigerung bei nidriger Lichtintensität auf das Pflanzenwachstum aus?
Bis ca 30-35° stagniert die Fotosyntheseleistung, wobei die Atmung geringer ist je geringer die Temperatur ist. In diesem Bereich gibt es Pflanzenwachstum, wenn auch nicht optimal. Ab ca 30° fällt die Fotosyntheseleistung, wobei die Atmung zunimmt. Ab dem Kompensationspunkt (Abbau = Aufbau) gibt es kein Pflanzenwachstum mehr. Bei weiter steigenden Temperaturen überwiegt der Stoffabbau und die Pflanze verkümmert und stirbt.
Erklären des Zusammenspiels der Wachstumsfaktoren Wasser, Kohlendioxid, Licht und Temperatur bei der Fotosynthese.
Alle diese Faktoren sind an einem oder mehreren Punkten relevant und können bei optimaler Einstellung das Pflanzenwachstum positiv beeinflussen, aber auch negativ wenn etwas nicht passt. Es braucht das Wissen um den Bedarf bei Pflanzen um die Faktoren gemeinsam gut einzustellen.
Warum ist Wasser für Pflanzen lebensnotwendig?
notwendig für alle Stoffwechselvorgänge
dient als Lösungs- und Transportmittel von Nährsalzen
Zur Festigung des Pflanzengewebes (Turgor)
Zur Temperaturregulierung (Verdunstungskälte)
Wie funktioniert die Wasseraufnahme durch Osmose?
Osmose = Die Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran
Pflanzen (Zellen) schaffen einen Ausgleich zwischen Konzentrationslösungen durch Diffusion. Die höhere Konzentration von Nährstoffen im Zellsaft der Vakuolen gegenüber denen im Boden (Bodenlösung) wird über die Wurzelhaare ausgeglichen mit Wasser, so dass beide Lösungen die gleiche Konzentration haben.
Da die Plasmahaut semipermeabel/halbdurchlässig ist (im Gegensatz zur permeablen/durchlässigen) Zellwand werden keine Nährstoffe ausgetauscht sondern Wasser in die Pflanzenzellen gezogen.
Die nun höhere Konzentration von Nährstoffen in der Bodenlösung wird durch Wasser aus dem Boden ausgeglichen, wobei ein Wasserstrom zur Pflanze hin entsteht.
Welche Vorraussetzungen gibt es für die Osmose?
Wasser im Boden
Eine intakte Plasmahaut
Wurzelhaarzonen an den Wurzeln (?)
Was passiert bei Überdüngung oder Versalzung des Bodens?
Ist die Bodenlösung höher konzentriert (mit ?, Nährstoffen, bestimmte Stoffe, Salze?) kommt es zur umgekehrten Osmose und das Wasser diffundiert aus der Pflanze/Zelle.
Das durch Verdunstung abgegebene Wasser kann nicht mehr ersetzt werden.
Der Turgordruck nimmt ab, die Pflanze welkt.
Der abnehmende Turgordruck führt zu Ablösung der Plasmahaut. Ist diese noch nicht vollkommen abgelöst, kann die Pflanze durch Wassergabe gerettet werden. Löst sich die Plasmahaut vollständig ab, stirbt die Pflanze (Blätter “verbrennen”)
Was ist Plasmolyse?
Das Ablösen der Plasmahaut von der Zellwand.
Wie gelangt das Wasser in die Blätter?
Durch die Verdunstung/Transpiration in den Blättern entsteht eine höhere Konzentration, vor allem in den äußersten Blattzellen. Auch hier gibt es einen Ausgleich von Wasser über angrenzende Zellen durch Osmose. Dies setzt sich bis zu den Leitungsbahnen der Sprossachse fort, in denen sich ein Sog bildet. -> Transpirationssog
Daneben bewirken die Kapillarkräfte das Aufsteigen des Wassers in den wasserleitenden Gefäßen. Die Kapillarkräfte bestehen aus:
Kohäsion -> Zusammenhalt der Wassermoleküle, so dass ein zusammenhängender Wasserfaden in den Gefäßen hochgezogen wird
! Luftbläschen durch Verletzungen können den Wasserfaden unterbrechen und dmait den Wassertransport hemmen!
Und Adhäsion -> bewirkt das Anheften der Wassermoleküle an den Gefäßwänden
Die an den wasserleitenden Gefäßen angrenzenden Endodermiszellen pressen das Wasser aus der Wurzel aktiv in den Zentralzylinder, dieses Konzentrationsgefälle wird wieder durch Osmose ausgeglichen und bis in die Wurzelhaarzellen, die den Verlust durch das Bodenwasser ausgleichen -> Wurzeldruck
Welche Aufgaben haben die Spaltöffnungen?
Durch das Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen wird transpiriert, also Wasser in Form von Wasserdampf abgegeben -> stomatäre Transpiration
Auch der Gasaustausch erfolgt darüber.
Warum sollen Schnittblumen nach Möglichkeit in den Morgenstunden geschnitten werden, kühl gelagert werden und nach einer Weile ohne Wasser nachgeschnitten werden?
In den Morgenstunden ist der Transpirationssog am geringsten, die Kühlung verhindert weiteres transpirieren. Nachschneiden um besser Wasser auf zu nehmen (evtl Plasmolyse? Ablösen der Plasmahaut ..oder passiert das nur in den Blättern?)
Warum ist Transpiration lebensnotwendig für die Pflanze?
durch die Transpiration wird eine Überhitzung verhindert
Durch den Transpirationssog wird Wasser durch die Pflanze geleitet
Die Pflanze kann sich damit an verschiedene Standorte anpassen
Die Spaltöffnungen beeinflussen auch den Gasaustausch
Welchen Einfluss hat Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wind und Lichtintensität auf die Transpiration?
hohe Luftfeuchtigkeit (hohe Sättigung des Wassergehalts in der Luft) -> weniger Transpiration
ABER?: Verdunstung gering -> Schließzellen wassserreich, Turgordruck hoch -> Öffnung der Spaltöffnung -> mehr Transpiration???
höhere Temperatur -> höhere Transpiration (mehr Verdunstungskälte nötig)
Viel Wind -> mehr Transpiration (gesättigte Luft wird schneller durch trockene Luft ausgetauscht)
Höhere Lichtintensität -> verstärkte Fotosynthese, erhöhte Traubenzuckerproduktion -> Saugkraft der Zelle setigt, Turgor steigt -> Öffnung der Spaltöffnungen
Transportiert eine Pflanze auch Wasser, wenn die Blätter nicht transpirieren?
Nein, denn die Transpiration ist der “Motor” des Wassertransports. (Bzw nur solange der Osmotische Druck in allen Zellen gleich ist)
Warum fördert eine Folienabdeckung Wurzelbildung bei Stecklingen?
Durch die Folie wird die Transpiration verringert (hohe Luftfeuchtigkeit), so dass Energie/Wasser/Nährstoffe (???) für die Wurzelbildung bleiben?..oder die unteren Bereiche der Sprossachse nicht austrocknen?
Welche negativen Auswirkungen auf das Klima der Erde sind durch die Eingriffe in die Regenwälder des Amazonasgebiets zu erwarten?
Mehr als die Hälfte des Niederschlags wird durch die Transpiration der Pflanzen und der athmosphärische Luftfeuchtigkeit erzeugt. Niederschläge könnten um bis zu 20% zurück gehen. Damit wird Wasserverfügbarkeit für Menschen und Technik (Wasserkraftwerke) verringert.
In den Pflanzen gebundenes CO2 wird freigesetzt (ca 80 - 120 Milliarden Tonnen gespeichert). 10% der Treibhausgasemissionen wird der Abholzung zugeschrieben.
Saisonale Dürren oder Überschwemmungen wirken sich ohne Wald stärker aus (weniger Feuchtigkeit, weniger Aufnahme von Wasser).
Wodurch verhindern Pflanzen eine Überhitzung bei starker Sonneneinstrahlung?
Durch die bei der Transpiration entstehende Verdunstungskälte.
-> Bei hoher Lichtintensität verstärkt sich die Fotosynthese und erhöht die Traubenzuckerproduktion -> die Saugkraft der Zelle steigt und damit auch der Turgor -> dies öffnet die Spaltöffnungen = Transpiration und Gasaustausch nehmen zu
Vier Merkmale an Pflanzen anhand denen ein feuchter oder trockener Standort zu erkennen ist
Xerophyten = Pflanzen trockener Standorte
eingesenkte Spaltöffnungen (weniger Luftbewegung)
Behaarte Blätter (tote Haare) (Schaffung wasserdampfgesättigte Räume)
Verkleinerte Blattfläche (Weniger Transpiration)
Besonders stark ausgebildete Epidermis (häufig mehrschichtig) und Kutikula (lederartige Blätter)
Verdickte fleischige Blätter (Wasserspeicherung)
Hygrophyten = Pflanzen feuchter Standorte
große weiche Blätter
Schwach ausgebildete Epidermis und Kutikula
Bahaarte Blätter (lebende Haare) (Erhöhung der Verdunstung durch Oberflächenvergrößerung)
Hervorgehobene Spaltöffnungen (Transpirationsfördernd durch Luftbewegung)
Warum benötigt die Pflanze für die Nährstoffaufnahme im Gegensatz zur Wasseraufnahme Energie?
Da die Nährstoffe entgegen des Ausgleichs von Konzentrationslösungen in die Wurzelhaarzellen transportiert werden müssen, durch die semipermeable Plasmahaut.
Beschreibung der Nährstoffaufnahme
Warum ist die Nährstoffaufnahme durch die Wurzeln von folgenden Faktoren abhängig:
Nährstoffgehalt des Bodens
Durchlüftung des Bodens
Bodenfeuchtigkeit
Durchwurzelung des Bodens
Ist der Nährstoffgehalt des Boden durch Überdüngung oder Übersalzung höher als die Konzentration des Zellsafts gibt es keinen Wasserstrom der neue Nährstoffe mit sich bringt, da es nicht zur Osmose kommt (umgekehrte Osmose)
Sind keine Nährstoffe im Boden so können auch keine Nährstoffe aufgenommen werden
Die Pflanze benötigt Energie (Zucker) um die Nährstoffe in die Wurzelhaarzellen zu transportieren. Um den Zucker in eine nutzbare Energieform um zu wandeln, muss der Zucker durch Atmung “verbrannt” werden. Dafür benötigen die Wurzeln Sauerstoff.
Ist der Boden zu nass, füllt das Wasser die Zwischenräume aus und verdrängt den Sauerstoff
Ist der Boden zu trocken, werden keine Nährstoffe an die Wurzeln gebracht (Wasserstrom im Boden gibt es nicht)
Ist der Boden gut durchwurzelt kann ein großer Bereich an Nährstoffen im Boden genutzt werden. Zudem sorgt eine Durchwurzelung für lockeren Boden und damit Sauerstoff.
Ist der Boden zuviel durchwurzelt (Topf) gibt es nicht genug Nährstoffe (ß)
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