VL 13 Xylemtransport und Mineralienaufnahme Flashcards
Wurzelmetamorphosen
Stelzwurzeln : Stützfunktion, erlauben der Mangrove im Gezeitenbereich zu wachsen
* Atemwurzeln (Pneumatophor) : oft negativ gravitrop, enthalten luftdurchlässiges Gewebe (Kork)
* Speicherwurzeln: bei denen die Hauptwurzel verdickt ist (z.B. Rübe).
* Luftwurzeln: oft sprossbürtige Adventivwurzeln (z.B. bei Epiphyten), entnehmen der Luft Feuchtigkeit und Nährstoffe und kommen oft bei tropischen Pflanzen vor (z.B. Orchideen)
* Haftwurzeln: geben den Pflanzen Halt und können auch Feuchtigkeit und Mineralsalze aufnehmen (z.B. Efeu)
* Haustorien: Saugorgan parasitischer Blütenpflanzen (z. B. Cuscuta)
* Zugwurzeln: kontraktile Wurzeln verlagern Knolle in tiefere Schichten (z. B. Aronstab)
* Symbiosen: Knöllchenbakterien, Mykorrhiza-Pilze
Funktionen von Wurzeln
_Wasseraufnahme
- selektive Aufnahem von Nährsalzen
Verankerung und Befestigung
* Speicherung von Nähr- und Reservestoffen
* Leitfunktion
* Syntheseort von Phytohormonen (Cytokinin) und Sekundärmetaboliten
* Spezielle Aufgaben durch Wurzelmetamorphosen
Was ist die Transpirations-Kohäsions-Theorie?
Verdunstung des Wassers im Blatt über die Stomata
-> verursacht Unterdruck im Xylem: Transpirationssog (negatives
Wasserpotential – setzt dicke Zellwände voraus)
Es bildet sich ein Wasserfaden (Wassersäule), der erhalten bleibt
durch
a) Kohäsionskräfte zwischen den Wassermolekülen
b) Adhäsionskräfte: Polarität des H2O-Moleküls führt zu
Wechselwirkungen mit den Gefäßwänden
Zonen der Wurzelspitze
Wurzelhaube
Primärer Aufbau der Wurzel
Von innen nach außen:
strahlenförmiges Xylem, dazw Phloem
Perizykel
Endodermis: (suberinisiert mit Durchlasszellen,
Casparischer Streifen an Radial- und Horizontalwänden macht die Zellwand
wasserundurchlässig -> apoplastischer Transport unmöglich
Cortex (rinde) aus Parenchymzellen
EKtodermis
Xylemtransport
Richtung: immer aufwärts:
Wasseraufnahme in der Wurzel, Strom nach oben (Xylem), Transpiration an den Blättern durch die STomata
Treibende Kräfte des Wassertransports
Das Wasserpotenzial der Luft
ist viel geringer als das des
Bodens,
-> Wasser verdunstet
daher ständig.
Die Pflanze macht sich diese
Energie zunutze bei der
Wasseraufnahme, dem
Transport und der Abgabe
durch die Blätter.
Bestandteile des Xylems
Xylem Parenchymzellen
* Sklerenchymzellen: Stützfunktion
* Tracheen, Tracheiden: im ausgereiften zustand tote Zellen
Anatomie des Xylems
Gymnospermen: Tracheide
Angiospermen: Gefäße
Tracheiden,
- neben Wassertransport auch stabilisierende Wirkung (Doppelfunktion)
- Zellwände mit zahlreichen Tüpfeln (in Gymnospermen Hoftüpfel)
- relativ hoher Strömungswiderstand
- Zelle stirbt im ausgereiften Zustand
programmed cell death: apoptosis
- Geringer Durchmesser (< 40 μm)
Tracheen-Glieder
- Große Zellen (dank Polyploidisierung der Zellkerne)
- ausschließlich Transportfunktion
- Durchmesser 60 – über 700 μm
- Volumenstrom deutlich höher, Gefahr der Gefäßembolie
Struktur von Tüpfeln
Tüpfel sind Aussparungen in den Zellwänden. - erlauben Verbindungen
zw. einzelnen Zellen, die verschiedene Aufgaben haben können:
z.B. den Wassertransport bei Tracheiden, Nährstoffaustausch oder
Kommunikation zwischen Zellen.
- Aussparungen in den sek. Zellwänden, die primäre ist abgeflacht, nur Mittellamelle ist vorhanden
Entwicklung von Xylem Gefäßen
- Prokambiale Initialzelle
- Sekundäre Zellwandverdickung: stabilisert beim Unterdruck
- Zell-lyse: Organellen und Zellwände zu benachbarten Zellen werden aufgelöst
- Tote Zellen im ausgereiften Zustand
Was sind Hoftüpfel und wie funktionieren sie?
Hoftüpfel der Gymnospermen bestehen asu Porus und Torus:
Torus: Verdickung
Porus: Ort des Wasserdurchtritts von einer Zelle in die andere
-> Rückschlagventil:
wenn eins der Gefäße verletzt oder bei Embolie: Wasserdurchtritt von einer Zelle in die andere mit dem geringeren Potential nicht mehr möglich, da der Torus die Öffnung versperrt
Wie wird die Transpiration kontrolliert?
-> durch Schließzellen:
umgeben die Stomata&kontrollieren deren Öffnung
-> Anpassungen an Umweltbedingung und Wasserverfügbarkeit möglich
- wird von Auxin und Absessin kontrolliert
Wie werden die Stomata geöffnet?
Verdickung der Zellwand verursacht Öffnen der Stomata, wenn ein hoher Turgor in
den Schließzellen vorliegt.
* Ursache ist aktive Aufnahme von Kalium-Ionen in die Zelle und weiter in die Vakuole:
ebenso Transport von Malat in die Vakuole .
* Dies führt zu einem passiven Wassereinstrom aus den benachbarten Zellen zum
Ausgleich des Wasserpotentials
Intensität der Wasseraufnahme und der Transpiration
Sowohl Wasseraufnahme, als auch Transpiration folgen einem diurnalen Rhythmus,
wobei max. Aufnahme etwas später als Transpiration
Wasseraufnahme setzt Transpiration voraus
=> weil ein transpiratinssog erzeugt wird, ein Unterdruck, sodass die Wasseraufnahme effizienter stattfinden kann
