VL 4: Wasserhaushalt der pflanzlichen Zellen

Question 1

Wasserhaushalt der pflanzlichen Zellen

Answer 1

• Physikalische Eigenschaften
• Osmose, Diffusion und Masssenströmung
• Bestandteile des Wasserpotentials
• Gewebe-Wasser-Verhältnis

Question 2

chemische und physikalische Eigenschaften

Answer 2

• polares Molekül
• hoher Dipolcharakter
• positive und negative Ladung des Wassers
• Hydrathülle um hydrophile Chemikalien (Zuckre, Salze = gelöste Sctoffe)
• Wasser umschließt hydrophobe Moleküle, wie Öl, Membranen und schließt diese von der Lösung aus
• Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen führen zu lokalbegrenzten Aggregaten
• Aber kontinuierliche Bewegung der Wassermoleküle sorgen für nur kurzlebige Aggregate und eher ungeordnete Konfigurationen
• geringe Viskosität, trotz starker WW

Question 3

chemische und physikalische Eigenschaften von Wasser

Answer 3

• 85-95% des metabolisch aktiven Gewebes besteht aus Wasser
• Gutes Lösungsmittel für polare bis mäßig polare Teilchen/Ionen
• Durch Hydratisierung von Molekülen
• hohe Leitfähigkeit, hohe Wärmekapazität, hihe Verdampfungswärme (wg starker Kohäsion = Thermoregulation)
• Hohe Zugfestigkeit: Fähigkeit einer Zugkraft zu widerstehen
• geringe Kompressibilität: Erzeugung osmotischen Druck
• Kohäsion Anziehungkrat zwischen Molekülenn Zerreißfähigkeit
• Adhäsion des Wassers mit polaren Molekülen, Benetzungsfähigkeit und Oberflächenspannung bewirken Kapillarkräfte
• Reaktionspartner in biochemsichen Umsetzungen
  
  • Redoxsystem H2O/O: am positiven Ende des Redoxskala, Antipode zum Ferredoxin, NADP+/NADPH
  • Protonengradienten, Zwischenspeicher für chemische Energie
  • Phosphorylierung von ADP –> Dehydratisierung des ATP Moleküls
  • Hydrolysen bei katabolischen Stoffwechsel

Question 4

Wasserhaushalt und Assimilation (CO2 Aufnahme) bei den Landpflanzen

Answer 4

• Leben ist gebunden an wässriges Milieu
  
  • Protoplasma aktiver Zellen: 85-90 % Wasser
  • Reife Samen: 5-15% Wasser
• Problem der Landpflanzen:
  
  • den Wassergehalt bei trockener Luft auf hohem Sättigungsniveau zu halten und gleichzeitig den Austausch von CO2 mit der Luft zur Versorgung der PS aufrechtzuerhalten
  • trotz der Gefahrdes Vertrocknens bei der Assimilation, bzw. des Verhungerns beim Wassersparen, hat das Leben auf dem Land deutliche Anreize: die Diffusion von CO2 in Luft is 10000 mal schneller als in Wasser. Dabri ist zu berücksichttigen, dass die ersten Landpflanzen bei einer CO2 Konzentration an Land gingen, die deutlich höher lag als heute
  • In der Evolution wurde keine Membran erfunden, die CO2-durchlässig und H2O-undurchlässig ist. Die wird es auch in Zukunft nicht geben, denn das Molekulargewicht von CO2 ist größer als von H2O

Question 5

Auswirkungen der Unterschiede im Wasserpotential

Answer 5

• Mit der Bestimmung des Wasserpotentials werden die Effekte der gelösten Teilchen und des Wanddrucks kombinatorisch erfasst
• Das Wasserpotential bestimmt die Richtung des Wasserflusses –> von Bereichen höheren zu Bereichen niederen Wasserpotentials
• Osmotisches Potential einer Lösung entspricht proportional Anzahl gelöster Stoffe
• Hydrostatischer Druck ist der physikalische Gegendruck auf die Lösung innerhalb der Zelle
• Pflanze muss für das Überleben die Wasseraufnahme und den Verlust kontrollieren
• Osmose bestimmt die Nettoaufnahme und den Wasserverlust
• Die Vitalität der Zelle wird bestimmt durch die gelösten Teilchen im Zytoplasmaa und der Vakuple sowie den Wanddruck