Wasser- und Ionentransport Flashcards
In wiefern ist Wasser wichtig für die Formgebung der Pflanze ?
Wie funktioniert der Mineralstofftransport in der Pflanze ?
Was ist das Wasserpotential ?
In welchen Wasserpotentialgradienten ist die Pflanze eingespannt ?
Aus was setzt sich das Wasserpotential zusammen ?
Was ist das Osmotische Potential ?
Welche Bedeutung hat das Gravitationspotential ?
Was ist das Matrixpotential ?
Nenne alle Potentialien ?
Wie funktioniert der Kurzstreckentransport von Wasser und Mineralstoffen in Pflanzen ?
Formel der Transportgeschwindigkeit
Was sind Aquaporine ?
Wie werden Ionen durch die Membran transportiert ?
Was ist Diffusion ?
Was ist das erste Fick’sche Gesetz ?
Was ist das 2te Fick’sche Gesetz ?
Wie ist die Diffusion von der Molekülmasse abhängig ?
Wie berechnet man die Transportgeschwindigkeit in idealen Kapillaren ?
Welche 3 Kräfte bewirken den Wassertransport ?
Wie funktioniert die aktive Erzeugung des Wurzeldrucks ?
Was sind Folgen die Wurzeldrucks ?
Was passiert bei einer Embolie ?
Wie werden Embolien vermieden ?
Wie funktioniert die Wasser- und Ionenaufnahme durch die Wurzel ?
- Wasser wandert in Wurzel, weil Wasserpotentieal in Wurzel ( -0,2 bis -0,4 MPa) stärker negativ als das des Bodenwassers ( -0,1 MPa)
- Wasser bewegt dich von Wurzelrinde ind Zentralzylinder -> Zentralzylinder negativeres Potential als Rinde
- gelangt dabei über Apoplasten und Symplasten in Zentralzylinder
- Caspary-Streifen verhindern, das Wasser im Apoplasten zwischen Endodermiszellen in Zentralzylinder gelangen kann
- un die Caspary-Streifen zu umgehen muss Wasser in Zelle eintreten und über Zymplasten in Zentralzylinder gelangen
- Aquaporine erleichtern hier Bewegung von Wasser durch Membrane
Wie sieht ein Querschnitt eines typischen Laubblattes aus ?
Wie funktioniert die Transpiratinon ?
- Wasserverlust durch Transpiration wird durch wachshaltige Cuticula minimiert
- Cuticula allerdings auch für CO2 undurchlässig
- durch die Somata (Spaltöffnungen) ist Kompromiss zw. Wasserretention und CO2 Aufnahme möglich
geöffnete Somata:
- CO2 - Aufnahme
- Wasserverlust
geschlossene Somata:
- keine CO2 -Aufnahme
- verminderter Wasserverlust
- die meisten Pflanzen öffenen Stromata wenn Lichtintensität für Photosynthese ausreicht. -> nachts bleiben sie geschlossen, weil kein CO2 benötigt wird
- Regulation durch Schließzellen -> Mechanismus = Protonenpumpe
Wie finktioniert die Öffung des Spalts ?
Folgende Schritte laufen auf molekularer Ebene ab:
- Verschiedene Reize (starke Lichteinstrahlung, Temperatur, geringe CO2-Versorgung) führen dazu, dass ATPasen, unter Verbrauch von ATP, Protonen aus den Schließzellen in die Nebenzellen pumpen.
- Protonen sind positiv geladene Teilchen.
- Es werden also positive Teilchen aus den Schließzellen gepumpt, weshalb die Gesamtladung der Schließzellen negativer wird.
- Man spricht von einem sinkenden Membranpotential!
- Das sinkende Membranpotential führt dazu, dass sich spannungsabhängige Kalium-Ionenkanäle öffnen.
- Daraufhin strömen Kalium-Ionen mit dem Potentialgefälle aus den Nebenzellen in die Schließzellen.
- Kalium-Ionen sind einfach positiv geladene Ionen (K+).
- Da das Membranpotential der Schließzellen im ersten Schritt negativer geworden ist, werden in diesem Schritt die positiven Kalium-Ionen „angezogen“ und strömen deshalb in das Zellinnere der Schließzellen.
- Als Ladungsausgleich strömen nun auch negativ geladene Ionen (Anionen wie z.B. Chlorid-Ionen) in das Zellinnere der Schließzellen.
- Durch den Einstrom der positiv geladenen Kalium-Ionen (K+) im zweiten Schritt steigt das Membranpotential der Schließzellen wieder an.
- Negativ geladene Chlorid-Ionen (Cl-) strömen deshalb als Ladungsausgleich ebenfalls aus den Nebenzellen in die Schließzellen.
- Da die Teilchenkonzentration in den Schließzellen nun deutlich höher als in den Nebenzellen ist, kommt es zur Osmose.
- Wasser strömt aus den Nebenzellen in die Schließzellen, um den Konzentrationsunterschied auszugleichen.
- Dieser Wassereinstrom öffnet schließlich den Porus der Schließzellen.
Wie funktioniert die Schließung des Spalts ?
Folgende Schritte laufen auf molekularer Ebene ab:
- Verschiedene Reize (Lichtmangel, Temperatur, ausreichende CO2-Versorgung) führen dazu, dass die ATPasen ihre Aktivität einstellen und keine Protonen mehr aus den Schließzellen in die Nebenzellen pumpen.
- Die eingestellte Aktivität der ATPasen und das negative Membranpotential führen dazu, dass nun Protonen aus den Nebenzellen in die Schließzellen einströmen können und so das Membranpotential wieder steigt.
- Im nächsten Schritt strömen die Kalium- und Chlorid-Ionen mit dem Konzentrationsgefälle aus den Schließzellen in die Nebenzellen!
- Während der Öffnung der Stomata hat sich in den Schließzellen eine höhere Konzentration an Kalium- und Chlorid-Ionen als in den Nebenzellen angesammelt.
- Da die ATPasen ihre Aktivität eingestellt haben und deshalb das Membranpotential der Schließzellen wieder positiver wird, werden die Kalium-Ionen nicht mehr in die Schließzellen „gezogen“.
- Der Konzentrationsunterschied an Kalium- und Chlorid-Ionen wird durch einen Ausstrom ebendieser Ionen aus den Schließzellen in die Nebenzellen wieder ausgeglichen.
- Im letzten Schritt strömt das Wasser aufgrund der veränderten Teilchenkonzentration aus den Schließzellen in die Nebenzellen.
- Der Spannungsverlust der Zellwände führt dazu, dass sich der Porus der Spaltöffnungen wieder schließt.
Wie sieht der Amarayllideen-Typ aus ?
Wie werden Kationen aufgenommen ?
Wo werden die Ionen vor allem aufgenommen ?
Wie wird oft die Kontaktfläche der Wurzelhaare mit dem Boden noch weiter vergrößert ?
Wie berechnet sich das elektrochemische Potential ?
Was ist das Nernst-Potential ?
Wie wird der Transport von Wasser und Ionen reguliert ?
Wie funktioniert der Wasser- und Ionen - Langstreckentransport ?
