Botanik Theorie. Grober Aufbau einer Pflanze

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1 Botanik Theorie Botanik = Lehre vom Aufbau und Leben der Pflanzen Teilgebiete: Morphologie = Lehre von der Gestalt Cytologie = Lehre von den Zellen Histologie = Lehre von den Geweben Physiologie = Lehre von den Stoffwechselvorgängen Systematik = ordnet Pflanzen nach ihrer Verwandtschaft Genetik = Vererbungslehre Grober Aufbau einer Pflanze Nomenklatur von Pflanzen - wissenschaftliche Benennung von Pflanzen erfolgt lateinisch z.b. Baldrian: Valeriana officinalis; Familie: Valerianaceae Gattungsname + Adjektiv: ergibt zusammen die Art Melisse :Melissa officinalis; Familie: Lamiaceae (Lippenblütler) Nomenklatur von pharmazeutisch verwendeten Pflanzenteilen: Pflanzenteil deutsch Pflanzenteil lateinisch Bsp. altlateinisch Bsp. Neulateinisch Blüte flos Flores Arnicae Arnicae flos Blatt folium Folia Melissae Melissae folium 1 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

2 Samen Frucht Kraut Wurzel Wurzelstock Rinde semen Lini semen Semen lini fructus Fructus Anisi Anisi fructus herba Herba Thymi Thymi herba radix Radix Gentianae Gentianae radix rhizoma Rhizoma Zingiberis Zingiberis rhizoma Cortex Cortex Cinnamomi Cinnamomi cortex Cytologie Zelle - kleinste noch selbstständig lebensfähige Einheit - Baustein jedes Lebewesens (Tiere und Pflanzen) - mehrere Zellen mit gleichartiger Funktion = Gewebe Größe - kann sehr unterschiedlich sein (durchschnittlich µm) Form: - isodiametrisch überall gleicher Durchmesser - prosenchymatisch lang gestreckt, am Ende häufig zugespitzt Zeichnung: Aufbau der Pflanzenzelle - pflanzliche Zelle besteht aus der Zellwand und dem Protoplasma - das Protoplasma setzt sich aus dem Cytoplasma und den Zellorganellenn zusammen 2 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

3 Plastid (Plasmalemma) (evtl. Chromatingerüst) Zellkern Tonoplast Zentralvakuole Kernmembran freie Ribosomen Cytoplasma Tüpfel Golgi-Apparat Glattes ER Mitochondrium Zellwand Zellwand - gibt es nur bei pflanzlichen Zellen (tierischen Zellen fehlt die Zellwand) Aufgabe: - schützt und festigt die Zelle Aufbau: - aus Cellulose und Pektin - mehrere Cellulose-Moleküle lagern sich zu Bündeln zusammen (=Mizellarstrang) Schichten: - Mittellamelle verbindet Wände benachbarter Zellen = Kitt - Primärwand - Sekundärwand bildet sich erst, wenn Zelle ausgewachsen ist Auflagerung von Wachs oder Cutin ist möglich (wasserabweisend) 3 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

4 Tüpfel - Aussparungen der Zellwand - Verbindungswege zwischen den Zellen Protoplasma Cytoplasma (s.o.) - Abgrenzung zur Zellwand durch Plasmalemma = Biomembran - Biomembranen sind semipermeabel, d.h. halbdurchlässig (für einige Stoffe durchlässig, für andere nicht) Vakuole - junge Zellen enthalten zunächst nur Cytoplasma - ältere Zellen bilden Vakuolen mit wässrigem Inhalt - Abgrenzung durch Biomembran (= Tonoplast) Aufgabe: - Turgor der Zelle ( Druck ) - Speicherung von Stoffen, z.b. Calciumoxalat Formen von Calciumoxalat: 4 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

5 Zellorganellen Zellkern = Nukleus - pflanzliche Zellen besitzen Zellkern(= Eukaryonten) - Bakterien besitzen keinen echten Zellkern und werden als Prokaryonten bezeichnet - abgegrenzt vom Cytoplasma durch Kernmembran - enthält Chromosomen = Chromatingerüst = Träger der Erbanlagen - Kern enthält Kernkörperchen (Nukleoli) Mitochondrien Kraftwerk der Zelle - Oberflächenvergrößerung durch eingestülpte Membran Aufgabe: - Energiegewinnung Bildung von ATP Plastiden Name Farbe Aufgabe Chloroplast Grün durch Chlorophyll Photosynthse Chromoplast Gelb, orange, rot Anlockung von Insekten, Vögeln Leukoplasten Farblos Speicherung von Reservestoffen, z.b. Stärke Vorstufe aller Plastiden: Proplastid Endoplasmatisches Retikulum (ER) - System von Kanälen Aufgabe: Transport - Außenseite oft durch Ribosomen besetzt dann handelt es sich um das raue ER (sonst glattes ER) 5 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

6 Ribosomen Aufgabe: Eiweißbiosynthese Vorkommen - frei im Cytoplasma - auf ER raues ER Golgi-Apparat = Gesamtheit der Dictyosomen - geschichtet, Hohlräume Aufgabe: - stellt Zellwandmaterial her - Transport Histologie Gewebe = Gruppe gleich gestalteter Zellen, die die gleiche Funktion ausüben Idioblast: einzelne Zelle in einem Gewebe, die sich bzgl. Gestalt oder Funktion unterscheidet = Exot Gewebetypen: a) Bildungsgewebe (Meristem) teilungsfähig b) Dauergewebe Interzellularen - Zellen schließen nicht immer lückenlos aneinander Hohlräume werden als Interzellularen bezeichnet Aufgabe: Durchlüftung des Gewebes 6 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

7 Entstehung a) schizogen: durch Auseinanderweichen der Zellen b) lysigen: durch Auflösen von Zellen Bildungsgewebe = Meristeme Eigenschaft: - teilungsfähig Unterteilung: a) primär (= Urmeristem) von Anfang an vorhanden b) sekundär (= Folgemeristem) Dauergewebe erhält Teilungsfähigkeit wieder Bsp.: Dickenwachstum eines Baumstammes Dauergewebe es gibt: a) Grundgewebe/Parenchym b) Abschlussgewebe, z.b. Epidermis c) Leitgewebe d) Festigungsgewebe e) Exkretionsgewebe Grundgewebe = Parenchym - größter Anteil bei Pflanzen - Form: meist isodiametrisch (s.o.) - lebende Zellen 7 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

8 Differenzierung nach verschiedenen Funktionen: a) Assimilationsparenchym Aufgabe: Ort der Photosynthese Vorkommen: v.a. in Blättern Aufbau: viele Interzellularen für den erforderlichen Gasaustausch der Photosynthese b) Speicherparenchym Aufgabe: Speicherung von Reservestoffen Vorkommen: v.a. in unterirdischen Organen und Samen c) Aerenchym = Durchlüftungsgewebe Aufgabe: erleichterter Gasaustausch v.a. bei untergetauchten Organen Vorkommen: v.a. bei Wasserpflanzen Aufbau: große Interzellularen Differenzierung von Parenchym anhand der Form Sternparenchym - langarmige Fortsetze Schwammparenchym Aufbau: isodiametrische Zellen mit kleinen Interzellularen Vorkommen: s. Blatt (s. dort) Palisadenparenchym Aufbau: große langgestreckte Zellen, die dicht aneinanderschließen Vorkommen: Blatt 8 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

9 Abschlussgewebe Aufgabe: Schutz gegen äußere Einwirkungen Unterscheidung in a) primäres Abschlussgewebe Epidermis b) sekundäres Abschlussgewebe Korkgewebe entsteht im späteren Verlauf des Pflanzenlebens Epidermis - lückenlose Zellen - einschichtig - aufgelagerte, wasserabstoßende Schicht = Cuticula - eingelagerte Spaltöffnungen für den Gasaustausch Spaltöffnungsapparat = Stomata Aufgabe: Gasaustausch und Transpiration (Wasserhaushalt) Vorkommen: v.a. Epidermis des Blattes Aufbau: - je nach Außenbedingungen kann sich der Spalt öffnen oder schließen Geschlossener Spalt: bei geringer Luftfeuchtigkeit, damit die Zellen nicht austrocknen Geöffneter Spalt: bei hoher Luftfeuchtigkeit (s.o.) und starker Belichtung, um genügend CO2 aufzunehmen und O2 abzugeben 9 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

10 Unterschiedliche Anordnung der Nebenzellen: ermöglicht Identifizierung von Blatt und Krautdrogen 4 Typen: a) anomocytisch: keine besondere Anordnung der Nebenzellen b) anisocytisch: eine Nebenzelle ist auffällig kleiner c) diacytisch: zwei Nebenzellen liegen quer zum Spalt d) paracytisch: 2 Nebenzellen liegen parallel zum Spalt Spaltöffnungsindex: = Merkmal des Arzneibuchs für bestimmte Pflanzen - Zahlenverhältnis von Spaltöffnungen zu Epidermiszellen Haare = Trichome = gehen aus Epidermiszellen hervor 10 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

11 Formen: - Wollhaar Sternhaar Eckzahnhaar Kniehaar Zwillingshaar T-Haar Brennhaar - einzellig - Spitze bricht bei Berührung ab Haarende dringt wie Kanüle in die Haut ein und entleert den Zellsaft (enthält u.a. Histamin allergische Reaktion) Drüsenhaare - auf einem meist mehrzelliger Stiel sitzt eine köpfchenförmige Endzelle, in die ätherisches Öl produziert wird wird hier unter der Cuticula aufbewahrt, die sich von der Zellwand abhebt ( Blase ) Freisetzung des ätherischen Öls erfolgt durch stärkeren Druck Drüsenschuppen = Drüsenhaare mit vier oder mehr Drüsenzellen v.a. bei Asteraceae und Lamiaceae 11 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

12 Asteraceendrüsenschuppe: Aufsicht Seitenansicht Lamiaceendrüsenschuppe Hier mit 8 sezernierenden Zellen Periderm - wenn Epidermis reißt (z.b. durch Wachstum der Pflanze) entsteht ein sekundäres Abschlussgewebe: Periderm - wird vom Korkkambium (Phellogen) gebildet (= sekundäres Meristem) - Phellogen gibt nach innen und außen Zellen ab Nach innen Pelloderm Periderm (Gesamtheit aller Korkzellen) Nach außen Phellem (Kork) 12 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

13 Eigenschaften von Korkzellen: - tot - braun durch Einlagerung von Gerbstoffen und Suberin wasser- und luftundurchlässig Schutz vor äußeren Einflüssen Gasaustausch wird durch Luftporen (= Lenticellen) ermöglicht sind Aussparungen im Korkgewebe Leitgewebe - Verteilungssystem in der Pflanze (Wasser- und Stofftransport) Siebteil = Phloem - langgestreckte Zellen mit siebartig durchbrochenen Querwänden (Siebplatten) - Transport gelöster organischer Stoffe - Phloem wir von Geleitzellen begleitet 13 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

14 Holzteil = Xylem - Transport von Wasser und den darin gelösten Nährsalzen von der Wurzel bis zu den Blättern - es gibt: a) Tracheen: Röhren, deren Einzelzellen ihre Querwände meist vollständig aufgelöst sind b) Tracheiden: Wände noch vorhanden, aber stark getüpfelt - Tracheen und Tracheiden sind tote Gefäße besitzen daher keinen Innendruck und müssen von außen gefestigt werden dazu sind die Wände mit verholzten Verdickungen ausgestreift. Diese Wandverdickungen können unterschiedlich gestaltet sein: Zeichnungen Ringgefäß Schraubengefäß Netzgefäß Anordnung der Leitbündel Xylem und Phloem bilden zusammen ein Leitbündel beide verlaufen als Strang von der Wurzel durch den Stängel. - unterschiedliche Anordnungen sind möglich - zwei wichtige Anordnungen: 14 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

15 Kollateral offen kollateral Xylem Kambium Phloem - Xylem lieg stets nach innen, Siebteil nach außen - kollaterales Leitbündel ist typisch für monokotyle Pflanzen (einkeimblättrig) - offen kollaterales Leitbündel ist typisch für dikotyle Pflanzen (zweikeimblättrig) Kambium kann sich später teilen und schiebt Xylem und Phloem auseinander ( sekundäres Dickenwachstum) Festigungsgewebe - gibt der Pflanze die benötigtee Festigkeit, dazu werden die Zellwände verstärkt Zu unterscheiden sind: a) Kollenchym b) Sklerenchym Kollenchym - lebende Zellen - Wände nur zum Teil verdickt - Stoffaustausch zwischen Zellen noch möglich Typen: Kanten(=Ecken)kollenchym Plattenkolenchym Zeichnungen: 15 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

16 Sklerenchym - tote Zellen - Wände sind gleichmäßig verdickt durch Lignin (dadurch starr) Typen Steinzellen Sklerenchymfasern Exkretionsgewebe = Zellen, die Exkrete (z.b. ätherisches, Öl, Harze, Milchsäfte) bilden Speicherung der Exkrete: - im eigenen Zellraum - in Interzellularen Zu den Exkretionsgeweben gehören: a) Milchröhren - enthalten weißlichen Milchsaft b) Behälter, die ätherisches Öl bilden Ölzellen: = einzelne Zellen (kein größerer Verband) - Zellwand ist auf der Innenseite durch eine Suberinlamelle abgedichtet Ölbehälter oder Ölgänge Entstehung: - schizogen durch Auseinanderweichen von Zellen Interzellularraum entsteht - lysigen durch Auflösen von Zellen 16 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler