Seminar zur Anatomie und Morphologie der Pflanzen

Transkript

1 Seminar zur Anatomie und Morphologie der Pflanzen Übungen Allgemeine Pflanzenwissenschaften 1. Organisatorisches 2. Kursinhalt 3. Literatur 4. Programm des ersten Kurstages

2 1. Organisatorisches: Seminar: Mo 12:45 13:30 Uhr, in H13 Übung: im Mikroskopiersaal Frühkurs: Mo 13:30 15:45 Uhr Spätkurs: Mo 16:00 18:15 Uhr Wichtig! Sämtliche Zeichnungen müssen testiert werden! Skript zu den Übungen: im Internet, auf der Seite des Lehrstuhls für Pflanzenphysiologie (Passwort: A-Kurs 09) - enthält alle notwendigen Information zur Vorbereitung auf und zur Durchführung der Übungen Skript zum Seminar: wird ins Internet am Freitag (am Mittag) vor dem Seminar gestellt (Passwort: A-Kurs 09) Arbeitsmaterialien: (ca. 2 Euro) werden am 3. Kurstag verkauft; Rasierklingen selbst besorgen!

3 Klausur: 8. und 9. Februar, Teil: Praxis: , Mikroskopiersaal Anfertigen eines mikroskopischen Präparates: Färben und Zeichnen des Objektes, Beschriftung der Gewebe und Zellen 2. Teil: Theorie: , H13 Prüfung des theoretischen Wissens zu den Übungen (Inhalt der Seminare) als Teil der schriftlichen Klausur zur Vorlesung Allgemeine Pflanzenwissenschaften I

4 12 Kurstage mit Programm 2. Kursprogramm: 13. Kurstag: Übung/Wiederholung 14. Kurstag: Klausur ( ) Inhalt: 1. Morphologie der Pflanze: Verzweigung des Sprosses und der Wurzel; Blattstellung 2. Bau der Organe: Spross (primär und sekundär), Wurzel, Blatt, Blüte, Frucht 3. Zellulärer Aufbau der typischen pflanzlichen Geweben: Grundgewebe, Festigungsgewebe, Abschlussgewebe, Leitungsgewebe

5 Morphologie Auge Elektronenmikroskop Präpariermikroskop Anatomie Cytologie Lichtmikroskop aus Raven et al.: Biologie der Pflanzen

6 3. Literatur: Allgemeine Botanik Weiler, E., Nover, L. Allgemeine und molekuläre Botanik Thieme Verlag 54,95 Munk, K. (Hrsg.) Taschenlehrbuch Biologie: Botanik Thieme Verlag 29,95

7 Literatur: Speziell zum Kurs Wanner, G. Mikroskopisch-Botanisches Praktikum Thieme Verlag 29,95

8 4. Kursprogramm: Der Aufbau des Kormus Was ist der Kormus? Organisationsform der höheren Pflanzen: Sprossachse Blatt Wurzel Kormus Höhere Pflanzen sind Kormophyten. Spezialisierung/Arbeitsteilung der Organe als Anpassung an das Landleben. Erschließung des Luft- und Lichtraumes mit Hilfe die Sprossachse. Photosynthese in den Blättern. aus Raven: Biologie der Pflanzen Nährsalz-, Wasseraufnahme und Verankerung mit Hilfe der Wurzel.

9 Meristem zur Ausbildung von Seitensprossen Meristem zur Ausbildung von Seitenwurzeln Sprossmeristem Wachstum: erfolgt durch Meristeme: Bildungs- bzw.teilungsgewebe: Gruppen von Zellen, die dauerhaft zu mitotischen Teilungen befähigt sind Grundsätzlich: entgegengesetztes Wachstum an den Polen der Pflanze: Wachstumszonen der Sprossachse Wurzel: jeweils am Scheitel: Scheitelmeristeme (Apikalmeristeme) Wurzelmeristem aus Nultsch: Allgemeine Botanik Bipolares Wachstum

10 Sprossmeristem Meristem zur Ausbildung von Seitensprossen Meristem zur Ausbildung von Seitenwurzeln Wurzelmeristem Verzweigung: Spross und Wurzel verzweigen sich mittels Folgemeristeme, die sich sekundär zu den Scheitelmeristemen bilden Spross: exogen (Bildung in äußeren Geweben aus dem Kambium) Wurzel: endogen (Entstehung in inneren Geweben aus dem Perizykel oder Perikambium) aus Nultsch: Allgemeine Botanik

11 Die Verzweigungen des Kormus Monopodium Sprossverzweigungstypen Monochasium Sympodium Dichasium Bewurzelungstypen Homorhize Bewurzelung Allorhize Bewurzelung

12 Die Verzweigung des Sprosses dichotom (dichotomos = zweigeteilt, gegabelt) niedere Gefäßpflanzen, z.b. Bärlapp Dichotome Verzweigung seitlich allgemeiner Verzweigungstyp bei Kormophyten Seitensprosse entstehen aus Achselknospen Achselknospen exogen in den Achseln der Blätter (Deck- oder Tragblätter) gebildet (Achsel-) Knospe Angiospermen: jedes Laubblatt trägt eine Achselknospe Gymnospermen: nur bestimmte Blattachseln zur Bildung von Knospen befähigt (Trag-)blatt aus Lüttge/Kluge/Bauer: Botanik

13 Die Verzweigungstypen des Sprosses Die Verzweigungstypen des Sprosses werden nach dem Verhältnis des Wachstums der Hauptachse zu dem der Seitenzweige eingeteilt. 1. Das Wachstum der Seitenzweige ist dem der Hauptachse untergeordnet. z.b. Fichte (Picea), Tanne (Abies), Kiefer (Pinus), Eiche (Quercus) Monopodium (monos = allein, einzig; podos = Fuß, Ständer) aus Raven: Biologie der Pflanzen

14 Die Verzweigungstypen des Sprosses 2. Die Hauptachse bleibt nach Anlage der Seitentriebe in der Entwicklung zurück oder stellt diese ganz ein. Das weitere Wachstum der Sprosse wird nicht von der Hauptachse, sondern von subterminalen Seitenachsen fortgesetzt Sympodium (syn, sym = zugleich, zusammen mit; podos = Fuß) zwei Typen: Monochasium (monos = allein, einzig; Chazein = weichen, sich zurückziehen): Hauptachse stellt ihr Wachstum ein, und nur ein Seitentrieb setzt das Wachstum fort z.b. Weinrebe (Vitis vinifera)

15 Die Verzweigungstypen des Sprosses Sympodium (syn, sym = zugleich, zusammen mit; podos = Fuß) Dichasium (di = zwei): Hauptachse stellt ihr Wachstum ein, 2 Seitentriebe setzen die Entwicklung fort z.b. Flieder (Syringa vulgaris), Mistel (Viscum album) Pleiochasium (pleion = mehr): Mehrere Seitentriebe setzen die Entwicklung fort bei manchen Blütenständern z.b. Wolfsmilch (Euphorbia)

16 Die Verzweigungstypen im Vergleich Monopodium Sympodium Monochasium Dichasium aus Nultsch: Allgemeine Botanik

17 Ordnungssysteme der Verzweigungen (hier am Beispiel eines Monopodiums) Hauptachse (H) Verzweigungsordnung (von einer bestimmten Sprossachse ausgehend) Verzweigung: 1. Ordnung (I) 2. Ordnung (II) 3. Ordnung (III) 4. Ordnung (IV) H (von der Hauptachse ausgehend) 1. Ordnung 2. Ordnung 3. Ordnung Verzweigung und (jährlicher) Zuwachs n. Jahr n+1. Jahr n+2. Jahr n+3. Jahr

18 Kursprogramm 1. Monopodiale Sprossverzweigung Objekt: Kiefer (Pinus sylvestris) oder Fichte (Picea abies) Aufgabe: An dem Objekt ist das Verzweigungssystem zu betrachten und die jährlichen Zuwächse zu identifizieren! Anzufertigen sind: - schematische Zeichnung eines Teils der Hauptachse des Sprosses mit Verzweigungen - Verzweigungsordnungen (bis zur 3. Ordnung) und jährliche Zuwächse sind zu markieren! - Sprossverzweigungsdiagramm

19 Kopfzeile einer Zeichnung Kiefer: Pinus sylvestris (Pinaceae) Seitenansicht auf die Sprossachse Schematische Zeichnung der Sprossverzweigung (ggf. Vergrößerung/Färbungen) Lieschen Müller Zeichnen mit Bleistift mittlerer Härte auf weißem, unliniertem Papier (DIN A4, lose Blätter) Heute dürfen auch farbige Bleistifte verwendet werden zur Darstellung der jährlichen Zuwächse und zum Erstellen der Verzweigungsdiagramme bei den Sprossen

20 Schematische Zeichnung eines Teils der Hauptachse des Sprosses mit Verzweigungen Hauptachse Tragblatt Knospe Jährlicher Zuwachs: I I Jahr n n+1 n+2 Knospe I II Anlage von Knospen zur Überwinterung I Verzweigungsordnungen: I, II, III (oder 1, 2, 3) Tragblatt I II II III

21 Das Sprossverzweigungsdiagramm Formale Darstellung der Verzweigungen um einen Sprossverzweigungspunkt Schematische Zeichnung: ein Längs-Diagramm (schon gezeichnet: s.o.) Sprossverzweigungsdiagramm: ein Aufsichts-Diagramm (nun auch im Kurs zu zeichnen) S 2 S 1 S n = Seitenspross n. Ordnung T n = Tragblatt, entspringt H bzw S n

22 schematische Zeichnung H Sprossverzweigungsdiagramm der Fichte oder Kiefer I I II I II T I H T H T I T H I II III Tragblat ( T )

23 2. Sympodiale Sprossverzweigung 2.1 Dichasium Kursprogramm Objekt: Mistel (Viscum album) oder Flieder (Syringa vulgaris) Aufgabe: An dem Objekt sind das Verzweigungssystem zu betrachten und die jährlichen Zuwächse zu identifizieren! Anzufertigen sind: - schematische Zeichnung eines Teils des Sprosses mit Verzweigungen - Verzweigungsordnungen (bis zur 3. Ordnung) und jährliche Zuwächse sind zu markieren - ein Sprossverzweigungsdiagramm

24 Schematische Zeichnung eines Teils der Hauptachse des Sprosses mit Verzweigungen Verzweigungsordnungen: 1, 2, 3 I, II, III n Dichasium (Flieder) n T Tragblatt Zuwachsabschnitte: Jahr n n+1 n+2 Farben entsprechen nicht dem jährlichen Zuwachs! n 1 3 T 2 T 1 T T 1 Sprossverzweigungsdiagramm

25 Kursprogramm 2. Sympodiale Sprossverzweigung 2.2. Monochasium Objekt: Wilder Wein (Parthenocissus quinquefolia) Aufgabe: An dem Objekt ist das Verzweigungssystem zu betrachten! Anzufertigen sind: - schematische Zeichnung eines Teils des Sprosses mit Verzweigungen - Verzweigungsordnungen (bis zur 3. Ordnung) markieren! - ein Sprossverzweigungsdiagramm

26 Schematische Zeichnung eines Teils der Sproßachse mit Verzweigungen Farben entsprechen nicht dem jährlichen Zuwachs! Monochasium (Wilder Wein) T T 3 An einem bestimmten Sprossabschnitt entsteht eine Verzweigung. An dieser Stelle wird das Wachstum der bisherigen Sprossachse in der Achsel von einem Tragblatt durch einen Seitentrieb (statt zwei, wie beim Dichasium) fortgesetzt. Das Wachstum des bisherigen (Haupt-) Sprosses wird in nur begrenztem Maße als Ranke fortgesetzt. Wachstumsabschnitte! Sprossverzweigungsdiagramm Ranke (umgewandelter Sprossabschnitt 1) 1 T 1 T T 3 T 1

27 Ableitung des Monochasiums aus dem Dichasium Monochasium (Wilder Wein) Hypothetischer Form (als Dichasium) Sprossverzweigungsdiagramm

28 Was ist, wenn das Objekt anders als erwartet aussieht? Merke: A) Die Natur befolgt Gesetze B) Wir kennen (und erkennen) diese Gesetze nur lückenhaft C) Gesetzesverstöße der Natur sind nur vermeintlich; sie resultieren aus der Gesetzestreue Ergebnis: Ausnahmen sind unvermeidlich! Konsequenz: Man sucht sich typische Studienobjekte! Dazu braucht es manchmal die den Biologen auszeichnende Findigkeit Trotzdem müssen auch irregulär vorliegende Objekte auch protokolliert (d.h. gezeichnet!) werden! Auch Pflanzen sind vergänglich: Statt eines Blattes kann manchmal nur mehr die Narbe erkennbar sein: Auch diese gilt!

29 Monopodium Sprossverzweigungstypen Monochasium Sympodium Dichasium Bewurzelungstypen Homorhize Bewurzelung Allorhize Bewurzelung

30 Die Verzweigung der Wurzel Rumex Karotte Weizen Mais Allorhize Bewurzelung Allo = anders beschaffen, verschieden Rhiza = Wurzel, Ursprung Homorhize Bewurzelung Homos = gemeinsam, gleich aus Strasburger bzw. Nultsch: Lehrbuch der Botanik, bzw. Allgemeine Botanik

31 Allorhizie: Merkmale der Bewurzelungstypen - Hauptwurzel entwickelt sich stärker als die Seitenwurzeln - Hauptwurzel wächst normalerweise senkrecht in den Boden hinein, die Seitenwurzeln 1. Ordnung mehr oder weniger horizontal - Bei noch weiterer Verzweigung haben Seitenwurzeln höherer Ordnung im Allgemeinen keine bestimmte Ausrichtung mehr - z.b. Dikotyle wie Möhre Homorhizie: - Alle Wurzel ungefähr gleich stark entwickelt - Pteridophyten: primär homorhiz - Monokotyle: sekundär homorhiz: - Primärwurzel verkümmert, wird durch zahlreiche sprossbürtige Wurzeln ersetzt

32 3. Allorhize Bewurzelung Objekt: Karotte (Daucus carota) Aufgabe: Bei dem längsgeschnittenen Objekt sind die einzelnen Schichtungen der Wurzel sowie Primärwurzel und Seitenwurzeln zu identifizieren! Anzufertigen ist: Kursprogramm - eine kombinierte Zeichnung des Habitus und eines Längsschnittes der Wurzel mit Beschriftung Merke: Endogene Entstehung der Seitenwurzeln! Seitenwurzeln Haupt- (Primär-) wurzel Habitus Seitenwurzelaustritts -spur Bast Holz Längsschnitt aus Nultsch: Allgemeine Botanik

33 Allorhize Bewurzelung Objekt: Karotte (Daucus carota) Kursprogramm Seitenwurzelaustritts -spur Bast Begriffe zur: kombinierten Zeichnung des Habitus und eines Längsschnittes der Wurzel: Habitus: das äußere Wesen eines Organismus: eine Habituszeichnung ist eine Außenansicht des Objekts Holz: Zentralzylinder aus wasserleitendem Gewebe Bast: Gewebe, das außerhalb des Holzes liegt Seitenwurzeln Haupt- (Primär-) wurzel Habitus Holz Längsschnitt

34 Kursprogramm Spross 4. (Sekundäre) homorhize Bewurzelung Objekt: Mais (Zea mays) Aufgabe: Art der Bewurzelung betrachten, Primärwurzel und sekundäre Wurzeln identifizieren! Nodium (Knoten) Internodium sekundäre, sproßbürtige Wurzeln Seiten- Wurzel 1. Ordn. Anzufertigen ist: - Habituszeichnung der Wurzel und eines Teils des Sprosses mit Beschriftung verkümmerte Primärwurzel aus Nultsch: Allgemeine Botanik