Membranen, Osmose und Transport Aufbau: das Flüssig-Mosaik-Modell Semipermeabilität: Wassertransport durch die Membran Osmose
Osmose: eine genauere Betrachtung Wasserpotential: Ψ (Psi) abhängig von mechanischem Druck: Ψp (positiv oder negativ) - Potential gelöster Substanzen:Ψs (immer negativ) Ψ= Ψp + Ψs Einheit: Megapascal (Mpa) 1MPa =10 bar (kg/cm2) Wasserbewegung: zu niedrigerem Ψ
Membranen, Osmose und Transport -Aufbau: das Flüssig-Mosaik-Modell -Semipermeabilität: Wassertransport durch die Membran Osmose -passiver /aktiver Transport
Transportformen bei Pflanzen Kurzstreckentransport: meist lateral, zwischen Zellen eines Gewebes Symplastisch: innerhalb des Cytoplasmas Apoplastisch: innerhalb der Zellwände
Transportformen bei Pflanzen Langstreckentransport Xylem: Wassertransport; Wurzel >> Sproß/ Blätter Phloem: Assimilate Blätter >> Wurzel
Leitgewebe Xylem (Holzteil): Fernleitung von Wasser tote, verholzte Zellen Bestandteile: Tracheiden (Gymnospermen) Tracheen (Angiospermen) Holzparenchm Holzfasern
Wassertransport Zwei Komponenten: Wurzeldruck Transpirationssog (wesentlich!)
Die Wurzel Aufgaben: Verankerung im Boden: Pfahlwurzeln(Dikotyl) Flächige Wurzelsysteme Wasseraufnahme: Wurzelhaare Aufnahme von Nährsalzen (Monocotyl.) Sonderentwicklungen/Modifikationen: Rüben Wurzelknollen Stelzwurzel Atemwurzeln
Wassertransport Wasseraufnahme in die Wurzel: - apo- und symplastisch bis Endodermis - ab Endodermis nur symplastisch - (Caspary Streifen!)
Wassertransport Wasseraufnahme in die Wurzel: - apo- und symplastisch bis Endodermis - ab Endodermis nur symplastisch - (Caspary Streifen!) Bedeutung des Wurzeldruckes: eher zweitrangig
Wassertransport: Transpirationssog - Wasserdampf tritt aus Mesophyllzellen aus - Verdunstung durch Spaltöffnungen - Bildung einer Saugspannung (Ψp negativ!)
Wassertransport: Transpirationssog: eine quantitative Betrachtung - Verdunstung: 20m Baum ca 200 l Wasser/h - theoretische Leistung des Systems (35 bar) >>>350 m Wassersäule - tatsächl. Leistung geringer: Reibung! (ca 15 bar) > 150 m Wassersäule
Spaltöffnungen Mechanismus der Bewegung: Kalium-Ionen: -Einstrom: Turgorerhöhung >>>>Öffnung - Ausstrom: Erschlaffung >>>> Schliessen Antrieb: durch eine Protonenpumpe
Spaltöffnungen Regelgrößen: - Licht (Blaulichtrezeptor) -CO² - Circadiane Rhythmik: Öffnung bei Tag - Wassermangel (Abscisinsäure!) -Temperatur
Anpassungen an Trockenstress - Reduktion der Oberfläche - Wasserspeichergewebe (Sukkulenz) - Einsenken von Spaltöffnungen - verstärkte Cutikula, Haare -Physiologisch: - Modifikation der Photosynthese z.b. CAM-Pflanzen (Crassulacean acid metabolism): Auftrennung in Tag- und Nachtreaktionen
Fazit: Der Wasserferntransport in Pflanzen ist ein Massenstrom mit Solarantrieb
Leitgewebe Phloem (Siebteil): Fernleitung von Assimilaten lebende, kernlose Zellen Bestandteile: Siebzellen (Gymnospermen) Siebröhren, Geleitzellen (Angiospermen)
Assimilattransport: Translokation Phloemsaft: - Saccharose(bis 30%) - Ionen, Aminosäuren,etc Transportrichtung: wechselnd! Aber immer : von Zuckerquelle (source) zu Ort des Zuckerverbrauches (sink)
Phloemtransport - aktiver Prozeß: Phloembeladung - Transport nach dem Druckstrommodell
Wassertransport (Xylem) - Wurzeldruck (aktiv) - Respirationssog (passiv) geregelt durch Spaltöffnungen Assimilattransport (Phloem) - gerichtet von source zu sink - aktive Phloembeladung - Bewegung durch Druckstrom