In diesem Dokument wird zu Beginn auch die Kennzeichen des Lebendigen eingegangen. Daraufhin wird erklärt, was man unter Pflanzenphysiologie überhaupt versteht. Angeknüpft daran behandelt das Dokument die Geschichte der Pflanzenphysiologie (Aristoteles, Marcello Malpighi etc.). Aber auch Themen ...
1. Einführung, Geschichte der P anzenphysiologie
2. Wasserhaushalt
3. P anzenernährung und Sto transport
4. Energie u. Enzyme
5. Photosynthese (größter Teil)
6. Photorespiration
7. Glykolyse und Atmung
8. C4- und CAM-P anzen (Strategien der Photosynthese)
9. Individualentwicklung (verschiedene Entwicklungsschritte)
10. Bewegungsphysiologie
11. Phytohormone
1.) EINFÜHRUNG, GESCHICHTE DER PFLANZENPHYSIOLOGIE
Ein Apfel ist nicht lebendig, weil…
• er nicht mehr am Baum hängt und versorgt wird.
• er nicht atmet.
• er sich nicht fortp anzt.
• er kein Bewusstsein hat.
• er sich nicht selbst bewegt.
• er nicht mehr weiter wächst.
• ich nichts essen mag, was noch lebt.
Ein Apfel ist lebendig, weil…
• er Samen enthält, aus denen ein neuer Baum entstehen kann.
• er neues Leben in sich trägt.
• er ohne Nährsto e verfault bzw. vertrocknet.
• erwächst und atmet.
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, A.) KENNZEICHEN DES LEBENDIGEN
• Sto wechsel, Sto aufnahme und -abgabe (Zellatmung)
—> Energiereiche organische Substanzen werden oxidiert und in ATP umgewandelt
—> Aktiv durch Aufnahme von Sauersto oder passiv durch Di usion
• Energieumwandlung, Energieaufnahme und- abgabe
—> Fotosynthese (Absorption von Lichtenergie)
• Regulation
—> Regelkreisläufe kontrollieren Sto wechselvorgänge
• Wachstum und Entwicklung (Individualentwicklung)
—> Zellteilung ndet außerhalb des Baumes statt
—> Entwicklung wird beim Apfel sichtbar (Reifung, Verfärbung)
• Evolutive Entwicklung und Anpassung (an Umweltbedingungen)
—> nicht bezogen auf einzelnen Individuen
• Genetische Information, genetische Verwandtschaft
—> Aufbau der Zelle (Zellkern, Mitochondrien, Plastiden)
—> Kerne/Samen beim Apfel enthalten Genome/Embryonen für nächste Generation
• Reproduktion
—> Samen im Apfel
• Reaktion auf die Umwelt, Reaktion auf Reize
—> Wachstum
—> Umfärbung & Reifung: Reifegas löst bestimmte Entwicklungsschritte aus
—> Reaktion auf Reize: Apfel produziert selbst Reifegas, kann aber auch von außen zugegeben
werden
Antwort: Ja, der Apfel ist lebendig. Siehe Kennzeichen des Lebendigen.
B.) PFLANZENPHYSIOLOGIE !
• Aufgabe der Physiologie: Lebensäußerungen erklären, d.h. Entstehen und Funktionieren der
Körper von Lebewesen, zu beschreiben und zu erklären
• Pflanzenphysiologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft
• baut auf der Morphologie und Anatomie auf:
Bau der Organismen von der molekularen Struktur bis zur äußeren Gestalt
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, • Ziel der Physiologie: Vorgänge in einem Organismus nach bekannten physikalischen und
chemischen Gesetzen schlüssig und lückenlos zu erklären
C.) ANFÄNGE DER PFLANZENPHYSIOLOGIE
Die Vorläufer der modernen Physiologie
1.) Aristoteles
- Baustoffe der Pflanze werden in bereits fertiger Form aus dem Boden aufgenommen werden
2.) Marcello Malpighi (1628 – 1694) —> Frage nach Pflanzenernährung
• Anatom, erste Vermutungen zur Physiologie
- Leitungsbahnen in Längsrichtungen von pflanzlichen Sprossen (Tracheen,
Tracheide, Bast)
- Leitungsbahnen in Querrichtungen von pflanzlichen Sprossen (Markstrahlen)
- Baustoffe der Pflanze werden in Blättern aus dem aufgenommenen
Nahrungssaft gebildet durch die Kraft der Sonnenstrahlen
- Transport im Holz – Prägung des Begriffs „Tracheen“
- „Tracheen“ = strukturelle Ähnlichkeit zu Luftröhren der Tiere
- Bast = facerische Zellen, zuständig für Transport des Nahrungssaftes, Nahrungssaft wird
nicht nur von Boden aufgenommen, sondern durch Fotosynthese aus den Blättern
Gegenüberstellung
Luftröhre & Tracheen der
Pflanze:
- Querringel haben ähnliche
Funktionen?
- Luftröhre: Gasaustausch
- Trachee: flüssigkeitsgefüllt,
luftgefüllt, nicht zur
Luftleitung vorgesehen
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, 3.) Edme Mariotte (1620 – 1684)
• Physiker
- Hat Inhaltsstoffe der Pflanzen untersucht
- Versuchsergebnisse: bei der Destillation erhält man Wasser, Säuren &
Ammoniak; bei der Verbrennung erhält man verschiedene Stoffe
- Viele Grundstoffe sind allen Pflanzen gemeinsam, in Bezug auf andere
(Sekundärstoffe) unterscheiden sie sich
- Nahrungssaft wird unterschiedlich umgewandelt (Wildbirne & Edelbirne)
- Vorhandensein eines Saftdrucks (Milchsaft tritt bei Druck aus) —> „Turgordruck“
4.) Stephen Hales (1677 – 1761):
• Hat sich mit Fluss des Blutes auseinandergesetzt (Tiere)
• Experimente zum Wasserhaushalt:
- „Aufsteigen der Säfte in Bäumen durch die Wärme des Sonnenlichts“
—> erkannte die Transpiration über die Blätter als treibende Kraft für den Wassertransport
- Grundstein zur Kohäsionstheorie der Wasserbewegung
- Pflanzenkörper ist u. a. aus Bestandteilen der Luft aufgebaut (nicht nur aus
Bodenbestandteile)
- 3 treibende Kräfte des Wassertransports:
1.) Transpiration
2.) Kohäsion
3.) Wurzeldruck (Beim Anschneiden der oberen Wurzeln tritt Wasser aus)
Beispiel Experiment mit Sonnenblume:
• Sonnenblume wurde in Topf angepflanzt, Topf wurde weites gehend mit Platte
abgeschlossen
• Dünnes Röhrchen zur Belüftung
• Breites Röhrchen zum Gießen der Pflanze
• Pflanze wurde regelmäßig gegossen und gewogen
• Aufgrund des Gewichtsverlustes konnte er den Wasserverlust berechnen
• Blattberechnung: durch kleine Gitternetze auf Blätter konnte er es abzählen
• Wurzelmasse/länge Berechnung
• Ergebnisse ließen Vergleich der Transpiration zu Tieren zu
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