Zusammenfassung Alles über den Organismus "Pflanze"

Vorlesung: P anzenphysiologie

THEMENÜBERSICHT

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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