Pflanzenbiologie

Pflanzenbiologie (Comes) Wintersemester 2010/2011 

Pflanzenbiologie 

VO-Zusammenfassung 

Universität Salzburg 1/23


Kapitel 1: Evolution und Diversität der Pflanzen 

400.000 Pflanzenarten 

2.000.000 Tierarten 

4000 Archaen 

100.000 Pilze 

Flechten: Symbionten (Alge und Pilz) 

Wasserpflanzen: Algen 

Landpflanzen: Moose 

Farne 

Samenpflanzen 



Tiere und Pilze: gemeinsamer Vorfahre 

Nacktsamer: Dominante Pflanzenart (Spermatophyta I) 

1. Entstehung der Erde: ~4.6 Mrd Jahre 

2. Entstehung des Lebens: ~ 3.5 Mrd Jahre (anoxisch) >100°C 

3. Entstehung O2: „Evolution“ der H2O-Spaltung (Photosynthese) 

H2O + CO2 > organische Substanzen + O2 

Cyanobakterien (unter anderem) ~ 2.5 Mrd Jahre 

4. Entstehung der Hauptgruppen Eukarya 1.5 Mrd Jahre, O2 steigt an (10%)- 

Ozonschicht 

5. Besiedlung des Landes: 0.5 Mrd Jahre 

Entstehung der Pflanzen am Ende der Kreidezeit. 

Prokaryoten DNA: 1 mm 

Mensch: 1,6m 

Prokarya (B, A) Eukarya 

Kern - + 

Zellwand + (+) 

Plasmamembran + + 

Plasma + + 

Ribosomen 70S 80S 

DNA Zirkulär Linear 

Interzelluläre Membran - + 

Interzelluläres 

Filamentsystem 

- + 

Organellen - Mitos, Plastide 

Sexualität „Parasexualität“ + 

Theodor Svedberg S= Sedimentationskoeffizient. 1S = 10 -13 s 

v= Sinkgeschwindigkeit 

DNA-Übertragung 

Prokarya: Konjugation (direkter Kontakt) 

Bakteriophagen: Transduktion (lytischer, lysogener Prozess) 

Sonstige: Transformation (Übertragung freier DNA) 



Beispiel für Rekombination 

Wir haben zwei Bakterienstämme, wobei jeder einzelne eine bestimmte notwendige 

Aminosäure synthetisieren kann und eine andere nicht: 

1. Biotin - / Threonin + 2. Biotin + / Threonin - 

Beide Stämme werden nun zusammen in ein Medium gepackt, in welchem diese 

Aminosäuren nicht vorkommen. Die Bakterienstämme sterben daher ab. Es kann 

allerdings vorkommen, dass nach einem rapiden Abfall der Bevölkerung eine Kolonie zu 

wachsen beginnt. Die DNA wurde rekombiniert und ein neuer Stamm ist hervorgegangen, 

der beide Aminosäuren synthetisieren kann. 

Bakterienkapsel 

Die bakterielle Kapsel besteht aus 

zwei wichtigen Bestandteilen: 

- N-Acetylmuraminsäure 

- N-Acetylglucosamin 

Man spricht von einem 

Peptidoglykan. 

Bei den Archaea spricht man von 

Pseudopeptidoglykan, da es eine 

veränderte N-Acetylmuraminsäure 

enthält. 



Zellmembran 

Bakterien 

Die Zellmembran besteht aus Phospholipiden, die jeweils einen hydrophilen Bereich 

(Köpfchen) und hydrophoben Bereich (Schwänzchen) haben. Somit bilden sie eine 

semipermeable Membran. In der chemischen Zusammensetzung findet man bei den 

Bakterien Ester-Verbindungen (Isoprenalkohole binden mit Alkohol). 

Archaea 

Bei den Archaen findet man ebenfalls eine Doppelschicht aus Phospholipiden vor, die 

teilweise jedoch von einer Einzelschicht unterbrochen ist. Man spricht von Mono- und 

Dilayer membran. 

Lebensweise der Eubakteria 

Heterotroph 

Oxidation reduzierter Kohlenwasserstoffe 

Kohlenstoffquelle tot: saprophytisch 

Kohlenstoffquelle lebend: parasitisch, symbiontisch 

o Aerob (z.B. Posibakteriota): Atmung 

o Anaerob (z.B. Negibakteriota): Gährung 

Autotroph 

Oxidation anorganischer Substanzen 

o Photoautotroph (z.B. Cyanobakterien): Photosynthese 

o Chemotroph (z.B. Nitrosomas): Nitrifizierung 

NH4+ -Oxidation> NO2 - -Oxidation> NO3 - 

Chlorophyll 

Die Elektronen der π-Bindung werden in ein höheres Energieniveau gebracht. Beim 

Rückgang in das normale Niveau geben sie 

Energie ab. 



Lebensweise der Archaea 

Euryarcheota 

Teilweise Methanbildner (anaerob), manchmal halophil. 

Crenarchaeota 

Schwefelabhängig, thermophil, anaerob/aerob. Wichtiger Vertreter: Thermobacillus 

aquaticus – seine Polymerase ist derartig hitzebeständig, dass sie bei der PCR-Methode 

Anwendung gefunden hat. 

Endosymbiontentheorie 

Plastide und Mitochondrien waren früher vermutlich Bakterien. Aerobe gramnegative 

Bakterien wurden von anderen Zellen als Mitochondrien aufgenommen. Ein Stamm der 

Cyanobakterien könnte wiederum in Form von Chloroplasten aufgenommen worden sein. 

Nachweis 

1. Andere Symbionten im Tierreich 

2. Doppelmembran (eine Membran für Zellmembran, die andere vom Vesikel) 

3. DNA ist liegt vor und ist zirkulär (Prokaryonten) 

4. Ribosomen sind wie bei Prokarya 70S 

Cyanellen: eingewanderte Cyanobakterien in Flagellen -> dünne Peptidoglykan-Zellwand 



Leghämoglobin 

Durch Symbiose zwischen Rhizobium und Fabaceae: 

Teilungsarten 

1. Syngamie: Zellverschmelzung 

Karyogamie: Kernverschmelzung 

2. Reduktionsteilung 



Mitose 

1. G2 der Interphase: DNA verdoppelt, Centriolen werden gebildet 

2. Prophase: Chromatin verdichtet sich, Kernteilungsspindel 

3. Prometaphase: Kern zerfällt, Centriolen nehmen Kontakt zu Chromosomen auf 

4. Metaphase: Chromosomen ordnen sich auf Äquatorialebene 

5. Anaphase: Schwesterchromatide werden auseinander gezogen* 

6. Telophase/Cytokinese: zentripentale Durchschnürung 

*: Bei manchen Pflanzenzellen bildet sich in der Anaphase die neue Zellwand 

(zentrifugal) 



Meiose 

1. Interphase: Chromosomen verdoppeln sich, Centriolen werden gebildet 

2. Prophase I: Tetrade, Crossing over 

3. Metaphase I: Chromosomen ordnen sich auf Äquatorialebene 

4. Anaphase I: Homologe Chromosomen werden auseinander gezogen 

5. Telophase/Cytokinese I: 2 Zellen mit 2n=1 entstehen 

6. Prophase II: Chromatin verdichtet sich, Centriolen werden gebildet 

7. Metaphase II: Chromosomen ordnen sich auf Äquatorialebene 

8. Anaphase II: Schwesterchromatide werden auseinander gezogen 

9. Telophase/Cytokinese II: 4 Zellen entstehen mit n=1 

Rekombination 

1. Verschmelzung genetisch differnzierter Keimzellen (Gameten) – zufällig 

2. Interchromosomale Rekombination (4 Möglichkeiten) 

3. Intrachromosomale Rekombination („Crossinv Over“, Chiasmata) 

Lebenszyklen/Kernphasenwechsel 

Homosapiens, Metozoa, wenige Algen 

Haploid (n) 

Diploid (2n) 

Mitose (M!) 

Meiose (R!) 



Pilze, wenige Algen 

Landpflanzen (Moose, Farne, Samenpflanzen) 

Wozu Sex? 

Asexueller Organismus: 100>200>400>800>... 

50 m 

50 m 50 f 

Sexueller Organismus: 100 

50 f 50 m 

50 f 

Zahl bleibt konstant 

Haplo-diplontisch 

>Generationsmittel 

- Isomorph (wenige Algen) 

- Heteromorph (Landformen, einige 

Grünalgen) 



Pilze 

1. Heterotroph 

a. Saprophytisch 

b. Parasitisch 

c. Symbionten 

2. Chitinpilze (Eumycota) – Chitinzellwand 

3. Kohlenhydrat-Speicher: Glykogen 



Abteilung: Eu-Mycota (Chitinpilze) 

Klasse: Ascomycetes (Schlauchpilze) 

Klasse: Basidiomycetes (Ständerpilze) 

Andere Abteilungen (werden nicht behandelt) 

Abt. Oomycota 

Abt. Myxomycota 

Abt. Glomeromycota 

Lebenszyklus der Ascomyceten 

Lebenszyklus der Basidiomyceten 



Ascomyceten Bilder 

Beispiele 

Helvella (Herbstmorchel) 

Morchella (Speisemorchel) 

Scutellina scutellata (Holzschildborstling) 





Basidiomyceten Bilder 

Beispiele 

Caprinus comatus (Schopftintling) 

Boletus edulis (Steinpilz) 

Phallus impudicus (Stinkmorchel) 

Anthurus spec. (Tintenfischpilz) 

Formen fomentarius (Zunderschwamm) 



Fruchtkörper Haploid und dikaryotische 

Hyphen 

Prozess der 

Hyphenfusion 

Zellen in denen K! 

stattfindet > Zygote 

Ascomyceten Basidiomyceten Kommentar 

Gametangiogamie Somatogamie 

Ascus Basidio 

Endergebnis 8 Ascosporen 4 Basidiosporen 

Dikaryotische Hyphen Haplo-dikaryotischer 

Lebenszyklus 

Ekto-Mykorrhiza: oft Basiodiomyceten, manchmal auch Ascomyceten 

Querschnitt junge Buchenwurzel; interzelluläre 

Pilzhyphen hell-gelb 

Querschnitt junge Tannenwurzel; EM- 

Aufnahme des Hartig’schen Netzes 

Vesikulär-arbusculäre (VA-) Mykorrhiza 

Form der Hyphen ist inter- und intrazellulär. Vesikel werden ausgebildet. 

Arbuskeln von Glomus in Wurzelrindenzellen 

von Allium (Lauch) 

Pilz liefert Mineralien, Pflanze liefert Kohlenhydrate. 

Vesikel von Glomus in Zellen von Allium 

(Lauch) 



Symbiosenbeispiel 

Leucocomprinus (Pilz) wächst auf zerkauten Blattfragmenten der Blattschneiderameisen 

und baut so Cellulose ab. Die Ameisen ernähren sich von seinen Hyphenenden. 

Mycobiont: Pilzpartner in Flechtensymbiose 

Photobiont: Grünalgen 

Räuberische Pilze (z.B. nematophage Pilze) 

Bildet Ringe aus, um Kleintiere zu fangen. 

Primäre Endocytiobiose 

Organisationen 

Monadale Organisation (Kolonienbildung): Volvox 

Kokkale Organisation (Einzeller von Zellwand umgeben): Clorella 

Trichale Organisation (Fadenbildung (un)verzweigt): Ulothrix zonata 

Siphonocladale Organisation (wie trichal, mehrkernig): Cladophora 

Gewebeartige Organisation (Geflecht aus Zellfäden): Laminaria 

Gewebeartige Organisation (Gabelige Verzweigung): Braunalgen 



19.11.2010 

Rhodophyta verfügen nur über Chlorophyll A und Pigmente, welche die rote Farbe 

erzeugen. Chlorophylle absorbieren eher langwelliges Licht (rot/orange). 

Melobesia: kein Gewebe 

Florideen: Zwischending zwischen Amylopektin und Glykogen 

2° Endocytobiose (sekundär) 

Phagozytose einer Alge (Grün-/Rot-Algen) durch heterotrophen eukaroytischen Wirt 

(unter anderem Flagellaten, Cilliaten, etc.). 

Basis der Algen 

* 

Chlorophyta 

Chlorophyll: a, b 

Rhodophyta 

Chlorophyll: a, Hilfspigmente 

(Glaucophyta) 

>° Endocytobiont 

„Neue“ Algengruppe Wirt 

Eugleonophyta (a, b) 

Chlorarachniophyta (a, b) 

Dinophyta (a, Hilfspigmente) 

Chrysophyta 

Cryptophyta 

Haptophyta 

Universität Salzburg 18/23 

? 

? 

Cilliat 

Flagellat 

? 

?


26.11.2010 

Für H2O limitierte Anpassungen 

1. Verdunstungsschutz von Wasser *: nur bei Blütenpflanzen 

a. Cuticula (hydrophob) +: Moose 

b. Cutin 

2. Organe der H2O-Aufnahme 

a. Wurzeln 

b. Rhizoide (Moose) 

3. Spezifische Gewebe zum H2O-Transport: 

a. Sylem (Tracheiden, Tracheen * ) 

b. Hydrom + (Hydroide) 

4. Festigungsgewebe zur mechanischen Stabilität („Sklerenchym“) > Lignin 

5. Anpassungen für Gasaustausch (O2, CO2): Spaltöffnungen; Interzellulärräume 

Phloem: Gesamtheit des pflanzlichen Gewebes 

Polyphyletisch 

I. Heteromorph (heterophasischer) Generationswechsel 

II. Existent/Besitz von Gametangien 

Organe der Gametenbildung („Hülle“ steriler Zellen) 

> Archaegoniaten: * Bryophyta 

* Pteridophyta 

* Spermatophyta 

III. Embryobildung 

Zygote bleibt zeitlang auf Gametophyt (im Archegonium) und wird bei ihm zeitlang 

„ernährt“ 



03.12.2010 

(Spaltzellen öffnen sich nur bei Nacht!) 

*** 

Chlorophyta (a,b), Cellulose, Stärke, zum Teil heteromorpher GW (7000 Arten) 

Phragmoblast 

- Charophycene (Armläuchteralgen) 

- Zygnomatophycoeae (Zieralge) 

- Klebsormidiophyceae (Coleochaete) 

Rhodophyta (a,c) + Hilfspigmente 

Glaucophyta (a) 

Abt. Bryophyta ~ 25000 Arten 

1. Sporophyt ist zeitlebens vom Gametophyt abhängig (sind verbunden) – wird von 

ihm ernährt. Wird später heteromorph (verliert Chlorophyll) 

2. Gametophyt ist anatomisch/morphologisch die komplexere Generation! 

3. Rhizoide (keine Wurzeln sondern Zellen!) 

10.12.2010 

*** 

Bryophyten: keine Wurzeln (Rhizoide) 

Das Moos Spagnum merken! (bei den Bryophyten) 

Abt. Bryophyta Rhizoide (keine Wurzeln), Gam. 

dominant, Spermatophyten physisch 

abhängig 

Abt. Pteridophyta Wurzel, Spross, Blatt > „Kormus“, 

Abt. Spermatophyta Tracheiden, z.T. Tracheen 

(„Tracheophyten“ – „vascular plants“ 

Gefäßpflanze) 

Abt. Pteridophyta: 

Archaegoniaten/ 

Embryophytea 

Sporophyll (Sporo: Sporangium, Phyll: Blätter) – Blätter die von Sporangien getragen 

werden. 



Abt. Farne/Farnartige (Pterophyta) 

1. Klasse Lycopodiopsida (Bärlappenartige) 

(~400 Arten): Ordnung Lycopodiales (Bärlappe); isospor 

(~700 Arten): Ordnung Selaginellales (Moosfarme); heterospor 

(~60 Arten): Ordnung Isoetales (Brachsenkräute); heterospor 

(??? Arten): † Lepidodendrales (Schuppen- / Siegelbäume) 

2. Klasse Equisetopsida 

(~30 Arten): Ordnung Equisetales/Equistum; isospor 

(~30 Arten): † Calamitales 

Calamitales 

17.12.2010 

Pteridophyta: Sprosse (Rhizone) nur unter der Erde, Sporangien nur auf Blattunterseite – 

Sorus ist die Gruppe mit den Aggregaten auf der Blattunterseite. 

Meiosporen: Isopor 

Phyllitis – Sori Komplexe (braune Bereiche) 

Heterosporer Farn (Selaginella) 



Spermatophyta (Samenpflanzen) 

Merkmale Spermatophyta (Innovationen) 

1. Megasporangium (Nucellus) ist umgeben von Integument 

2. Megaspore (Embryosackzelle ESM) verbleibt im Megasporangium (Nucellus) 

3. Sie „keimt“ aus zum weiblichen Gametophyt (Embryosack) 

4. Samenlage: a. Integumente 

b. Nucellus 

c. Embryosack mit Eizellen (n) 

d. 

Nach Befruchtung. Eizelle Embryosack entwickelt sich zum Währgewebe (Endosperm) 

Abt. Spermatophyta (Samenpflanzen) 

1. U. Abt. Gymnospermae (Nacktsamer) 

- ~ 65 A. 1 Kl. Cycadopsida (Palmfarne) 

- ~ 600 A. 2 Kl. Pinopsida (Nadelhölzer) 

- ~ 1 A. 3 Kl. Ginkgopsida (Ginkgobiloba) 

- ~ 85 A. 4 Kl. Gnetopsida (Gnetumgewächse) 

2. U. Abt. Angiospermae (Blütenpflanzen) 

- ~300000 A. 



Abt. Spermatophyta (Samenpflanzen) 

3. U. Abt. Gymnospermae (Nacktsamer) 

- ~ 65 A. 1 Kl. Cycadopsida (Palmfarne) – holzig, Blätter gefiedert [Diözie] 

- ~ 600 A. 2 Kl. Pinopsida (Nadelhölzer) – [Monozöie] 

- ~ 1 A. 3 Kl. Ginkgopsida (Ginkgobiloba) M: viele Staubblätte 

- ~ 85 A. 4 Kl. Gnetopsida (Gnetumgewächse) 

4. U. Abt. Angiospermae (Blütenpflanzen) 

- ~300000 A. 

Diözie: Zweihäusigkeit 

Monozöie: Einhäusigkeit (M-Zapfen sind Blüten), männlich und weiblich getrennt 

Pinopsida 

Unterseite Staubblätter: nur 2 Pollensäcke 

Weibliche Zapfen = Blüte Weibliche Zapfen = Blütenstand 

Samenanlagen: phylospor / blattständig SA: stachyspor, achsenständig

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