Funktionen des Blattes
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Funktionen des Blattes
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<strong>Funktionen</strong> <strong>des</strong> <strong>Blattes</strong><br />
• Ort der Photosynthese und <strong>des</strong> Gas-/Wasseraustausches<br />
• Optimierung <strong>des</strong> Gasaustausches bei gleichzeitiger<br />
Reduzierung <strong>des</strong> Wasserverlustes<br />
– Austausch auf bestimmte Zellen begrenzt (Stomata)<br />
– Xeromorphe Anpassungen (eingesenkte Stomata, Härchen),<br />
hygromorphe Anpassungen (reduzierte Cuticula)<br />
– Physiologische Anpassungen (C4, CAM Stoffwechsel)<br />
• Schutz: Knospen<br />
• Andere <strong>Funktionen</strong>: Metamorphosen
Anatomie <strong>des</strong> <strong>Blattes</strong><br />
Obere Epidermis<br />
Palisadenparenchym<br />
Leitbündel<br />
Schwammparenchym<br />
Untere Epidermis
Anatomie <strong>des</strong> <strong>Blattes</strong><br />
1: bifaziales Flachblatt (Fagus):<br />
obere und untere Epidermis<br />
differenziert,<br />
Paslisadenparenchym über<br />
Schwammparenchym), Xylem<br />
über Phloem<br />
2: äquifaziales Flachblatt<br />
(Eucalyptus): obere und untere<br />
Epidermis gleich, entweder<br />
Palisadenparenchym an beiden<br />
Seiten oder undifferenziertes<br />
Parenchym<br />
3: unifaziales Flachblatt (Iris),<br />
Außenfläche nur durch<br />
Blattunterseite
Anatomie <strong>des</strong> <strong>Blattes</strong>
Anatomie <strong>des</strong> <strong>Blattes</strong><br />
Mehrjähriges Nadelblatt<br />
z.B. Kiefer<br />
Anpassungen an Trockenheit<br />
(Xeromorphie)<br />
Stark verwachste Epidermis mit<br />
eingesenkten Spaltöffnungen<br />
Sklerenchymatische Hypodermis zur<br />
Verfestigung<br />
Assimilationsparenchym mit<br />
Armpalisadenzellen und Harzkanälen<br />
Endodermis umgibt zentrales,<br />
chloroplastenfreies<br />
Transfusionsgewebe, darin zwei<br />
kollaterale Leitbündel
Epidermis: Stomata<br />
Nebenzelle Porus Schließzelle<br />
Stomata geschlossen und geöffnet
Epidermis: Stomata-Funktion<br />
Schließzellen können sich<br />
aufgrund ihrer Struktur nur<br />
in einer Richtung<br />
ausdehnen, das heißt eine<br />
Zunahme <strong>des</strong><br />
Wasserdrucks in den<br />
Schließzellen kann nur zu<br />
einer Erhöhung <strong>des</strong><br />
Umfanges und einer<br />
Öffnung <strong>des</strong> Porus führen.
Epidermis: Epidermis: Stomata-<br />
Typen<br />
A: Mnium Typ (rot geschlossen, schwarz geöffnet). Abflachung der geschlossenen<br />
Spaltöffnungszellen (Bewegung senkrecht zur Epidermis).<br />
B: Helleborus Typ. Verdickung und Anhebung der geschlossenen Schließzellen,<br />
parallel und senkrecht zur Epidermis.
Epidermis: Stomata-Regulation<br />
Mechanismus der aktiven<br />
Bewegung: Osmose<br />
K+ H+ Pumpe. Protonen nach<br />
außen transportiert, gegen K+<br />
Ionen ersetzt, danach<br />
osmotisches Eindringen von<br />
Wasser
Epidermis: Stomata-Regulation<br />
Turgorregulation durch<br />
• CO2<br />
• Licht<br />
• Wasser
Epidermis: Stomata-Regulation<br />
• Chemonastie: Verlust an CO2 in den Interzellularen führt<br />
zum Öffnen der Stomata<br />
• Photonastie: Licht öffnet die Stomata durch Blaulicht<br />
• Hydronastie: aktiv oder passiv<br />
• passiv durch Veränderung <strong>des</strong> Turgors der<br />
Nachbarzellen<br />
• aktiv durch Schließen der Stomata bei Wassermangel.
Epidermis: Stomata-Regulation
Tagesverlauf der Transpiration
Epidermis: Epidermis:<br />
Stomata-Verteilung<br />
Verteilung:<br />
• auf der Blattunterseite: hypostomatisch (z.B. Buche)<br />
• auf der Blattoberseite: epistomatisch (z.B. Seerose)<br />
• auf Blattober- und -unterseite: amphistomatisch (z.B.<br />
Gräser)<br />
• Anzahl 15-800, idR 100 – 300 /mm2
Epidermis: Stomata-Vielfalt
Epidermis: Haare & Trichome<br />
• Lebende / tote Haare<br />
– Lebend: Drüsenhaare, Brennhaare, Kletthaare,<br />
– Tot: Einstrahlungsschutz
Einzellige Haare<br />
bei der<br />
Brombeere<br />
Rubus<br />
Drüsenhaare<br />
bei<br />
Drosera<br />
Schuppenhaare zum<br />
Wassertransport<br />
in Bromelien<br />
Kletthaare<br />
bei<br />
Bohnen<br />
Haarkrönchen<br />
beim<br />
Wasserfarn<br />
Brennhaare<br />
bei der<br />
Brennessel Urtica
Mesophyll<br />
Beim bifazialen Laubblatt von<br />
C3 Pflanzen differenziert:<br />
Palisadenparenchym:<br />
Langgestreckte senkrechte<br />
Zellen mit 70-80% der<br />
Chloroplasten, Hauptort der<br />
Photosynthese, dazwischen<br />
langgestreckte Interzellulare<br />
Schwammparenchym,<br />
Sammeln der Assimilate,<br />
große Interzellulare
Mesophyll: Interzellularsystem<br />
Große Interzellularräume im<br />
SP, bedeutend für den<br />
Gastransport (Verbindung zu<br />
den Stomata)<br />
Langgestreckte Interzellulare<br />
im PP<br />
Interzellularsystem
Mesophyll: C3 versus C4<br />
C4 mit kranzförmigem Mesophyll<br />
(Kranzanatomie) um Bündelscheiden<br />
mit großen, granafreien Chloroplasten
Aspekte zu C4 Pflanzen:<br />
-wirtschaftlich in sonnigen<br />
Regionen erfolgreich<br />
(Mais)<br />
-gentechnologisch interessant (Reis)<br />
-Ökologisch relevant:
Leitbündel: Blattspuren<br />
• An Knoten biegen 1-mehrere<br />
Leitbündel aus dem<br />
vertikalen System <strong>des</strong><br />
Sprosses aus, durchqueren<br />
Rinde und münden ins Blatt:<br />
Blattspur = Verlauf <strong>des</strong><br />
Leitbündels vom Blatt zum<br />
längs verlaufenden<br />
Leitbündel
Leitbündel: Blattspuren<br />
• Blattspuren liegen dem<br />
Leitbündelzylinder zunächst<br />
ringförmig an, bevor sie sich<br />
in Richtung Blatt vereinigen
Leitbündel: Blattspuren<br />
• Blattlücke (Lakuna):
Leitbündel: Aufbau<br />
• Geschlossen kollaterale<br />
Leitbündel, kein Meristem<br />
zwischen Xylem und<br />
Phloem, oft bei<br />
Monokotyledonen<br />
• Xylem über Phloem =><br />
Xylem adaxial, Phloem<br />
abaxial<br />
Xylem<br />
Phloem
• Offene<br />
kollaterale<br />
Leitbündel,<br />
Meristem<br />
zwischen Xylem<br />
und Phloem<br />
• Oft bei<br />
Dicotyledonen<br />
Leitbündel: Aufbau
Leitbündel: Aufbau<br />
• Interkostalfelder: Felder<br />
zwischen den feinen Bündeln,<br />
maximal 7 Zellen Diffusionsweg
Leitbündel: Wassertransport<br />
• Wasserverlust an die<br />
Interzellularen und an die<br />
Außenumgebung führt zu<br />
einem Wasserpotential-<br />
Gradienten und damit zu<br />
einer Zugspannung auf<br />
das Wasser im Xylem<br />
• Kohäsion-Adhäsion-<br />
Tension-Theorie<br />
– Tension: Zugspannung<br />
– Kohäsion der<br />
Wassermoleküle<br />
untereinander<br />
– Adhäsion <strong>des</strong> Wassers an<br />
den Xylemwänden
Leitbündel: Wassertransport<br />
Guttation: Auspressen von Wasser durch<br />
Wurzeldruck
Leitbündel: Assimilattransport<br />
• Zuckermoleküle im<br />
PP gebildet, über das<br />
SP lateral an das<br />
Phloem der kleinen<br />
Leitbündel<br />
herangeführt und<br />
dann in den<br />
Phloemtransport<br />
gebracht
Leitbündel: Phloembeladung<br />
• Source-Sink:
Leitbündel: Phloembeladung<br />
• Druckstromtheorie<br />
– Source: Aktiver Transfer von<br />
Saccharose als Assimilat in<br />
das Phloem kleiner<br />
Leitbündel<br />
(Phloembeladung)<br />
– Erhöhte Konzentration =><br />
erhöhter osmotischer<br />
Wassereinstrom =><br />
Transport
Leitbündel: Phloementladung<br />
Sink:<br />
Aktiver Transfer von<br />
Saccharose aus dem Phloem,<br />
geringere Konzentration als in<br />
der Umgebung: Wasser<br />
strömt osmotisch aus