Angewandte Grundlagen der Botanik

Angewandte Grundlagen der
Botanik im Pflanzenbau
Unterrichtsleitfaden an der
Technikerschule für Agrarwirtschaft
Triesdorf 2012/13
Mit weiterführenden Links aus dem Internet:
Uni Hamburg (Botanik online),
ZUM.de (Biologie) und Interaktiv Library
Zellbiologie-Animationen von John Kyrk
Quellennachweise im Text
Herzlichen Dank an die Quellenautoren!
Autor und Kopierrechte:
Helmut Rogler
Inhaltsverzeichnis:
WURZEL- AUFBAU UND FUNKTION.................................................................................... 3
1.
Wurzelsysteme und –formen ..........................................................................................................3
2.
Wurzelquerschnitt...........................................................................................................................3
2.1
Zweikeimblättrige Pflanzen.......................................................................................................3
2.2
Einkeimblättrige Pflanzen .........................................................................................................4
3.
Wurzellängsschnitt ..........................................................................................................................4
4.
Wasser- und Nährstoffaufnahme ...................................................................................................5
SPROSS- AUFBAU UND FUNKTION ...................................................................................... 6
1.
Einkeimblättrige Pflanzen (Mais, Getreide, Gräser) ...................................................................6
1.1
Sprossquerschnitt.......................................................................................................................6
1.2
Leitbündelquerschnitt ................................................................................................................6
2.
Zweikeimblättrige Pflanzen............................................................................................................7
2.1
Sprossquerschnitt.......................................................................................................................7
2.2
Leitbündelquerschnitt ................................................................................................................7
Inhaltsverzeichnis
2.3
2.4
2.5
Seite 2
Entstehung von Xylem- Zellen..................................................................................................8
Aufgaben der Xylem- Zellen.....................................................................................................9
Art und Aufgabe von Phloemzellen ..........................................................................................9
BLATTAUFBAU UND FUNKTION ........................................................................................ 10
1.
Querschnitt und Gewebearten .....................................................................................................10
2.
Eigenschaften und Funktion der Blattgewebe ............................................................................10
2.1
Wachsschicht (Kutikula) .........................................................................................................10
2.2
Blatthaut (Epidermis) ..............................................................................................................11
2.3
Die Spaltöffnungen..................................................................................................................11
2.3.1
Regulation Öffnen und Schließen....................................................................................11
2.4
Palisadengewebe......................................................................................................................11
2.5
Schwammgewebe ....................................................................................................................11
ZELLTEILUNG.......................................................................................................................... 12
1.
Verdoppelung der DNA ................................................................................................................12
1.1
Labormethode zur DNA-Anreicherung für genetischen Fingerabdruck .................................12
2.
Mitose .............................................................................................................................................12
2.1.1
Prophase ..........................................................................................................................13
2.1.2
Metaphase........................................................................................................................13
2.1.3
Anaphase .........................................................................................................................13
2.1.4
Telophase.........................................................................................................................13
BLÜTE, REIFETEILUNG UND BEFRUCHTUNG............................................................... 14
1.
Allgemeiner Blütenbau der Bedecktsamer..................................................................................14
1.1
Monocotyledonen ....................................................................................................................14
1.2
Dikotyledonen .........................................................................................................................14
2.
Meiose (Reifeteilung).....................................................................................................................15
2.1
Überblick .................................................................................................................................15
2.2
Erste Reifeteilung ....................................................................................................................15
2.3
Zweite Reifeteilung .................................................................................................................16
3.
Doppelte Befruchtung ...................................................................................................................17
3.1
Vorgang der doppelten Befruchtung .......................................................................................18
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Wurzel- Aufbau und Funktion
Quelle u.a. : http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/12/bs12.htm
1. Wurzelsysteme und –formen
Bildquelle: http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/12/bs12-5.htm
Wurzelsysteme kommen meist in 2 Formen vor:
1. Wurzelsystem mit Haupt- und Nebenwurzeln
Wurzelsysteme mit Hauptwurzel (Pfahlwurzel) findet man oft bei
zweikeimblättrigen Pflanzen (Dikotyledonen) mit einer dicken
Hauptwurzel und dünneren Nebenwurzeln.
Beispiele dafür sind
Raps, Luzerne und natürlich Zuckerrüben.
Sie wachsen tiefer in den Boden als Büschelwurzeln (s. unten)
2. Wurzelsystem ohne Hauptwurzel ("Büschelwurzel")
Büschelwurzeln sind insbesondere bei einkeimblättrigen Pflanzen
(Monokotyledonen) zu finden. Beispiel:
Gräser, Getreide
2. Wurzelquerschnitt
2.1 Zweikeimblättrige Pflanzen
Quelle: Uni Hamburg
Querschnitt durch die Wurzel einer Sonnenblume:
 Die äußersten Zellschichten dienen als Schutzschicht
bzw. Abschlussgewebe der Wurzel = Rhizodermis (hier
nicht zu sehen)
 Darunter liegen Zellen der äußeren Wurzelrinde
= Exodermis (hier nicht zu sehen)
 das Füllgewebe zwischen Exodermis und Endodermis
(innere Wurzelhaut) nennt man Wurzelrinde
(s. linkes Bild)
 Im Zentralzylinder sind sternförmig angeordnet die
Leitungsbündel mit Xylem und Phloem zu sehen
(s. linkes Bild)
s. auch Suchregister: Uni Hamburg
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2.2 Einkeimblättrige Pflanzen
Bildquelle: ZUM.de (Beck) , ZUM.de (Beck2)
Querschnitt einer Maiswurzel:
Das linke Bild zeigt von außen nach
innen...
 äußere Abschlussschicht
(Rhizodermis)
 darunter die Exodermis (äußere Haut
der Wurzelrinde), Zellen haben
teilweise dickere Wände (Einlagerung
von Zellulose)
 Zellgewebe der Wurzelrinde
 Endodermis
(innere Haut der Wurzelrinde)
 Perizykel als äußerste Zellschicht des
Zentralzylinders
 Zentralzylinder, bestehend aus
ringförmig angeordneten Leitbündeln
mit Xylem- und Phloemzellen.
3. Wurzellängsschnitt
Schemazeichnung s. links:
Wurzel kann der Länge nach in verschiedene Bereiche aufgeteilt
werden.
 Wurzelhaube (Kalyptra) als Schutzgewebe für den darunter
liegenden...
 Vegetationspunkt (Meristemgewebe). Das Gewebe besteht
aus teilungsfähigen Zellen (Teilungszone)
 Streckungszone:
Nach der Bildung der Zellen findet in diesem Bereich eine
Streckung und ein „Größer werden“ der Zellen statt
 in der Differenzierungszone spezialisieren sich die Zellen zu
einzelnen Gewebeverbände wie Leitungsgewebe,
Rindengewebe u.a.
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Wurzelspitze von Hahnenfuß:
(mikroskopische Aufnahme, rot angefärbtes Präparat)
Deutlich sind zu erkennen sind die Zellgewebe der...
 Differenzierungszone (= Zellen spezialisieren sich)
 Steckungszone (= Zellen werden größer)
 Teilungszone oder Meristem (hier finden die Zellteilungen statt)
 Wurzelhaube (Schutzgewebe für das Meristem)
4. Wasser- und Nährstoffaufnahme
s. auch Uni Hamburg (Übersicht, Endodermis)
Folgende Feststellungen müssen getroffen werden:
1. Die Zellen der Endodermis (innere Haut der Wurzelrinde) sind durch Zellwandauflagerungen
(= Casparische Streifen) für Wasser undurchlässig.
2. Im Wurzelinneren ist die Salz- (Nährstoff-) konzentration höher als im Bodenwasser
Wie gelangen trotzdem Wasser und Nährstoffe in die Wurzel?
Die Nährstoffe können aufgrund der höheren
Salzkonzentration in der Wurzel nicht „von alleine“ in
die Wurzel (s. Diffusion-Animation!)
 Die Durchlasszellen „pumpen“ unter Energieverbrauch (ATP) Nährstoff- Ionen entgegen des
Konzentrationsgefälles in die Wurzel
Ionenpumpe
Das Wasser strömt aufgrund der höheren
Salzkonzentration im Inneren der Wurzel über die
 Wurzelhaare (1) und die
 Zellen der Wurzelrinde (2) durch besondere
 Durchlasszellen (Endodermis) zu dem
 Xylem (Wasserleitung)
Konzentrationsausgleich über Osmose
s. Osmose- Animation
Durch die Energie verbrauchende Nährstoffaufnahme
über die Durchlasszellen wird das Konzentrationsgefälle aufrechterhalten. Das Wasser kann deshalb
durch Osmose in das Wurzelinnere nachströmen
Bildquelle: ZUM.de (Beck)
bis zu einer Saugspannung von ca. 15 bar
(pF 4,2  permanenter Welkepunkt).
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Spross- Aufbau und Funktion
Unter Spross versteht man den Stängel, Stiel, Ast oder Stamm. Sprosse können weit höher als 100 m sein
z. B. bei den Mammutbäumen.
1. Einkeimblättrige Pflanzen (Mais, Getreide, Gräser)
Bildquellen: ZUM.de (Beck)
1.1 Sprossquerschnitt
Es ist kein Zellteilungsgewebe (Meristem bzw.
Kambium) vorhanden! Also...
Einkeimblättrige Pflanzen haben kein
Dickenwachstum
Alle Zellen des Stängels wurden schon im
Vegetationskegel angelegt.
 Wenn ein Maisstängel „dicker“ wird, dann
werden nur die einzelnen Zellen größer. Eine
Vermehrung von Zellen findet nicht statt.
Schemazeichnung:
Die Leitbündel (Phloem und Xylem)…
 sind verstreut zwischen den Markzellen bzw. Parenchymzellen
angeordnet (Parenchym = Gewebe)
1.2 Leitbündelquerschnitt
In den Leitbündeln findet der
Transport von Wasser und
Assimilaten
statt. Genauer:
 im Xylem (= tote Zellen) wird das Wasser
transportiert
 im Phloem (lebende Zellen) findet der
Transport der Zuckerstoffe aus der Photosynthese (Dunkelreaktion) statt
Das Leitbündel einkeimblättriger
Pflanzen ist nicht von einem Kambium durchzogen (s. oben)
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Sprossaufbau und Funktion
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2. Zweikeimblättrige Pflanzen
2.1 Sprossquerschnitt
Beispiel Bohne:
 Die Leitbündel (Xylem und Phloem,
s. unten) sind ringförmig angeordnet.
 das teilungsfähige Meristem (Kambium) ist
ebenfalls ringförmig angelegt und verantwortlich
für ein...
Dickenwachstum
 Dieses Kambium sondert während der
Teilungsvorgänge nach innen Markzellen ab und
nach außen Rindenzellen.
Schemazeichnung:
 Die Leitbündel bestehen aus Phloem (Zuckertransport, außen)
und Xylem (Wassertransport, innen)
 Zwischen dem Phloemgewebe und dem Xylem zieht sich das
Kambium hindurch
2.2 Leitbündelquerschnitt
Beispiel Sonnenblume:
 Xylemzellen bilden die „innere“ Hälfte des Leitbündels (dem
Sprosszentrum zugewandt). Sie werden auch als Holzteil
bezeichnet.
 Phloemzellen bilden die äußere Hälfte des Leitbündels (der
Epidermis zugewandt). Sie werden auch als Siebteil bezeichnet (s.
unten)
 Sklerenchymzellen sind besondere Gewebezellen, die das
Leitbündel verstärken und versteifen
Das Kambium liegt zwischen Phloem und Xylem
Weiterführende Quellen: Uni Hamburg
Rogler
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Schemazeichnung eines zweikeimblättrigen Leitbündels (Quer- und Längsschnitt):
Quelle: ZUM.de (Beck)
2.3 Entstehung von Xylem- Zellen
Entstehung des Xylem- Gewebes:
 das Kambium gibt im Rahmen der Zellteilung
„nach innen“ lebende Zellen ab (= Protoplasten, Vorstufen der Xylemzellen)
 diese Zellen strecken sich, es finden auf ihren
Zellwänden Zellulose- Auflagerungen statt (=
Versteifung der Zellwände)
 in den Bereichen, wo keine Zelluloseauflagerung geschieht, bilden sich „Löcher“
(= Tüpfel). Durch diese Tüpfel kann später
Wasser ein- und ausströmen.
 Die Querwände lösen sich auf, die Zellen
streben ab:
Bildung einer durchgängigen Röhre
=Tracheide.
Bildquelle: ZUM.de (Beck)
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Sprossaufbau und Funktion
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2.4 Aufgaben der Xylem- Zellen
Quelle: s. auch Botanik online der Uni Hamburg (Übersicht, Xylemtransport)
Im Xylem werden von unten nach oben transportiert...
 Wasser und darin gelöste
 Nährstoffe und auch
 Pflanzenschutzmittel (= systemische Verteilung immer in Richtung des Wasserstroms!)
Die meisten systemischen Pflanzenschutzmittel sind „Xylem- verteilt“ (von
unten nach oben), nur wenige sind Phloem- verteilt (z.B. Round up)
Wie kommt das Wasser in hundert Meter hohe Bäume?
s. Link: Beck
1. Wurzelaufnahme bis zum Xylem durch Osmose (s. oben)
2. Durch Verdunstung entsteht im Xylem ein Unterdruck.
Dadurch wäre ein Wassertransport durch den „außen anstehenden“ Luftdruck theoretisch bis zu
einer Höhe von 10m möglich (praktisch ca. 6-7m, s. auch Güllesaugpumpe)
3. Durch „kapillare Kräfte“ kann das Wasser an den Wänden der
Xylemzellen nach oben gezogen werden:
 Kohäsion: Zusammenhalt der Wassermoleküle
(Zerreißfestigkeit des Wasserfadens von ca. 35 bar)
 Adhäsion: Anhangskraft der Wassermoleküle an
Zellinnenwände (Zellulose) und auch anderen Oberflächen
Ursache dafür sind Wasserstoffbrücken!
(gegenseitige Anziehung der Wasserdipole)
2.5 Art und Aufgabe von Phloemzellen
 Ebenso wie die Xylemzellen entstehen die Phloemzellen im Rahmen
der Zellteilung aus dem Kambium. Sie werden „nach außen“
abgegeben
 Phloemzellen sterben nicht ab!
Für die Steuerung des Zuckertransports sind
hormonelle Stoffwechselvorgänge wichtig,
die nur in lebenden Zellen ablaufen können!
 der Zuckertransport erfolgt mittels Endoplasmatischen Reticulums
(ER) durch die Siebplatten von Siebzelle zu Siebzelle nach oben,
unten und auch seitlich.
 Die Siebzellen sind für den Transport spezialisierte Zellen, ihr
Zellsaft (Cytoplasma) ist randständig
 die Geleitzellen („Helferzellen“) steuern z.T. den Stoffwechsel der
Siebzellen
Blattläuse stechen nur Phloemzellen an!
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Blattaufbau und Funktion
1. Querschnitt und Gewebearten
Bildquelle: ZUM.de (Beck)
Aufbau von oben nach unten:
 Wachsschicht (= Kutikula), hier
nicht sichtbar.
 obere Hautzellen
(= Epidermis), enthält keine
Chloroplasten
 lange, senkrecht stehende
Palisadenzellen, enthalten sehr
viele Chloroplasten
 Schwammgewebe- Zellen,
dazwischen Hohlräume
 Leitbündel in Schwammgewebe
 untere Epidermis mit...
 Spaltöffnungen (Stomata),
 dahinter Atemhöhle
weitere Info: Uni Hamburg
2. Eigenschaften und Funktion der Blattgewebe
2.1 Wachsschicht (Kutikula)
 verhindert unproduktiven Wasserverlust (Verdunstungsschutz)
 wird insbesondere bei hoher Sonneneinstrahlung ständig von der Epidermis nachgebildet. Bei
Regenwetter wird die Wachsschicht rascher abgebaut
Gefahr der Verätzung bei Herbizideinsatz ist unmittelbar nach Regen höher!
 Insbesondere bei Mais wird die Wachsschicht mit dem Alter der Pflanze glatter und durchlässiger:
Verätzungsgefahr bei Mais ab EC 14-16 stark erhöht!
Raue Wachsschicht bei Mais
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Glatte Wachsschicht ab EC 14-16
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Blattaufbau und Funktion
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2.2 Blatthaut (Epidermis)
 Zellen sind sehr stark verzahnt und bilden somit eine Schutzschicht
 sie lassen das Sonnenlicht zu den Palisadenzellen durch (PS!)
 sie sind untereinander und zu den Palisadenzellen über ER verbunden
(= Weiterleitung von Nährstoffen und PSM)
 sie produzieren die Wachsschicht
2.3 Die Spaltöffnungen
Sie dienen dem Gastaustausch der Stoffwechselvorgänge Photosynthese und Zellatmung.
2.3.1 Regulation Öffnen und Schließen
Bildquelle: ZUM.de (Übersicht, Beck)
Die Regelmechanismen sind relativ kompliziert. Generell kann folgendes gesagt werden:
Die Spaltöffnungen schließen sich, wenn die Zellen erschlaffen. Dies geschieht
bei...
 Dunkelheit (Lichteinfluss auf hormonelle Regulation)
 höhere Konzentration von Abscissinsäure (Abreifehormon)
 hohe interne CO2-Konzentration (PS läuft nicht, CO2 wird nicht gebraucht)
 geringe Luftfeuchtigkeit (Schutz vor Austrocknung)
Die Spaltöffnungen öffnen sich bei hohem
Innendruck (Turgor) der Zellen. Dies geschieht bei...
 hoher Lichtintensität (günstige Bedingungen
für PS)
 niedrige interne CO2-Konzentration (PS
verbraucht das CO2 im Blatt)
2.4 Palisadengewebe
Das Palisadengewebe mit seinen dünnwandigen Zellen enthält sehr viele Chloroplasten dient
insbesondere der Photosynthese.
2.5 Schwammgewebe
Aufgaben:
 Photosynthese (das Gewebe besitzt ebenfalls Chloroplasten)
 Kammernsystem (Interzellularen) für den Gasaustausch der Photosynthese und der Atmung
Das Schwammgewebe sorgt insbesondere dafür, dass über die Spaltöffnungen CO2 zu
den PS-aktiven Zellen geführt wird und O2 das Blatt verlässt.
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Zellteilung
s. auch Wikipedia
In jedem wachsenden Gewebe (=Meristem) finden Zellteilungen statt. Dabei teilt sich eine Mutterzelle in
zwei Tochterzellen. Die beiden Tochterzellen haben die gleiche genetische Erbinformation (Chromosomen
mit ihren Genen) wie die Mutterzelle.
Bei der Zellteilung werden die Chromosomen der Mutterzelle verdoppelt und auf die
Tochterzellen verteilt.
1. Verdoppelung der DNA
Die Chromosomen bestehen aus DNA. Diese muss sich vor einer Zellteilung verdoppeln:
Identische Semikonservative Replikation:
 Die DNA entspiralisiert sich
 Die Brückenbindungen werden durch Enzyme gebrochen,
die beiden Stränge weichen auseinander
 Ein Enzym (DNA- Polymerase) liest die freiliegenden Basen
ab und fügt die entsprechenden komplementären Basen an
Adenin zu Thymin (A-T)
Guanin zu Cytosin (G-C)
 Dadurch bleibt die genetische Information (Reihenfolge der
Basen) erhalten)
Eine neue DNA mit einem alten und einem neuen Strang ist entstanden!
1.1 Labormethode zur DNA-Anreicherung für genetischen Fingerabdruck
Um einen „Genetischen Fingerabdruck“ eines Straftäters zu erstellen, muss sein am Tatort gefundenes
„Genmaterial“ im Labor vervielfältigt werden. Dabei laufen im Reagenzglas praktisch die gleichen Vorgänge ab wie in einer lebenden Zelle:
Animation dazu s. http://www.lukashensel.de/biomain.php?biopage=pcr
2. Mitose
s. Link Beck, s. auch Animation von John Kyrk
Die Verdoppelung der Chromosomen in einer Zelle kann bis zu mehrere Stunden dauern. Danach findet
die Zellteilung statt (Mitose). Diese kann in einzelne Phasen unterteilt werden:
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2.1.1 Prophase
s. auch Animation von John Kyrk (sehr gut)
 Die Chromosomen werden unter dem Mikroskop sichtbar (sie verdicken sich).
 Sie haben sich zu diesem Zeitpunkt schon verdoppelt (identische
Verdoppelung der Chromosomen s. oben)
 die verdoppelten Chromosomen werden Chromatiden genannt
Ein doppelter Chromosomensatz (diploid) hat sich in
vier „Chromtide“ verdoppelt
2.1.2 Metaphase
 Die Kernmembran hat sich aufgelöst
 Die Chromatide (s. oben) liegen in der Mitte (= Äquatorialebene)
der Zelle
 es bilden sich Spindelfasern aus, die sich an die Chromatiden anheften
2.1.3 Anaphase
 ein Chromatid eines Chromosoms wird durch die Spindelfasern zu dem einen
Pol, das andere Chromatid des gleichen Chromosoms wird zu dem anderen
Pol gezogen
Die beiden Chromatiden eines jedes Chromosoms werden von den
Spindelfasern zu den gegenüber liegenden Polen gezogen.
2.1.4 Telophase
 Die auseinandergewichenen Chromatiden haben die jeweiligen
Zellpole erreicht
 Die Spindelfasern verschwinden, die Membrane um die beiden
neuen Zellkerne bildet sich.
 Der Zellsaft mit den Zellorganen verteilt sich in die beiden Hälften
(= Cytokinese)
 es wird je eine neue Zellwand in der Mitte der Zelle gebildet
Die Zelle teilt sich in zwei Tochterzellen.
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Blüte, Reifeteilung und Befruchtung
Die landwirtschaftlichen Kulturpflanzen gehören zu...
a) Bedecktsamer (Angiospermen), dies sind insbesondere
 Einkeimblättrige oder Monocotyledonen (z.B. Getreide, Gräser, Mais)
 Zweikeimblättrige oder Dicotyledonen (z.B. Raps, Zuckerrüben, Kartoffeln...)
b) Nacktsamer oder Gymnospermen (z.B. Nadelbäume...))
Nachfolgende Aussagen gehören zu den Angiospermen:
1. Allgemeiner Blütenbau der Bedecktsamer
1.1 Monocotyledonen
Blütendiagramm von Getreide:
Fachbegriffe des Blütenaufbaus:
Männlicher Blütenteil:
Staubblätter, bestehend aus
 Filament (=Stielchen) und
 Anthere (= Pollensack), darin enthalten sind
die Pollenkörner (= haploide Geschlechtszellen, entstanden aus einer Meiose, s. unten)
Quelle: Wikipedia
1.2 Dikotyledonen
Weiblicher Blütenteil:
 Narbe und Griffel:
Auf der Narbe keimt der Pollen zum
Keimschlauch aus und wächst durch den
Griffel in den Fruchtknoten
 Fruchtknoten, dieser besteht aus
o
einem oder aus mehreren Fruchtblättern darin enthalten sind
o
Eizelle und Embryosack
Quelle: Wikipedia
Die Blüten sind eingehüllt bei…
 Monocotyledonen: von Hüllspelzen (A) und Deckspelzen (B)
 Dikotyledonen: von Kelchblätter (Ke) und Kronblätter (Kr)
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2. Meiose (Reifeteilung)
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Verschiedene Quellen: ZUM, Beck, Uni Hamburg, s. auch Animation (John Kyrk)
2.1 Überblick
2.2 Erste Reifeteilung
Prophase 1:
Schon am Anfang der Reifeteilung…
Identische Reduplikation der Chromosomen.
 Die gleichen Chromosomen (Chromatide!) legen sich in der Mitte der Zelle aneinander
 Es kommt zur Überkreuzung der väterlichen und mütterlichen Chromatiden (hier rot und
blau dargestellt) und zum Crossing over
Bedeutung des Crossing-over:
Durch das Crossing-over werden das väterliche und mütterliche Erbgut zufällig gemischt. Die Meiose ist
eine der natürlichen Ursachen für die
genetische Vielfalt der Organismen.
Metaphase 1:
 Es bilden sich Spindelfasern aus
Anaphase 1:
 Die Spindelfasern ziehen die (durch Crossing over gemischten) Chromatiden auseinander
Austausch der Chromatid-Stücke(s. oben)
Telophase 1:
 Die Zellteilung schreitet weiter voran.
 Zwei neue Kernmembranen bilden sich. Die Spindelfasern werden abgebaut.
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2.3 Zweite Reifeteilung
Prophase 2:
 Die Membranen der Zellkerne zerfallen wieder.
 Die Chromosomen in jedem Zellkern wandern in die Mitte der Zelle („Äquatorialebene“).
Metaphase 2:
 Spindelfasern bilden sich in jeder neuen Zelle aus.
Anaphase 2:
 Die Chromatiden der Chromosomen werden zu den jeweiligen Polen gezogen
Telophase 2:
 Kernmembranen werden gebildet. Die Spindelfasern verschwinden.
 Es sind vier haploide Zellen entstanden.
Mit der Meiose entstehen…
aus einer diploiden Gewebezelle vier habloide Geschlechtszellen (Gameten)…
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o
im weiblichen Fruchtknoten die Eizellen
o
und in den männlichen Antheren (Pollensack) die Pollenzellen
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3. Doppelte Befruchtung
Eizelle und Samenzelle sind haploiden Zellen, d.h. sie haben einen einfachen Chromosomensatz. Sie entstehen aus einer Meiose (s. oben):
Bildquelle: Uni Bochum
Wesentliches Merkmal der Angiospermen (Bedecktsamer) ist eine doppelte Befruchtung. Damit ist die
Befruchtung von zwei (Ei-)zellen im gleichen Fruchtknoten gemeint:
 aus einer befruchteten Eizelle erwächst der Keimling (Embryo)
 aus einer zweiten befruchteten „Eizelle“ erwächst der Mehlkörper (Endosperm)
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3.1 Vorgang der doppelten Befruchtung
Quelle: Wiki
Der Pollen…
 bildet Enzyme,
 welche das Gewebe des Griffels auflösen können.
 Es bildet sich ein
Pollenschlauch
In der Pollenzelle (Spermazelle)…
 teilt sich der Zellkern in zwei Kerne
 diese wandern durch den Pollenschlauch in den
Fruchtknoten
Frage:
 Warum kann sich der Roggen normalerweise
nicht selbst befruchten?
 Und warum gibt es in der RoggenHybridzüchtung dann doch selbstbefruchtende
Inzuchtlinien?
Im Fruchtknoten vereinigt sich...
a) eine erste Spermazelle…
o
mit einer Eizelle
o zu einer diploide Stammzelle
Daraus erwächst der Keimling (Embryo)
b) eine zweite Spermazelle…
o
mit einer diploiden (oder tetraploiden)
„Eizelle“ (Polkern)
o zu einer tri- oder pentaploiden Zelle
Daraus erwächst der Mehlkörper (Endosperm)
Ein Getreidekorn besteht aus einem Keimling und einem Mehlkörper.
Beide sind aus getrennt ablaufenden Befruchtungsvorgängen hervor gegangen.
Nach der Befruchtung der Eizelle entsteht aus dem Fruchtknoten die Frucht (=Same):
 Leguminosen: Fruchtknoten besteht aus einem Fruchtblatt, es entsteht eine Hülse
 Raps: Fruchtknoten besteht aus zwei Fruchtblättern, es entsteht eine Schote
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