Botanik-Lexica
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Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Definition Termini BOTANIK Allgemeine Botanik Kräuter- & Pflanzenkunde Grundsätzlicher Bau, allg. Lebensvorgänge, Planzen-, anatomie, physio, öko Pflanzenmorphologie Morphologie, Anatomie, Histologie,Cytologie Pflanzenphysiologie Allgemeine Funktionsabläufe, Stoffwechsel, Reiz- & Bewegung, Entwicklung Planzenökologie Wechselbeziehung zwischen Pflanzen und ihrer Umwelt Spezielle Botanik Einzelner '' , Pflanzen-, systematik, geographie, Paläobotanik Planzensystematik Ordnung der Pflanzenwelt, Taxonomie, Paläobotanik • Taxonomie Klassifizierung in Taxen (Regnum, Familia, Genus, Species,...) • Paläobotanik Wissenschaft von den fossilen Pflanzen Pflanzengeographie Gesetztmäßigkeien und Ursachen der Verbreitung Geobotanik Verbreitung unter Konkurrenzbedingungen & Abhängigkeit vom Standort • Phytopathologie Lehre der Pflanzenkrankheiten, evolutionäre Resistenzen gegen Pathogene Geschichte d. Botanik Exestiert seit es den Menschen gibt />>/ Aristoteles, Pedianos Dioscurides Eigenschaften d. Pflanzen Eukaryotisch, meist mehrzellig + Gewebe, photoautotroph, ~ nicht ortsbeweglich, Zellwand aus Cellulose, zentr. Vakuole, Plastiden CYTOLOGIE Mikroskopie LM>>PKM-FM, EM>>REM/ TEM, CLSM, AFM Zelle Baustein des Lebens prokariotisch Protocyten haben keinen echten Zellkern, gehören zu d. Bakterien/Archaeen Morphologisch sind sie nicht sehr komplex, d.h. sie bilden seltener Kompartimente DNA liegt frei (ringförmig) im Cytoplasma und ist nicht durch Histone stabilisiert Zellhüllen sind häufig komplex (z.B. 2 Membranen). 70-S Ribosomen eukariotisch Eucyten haben einen echtem Zellkern Aufbau komplex und differenziert, DNA ist nicht geschlossen +Histone, 80-S Ribosomen Pflanzliche Zelle Zellwand aus Cellulose, zentrale Vakuole, Plastiden (Chloroplasten), in pflanzlichen Geweben stehen die Zellwände benachbarter Zellen durch eine Mittellamelle miteinander in Kontakt (Tüpfel), teilweise über Plasmodesmen verbunden. Tüpfel Stoffaustausch an einer Öffnung der Zellwand im Xylem. Tüpfel verhindern die Ausweitung von Embolien Hoftüpfel, Fenstertüpfel Die Hoftüpfel sind für den Transport der Nährstoffe von Zelle zu Zelle verantwortlich, während durch die größeren Fenstertüpfel die Nährstoffe von Holzstrahlen zu den Tracheiden geleitet werden. Seite 1 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Kompartimente Unterschiedliche Stoffwechselreaktionsräume( ER, Stroma, Cytoplasma..) DNA Desoxyribonukleinsäure – Träger der Erbinformation Zellkern Der Kernporenkomplex ist aus 50 verschiedenen Proteinen, den Nucleoporinen aufgebaut und enthält die DNA Mitose / Zellteilung aus einer Mutterzelle gehen zwei Tochterzellen hervor Äquale Teilung Es entstehen zwei gleichwertige Tochterzellen (z.B.Rindenparenchym) Inäquale Teilung Differenzierung der Tochterzellen (z.B. Siebröhren-,Geleitzelle ; Phellogen) Meiose aus einer diploiden Zelle (2n) gehen 4 haploide Gameten (1n) hervor Rekombinations '' Phase I: Durchmischung der Chromosomen (crossing-over bei d. Trennung der homologen Chromosomen) Reduktionsteilung Phase II: Reduktion des Chromosomensatzes (Trennung der Schwesterchromatiden) Prophase I Leptotän leichte Chromosomenkondensation ;Auflösen der Kernhülle Zygotän homologe Chromosomen lagern sich zusammen Pachytän Crossing-over nach Bildung des synaptonemalen Komplexes Diplotän Verstärkung der Chromosomenkondensation Diakinese Centromere wandern auseinander Metaphase Anordnung der Chromosomen auf der Äquatorialebene Anaphase Trennung der homologen Chromosomen über den Spindelapparat. Telophase Bildung d. Zellkerns, Phragmoplast; Auflösen d. Spindel u. d. Kondensation Cytokinese Phragmoplast reicht bis zur Elternzellwand und neue Zellwandbildung Phragmoplast Vorstufe der Zellwandplatte bei Pflanzen, Komplex aus Mikrotubuli, Mikrofilamenten und endoplasmatischem Retikulum. Phragmosomen Golgi-Vesikel transportieren Zellwand-Material zum Phragmoplasten und verschmelzen dort mit ihm. Cytokinese = Zellteilung, direkt nach der Telophase (bzw. während) synaptonemalen Komplex Quer-,Zentral-,Lateralelemente + Rekombikörperchen + mütter-, väterliche Chromatinschleifen bilden einen "Crossing-Over Komplex" Kinetochore Ansatzstelle am Centromer für die Fasern des Spindelapparates Spindelapparat Besteht aus vielen Spindelfasern, die aus Mikrotubulinen aufgebaut sind Centromer Die primäre Einschnürungsstelle eines Metaphase-Chromosoms Seite 2 von 24 Ioannis Zachos Zellwand Botanik-Lexikon BIO2 aus Cellulosefibrillen/Hemicellulosen/Glukanen/Pektinen/Proteinen & z.T. Ligin, Stabilität, permeabel für Wasser, gelöste Nährstoffe und Gase.Primärwand wird nach der Zellteilung auf die Mittellamelle aufgelagert. Sekundärwand erst nachdem die Pflanze das Wachstumbeendet hat. Von Außen nach Innen: Mittellamelle ansonsten Interzellularen Die Mittellamelle besteht größtenteils aus Pektinen und hält die Zellen zusammen. Sie entsteht bei der Zellteilung aus der Zellplatte. Primärwand Fibrillen bilden keine Struktur (Streustrucktur) >> Primärwand elastisch, keine Wachstumseinschränkung. Im Kollenchymgewebe kommt es zur teilweisen Verdickung. Die Zelle bleibt lebensfähig. Sakkoderm: Stabiler Entzustand der Primärwand. Sekundärwand Mikrofibrillen parallel zueinander aufgelagert (Parallelstrucktur) Tertiärwand Größtenteils Pektin, liegt auf der Zellmembran auf. Sehr wenig Cellulose. Zellmembran Lipiddoppelschicht, Hochspezialisierte Proteine sind am Stoff- und Signalaustausch über der Lipidmembran beteiligt. (Isolationsfunktion) Cellulose (C6H10O5)n unverzweigtes Polysaccharid aus mehreren 100 bis10.000 β-D-Glucose-Molekülen ((1→4)β-glykosidische Bindung) Hemizellulosen Heteroglycane aus Pentosen und Hexosen Micelle, Mi-, Makrofibrille 50-100 Cellulose-Moleküle = Micelle; 20 Micellen =Mikro-; Bündel = Makrofibrille Pektin Saure Polysaccaride, die über Ca²+ und Mg²+ vernetzt sind. Ligin Zufallsprodukt aus Phenylpropanoiden//Schutz gegen Pathogene Verholzung = Einlagerung von Ligin in die Zellwand Kutin u. Suberin Wachsartige Zufallsprodukte machen Zellwand Wasserundurchlässig. Inkrustierung Einlagerung von Stoffen (Ligin) in die Zellwand Akrustierung Wechsel v. Versch. Schichten z.B. Suberinisierung, Kutinisierung Ktuikularwachs Biosynthese von -C16 - C18 -Fettsäuren in Plastiden Turgor Druck des Zellsaftes auf die Zellwand Apoplast Zellwandphase/Zelläußeres Symplast Zellinnere Symplastisches Kontinuum Zellen sind über Plasmodesmata miteinander verbunden.Zellwand ist dazu an machen Stellen unterbrochen. Membranflusskontinuum Zellkern->ER->cis-Golgi->Medial-Golgi->trans-Golgi->Plasmalemma Plasmodesmum Feiner Kanal der zwei Protoplasten verbindet Mikrosomen kleine von einer Einfachmembran umhüllte Kompartimente Peroxisomen H2O2 bildende Mikrosomen, hohe Catalase-Aktivität (Photorespiration) Glyoxisomen Orte des Fettabbaus (Mobilisierung von Reservestoffen bei Ölsaaten) Seite 3 von 24 Ioannis Zachos Lysosomen Botanik-Lexikon BIO2 enthalten lytische Enzyme. Tierische Lysosomfkt. teils durch die Vakuole. Organellen Plastiden Pfl. Organellen aus Endosymbiose, besitzem Plastom (semiautonom) Proplastid Nicht ausdifferenzierter Plastid Leukoplast Alle farblosen, weißen Plastiden [ Lipide in Form von Plastoglobuli] Amyloplast Erstellung und Speicherung von Stärke(Gem. a. Amylose u. Amylopektin) in Speicherorganen (Früchte/Knollen) Elaioplast Speicherung von Lipiden (bei Lebermoosen und Monokotyledonen) Proteinoplast Speicherung von Proteinen und Enzymen Chromoplast mit Xanthophyllen oder Carotinen (rot-orange-gelb), Anlockung von Tieren globulärer Typ Lipidglobulie mit 0,2 – 1 µm Durchmesser Tubulärer Typ Flüssigkeitskristalle, umgeben von einer Hülle aus Lipiden und Fibrillin Membranöser Typ In konzentrischen Hohlkugeln geschachtelte Membranen tragen Pigmente Kristalloider Typ Rechtckige, rhombische Kristalle a. Lipiden,Proteinen(20–56 % β-Carotin) Gerontoplast Plastiden des Herbstlaubes, Abbgebaute Chloroplasten Chloroplast Photosyntheseaktivität Thylakoid Einstülpungen (Reaktionsraum) der inneren Membran von Chloroplasten Thylakoidmembran Lichtsammelkomplexe, Cytochrom-b6f-Komplexe und ATP-Synthase neben anderen Proteinmolekülen Stroma Plasmatische Grundsubstanz im Innenraum von Plastiden Granum Übereinanderlagern von rundlichen Thylakoidauslappungen Etioplast Zurückgebildeter Chloroplast (bei extremen Lichtmangel) Photosynthese 6CO2 + 12 H2O→ C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O Chlorophyll a,b,c1,2,3,d Grüner Farbblattstoff (a) vorallem bei Höheren(b,c) bei Tieferen Pflanzen Endosymbiontentheorie Eukaryotische Zellen haben Cyanobakterien aufgenommen. Die innere und äußere Hüllmembranen bei solchen Organellen unterscheiden sich in ihrer Lipidzusammensetzung.Außen: ähnlich d. Plasmamembran Innen: Plastiden-typische Membran Cyanobakterien gram-negative Prokaryoten [ Photosynthese,Thylakoide,Atmung,] Stromale Antenne mit Phycoerithrin u. Phycocyanin Photosynthetische und respiratorische Elektronentransportkette Mitochondrium "Energiekraftwerke"; sythetisieren Adenosintriphosphat (ATP) (zentrale)Vakuole Zellsaftvakuole, Stoffspeicherung (Proteine, toxische Stoffe) . Die Vakuole entsteht während der Zellentwicklung aus zahlreichen Vesikeln. Tonoplast Membran der Vakuole, die an das Cytoplasma angrenzt. Plasmolyse Wasser diffundiert aus der Vakuole um die Ionenkonzentration auszugleichen Seite 4 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Hypertonische Lsg. Höhere Ionenkonzentration als im inneren Zellmedium Hypotonische Lsg. Geringere Ionenkonzentration als im inneren Medium. Isotonische Gleiche Ionenkonzentration wie im Zellmedium. Lsg. Osmose & Diffusion Konzentrationsgleichgewicht mit Hilfe der Brownschen Molekularbewegung Oxal-, säure, kristalle Dicarbonsäure, Vakuoleninhaltsstoff. Gesundheitsschädlich bei hoher dosis Phatogenabwehr, Selbstmord Bei Verletzung der Vakuole werden die lytischen Enzyme(DNA- RNAse) [Saure Phosphatasen] freigesetzt und können den Pilz und die Zelle abtöten. Metabolit Zwischenprodukt aus einem Stoffwechselvorgang Tunnelprotein Erleichtert die Diffusion von Teilchen Passiver/ Aktiver CarrierTransport Aktiver Transport verbraucht ATP Bsp.: Transport gegen ein Konzentrations- oder elektrisches potentialgefälle. Uniport Transport ist immer nur mit einem Molekül möglich. Symport Transport für beide Moleküle in die gleiche Richtung. Antiport Transport für beide Moleküle in entgegengesetzter Richtung. Konformation Strucktur des Proteins (ändert sich wenn spez. Substrat andockt) Lipide Lipide sind Triglyceride: Ester aus Glycerol + 2 Fettsäuren + variable Gruppe Endoplasma Cytoplasma im inneren Strömungsfeld Ektoplasma viskoseres, Cytoplasma im äußeren, statischeren Bereich Cytoplasmaströmung Myosin-Aktin-Interaktion führt unter ATP-Verbrauch zu Bewegung Mikrotubuli Bewegung entsteht, indem Mikrotubuli am plus-Ende Tubuline anlagern und am minus-Ende depolymerisieren. Semiautonom Bsp: Michtochondrien teilen sich und haben ihr eigenes Genom (mtDNA), welche aber nur einen kleinen Teil der benötigten Proteine codiert. Autotroph Baustoffe kommen aus anorg. Verbindungen (Primärproduzenten) Photoautotroph Photoautotrophie ist die Nutzung von Licht als Energiequelle bei Autotrophie Chemoautotroph Nutzung von chemischer Energie bei Autotrophi Heterotroph Baustoffe kommen aus org. Verbungen (Konsumenten:Herb,Carn,Omnivoren) Antikline Teilung Nach rechts und nach links (in einer Ebene) Perikline Teilung Nach oben und nach unten (vertikal) Seite 5 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 HISTOLOGIE Gewebe Ansammlung gleichartig oder unterschiedlich differenzierter Zellen einschließlich ihrer extrazellulären Matrix Meristem/Bildungsgewebe Undifferenzierte Zellen, an denen primäres Wachstum stattfindet. Primäre Alle Zellen der Zelllinie haben ihre Teilungsaktivität beibehalten Sekundäre Entstehen aus bereits differenzierten Zellen durch De-differenzierung Dauergewebe Differenzierte, nicht mehr teilungsaktiven Zellen Parenchym m. Interzellularen Speicher v. Nährstoffen. Keine Anatomischen auffälligkieten. Isodiametrisch (gleichförmig) u. verdünnte Zellwände (Grundgewebe) Palisadenparenchym Längliches gewebe m. Chloroplasten unterhalb der Epidermis bei Blättern Schwammparenchym Interzellularreiches Gewebe (begünstigt Gasaustausch) unter den Palisaden Chlorenchym Assimilationsparenchym, ist das auf Fotosynthese spezialisierte Parenchym (meist m. Interzellularen, dünne Zellwände) Markparenchym Liegt mittig im Spross, wenn nicht gibt es oft eine Markhöhle Aerenchym "Durchlüftungsgewebe"m. gr. Interzelllularen (Sumpf- & Wasserpflanzen) Hydrenchym „Wasserspeicherparenchym“ m. gr. Vakuolen (Sukkulente, Saftige Pflanzen) Speicherparenchym Speicherung von Nährstoffen wie Stärke, Fette, Proteine sowie Wasser. Absorptionsgewebe Gewebe zur Aufnahme von Stoffen [Velamen radicum] Sekretionsgewebe Mehrschichtige Wurzelepidermis d. Orichdeen, wirk wie ein Schwamm Ausscheidung von Sekreten (z.B. Lockstoffen) und Exkreten Primär Ausscheidung von Wassertröpfchen durch Gutation Sekundär Ausscheidung von zuckerhaltigen Sekreten Festigungsgewebe Zellen i.d.R. mit verdickten Zellwänden Kollenchym Protopektinreiche Cellulosewände ungleichmäßig verdickt.(+Verholzung) Eckenkollenchym Verdickte Ecken Plattenkollenchym Verdickte Tangentalwände, nur leicht verdickte Radialwände Lückenkollenchym Ausbildung von Interzellulargängen zwischen den verdickten Stellen Abschlussgewebe Ein bis mehrschichtiges Gewebe, in denen die Zellen ohne Interzellularen Seite 6 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 aneinander anschließen Primär Epidermis (Spross), Rhizodermis (Wurzel) Sekundär Periderm (Spross) Tertiär Periderm (Wurzel), Borke (Sporss) Sprossepidermis (Extrem ineinander verzahnt) ohne Interzellularen, Schutz vor äußeren Einflüssen, Gaswechsel, Transpirationsminimierung, Kommunikation Leitgewebe Transport von Wasser, Mineralien, Assimilaten und Biomolekülen Leitbündel = Faszikel Ferntransport von Wasser, gelösten Stoffen und organischen Substanzen (Assimilaten, hauptsächlich Zucker) im Spross, im Blatt sowie in der Wurzel von höheren Pflanzen (Gefäßpflanzen) verantwortlich. Leitbündel bestehen aus dem Xylem und dem Phloem (vertikaler Stofftransport) Leitbündelformen (Bi-)Kollateral geschlossen bzw. offen (vgl. Botanikbilder) Parenchymatisches Leitgewebe z.B. Markstrahlen im Holz ermöglichen v.a. den radialen Stofftransport Xylem Wassertransport- Röhrensystem aus toten Zellen. Protoplasten durch Autolyse abgebaut (Apoptose!) Nur verholzte Zellwände bleiben übrig Tracheen Weitlumige Gefäße (nur) in Angiospermen Tracheiden Englumige Gefäße mit verdickten Wänden (Stabilisierung) Parenchym s.o. Phloem Bastteil, für den Transport der Assimilate mit Siebzellen. bzw. Siebröhren und Geleitzellen. Siebelemente Leitelemente in denen Transport stattfindet (Kohlenhydrate) Siebzellen (mit Eiweiszellen) Bei Gymnosperen und Farnen m. Zellkernresten Siebröhrenelemente (mit Geleitzellen) Bei Angiospermen haben kein Zellkern, Vakuole, Ribosomen, Cytoskelett besitzen Plastiden,ER,Proteine wandständig, Unterstützung d. Geleitzellen Strasburgerzellen Sklerenchym Gleichmäßig verdickt meist geringe Elastizität oft verholzt(sekundär) Fasern Langgestreckt Sklereiden z.B. Steinzellen ( große Formenfielfalt) Primärmeristeme bilden sich aus Apikalmeristemen, für Primärwachstum der Pflanze zuständig Protoderm Zone mit Apikalmeristem und den der primären Meristemen Grundmeristem Bildet das Markgewebe und das sekundäre Korkkambium Seite 7 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Präkambium bildet das Leitgewebe Tunica (nur antiklin) Äußere Zellschichten Ursprung der Blattanlagen und Abschlußgewebe Corpus Ursprung des Markgewebes antikline und perikline Zellteilung Auf das Meristem folgen Streckungs- und Determinationszone, in der sich die Dauergewebe ausprägen. Apikalmeristem Sekundärmeristeme Kambium Spross- Wurzel gliedert in geordneter Folge teilungsaktive Zellen ab. Dienen dem Dickenwachstum Gibt nach innen Holzzellen, nach außen Bastzellen ab. Faszikuläres Kambium Liegt im Leitbündel im Gegensatz zum Interfaszikulärem Kambium Interfaszikuläres Kambium Für das sekundäre Dickenwachstum verantwortlich. (Eudikotyledonen) Entsteht aus Dedifferenzierung der Markstrahlenparenchymzellen ermöglicht sekundäres Dickenwachstum bei Dikotyledonen Sekundäres Dickenwachstum Aristolochia-, Tilia- und Helianthus-Typ Periderm v. Außen nach Innen Schutzgewebe da d. Epidermis b. Sekundären Dickenwachstum zerreißt Oberflächen-/Tiefenperiderm Äußeres / Innere Borkenbildung (sekundär) Phellem Mehrschichtig und tote Korkschicht Phellogen Korkkambium: Einschichtiges Meristem gibt Phellem und Phellogen ab. Phelloderm Mehrschichtiges, parenchymatisches, oft photosynthetischaktives Gewebe Lentizelle V-förmiger Riss auf der Oberfläche sorgt für ausreichend Luftzufuhr. Omnipotenz d. Zelle Kann sich unterschiedlich je nach Meristem differenzieren Tertiätmeristeme Borke Epidermis Primäres Abschlussgewebe, i.d.R. Einlagig, leicht verdickte Zellwände Cuticula Auf die Epidermis aufgelagerte Wachsschicht Epidermishaare Lichtschutz, Verdunstungsschutz,Drüsen zur Kommunikation und Abwehr Rhizodermis Äußere Zellschicht der Wurzel m. Wurzelhaaren.(primär) Seitenwurzelzone Bildung von Seitenwurzeln (Wurzelhaare und Rhizodermis ausgestorben) Die Seitenwurzel wird im Perizykel angelegt Wurzelhaarzone Zone mit gehäuften Wurzelhaaren Wurzelhaare Optimierung d. Stoffaufnahme durch Oberflächenvergößerung Streckungszone Bildung der Leitelemente, Streckungswachstum Wurzelhaube = Kalyptra Schützt d. Vegetationspunkt beim einbohren in die Erde Exodermis Bildet den äußersten Abschluss der primären Wurzel und verhindert den Wasser- und Nährstoffverlust aus der Wurzel. Seite 8 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Endodermis Innerste Schicht der Rinde und umschließt den Zentralzylinder. Verhindern den apoplastischen Einstrom von Wasser (primär) Zentralzylinder Mittlerer Teil der Wurzel, enthält das Kambium und die Leitbündel Primäre Bildung d. Casparischen Streifens Casparischer Streifen Streifenartige Zone der Radial- und Horizontalwände Sekundäre Alle Wände sind mit suberinähnlicher Substanz versehen . Einige unverkorkte Durchlasszellen Tertiäre Auflagern von dicken Zellulosewänden, Protoplast bleibt am Leben. Perizycel Schließt innen an die Endodermis an. [Seitenwurzelbildung] Scheitelzelle Zelle an der Spitze eines Sprosses, Wurzel, gibt regelmäßig Zellen ab Einschneidige Scheitelzellen geben Zellen nur in einer Richtung ab, es entstehen Zellfäden, so zum Beispiel im Protonema der Moose Zweischneidige Scheitelzellen ergeben flächige Strukturen Dreischneidige Vierschneidige Elongase (Enzym) Verlängert Fettsäurereste im Cytosol C20 – C34 (z.B. Bei Kutikulawachsen) Transpiration Treibende Kraft für den Wassertransport im Sproß durch Wasserpotentialunterschhiede verursacht Wurzeldruck Kraft für den Wassertransport (besonders bei Tropenpflanzen) Wasserpotential Ψ Osmotische Kraft einer Lösung; Je negativer desto stärker ist Saugkraft Luft -95 MPa Blatt +0.5 bis +2.5 MPa Xylemsaft +0.2 bis +0.4 MPa Wurzel -0.2 bis -0.4 MPa Feuchter Boden -0,1 MPa Seite 9 von 24 Ioannis Zachos KROMOPHYTEN Botanik-Lexikon BIO2 Pflanze mit den 3 Grundorganen Sproßachse – Blätter – Wurzel Hauptsysteme Wurzel(Boden) - Sproß(Luft) Spross (Oberirdische) Pflanzenteile, die nicht auf Wurzelgewebe zurückgehen Wurzel (Unterirdische)Pflanzenteile, die nicht auf Sprossgewebe zurückgehen Bau des Keimlings Kotyledonen Keimblätter Hypokotyl Achsenabschnitt unterhalb der Keimblätter Keimblätter Radicula Keimwurzel Primärblatt Erstes Blatt(paar) nach den Kotyledonen Epikotyl Sproßachse zwischen Kotyledonen und Primärblatt Nodien Ansatzpunkte der Blätter Internodien Sproßabschnitte zwischen den Blättern Knospe Von jungen Blattanlagen umhüllter Vegetationskegel Langtrieb Gestreckte Internodien Kurztrieb An Seitenästen unterbleibt Internodienstreckung Stängel Sprosshauptachse Vegetativer Trieb Nicht zur Vermehrung gebildeter Trieb Reproduktiver Sproß Sproß mit Vermehrungseinheit Apex Sproßspitze Einteilung Kräuter: 1- oder 2-jährig, nicht verholzt Stauden Mehrjährig, oberirdische, unverholzte Teile sterben ab. Geophyten =Cyrptophyten Überwinterung mit Rhizomen und Knollen Bäume Mehrjährige Holzgewächse mit Apikaldominanz Sträucher Mehrjährige Holzgewächse mit Förderung basaler Knospen Sprossachse Monopodium Ist beblättert… kann extrem gestaucht sein (Alium cepa) Durchgehende Hauptachse Endknospe wächst beständig fort nur eine Knospe treibt aus Seite 10 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Sympodium Bildung von Seitenästen entlang der Hauptachse Endknospe geht zugrunde oder bildet eine Blüte Pleiochasium Mehrere Achsenknospen und Endknospe treiben aus ringporig typisch für Dikotyle (sek. Dickenwachstum m. d. Kambium möglich) zerstreutporig typisch für Monocotyle (Sek. Dickenwachstum begrenzt möglich) Leitbündel Kollateral, geschlossen z.B. Zea Mays Sklerenchymschicht umgibt Phloem und Xylem Kollateral, offen z.B. Vicila Faba +Kambium; Sklerenchymschicht fehlt am Kambium Bikollateral z.B. Curcurbita Pepo +Phloem (beidseitig); keine Sklerenchymschicht Konzentrisch z.B. Convalaria majalis Phloem umgibt Xylem bzw. andersrum Holz Holzparenchymzellen,Markstrahlenparenchymzellen, Holzfasern, Tracheen (kürzer, weitlumig) Tracheen (kürzer, weitlumig), Tracheeiden (langgestreckt, englumig) Jahresringe Wechsel von weitlumigem Frühholz und englumigem Spätholz Holzunterschiede Gymnospermenholz Nur Tracheiden kein Holzparenchym, einzelbreites Markstrahlparenchym, tracheidale und parenchymatische Markstrahlenzellen, schizogene Harzkanäle Angiospermenholz Tracheen und Tracheiden,Holzparenchym, Markstrahlen nur parenchymatisch, ring- und zersteutporige Hölzer Gefäßverschluß durch Thyllen Holzparenchymzellen wachsen durch die Tüpfel in die Gefäße ein Bast Bast(strahlen)parenchymzellen, Bastfasern, Siebröhren, Geleitzellen Borke Totes sekundäres Abschlußgewebe Rinde Lebendes Korkgewebe Dilatation Ausgleichswachstum nach rechts,links,innen,außen Wurzel Halt, Stoffaufnahme-speicherung-wechselprozesse (Phytohormone) Primärwurzel Stirbt bei vielen Monokotyledonen u. Farnen ab>Sekundärwurzelsystem sproßbürtige “Wurzeln” Teil des Sprosses, der wieder in den Boden wächst Allorhizie Keimwurzel wächst in Richtung der Schwerkraft (= gravitrop) zur Hauptwurzel aus Homorrhizie Keimwurzel wird früh durch die sproßbürtige Wurzeln ersetzt Hauptwurzel fehlt Seite 11 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Wurzelhaare Wurzelhaare sind schlauchförmige Ausstülpungen der Rhizodermis Mykorrhiza Zusammenspiel mit Pilzen Ektomykorrhiza Pilzhyphen dringen nicht in die Pflanzenzellen ein Endomykorrhiza Pilzhyphen dringen in die Pflanzenzellen ein Übergang Spross – Wurzel Leitelemente müssen sich Spalten und radiär anordnen Sekundären Dickenwachstum Kambium aus Protoxylem gegenüberliegenden Perizykelabschnitten Rinde & Endodermis zerreißen. >>Periderm Formen Rübenkörper besteht meist aus Wurzeln und Teilen des Hypokotyls Holzrüben z.B. Rettich Xylemabgabe nach innen Bastrüben z.B. Karotte Phloemabgabe überwiegt Betarüben z.B. Zuckerrüben Außnahme mit mehreren Kambien Geotropismus der Wurzelspitze Die Wurzelspitze wächst zum Erdmittelpunkt hin Statolithen Schwere, steinige Stärkekörner (Amyloplasten) in der Wurzelhaube Auxin Pflanzenhormon zum Zellstreckungswachstum Statolithen-induzierte Plasmalemma-Depolarisierung: Auxin-Theorie Im Querschnitt O Von Außen nach innen (Spross) Abschlußgewebe – Epidermis // Grundgewebe – Rindenparenchym // Meristem - (inter)faszikuläres Kambium+ Leitbündel // Grundgewebe Markparenchym Im Querschnitt O Von Außen nach Innen (Wurzel, primär) Abschlußgew. – Rhizodermis // Grundgewebe – Parenchym // Abschlußgewebe-Endodermis// Leitgewebe Telomtheorie Kormus ist durch Verwachsung & Umgestaltung von Telomen entstanden. 1. Übergipfelung eines Triebs durch einen anderen führte zur Differenzierung in Haupt- und Nebentriebe 2. Planation zuvor dreidimensional angeordnete Sprosse wurden gruppenweise in eine Ebene verlagert. 3. Verwachsung Gruppen von Sprossen wurden durch parenchymatische Gewebe miteinander verbunden 4. Reduktion der übergipfelten kleineren Seitensprossführen zu einem einzigen, ungegabelten Spross 5. Einkrümmung einzelner endständiger Telome führen zur Bildung von Sporangien Entstehung der Leitbündel Blatt Protostele>Aktinostele (alles Leitbündel)>Siphonostele(Ringleitbündel + Mark)>Eustele (Leitbündelfasern) Gelappte,gefiederte Oberblatt=Blattspreite Lamina (Blatt) und Petiolus(Stängel) Spreitenspitze Spitze des Blatts Spreitengrund Grund eines Blatts Blattrand =) yuchuuu Mittelrippe Hauptblattader Seitenrippe Abzweigungen des Hauptnerves Nervatur Parallelnervig, gabel-/netznervig Seite 12 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Unterblatt=Blattscheide Stipulae(Knospen,Nebenblätter) und Blattgrund Blattstellungstypen Wechselständig(verstreut/discht), dekusiert(kreuz-wechselständig), dispers Verschiebungs-, Radiär-, Bilateral-,Komplexe Symmetrie Blattorgane Hydathoden Über Hydathoden kann die Pflanze aktiv Wasser abgeben (Transpiration) Stomata Spaltöffnungen von 2 bohnenförmige, chloroplastenhaltige Schließzellen Steigt der Turgor der Schließzellen, öffnet sich der kleine Spalt zwischen den beiden Zellen. Es kommt zum Gasaustausch Stomatatypen Mnium, Amaryllideen, Helleborus,Gramineen Blatttypen Keimblatt Kotyledone Laubblatt Hauptteil der Blattmasse; Transpirationsfläche; Photosynthese Fruchtblätter Karpellen bilden d. Gynoeceum ≙ [Megasporophyll m. Megasporangium] Stempel Pistill aus einem oder mehreren Fruchtblättern Narbe Stigma bietet Landeplatz für Pollen Griffel Stylus verbindet die Narbe mit dem Fruchtknoten Fruchtknoten Besitzt die Samenanlagen(Eizelle, Embryosack, sek. Embryokern) Staubblätter Stamina bilden das Androeceum ≙ [Mikrosporphylle d. Farne] Staubfaden Filament hält einen Staubbeutel Staubbeutel Anthere bestehend aus 2 Theken (á 2 Pollensäcken) verbunden durch Konnektiv [Pollensack≙Mikrosporangium][Pollenkorn≙Mikrospore] Im Thekum Epidermis=Exothecium supepidermale Faserschicht=Endothecium 1-2 Schichtiges Tapetum=Nährschicht für Pollen Bildung von Exinen: viele Menschen sind auf diese Exine alergisch [Rest s. Fpfl] Kronblätter Petalen bilden die Krone (Corolla) Kelchblätter Sepalen bilden den Kelch (Calyx) Nebenblatt Stipulae Auswuchs des Blattgrunds(Receptaculum) Blütenhüllblätter, bilden die Blütenhülle (Perianth) Tepalen bilden Perigon≙Perianth Blüten (Kurzsprosse) Terminale Differenzierungen des Sprossapikalmeristem Blütenorgane werden sukzessiv in Zirkeln angelegt Kauliflorie Stammblütigkeit (Blüte wächst aus verholztem Stamm) Sodnderformen Hochblätter(Brakteen) bilden Involukrum(Becherhülle) [Cyathien] Im Querschnitt 0 Von außen nach innen Blatt Epidermis mit Kutikula // Mesophyll (Palisaden- & Schwammparenchym) // Hypodermis Laublatttypen Flach-, Rund-, Nadelblatt Seite 13 von 24 Ioannis Zachos Abscission Botanik-Lexikon BIO2 Blattabwurf Im Herbst kommt es durch Pflanzenhormone vermittelt zur Ausbildung einer Trennschicht zwischen Blatt und Sproß. An dieser imprägnierten Schicht, die die Pflanze vor Dem Eindringen von Pilzen und Bakterien schützt, löst sich das Blatt. METAMORPHOSE Keimung Wurzelapikalmeristem wird aktiv>Keimwurzel tritt aus> Hypokotyl wird stark verlängert Epigäische Keimung Keimblätter gelangen über den Erdboden (Hypokotylhaken), entfalten sich und werden grün und verkümmern. Hypogäische Keimung Hypokotyl bleibt unter der Erde, Epikotyl wächst, entfaltet sich, Keimblätter verotten im Boden nach Mobilisierung d. Speicherstoffe Gräser [Wurzel: Coleorhiza Spross: Coleoptile] [Keimblatt: Scutellum] [in einer Scheide, wird durchstoßen] [entfaltet sich nicht sondern leitet Nährstoffe Aus dem Endosperm in den Keimling] Vegetationszone Tropen- Subtropen – Gemäßigte Breiten – Wüste- Salzwüste- Arktis Eustress & Distresskonzept Konvergenz Unter Selektionsdruck gleich entwickelt, nicht phylogenetisch verwandt Flechten Symbiose aus Pilz und Alge (bilden Scheingewebe) analog zum Blatt Vorteile des Pilzes Zuckeralkohol(Grünalge), Glucose(Blaualge) aus Photosynthese Vorteile der Alge Wasserversorgung, Strahlungsschutz, Austrocknungs- & Kältetoleranz Temperaturanpassung Phanerophyten Baumförmig, Erneuerungsknospen >1m über dem Boden (Blattabwurf) Chamaephyten Strauchförmig, Hemikryptophyten Reduzierter Kormus auf Rosette, triebfähige Organe am Boden. Krypto-; Geophyten Überwintern in der Erde -> Rhizom- und Zwiebelkryptophyten Thermophyte; Annuelle Überwintern als Samen; sehr Kälteresistent " >30-50cm " Wärmeisoloierung durch Schneedecke Wasserverfügbarkeit Xerophyten Trockenpflanzen Dicke Kutikula, Stomata in Hypodermhöhlen m. Haaren, Haut behaart , Oberflächenreduktion (Kompakter Bau) und Sukkulenz>> Reduktion d. Blätter, Rippenform m. Schattenseiten, Dehnungsfähigleit,Dornen, Verzweigungen reduziertert, Behaarung als Lichtfilter. Halophile Pflanzen Können nur auf Salzigen böden wachsen anders als Salztolerante Pfl. Seite 14 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Obligatorische 75 – 100% Meerwasser Fakultative - Glykophyten Zuckerliebend (z.B. Kopfsalat) Effektive Salzverlagerung in die Vakuole, Synthese von Osmotika zum Schutz des Cytosols, Salzdrüsen Hydrophyten Wasserpflanzen Stomata nur auf der Blattoberseite (bzw. Keine >Elodea), Aerenchym, Rippengerüst (Leitbündel) Hygrophyten Feuchtigkeitsliebende Pflanzen Stomata exponiert, aerenchymatisches Chlorenchym Lichtanpassungen Stärke des Mesophylls, Chloroplastenbewegung,Pigmentierung, Lichüberschuss führt zu Carotinoiden Reaktion bei Lichtmangel Schattenpflanzen Etiolierung: Hypokotylstreckung, Kotyledonenexpansion, Induktion der Anthocyanbiosynthese, Aufhebung der Pulmulahakenbildung Hoher Chlorophyllgehalt, benötigen weniger Lciht für Photosynthese Sprosssonderformen Phyllokladien Blattähnliche Flachsprosse (z.B. Internodien sehen aus wie Blätter) Plaktykladien Nicht blattähnliche Flachsprosse (z.B. Bei Kakteen) Pyrophyten Früchte öffnen sich erst nach Brand Epiphyten Aufsitzerpflanze (mehr Licht, Probleme mit Wasser- Mineralversorgung) Anpassungen Velamen Radicum, Wassererfangvorrichtungen, Halbschmarotzer Hemiparasiten Pflanzen dringen in andere ein und bilden dort Haustorien im Xylem Holoparasiten Betreiben im Gegensatz zu den Hemiparasiten keine Photosynthese mehr Insektivore Anpassung an N-Arme Böden, Lyse von Insekten (Prote-,Chitinase) Venus Stickstofffixierende Knöllchenbakterien (Rhizobien) Blatt mit schnellem Klappmechanismus über Sinnersborsten Symbiose: Bakterien werden von Wurzelhaaren aufgenommen und in einem schleimigen Infektionsschlauch rihchtung Zentralzylinder gezogen. Rindenknöllchen m. Bakterien entstehen(Xylem außen, Phloem innen) BEWEGUNG Taxien Eine durch einen Außenfaktor gerichtete Ortsbewegung positive Bewegung zur Reizquelle negative Bewegung von der Reizquelle weg Topotaxis gezielte Bewegung durch Wahrnehmung des Reizes Phobotaxis Bevorzugung der Zielrichtung Wahrnehmung eines Reizgefälles Chemotaxis Phototaxis Auffinden von Nahrungsquellen, Meiden von schädigenden Stoffen Durch Lichtsignale ausgelöste Ortsbewegung Seite 15 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Geo- Magnetotaxis Durch Magnetismus ausgelöste Ortsbewegung (z.B.Fe 3 O 4 -Kristalle) Hydrotaxis Wahrnehmung von Feuchtigkeitsdifferenz Thigmotaxis Wahrnehmung von Berührungsreizen Thermotaxis Wahrnehmung von Temperaturänderungen Galvanotaxis Bewegung im Elektrischem Feld zu einem bestimmten Pol (künstlich) Tropismen Reizinduzierte Krümmungsbewegungen festgewachsener Organ(e)ismen Phototropismus(+ /-) Niederlichtsystem = Phototropine(Rotlichtsensoren) Resultatengesetze Krümmungsrichtung (Summe der Lichtquellen) Plagiotropismus best. Winkel zur Reizrichtung Transversal- / Diatropismus 90 °-Winkel zur Reizquelle Gravitropismus Reaktions auf Schwerkräfte Chemotropismus Reaktion auf chemische Reize z.B. Pollenschlauchwachstum Hydrotropismus Reaktion auf Feuchtigkeitsreiz z.B. Pollenschlauchwachstum Nastien Reizinduzierte Bewegung, die in ihrer Art und Bewegung allein durch den Bau des Organs bestimmt ist (meist durch Turgorbewegungen) Thermonastie Temperatur-induzierte Bewegungen z.B. Öffnung der Blüten Photonastie Tag- Nachtblüher oder tagesperiodische Blattbewegungen Chemonastie dorsiventale Randtentakeln des Droserablatts, Krümmung zur Blattmitte Seismonastie Bewegungen nach Erschütterung; Thigmonastie Berührungsreizreaktion bei Ranken Nastien der Stomata Photonastisch, hydronastisch, thermonastisch + endogene Regulation Autonome Bewegungen Reizunabhängige Eigenbewegungen endogen durch Turgorverschiebungen oder Wachstumsprozesse gesteuert Nutationen Krümmungsbewegungen Circumnutation Kreisbewegungen (Rechts- und Linksschraubig) Schlafbewegungen Blätter bewegen sich im 2-4-stündigen Rhythmus im Dunkeln auf und ab Gelenk der Fiederblättchen (Mimose) Schleuder- Explosionsbewegungen zwischen Geweben werden Turgorunterschiede aufgebaut, die sich plötzlich entladen Schwell- Widerstandsgewebe Zartwandiges Parenchym (-20bar), Karpelle sind meta-stabil verwachsen Hygroskopische Bewegungen z.B. Spritzgurke Spritzreaktion durch Quellen der Mikrofibrillen ausgelöst z.B. Peristomzähne an der Sporenkapsel von Laubmoosen Kohäsionsbewegungen Öffnen der Sporangiums, wenn die kohäsive Kraft des Wassers nachlässt Seite 16 von 24 Ioannis Zachos FORTPLANZUNG & VERMEHRUNG Botanik-Lexikon BIO2 Erzeugung von Tochterorganismen zur Erhaltung der Art & Vervielfachung der Individuen einer Art Vermehrungstypen vegetativ Durch Zerteilen oder Zerfall Alternative (a) Organismus teilt sich in morphologisch und physiologisch gleichwertig und gleichgroße Teile Alternative (b) Organismus teilt sich in morphologisch und physiologisch ungleichwertig Durch besonderes Keime z.B. Volvox (Generative Zelle) Teilung und später Inversion Autogamie bzw. Apomixis Selbstbestäubung bzw. Samenbildung ohne Befruchtung der Eizelle Vorteile: keine Bestäuber notwendig & Energiverluste in Samenproduktion Nachteile: Keine Rekombination!!! geschlechtlich Meiose & Syngamie Durch Fortpflanzung Reduktionsteilung & Verschmelzung der Gameten zur Zygote Syngamie (a) Karyogamie erfolgt unmittelbar auf Plasmogamie (b) Plasmogamie und Karyogamie zeitlich und räumlich getrennt z.B. Bei Pilzen Karyogamie Verschmelzung zweier verschiedengeschlechtlicher Zellkerne Plasmogamie Verschmelzung des Zellplasmas zweier verschiedengeschlechtlicher Zellen Meiose Reduktion des Chromosomensatzes, Durchmischung des gen. Materials 1. Redukzionsteilung 2. Chromatidentrennung Prophase I Leptotän Leichte Chromosomenkondensation; Auflösen der Kernhülle Zygotän Homologe Chromosomen lagern sich zusammen Pachytän Crossing-over (Rekombination) im synaptonemalen Komplex Diplotän Verstärkung der Chromosomenkondensation Diakinese Centromere wandern auseinander Metaphase Isogamie Anordnung der Chromosomen auf der Äquatorialebene Beide Gameten sind morphologisch gleich Seite 17 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Anisogamie Beide begeißelt, aber es gibt einenGrößenunterschied (+/- Gamet) Oogamie Ein Megagamet (unbegeißelte Einzelle), ein Mikrogamet ( begeißelte Spermatozoide) Gamet Sexuell differenzierte Keimzelle Spore Sporen dienen der ungeschlechtlichen Vermehrung, Verbreitung Gameten entstehen durch Mitose (haploid) und dienen der sexuellen Fortpflanzung, Sporen können durch Mitose als auch Meiose enstehen Meiosporen Gehen aus der Meisose herraus (haploid) Mitosporen Überbrückungsstadien von ungünstigen Vegetationsbedingungen Zoosporen Schwärmsporen bei einigen Algen und niederen Planzen Generationszyklen Kernphasenwechsel Alternative (a) Unmittelbar nach der Gametenverschmelzung wird eine Meiose ausgelöst Die diploide Phase ist auf die Zygote beschränkt Haplontischer Generationswechsel = zygotischer Kernphasenwechsel Alternative (b) Unmittelbar nach der Gametenbildung, wird die Mitose ausgelöst Unterscheiden sich oft Phänotypisch (kein muss) Hetero- oder Isomorph Spore(+/-) bildet den Gametophyten(+/-) (n) bildet [Haplontengeneration] Gamten(+/-)>Zygote bildet den Sporophyt(2n) [Diplontengeneration] Haplo-diplontischer Kernphasenwechsel Nächste Alternative oft bei Höheren Pflanzen Alternative (c) Diplontengeneration dominiert, im Extremfall: Nur die Gameten haploid Diplontischer Kernphasenwechsel[Gametenbildung in der Blüte] Gameten d. Blüte Befruchtung der Eizelle mit Pollen>Zygotenbildung>Embryo+Endosperm Generationswechsel Zygotischer K.phasenwechsel Kernphasenwechsel, wenn die haploiden Gameten zur Zygote verschmelzen Haploide Meiosporen bildeneine neue haploide Generation, aus der später wieder haploide Gameten (= Mitogameten) entstehen Nur Haplontengeneration (Zygote erfährt direkt eine Reduktionsteilung) Antithetischer Gen.wechsel = heterophysischer Generationszyklusder niederen Pflanzen Haplo-Diplonten (diploider Thallus[Sporophyt] entsteht aus der Zygote und leitet viele Reduktionsteilungen ein>Meiospor> Thallus[Gametophyt]) Gametischer Gen.wechsel Fast reine Diplonten 2n Zygote>2nThallus>R!>n Gamet>wenig Mitosen> Entwicklungstrend Reine Haplonten > Heteromorpher Generationswechsel mit mächtigen Haplonten > Isomorpher Generationswechsel > Heteromorpher Generationswechsel mit mächtigen Diplonten > Reine Diplonten Seite 18 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Angiospermen Samenanlagen vom Fruchtblatt umhüllt Gymnospermen Samenanlagen frei auf dem Fruchtblatt Einteilung der Organismen nach dem Paarungsverhalten Dioecische Formen Getrenntgeschlechtlich (morphologisch gut unterscheidbare Sexualorgane) Monoecische Formen Gemischtgeschlechtliche Zurück im Thekum Kerne z.T. durch Endomitose polyploidisiert, Sekretionstapetum vielkernig Plasmodialtapetum: Zellen verschmolzen Archespor Pollen Bildet Pollenmutterzellen, aus denen durch Mitose 4 Pollen- Körner entstehen Besondere Form wird durch Exine bestimmt außen strukturierte Sexine: außen von Poren durchbrochenes Tektum innen: strukturlose Nexine innen: Bakula mit säulenartiger Kolumella Früchte- Angiospermen Entstehen aus dem Fruchtblatt/blätter Fruchtblätter der Angiospermen umschließen eine oder mehrereSamenanlagen Öffnungsfrüchte Samen werden bei der Fruchtreife freigesetzt (Balg,Hülse,Schote,Kapsel) Schließfrüchte Samen sind von einer Fruchthülle umgeben Perikarp Fruchtgehäuse: Exokarp, Mesokarp, Endokarp Beere Exokarp: fest, ledrig Mesokarp: fleischig Endokarp: fleischig Steinfrüchte Exokarp: fest, ledrig Mesokarp: fleischig Endokarp: verholzt Nüsse alle 3 Schichten des Perikarps verholzt Sammelsteinfrucht Brombeere (Rubus fruticosus) Sammelnussfrucht Erdbeere (Fragaria spec.) Fruchtstand Maulbeere (Morus nigra) Getreidekaryopse Sonderform der Nußfrucht: Fruchtwand und Samenschale verwachsen Samenanlage- Angiospermen entsteht aus der Placenta; von Kutikula überzogen Funiculus Nucellus Nährgewebe Megasporangium Chalaza Basisgewebe Mikropyle Intengumente Typen von Samenanlage Anatrop Mikropyle in der Nähe des Funiculus Seite 19 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Atrop/orthotrop Funiculus und Mikropyle in gerader Linie Campylotrop Zwischenform Ategmische Samenanlagen Äußeres Integument fehlt Gynoecium Apokarpes Gynoecium Primitive Form, durch Einschlagung und Verwachsung eines petalen Blatts Synkarpes Gynoecium Versch. Verwachsungen von Fruchtblättern Fruchtknoten Septen unterteilt Parakarpes Gynoecium Fruchtblätter verwachsen, aber Fruchtknoten nicht durch Septen unterteilt Bsp: Hahnenfuß(apokarp),Tomate(synkarp), Paprika(parakarp) Stellung des Fruchtknoten epigyn Oberständig perigyn Mittelständig hypogyn Unterständig Bestäubung = Übertragung des Pollens auf die Narbe des Fruchtblatts Der Pollenschlauch wächst in den Fruchtknoten ein und bringt den generativen und vegetativen Kern zur Samenanlage Selbstbestäubung Autogamie Fremdbestäubung Allogamie Nachbarbestäubung Pollen gelangt auf die Narbe einer anderen Blüte derselben Pflanze Übertragungsbestäubung z.B. durch Insekten Anemogamie Windbestäunung (entwickeln sehr kleine, leicht Pollen) Mechanismen zur Verhinderung der Selbstbestäubung nötig Anlage von eingeschlechtlichen Blüten Monözie und Diözie Einhäusig und zweihäusig Zwitterblüten Mit zeitlich unterschiedlicher Reife der männlichen und weiblichen Teile Nektar Proteroandrie ♂ reift vor ♀ Proterogynie ♀ reift vor ♂ Kohlenhydrat- und duftstoffreiches Drüsensekret Seite 20 von 24 Ioannis Zachos EVOLUTION DES PLANZENREICHES Botanik-Lexikon BIO2 Spezielle Botanik – Systematik und Taxonomie System der Pflanzen Regnum(Reich)>Stamm(Angio-Gymno)> Klasse(Mono- Dikotyle)>Unterklasse, Ordnung(Rosales),Gattung, Species Taxonomie Nomenklatur (ICBN//statisti.binäre System nach Carl von Linné (1735)) Taxon (Pl. Taxa) Pflanzliches Verwandschaftsgruppe / Sippe Natürliches System Ordnung der pflanzlichen Sippen nach abgestufter, auf Verwandtschaft beruhender Ähnlichkeit Systematik=Kladistik Lehre von der Erfassung, Abgrenzung, Ähnlichkeitsbestimmung der Verwandtschaftsgruppen, Einordnung der Sippen in ein System Phylogenie Stammesgeschichte der Pflanzen Evolution Triebkräfte für die stammesgeschichtliche Entfaltung der Lebewesen Evolutionslehre Lehre der stammesgeschichtlichen Entfaltung der Lebewesen Artname Gattungsname + Artepithet z.B. Phalaenopis schilleriana (Orchidaceae) Der Gattungsname beginnt mit einem Grossbuchstaben Artname (Familie) Unterteilung nach Linné Das Artepithet beginnt mit einem Kleinbuchstaben. Der Artname wird kursiv geschrieben. Reich, (Stamm), Klasse, Ordnung, (Familie), Gattung, Art Reich=[Sub]Regnum Eucarya, Bacteria, Archae [Chlorobionta] Abteilung Spermatophyta Unterabteilung Magnoliophytina = Angiospermae Klasse Magnoliatae = Dicotyledonae // Liliatae = Monocotyledonae Unterklasse Magnoliidae Überordnung Ranunculanae Familie Ranunculaceae Gatung = Genus Ranunculus Art = Species Ranunculus acris Unterart = Subspecies Ranunculus acris ssp. Friesianus Varietät= Varietas Ranunculus acris ssp. Frisianus var. pseudolanginosus Form = Forma … f. … Trivialname Scharfer Hahnenfuß Grundanahmen Darwins 1. Evolution ist ein realhistorischer Prozess 2. Es findet Selektion statt 3. Die Organismen leiten sich von einem gemeinsamen Elter ab 4. Die Entstehung der Arten war ein gradueller Prozeß 5. Während der Evolution kam es zu Multiplikation der Arten. Kreationismus Leben ist mehrfach durch Schöpfung entstanden>Mikroevolutionen Seite 21 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 Selektion / Katastrophen führten zum Artenverlust Lamarckismus Arten entstehen durch psychische Anpassung (eigenes Verlangen) Gregor Mendel Widerlegt Lamarck m. Erbregeln (aber: Epigenetik) Frühe Evolution der Pflanzen Erste Prokaryoten vor 3,5 Milliarden Jahren Erste Eukaryoten vor 1,8 Milliarden Jahren Erste Pflanzenzelle vor > 1 Milliarde Jahren Als die Pflanzen entstanden, gab es bereits Bakterien, Archaebakterien, Diplomonaden und die gemeinsamen Vorläufer der Tiere und Pilze. Kontinentaldrifttheorie Erkaltetes Magma sinkt nach unten und Kontinete driften(Alfred Wegener) Chemotaxonomie Ordnung nach Chemischen eigenschaften Molekulare Taxonomie Ordunng nach Sequenzvergleich Vergleichende Genomik Kladistik Erfassen u.Bewerten v. Merkmalen nach dem Zeitpunkt ihrer Entstehung phylogenetische Systematik(vgl. Beobachtung,Fossile,Mutante,Züchtung) Erstes Kladogramm Von Willi Hennig (1913-76) Clade Abtrennbare Gruppe Bessey-System Feigenkaktusmodell Dahlgren-System Feigenkaktusmodell in 3D Monophyletische Gruppen Enthalten alle von einem Stammtaxon abstammenden Gruppen, die durch gemeinsame abgeleitete, als Homologien beweisbare Merkmale, sogenannte Synapomorphien (= Schwestergruppen ) gekennzeichnet sind. Paraphyletische Gruppen Enthalten nicht alle Schwestergruppen Polyphyletische Gruppen Schwestergruppen und Gruppen mit analogen Konvergenzmerkmalen Allopatrische Artbildung Pop.>geo. Iso.>Gen.drft u. Divergenz>sex. Iso>2. Spezien Züchtung Sympatrische Artbildung Nachahmung der Einzelmutaionseffekte in der Züchtung 2.Spez>Paarung>steril. Hybr.>vegetativ>Chrom.verdoppelung>neue Art Seite 22 von 24 Ioannis Zachos Botanik-Lexikon BIO2 DAS SYTSEM 1. Regnum: Bacteria 3. Abteilung: Cyanobacteria (Cyanophyta, Blaualgen) Organisationsformen Coccal Leben als unbegeißelte Einzelzelle (z.B. Synechocystis) Trichal Fadenförmig unverzweigt oder verzeigt (z.B. Nostoc)+ Differnzierung Capsal Zellen in einer gemeinsamen Gallerte (z.B. Chroococcus) Kolonie Viele Einzelzellen in einer gemeinsamen Gallerte (z.B. Merismopedia) 2. Regnum: Archae 3. Regnum: Eucarya (Eukaryoten) 1. Subregnum Ascariobionta 2. Subregnum Myxobionta 3. Subregnum Heterokontobionta 4. Subregnum Mycobionta(Chitinpilze) 5. Subregnum Glaucobionta Mykologie (Pilze) Glaucophyta Glaucocystis, Cyanophora, Glaucosphaera 6. Subregnum 1. Anhang Cryptophyta 2. Anhang Dinophyta 3. Anhang Haptophyta 4. Anhang Heterokontophyta 7. Subregnum Glaucophyta Rhodobionta(Rotalgen) Botanik (Anhang 1 – 4 seit 08 ein neues Subregnum!!!) Chlorobionta Symbiose zw. Eukaryot und Cyanobakterium (Blaualgen) Glaucophyten haben noch Phycobilisomen mit den Pigmenten Phycoerithrin und Phycocyanin wie ihre prokaryotischen Vorläufer, die Blaualgen; Cyanellen / Plasiden von einer Peptidoglucanwand umgeben; Funktionslose Geißeln mit 9+2-Struktur (typ. f. Eucyten), Chlorophyll-a im Photoreaktionszentrum Rhodophyta Überwiegend marine Lebensformen (4000 Arten in über 500 Gattungen) Leuchtend rot bis violett; Keine Geißeln; Pseudoparenchyme, Chlorophyll-a; Phycobilisomen mit Phycocyanin und viel Phycoerithrin; keine Thylakoidstapel;Zellwand aus überwiegend aus Cellulose; Florideenstärke = Ergebnis des Zusammenspiels von Genen eukarotischen und prokaryotischen Ursprungs Florideenstärke Stärker verzweigt als Amylopektin (Galactose-Glycerin-Verbindungen) Primäre Tüpfel Während der Zellteilung zwischen den Zellen ausgebildet Seite 23 von 24 Ioannis Zachos Vermehrung Botanik-Lexikon BIO2 Dreigliedriger-diplobiontischer Generationswechsel Sporophyt > Gametophyt > Karposporophyt (Produziert Karposporen) Karposporophyt (2n) Entsteht aus Zygote den haploiden Gameten Karpospore Bildet einen Tretrasporophyt>Tetrasporen(+/-)>Gametophyten Cryptophyten Einzeller mit 2 Geißeln(monodal), ohne Zellwand, (ca. 120 Arten) Lichtbrechende Ejectosomen (Ausschleuderung bei Reiz),Chlorophyll a und c, “Chloroplast” wird als stark reduzierter eukaryotischer Endosymbiont gedeutet, sekundäre Endosymbiose Dinophyten 1000 - 4000 Arten in 120 Gattungen (monadale,trichale und kokkale) Chloroplast mit 3 Hüllmembranen(sek.Endosym.), 2 lange Geißeln in in der Längs- & Querfurche ; Biolumineszenz, Chloroplasten mit Chlorophyll a und z.T. c, Vegetative (z.T. Sexuelle Fortpflanzung) Haptophyten Chloroplast mit 3 Hüllmembranen(sek.Endosym.), 2 gleichlange Geißeln,Haptonemen zur Nahrungsaufnahme (vgl. Harpune), Chlorophyll a und c, Reservestoff(Chrysolaminarin und Paramylon) Heterokontophyta 2 ungleich-lange Geißeln (monadal bis siphonal), Chlorophyll a und c 1. Klasse: Chloromonadophyceen (nur 10 Arten, fettspeichernd) 2.Klasse Xanthophyceen (Zellwand aus 2 inneinander greifenden Hälften, mit Kieselsäure imprägniert), i.d.R. vegetative Fortpflanzung 3. Klasse Chrysophyceen amöboid, kapsal, kokkal, trichal und thallöse Formen 4. Klasse Bacillariophyceen ( Kieselalgen) 2 Silikatschalen [Epi- Hypotheka] [] d.h. eine Tochterzelle wird kleiner als die Mutterzelle liefern nahezu unbegrenzte Rohstoffe (z.B. für die Glasindustrie) Vermehrung 5. Klasse Prochlorophyta Ist die Größe <50% >>> Vergrößerung d. Zelle zur Auxozygote >> Meiose u. Gametenbildung>>Zygote Phaeophyceen (Braunalgen) winzig – mehrere Meter lange Algen Farbe> Fucoxanthine, Zellwand a. fester u. schleimiger Alginat Phase prokaryotische, photosynthetisch aktive Zellen ( nur 3 Gattungen) Prochloron didemni , Prochlorococcus, Prochlorothrix hollandica Chlorobionta Die grünen Pflanzen 1. Abteilung Chlorophyta Seite 24 von 24
