Biologie für Majors II (Deutsch)

Pflanzengewebe

Pflanzen sind vielzellige Eukaryoten mit Gewebesystemen verschiedener Zelltypen, die bestimmte Funktionen erfüllen. Pflanzengewebesysteme fallen in einen von zwei allgemeinen Typen: meristematisches Gewebe und permanentes (oder nicht-meristematisches) Gewebe. Zellen des meristematischen Gewebes finden sich in Meristemen, die pflanzliche Regionen mit kontinuierlicher Zellteilung und-wachstum sind., Meristematische Gewebezellen sind entweder undifferenziert oder unvollständig differenziert und teilen sich weiter und tragen zum Wachstum der Pflanze bei. Im Gegensatz dazu besteht permanentes Gewebe aus Pflanzenzellen, die sich nicht mehr aktiv teilen.

Meristematische Gewebe bestehen aus drei Typen, basierend auf ihrer Lage in der Pflanze. Apikale Meristeme enthalten meristematisches Gewebe an den Spitzen von Stängeln und Wurzeln, das es einer Pflanze ermöglicht, sich in der Länge zu verlängern. Seitliche Meristeme erleichtern das Wachstum in Dicke oder Umfang in einer reifenden Pflanze., Interkalare Meristeme treten nur in Monokots, an den Basen der Blattspreiten und an Knoten (den Bereichen, in denen Blätter an einem Stiel haften) auf. Dieses Gewebe ermöglicht es der Monocot-Blattspreite, von der Blattbasis an an Länge zuzunehmen; Zum Beispiel ermöglicht es Rasengrasblättern, sich auch nach wiederholtem Mähen zu verlängern.

Meristeme produzieren Zellen, die sich schnell differenzieren oder spezialisieren und zu permanentem Gewebe werden. Solche Zellen übernehmen bestimmte Rollen und verlieren ihre Fähigkeit, sich weiter zu teilen. Sie unterscheiden sich in drei Haupttypen: Haut -, Gefäß-und Bodengewebe., Hautgewebe bedeckt und schützt die Pflanze, und Gefäßgewebe transportiert Wasser, Mineralien und Zucker in verschiedene Teile der Pflanze. Bodengewebe dient als Ort der Photosynthese, liefert eine Stützmatrix für das Gefäßgewebe und hilft, Wasser und Zucker zu speichern.

Sekundärgewebe sind entweder einfach (aus ähnlichen Zelltypen zusammengesetzt) oder komplex (aus verschiedenen Zelltypen zusammengesetzt)., Hautgewebe ist beispielsweise ein einfaches Gewebe, das die äußere Oberfläche der Pflanze bedeckt und den Gasaustausch steuert. Gefäßgewebe ist ein Beispiel für ein komplexes Gewebe und besteht aus zwei spezialisierten leitenden Geweben: Xylem und Phloem. Xylemgewebe transportiert Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln in verschiedene Teile der Pflanze und umfasst drei verschiedene Zelltypen: Gefäßelemente und Tracheiden (beide leiten Wasser) und Xylemparenchym., Phloemgewebe, das organische Verbindungen vom Ort der Photosynthese in andere Teile der Pflanze transportiert, besteht aus vier verschiedenen Zelltypen: Siebzellen (die Photosynthesen durchführen), Begleitzellen, Phloemparenchym und Phloemfasern. Im Gegensatz zu Xylem-leitenden Zellen leben Phloem-leitende Zellen bei der Reife. Xylem und phloem liegen immer nebeneinander (Abbildung 1). In Stängeln bilden das Xylem und das Phloem eine Struktur, die als Gefäßbündel bezeichnet wird; In Wurzeln wird dies als vaskuläre Stele oder vaskulärer Zylinder bezeichnet.,

Hautgewebe

Das Hautgewebe des Stammes besteht hauptsächlich aus Epidermis, einer einzigen Zellschicht, die das darunter liegende Gewebe bedeckt und schützt. Holzige Pflanzen haben eine zähe, wasserdichte äußere Schicht aus Korkzellen, die allgemein als Rinde bekannt ist und die Pflanze weiter vor Schäden schützt., Epidermiszellen sind die zahlreichsten und am wenigsten differenzierten Zellen in der Epidermis. Die Epidermis eines Blattes enthält auch als Stomata bekannte Öffnungen, durch die der Gasaustausch stattfindet (Abbildung 2). Zwei Zellen, bekannt als Schutzzellen, umgeben jedes Blattstoma, steuern sein Öffnen und Schließen und regulieren so die Aufnahme von Kohlendioxid und die Freisetzung von Sauerstoff und Wasserdampf. Trichome sind haarartige Strukturen auf der Epidermisoberfläche., Sie helfen, die Transpiration (den Wasserverlust durch oberirdische Pflanzenteile) zu reduzieren, die Sonnenreflexion zu erhöhen und Verbindungen zu speichern, die die Blätter gegen Raubtiere verteidigen.

Abbildung 2. Öffnungen, die als Stomata (Singular: Stoma) bezeichnet werden, ermöglichen es einer Pflanze, Kohlendioxid aufzunehmen und Sauerstoff und Wasserdampf freizusetzen. Der (a) kolorierte Rasterelektronenmikrograph zeigt ein geschlossenes Stoma eines Dicot. Jedes Stoma wird von zwei Schutzzellen flankiert, die sein (b) Öffnen und Schließen regulieren., Die (c) Schutzzellen sitzen innerhalb der Schicht epidermaler Zellen (credit a: Modifikation der Arbeit von Louisa Howard, Rippel Electron Microscope Facility, Dartmouth College; credit b: Modifikation der Arbeit von June Kwak, University of Maryland; Scale-bar-Daten von Matt Russell)

Gefäßgewebe

Das Xylem und Phloem, aus denen das Gefäßgewebe des Stammes besteht, sind in verschiedenen Strängen angeordnet, die vaskuläre Bündel genannt werden und die Länge des Stammes auf und ablaufen. Wenn der Stamm im Querschnitt betrachtet wird, sind die vaskulären Bündel von Dicot-Stielen in einem Ring angeordnet., Bei Pflanzen mit Stängeln, die länger als ein Jahr leben, wachsen die einzelnen Bündel zusammen und erzeugen die charakteristischen Wachstumsringe. Bei Monocotitis sind die Gefäßbündel zufällig im Bodengewebe verstreut (Abbildung 3).

Abbildung 3. In (a) Dikotstämmen sind Gefäßbündel um die Peripherie des Bodengewebes angeordnet. Das Xylemgewebe befindet sich in Richtung des inneren des Gefäßbündels und das Phloem befindet sich nach außen. Sklerenchymfasern verschließen die Gefäßbündel., In (b) Monocot-Stämmen sind vaskuläre Bündel, die aus Xylem-und Phloemgewebe bestehen, im gesamten Bodengewebe verstreut.

Xylemgewebe hat drei Arten von Zellen: Xylemparenchym, Tracheiden und Gefäßelemente. Die beiden letztgenannten Arten leiten Wasser und sind bei der Reife tot. Tracheiden sind Xylemzellen mit dicken sekundären Zellwänden, die verholzt sind. Wasser bewegt sich von einer Tracheide zur anderen durch Bereiche an den Seitenwänden, die als Gruben bezeichnet werden und in denen Sekundärwände fehlen. Gefäßelemente sind Xylemzellen mit dünneren Wänden; Sie sind kürzer als Tracheiden., Jedes Gefäßelement ist mit dem nächsten mittels einer Perforationsplatte an den Endwänden des Elements verbunden. Wasser bewegt sich durch die Perforationsplatten, um die Pflanze hochzufahren.

Phloemgewebe besteht aus Siebrohrzellen, Begleitzellen, Phloemparenchym und Phloemfasern. Eine Reihe von Siebrohrzellen (auch Siebrohrelemente genannt) sind Ende zu Ende angeordnet, um ein langes Siebrohr zu bilden, das organische Substanzen wie Zucker und Aminosäuren transportiert., Die Zucker fließen von einer Siebrohrzelle zur nächsten durch perforierte Siebplatten, die sich an den Endübergängen zwischen zwei Zellen befinden. Obwohl der Kern und andere Zellbestandteile der Siebröhrenzellen noch in der Reife am Leben sind, haben sie sich aufgelöst. Begleitzellen befinden sich neben den Siebrohrzellen und bieten ihnen Stoffwechselunterstützung. Die Begleitzellen enthalten mehr Ribosomen und Mitochondrien als die Siebröhrenzellen, denen einige Zellorganellen fehlen.,

Bodengewebe

Bodengewebe besteht hauptsächlich aus Parenchymzellen, kann aber auch Parenchym-und Sklerenchymzellen enthalten, die den Stamm unterstützen. Das Bodengewebe in Richtung des inneren des Gefäßgewebes in einem Stamm oder einer Wurzel wird als Pith bezeichnet, während die Gewebeschicht zwischen dem Gefäßgewebe und der Epidermis als Kortex bezeichnet wird.

Pflanzenorgane

Pflanzen enthalten wie Tiere Zellen mit Organellen, in denen spezifische Stoffwechselaktivitäten stattfinden. Im Gegensatz zu Tieren verwenden Pflanzen jedoch Energie aus Sonnenlicht, um während der Photosynthese Zucker zu bilden., Darüber hinaus haben Pflanzenzellen Zellwände, Plastiden und eine große zentrale Vakuole: Strukturen, die in tierischen Zellen nicht vorkommen. Jede dieser zellulären Strukturen spielt eine spezifische Rolle in der Pflanzenstruktur und-funktion.

In Pflanzen, genau wie bei Tieren, bilden ähnliche Zellen, die zusammen ein Gewebe bilden. Wenn verschiedene Arten von Geweben zusammenarbeiten, um eine einzigartige Funktion zu erfüllen, bilden sie ein Organ; Organe, die zusammenarbeiten, bilden Organsysteme., Gefäßpflanzen haben zwei verschiedene Organsysteme: ein Triebsystem und ein Wurzelsystem. Das Triebsystem besteht aus zwei Teilen: den vegetativen (nicht reproduktiven) Teilen der Pflanze, wie den Blättern und den Stängeln, und den reproduktiven Teilen der Pflanze, zu denen Blumen und Früchte gehören. Das Triebsystem wächst im Allgemeinen über dem Boden, wo es das für die Photosynthese benötigte Licht absorbiert. Das Wurzelsystem, das die Pflanzen unterstützt und Wasser und Mineralien aufnimmt, ist normalerweise unterirdisch. Abbildung 4 zeigt die Organsysteme einer typischen Pflanze.,

Abbildung 4. Das Triebsystem einer Pflanze besteht aus Blättern, Stängeln, Blüten und Früchten. Das Wurzelsystem verankert die Pflanze und absorbiert gleichzeitig Wasser und Mineralien aus dem Boden.

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