Pflanzenanatomischer Grundkurs

Pflanzenanatomischer Grundkurs

Pflanzenanatomischer Grundkurs - Module für die differenzierte Gestaltung

ISBN: 
978-3-662-47345-0

In diesem Lehrbuch werden die Inhalte des pflanzenanatomischen Grundkurses in einzelnen Modulen dargestellt. Dadurch bietet es eine optimale Abdeckung der Themen von Kursen sowohl im Haupt- als auch im Nebenfachstudium. Die Autoren liefern somit ein Werk, das für die Planung und als Begleitlektüre für Praktika und Kurse unterschiedlichster Länge und Ausstattung ideal geeignet ist.

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Durch umfangreiche Lehr- und Lernmaterialien werden Studierende bei der Vor- und Nachbereitung von Kurstagen unterstützt. Inhaltliche Erläuterungen dienen zum Verständnis des theoretischen Hintergrunds und praktische Anleitungen helfen konkret bei der Anwendung der Techniken. Besonders verständlich sind diese durch zahlreiche Fotos und Schemazeichnungen. Für das weitere Vertiefen des Stoffs dienen Fragenkataloge, anhand derer die Studierenden ihr Wissen überprüfen können. Dozierende haben darüber hinaus Zugriff zu umfangreichem Vorlesungsmaterial und Hintergrundinformationen.
Von den insgesamt 12 Modulen befassen sich vier mit den Grundorganen der Landpflanzen Wurzel, Spross und Blatt sowie drei mit dem Aufbau pflanzlicher Gewebe. Je ein Modul behandelt die Struktur und Funktion der pflanzlichen Zelle, den Aufbau von Blüten und die unterschiedlichen Samen und Früchte. Ein weiteres Modul stellt exemplarisch verschiedene Vertreter der Grünalgen, Moose und Farne vor. Zudem wird die Präparation und Dokumentation pflanzlicher Objekte in einem gesonderten Modul behandelt.
Die Autoren haben selbst langjährige Erfahrung in der Gestaltung und Durchführung botanischer Praktika. Diese möchten sie nun mit diesem Buch klar strukturiert und anwendungsorientiert weitergeben. Zusätzlich werden weitere Module bereitgestellt, die dieses Buch für Spezialkurse, u.a. bei Praktika für Pharmaziestudierende und Veterinärmediziner, ergänzen können.

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BegriffErklärung
Achäne"Nussfucht, bei der Samenschale (Testa) und Fruchtwand (Perikarp) miteinander verwachsen sind; typische Fruchtform der Asteraceae (unterständiger Fruchtknoten). > Frucht, > Fruchttyp, > Karyopse"
Actinidia chinensis – KiwiActinidiaceae
Allium cepa – KüchenzwiebelAmaryllidaceae
AllorrhizieAusbildung einer (stark ausgebildeten) Hauptwurzel und (schwächer ausgebildeter) Nebenwurzeln. > Homorrhizie
Amyloplast"stärkespeichernder Leukoplast; auch Bezeichnung für Chloroplast, der die photosynthetisch gebildete Stärke akkumuliert. > Proplastid, > Chloroplast"
Weitere Begriffe
  • Kapitel 2: Organisationsformen von Pflanzen (11)
  • Kapitel 3: Aufbau und Funktion der pflanzlichen Zelle (11)
  • Kapitel 4: Pflanzliche Gewebe (13)
  • Kapitel 5: Sprossachse I (4)
  • Kapitel 6: Sprossachse II (7)
  • Kapitel 7: Wurzel (12)
  • Kapitel 8: Blatt (9)
  • Kapitel 9: Blüte (8)
  • Kapitel 10: Samen und Frucht (10)
  • Kapitel 11: Metamorphosen pflanzlicher Grundorgane (6)
  • Kapitel 12: Pilze und Flechten (10)
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Frage 1 von 101
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  • Nennen Sie Unterschiede der Organisation von Blau- und Grünalgen.

    Lösung

    Die Blaualgen (Cyanobakterien) sind Prokaryoten, die Grünalgen (Chlorophyta und Streptophyta) sind Eukaryoten mit allen daraus resultierenden Unterschieden.
  • Definieren Sie die Begriffe Proto-, Thallo- und Kormophyt.

    Lösung

    Protophyt: einzellige Pflanze
    Thallophyt: mehrzellige Pflanze, die einen Thallus besitzt, also einen Vegetationskörper, der nicht in Wurzel, Spross und Blatt gegliedert ist
    Kormophyt: mehrzellige Pflanze, die einen Kormus besitzt, also einen Vegetationskörper, der in Wurzel, Spross und Blatt gegliedert ist
  • Nennen Sie einige Voraussetzungen für eine erfolgreiche Besiedlung von Landbiotopen durch Pflanzen.

    Lösung

    Entwicklung von Stützelementen, Verdunstungsschutz durch eine Cuticula, Spaltöffnungen zur Regulation des Wasserhaushalts
  • Diskutieren Sie die Bedeutung der Cyanobakterien für die Evolution des Lebens allgemein (a) und speziell der Pflanzen (b).

    Lösung

    a) Die Cyanobakterien haben die oxygene Photosynthese „erfunden“ und damit die anaerobe Uratmosphäre in eine sauerstoffhaltige Atmosphäre umgewandelt. Damit konnten die weniger effiziente Energiegewinnung durch Gärung durch die effizientere Energiegewinnung durch Sauerstoffatmung ersetzt und auch die Evolution vielzelliger Organismen erleichtert werden. Zudem bildet sich in den oberen Atmosphärenschichten aus Sauerstoff Ozon, das als Schutz gegen UV-Strahlung dient und damit den Landgang der Organismen erleichterte.
    b) Einzellige Cyanobakterien sind wahrscheinlich eine Endosymbiose mit eukaryotischen Einzellern eingegangen und haben sich im Laufe der Zeit in diesen zu den heutigen Chloroplasten entwickelt.
  • Welche Rolle spielen Moose in Waldökosystemen?

    Lösung

    Moose sind Wasserspeicher, die auch ausgleichend auf das lokale Klima wirken.
  • Vergleichen Sie wichtige Konstruktionsprinzipien bei der Evolution der Chlorobionta und der Metazoa.

    Lösung

    Die Chlorobionta und vor allem die Landpflanzen haben eine Evolution in Richtung der Herausbildung einer großen äußeren Oberfläche (Prinzip Blatt und Erschließung des Luftraums zur Entfaltung von Blattfläche) durchlaufen, wohingegen die Metazoa eine vergrößerte innere Oberfläche (z. B. Verdauungssystem, Blutkreislauf ) entwickelten. Wesentlicher Auslöser dürfte gewesen sein, dass Pflanzen durch die Fähigkeit zu Photosynthese sessil erfolgreich sein können, wohingegen Tiere als heterotrophe Organismen ortsbeweglich sein sollten.
  • Vergleichen Sie die Zellverbände von Pediastrum und Volvox unter den Aspekten der Bildungsmechanismen und der Arbeitsteilung.

    Lösung

    Pediastrum: Aggregationsverband, das heißt eine postgenitale Verwachsung selbständiger Zellen, die auch im Verband totipotent bleiben; nur die außen liegenden Zellen differieren etwas, da sie Schwebefortsätze ausbilden
    Volvox: Kolonie, das heißt eine congenitale Verwachsung und daher Plasmodesmen (Informationsaustausch!) zwischen den Zellen; koordiniertes Verhalten (z. B. Schwimmrichtung); Arbeitsteilung; nur wenige Zellen nehmen an der Fortpflanzung teil (Keimbahn); Bildung einer „Leiche“
  • Diskutieren Sie, warum bei der Evolution der Pflanzen der Weg vom Einzeller zum arbeitsteiligen Vielzeller über den fädigverzweigten Organismus (z. B. Cladophora) erfolgreicher war als der über den kugelförmigen (z. B. Volvox).

    Lösung

    Pflanzen sind auf die Ausbildung einer möglichst großen äußeren Oberfläche angewiesen, um am Standort das zur Verfügung stehende Licht optimal nutzen zu können. Diese Oberfläche wird am besten über den zunehmend flächig werdenden Phänotypen verzweigter Baupläne erreicht und nicht über die Ausbildung einer Kugelform, deren Stabilität zudem außerhalb des Wassers sehr zweifelhaft wäre.
  • Worin könnte der evolutionäre Vorteil der Farne gegenüber den Moosen bei der Anpassung an das Landleben liegen?

    Lösung

    Die Farne haben in ihrem oberirdisch dominierenden Vegetationskörper einen besseren Verdunstungsschutz (Cuticula, Spaltöffnungen) und effektivere Stütz- und Transportelemente entwickelt als die Moose. Möglicherweise sind die Farnpflanzen auch stabiler gegen mutagen wirkende Umweltfaktoren wie UV-Strahlung, da sie ein diploides Genom besitzen, die Moospflanze jedoch ein haploides.
  • Definieren Sie den Begriff Pflanze.

    Lösung

    Pflanzen sind Eukaryoten, die mithilfe von Plastiden eine oxygene Photosynthese betreiben.
  • Schildern Sie die lichtmikroskopisch beobachtbaren Merkmale einer ausdifferenzierten lebenden Pflanzenzelle.

    Lösung

    Besitz einer Zellwand und einer Vakuole; das Cytoplasma enthält Plastiden und einen Zellkern; Auftreten einer Plasmaströmung; Plasmolysierbarkeit der Zelle
  • Welche Rolle spielt die Vakuole in einer ausdifferenzierten Pflanzenzelle?

    Lösung

    Die Vakuole trägt durch Aufbau eines Zellinnendrucks (Turgor) zur Stabilität der Zelle bei, ermöglicht die Aufnahme von Wasser in die Pflanze und ist Speicherort für lösliche (meist Stoffwechselzwischenprodukte) und unlösliche (meist zur Speicherung oder Entgiftung) Substanzen.
  • Welche Funktion hat die Plasmaströmung?

    Lösung

    Die Plasmaströmung ermöglicht den Transport von Plastiden, Botenstoffen und Vesikeln mit Materialien, zum Beispiel für Reparaturmechanismen.
  • Welche Plastidentypen kennen Sie und welche Funktionen haben diese?

    Lösung

    gefärbte Plastiden: Chloroplasten (Photosynthese), Chromoplasten (Färbung von Pflanzenteilen, z. B. Blüten, reife Früchte usw.)
    ungefärbte Plastiden (Leukoplasten): Stoffspeicherung: Amyloplasten, Elaioplasten, Proteinoplasten
    Vorstufen: Proplastiden
    Altersformen: Gerontoplasten
  • Welche Stoffe können in der Vakuolenflüssigkeit gelöst sein?

    Lösung

    Salze, organische Säuren (z. B. Aminosäuren), einfache Zucker und kleine Peptide
  • Mithilfe welcher Mechanismen nimmt ein pflanzliches Gewebe Wasser auf?

    Lösung

    Kapillarmechanismus beim Diffundieren des Wassers in die Zellwände; osmotischer Mechanismus beim Eintritt in die Zellen aufgrund der Potenzialdifferenz zwischen Vakuolenflüssigkeit und Umgebungswasser
  • Worin liegt die konservierende Wirkung von Salzlauge?

    Lösung

    Die meisten Bakterien und Pilze sind nicht in der Lage, in ihren Zellen ein stärker negatives osmotisches Potenzial aufzubauen als es in der Salzlösung gegeben ist. Sie befinden sich damit physiologisch gesehen an einem trockenen Standort, an dem kein Wachstum möglich ist.
  • Welche Gefahr besteht beim Salzen der Straßen im Winter?

    Lösung

    Bei Tauwetter wird das Salz gelöst und in den Boden geschwemmt, wodurch das osmotische Potenzial des Bodenwassers so stark negativ wird, dass die Straßenbäume in den Vakuolen ihrer Wurzelzellen kein genügend stärker negatives osmotisches Potenzial aufbauen können, um das Bodenwasser aufzunehmen. Sie vertrocknen.
  • Was versteht man unter Grenzplasmolyse?

    Lösung

    Grenzplasmolyse ist gegeben, wenn die Hälfte der beobachteten Zellen eines Gewebes erste Plasmolyseerscheinungen zeigt.
  • Wie werden zwei Medien mit identischem osmotischem Potenzial bezeichnet?

    Lösung

    isotonisch
  • Begründen Sie, warum es unwahrscheinlich ist, dass sich alle Zellen eines teilungsaktiven Gewebes in derselben Mitosephase befinden.

    Lösung

    Es wäre kein kontinuierliches Wachstum des Gewebes möglich.
  • Wie unterscheiden sich Meristeme von Dauergeweben?

    Lösung

    Die Zellen der Meristeme verbleiben im Zellzyklus und behalten daher ihre Teilungsaktivität. Die Zellen von Dauergeweben verlassen den Zellzyklus und spezialisieren sich unter Aufgabe ihrer Teilungsfähigkeit.
  • Vergleichen Sie die Apikalmeristeme von Wurzel und Spross.

    Lösung

    Beide bestehen aus dicht gepackten, dünnwandigen Zellen mit hoher Stoffwechselaktivität, die große Zellkerne, keine Vakuolen und keine Chloroplasten besitzen. In den Geweben befinden sich keine Interzellularen.
    Spross: deutliche Gliederung in Tunica und Corpus
    Wurzel: Ausbildung einer Kalyptra
  • Definieren Sie primäre und sekundäre Meristeme.

    Lösung

    Primäre Meristeme sind schon im Embryo aktiv, sekundäre Meristeme entstehen im Laufe der Entwicklung einer Pflanze durch Remeristematisierung ausdifferenzierter Zellen.
  • Was versteht man unter einem Meristemoid?

    Lösung

    Eine einzelne ausdifferenzierte Zelle wird wieder teilungsaktiv (remeristematisiert) und bildet weitere teilungsaktive Zellen, das Meristemoid.
  • Welche Leitbündeltypen treten bei Gymnospermen, Monokotyledonen und Dikotyledonen auf?

    Lösung

    Gymnospermen: offen-kollateral und radiär
    Monokotyledonen: geschlossen-kollateral, konzentrisch mit Außenxylem; radiär
    Dikotyledonen: offen-kollateral, bikollateral, radiär
  • Wodurch unterscheiden sich Kollenchyme von Sklerenchymen?

    Lösung

    Kollenchyme bestehen aus lebenden Zellen, deren Primärwand verdickt ist. Sklerenchyme bestehen aus abgestorbenen Zellen, die eine verdickte Sekundärwand besitzen, welche zusätzlich lignifiziert sein kann.
  • Welche Gewebe der Landpflanzen können Festigungsfunktionen übernehmen?

    Lösung

    Kollenchyme, Sklerenchyme, Parenchyme, Xylemelemente
  • Begründen Sie die höhere Wassertransportkapazität von Tracheen gegenüber Tracheiden.

    Lösung

    Tracheen haben ein größeres Lumen als Tracheiden. Ihre Querwände sind aufgelöst.
  • Definieren Sie die Begriffe Epi-, Exo- und Endodermis.

    Lösung

    Epidermis: einlagiges Abschlussgewebe, das den pflanzlichen Vegetationskörper nach außen hin abgrenzt
    Exodermis: mehrlagiges Abschlussgewebe der primären Wurzel oberhalb der Rhizodermis
    Endodermis: inneres einlagiges kompartimentierendes Gewebe
  • Was ist der Unterschied zwischen Trichom und Emergenz?

    Lösung

    Trichom: durch eine Epidermiszelle gebildet, ein- und mehrzellig
    Emergenz: Trichom mit zusätzlichen subepidermalen Gewebeanteilen
  • Nennen Sie Beispiele und Funktionen von Trichomen und Emergenzen.

    Lösung

    Trichom: Wurzelhaar, Klimmhaar, Etagenhaar, Fanghaar, Haare auf Blattoberflächen
    Emergenz: Brennhaar, Stachel zum Beispiel der Rose
  • Nennen Sie das Abschlussgewebe eines einjährigen und das eines mehrjährigen Sprosses.

    Lösung

    einjährig: Epidermis
    mehrjährig: Borke
  • Wenn Sie ein Herz in den Stamm einer Linde schnitzen, haben Sie dann die Rinde oder die Borke vor sich?

    Lösung

    Borke
  • Vergleichen Sie die charakteristischen anatomischen Merkmale primärer Sprossachsen von monokotylen mit dikotylen Angiospermen.

    Lösung

    Die monokotylen Angiospermen zeichnen sich durch eine zerstreute Anordnung geschlossenkollateraler Leitbündel aus, die dikotylen durch eine ringförmige Anordnung offen-kollateraler Leitbündel.
  • Diskutieren Sie die konstruktiven Merkmale monokotyler Sprossachsen am Beispiel von Zea mays und Saccharum officinarum im Hinblick auf Konstruktionsprinzipien von Masten und Türmen.

    Lösung

    Erzeugung einer hohen Zug- und Biegefestigkeit durch Konzentration der Leitbündel in der Peripherie des Sprossquerschnitts (z. B. bei Zea mays); zusätzliche Stabilisierung durch internen Hohlraum (Halm: Saccharum officinarum)
  • Diskutieren Sie die Funktion der Sprossachse bei krautigen Pflanzen.

    Lösung

    Erhebung der Blätter über das Substrat; Photosynthese (Chloroplasten in den Zellen subepidermaler Schichten); Speicherung
  • Nennen Sie anatomische Unterschiede zwischen Rhizomen und Wurzeln.

    Lösung

    Rhizome sind unterirdisch (meist parallel zur Substratoberfläche) verlaufende Sprosse mit Sprossmerkmalen, deren Leitbündel nie radiär organisiert sind, wie es in der Wurzel der Fall ist.
  • Welche Aufgaben haben Rhizome?

    Lösung

    Ausbreitung, Überdauerung
  • Welchen Arten von Bildungsgeweben (Meristemen) lassen sich faszikuläres und interfaszikuläres Cambium einer Sprossachse zuordnen?

    Lösung

    Das faszikuläres Cambium ist ein primäres, das interfaszikuläre Cambium ein sekundäres Meristem.
  • Was versteht man unter der bipolaren Tätigkeit des Cambiumrings?

    Lösung

    Das Cambium selbst ist nur eine Zelllage dick, das heißt, eine cambiale Zelle im Spross gliedert sowohl nach außen als auch nach innen Zellmaterial ab. Das nach innen abgegliederte Zellmaterial differenziert sich zum sekundären Xylem (Holz), das nach außen abgegliederte Material zum sekundären Phloem (Bast).
  • Was versteht man aus botanisch-anatomischer Sicht unter Holz, Bast, Borke und Rinde?

    Lösung

    Holz: sekundäres Xylem
    Bast: sekundäres Phloem
    Borke: besteht aus mehreren Peridermen
    Rinde: Bereich zwischen den äußersten Leitbündeln und der Epidermis bzw. dem Periderm
  • Wie entstehen die Jahresringe im Nadel- bzw. Laubholz?

    Lösung

    Bedingt durch die unterschiedlichen jahreszeitlichen Wachstumsbedingungen werden im Frühjahr weitlumiges, wasserleitendes Holz, in der späteren Vegetationsperiode englumiges stabilisierendes Holz gebildet. Beide zusammen bilden einen Jahresring.
  • Durch welche spezifischen Zelltypen sind Nadelholz und Laubholz jeweils charakterisiert?

    Lösung

    Nadelholz: Tracheiden
    Laubholz: Tracheiden, Tracheen, Holzparenchymzellen, Holzfasern
  • Was versteht man unter Splint- und Kernholz sowie unter zerstreut- oder ringporigem Holz?

    Lösung

    Splintholz: äußerer Bereich des Holzes, aktiv leitend
    Kernholz: innerer Bereich des Holzes, verkernt: Die Einlagerung terpenartiger Substanzen stabilisiert das Holz und macht es resistent gegen den Befall durch Schadorganismen
    zerstreutporiges Holz: Tracheen (Poren) werden sowohl im Früh- als auch im Spätholz gebildet
    ringporiges Holz: Tracheen werden in der Regel nur im Frühholz gebildet.
  • Nennen Sie die wichtigsten Gewebeteile des Bastes der Angiospermen und ordnen Sie diesen die entsprechenden Funktionen zu.

    Lösung

    Siebröhren und Geleitzellen: Assimilattransport
    Bastparenchym: Speicherung
    Hartbast: Bastfasern: Festigung
  • Schildern Sie die morphologische Differenzierung einer Keimwurzel.

    Lösung

    Kalyptra – Spitzenmeristem - Streckungszone – Wurzelhaarzone – Differenzierungszone – Ersatz der Rhizodermis durch eine Exodermis
  • Vergleichen Sie die charakteristischen Merkmale primärer Wurzeln monokotyler und dikotyler Angiospermen.

    Lösung

    Monokotyle: polyarches Leitbündel, sekundäre Homorrhizie
    Dikotyle: oligoarches Leitbündel, Allorrhizie
  • Schildern Sie die Vorgänge, die ein sekundäres Dickenwachstum der Wurzel ermöglichen.

    Lösung

    Voraussetzung für das Einsetzen des sekundären Dickenwachstums ist die Bildung eines geschlossenen, Cambiumringes bestehend aus Perizykelmaterial (primäres Meristem) und sekundärem Meristem (Remeristematisierung parenchymatischer Zellen zwischen Xylem und Phloem).
  • Vergleichen Sie die Mechanismen, die zur Verzweigung von Wurzel und Sprossachse führen.

    Lösung

    Wurzel: endogene Verzweigung, verursacht durch vermehrtes Wachstum des Perizykelmaterials
    Sprossachse: exogene Verzweigung durch vermehrtes Wachstum des urprünglichen Tunikamaterials
  • Wie unterscheidet sich im Querschnitt der Aufbau einer mehrjährigen Wurzel von dem der dazugehörigen Sprossachse?

    Lösung

    mikroskopisch-anatomisch kein Unterschied: Borke – Bast – Holz
  • Nennen Sie anatomische Unterscheidungsmerkmale von Wurzel und Sprossachse.

    Lösung

    Wurzel: Kalyptra, Apikalmeristem ohne deutliche Trennung in Tunica und Corpus, Rhizodermis ohne Cuticula, radiäres Leitbündel, endogene Verzweigung
    Sprossachse: keine Kalyptra, Apikalmeristem gegliedert in Tunica und Corpus, Epidermis mit Cuticula, kollaterales Leitbündel, exogene Anlage von Blattprimordien und Seitenverzweigungen
  • Beschreiben Sie wichtige Funktionen der Wurzel.

    Lösung

    Verankerung der Sprossachse im Substrat, Aufnahme von Wasser und gelösten Nährstoffen, Speicherung von Reservestoffen, Überdauerung
  • Nennen Sie Metamorphosen der Wurzel.

    Lösung

    Rüben, Knollen, Ranken, Fallen, Stelzwurzeln, Haftwurzeln…
  • Welche Funktion hat die Endodermis der Wurzel?

    Lösung

    Kontrolle des Wasser- und Stofftransports in den Zentralzylinder, Vermeidung eines Rückschlags von Wasser aus dem Xylem in den Rindenbereich
  • Schildern Sie den Aufbau der verschiedenen Endodermistypen.

    Lösung

    primäre Endodermiszellen: Zellen besitzen in der Zellwand einen lokal begrenzten Bereich wasserundurchlässigen Materials (Caspary-Streifen)
    sekundäre Endodermis: gesamte Zellwand der Zellen ist wasserundurchlässig, daneben Auftreten von Durchlasszellen
    tertiäre Endodermis: zusätzliche Einlagerung von Cellulose und Lignin in die Zellwand des sekundären Typs (U-Zellen), Durchlasszellen
  • Nennen Sie Beispiele für Wurzelmetamorphosen im Dienste der Stoffspeicherung.

    Lösung

    Wurzelknollen, Wurzelrüben, Bastrübe, Holzrübe
  • Nennen Sie Beispiele für Pflanzen mit Velamen radicum und diskutieren Sie den Nutzen am natürlichen Standort.

    Lösung

    Clivia miniata; möglicherweise Schutz der Luftwurzel vor Sonneneinstrahlung (Reflektion) und Austrocknung
  • Schildern Sie den prinzipiellen anatomischen Bau eines Laubblatts und eines Nadelblatts und stellen Sie eine Verbindung zwischen Struktur und Funktion her.

    Lösung

    Laubblätter sind in der Regel flach organisiert, das heißt auf die Bildung einer maximalen Oberfläche bei verhältnismäßig geringer Dicke ausgerichtet. Nadelblätter dagegen minimieren ihre Oberfläche im Verhältnis zur Dicke.
  • Welche Rolle spielt die Cuticula für Struktur und Funktion eines Blattes?

    Lösung

    Die Cuticula dient als Verdunstungsschutz und ist Träger antibiotisch wirksamer Stoffe, welche das Auskeimen von Pilz- und Bakteriensporen verhindern.
  • Welche Rolle spielen die Spaltöffnungen?

    Lösung

    Die Spaltöffnungen ermöglichen eine Regulation des Gasaustausches zwischen Pflanze und Umgebung und den Aufbau eines Transpirationssogs.
  • Erläutern Sie, warum bei den meisten Blättern das Xylem in der Regel zur Blattoberseite zeigt.

    Lösung

    Das Xylem der Leitbündel im Spross zeigt nach innen. Wenn die Leitbündel zur Versorgung der Blätter aus der Senkrechten abzweigen, weist das Xylem nach oben.
  • Welche unterschiedlichen Blatttypen werden im Laufe des Lebens einer Landpflanze gebildet?

    Lösung

    Keimblatt – Primärblatt – Folgeblatt – Hochblatt – Kelchblatt – Kronblatt – Staubblatt – Fruchtblatt
  • Nennen Sie Strukturen des Nadelblatts, die im Sinne einer xeromorphen Anpassung gebildet werden.

    Lösung

    Das Nadelblatt besitzt eine stark ausgebildete Cuticula und tief eingesenkte Spaltöffnungen. Der stomatäre Vorhof ist mit Wachskügelchen gefüllt. Unter der Epidermis liegt zusätzlich eine Hypodermis.
  • Welche Funktion haben die bulliformen Zellen eines Grasblatts?

    Lösung

    Die bulliformen Zellen dienen wahrscheinlich der Stabilisierung der Blattspreite.
  • Was versteht man unter Costal- und Intercostalfeldern eines Grasblatts?

    Lösung

    Rippen- und Zwischenrippenbereiche
    Rippe: Bereich mit Leitbündel und sklerenchymatischer Scheide
    Zwischenrippenbereich: bulliforme Zellen (Blasenzellen)
  • Wie ist das Unterblatt eines Grasblatts gestaltet?

    Lösung

    Es umfasst in der Regel die Sprossachse.
  • Welche Rolle spielt die Blütenhülle für die Funktion der Blüte?

    Lösung

    Schutz der generativen Teile der Blüte; Anlockung und Auswahl von Bestäubern
  • Warum stellt man sich vor, dass die Blütenglieder durch Blattmetamorphosen entstanden sind?

    Lösung

    Die Blüte ist ein endständiger Sprossabschnitt mit verkürzten Internodien und wirteliger Blattstellung. Im Gewebe der Blütenblätter finden sich zum Beispiel noch Blattadern (Leitbündel).
  • Wie unterscheiden sich die Blüten von Monokotyledonen und Dikotyledonen?

    Lösung

    Monokotyledonen: Dreizahl der Blätter pro Wirtel, einheitliche Blütenhülle (Perigon)
    Dikotyledonen: vier oder fünf Blätter pro Wirtel, selten zwei; Blütenhülle gegliedert in Kelch (Calyx) und Krone (Corolla)
  • An welchen Merkmalen erkennt man windbestäubte Blüten?

    Lösung

    unscheinbare kleine Blütenhülle, hohe Zahl von Stamina
  • Vergleichen Sie den Aufbau einer angiospermen Zwitterblüte mit dem Aufbau eines weiblichen Zapfenblütenstands von Pinus sp.

    Lösung

    weiblicher Zapfenblütenstand von Pinus: Samenanlagen stehen offen auf der Fruchtblattspreite (Fruchtschuppe)
    angiosperme Zwitterblüte: Blüte beherbergt Staub- und Fruchtblätter, die Samenanlage ist im Fruchtblatt eingeschlossen
  • Warum sind weibliche Zapfenblüten oft windbestäubt?

    Lösung

    Die offene Position der Samenanlage erleichtert die Windbestäubung, in der Regel sind bei den weiblichen Zapfenblüten keine besonderen Anlockungsvorrichtungen für die Tierbestäubung vorhanden.
  • Warum kann man die weiblichen Zapfenblütenstände der Nadelbäume zur Wettervorhersage benutzen?

    Lösung

    Die verholzten Deckschuppen spreizen sich bei trockenem Wetter (geringe Luftfeuchtigkeit) von der Blütenachse ab (leichterer Zugang für den Wind).
  • Schildern Sie den Aufbau von Exine und Intine und erläutern Sie deren Funktion.

    Lösung

    Intine: dünn, reich an Pektinen, Ausbildung des Pollenschlauchs
    Exine: dick, Sporopollenin, Schutz- und Überdauerungsfunktion
  • Erläutern Sie, warum gymnosperme Pflanzen keine Früchte bilden.

    Lösung

    Früchte bilden sich in der Regel aus Fruchtknotenmaterial. Bei den Gymnospermen gibt es jedoch keinen Fruchtknoten. Die Samenanlagen liegen frei auf dem Fruchtblatt und reifen dort.
  • Erläutern Sie an Beispielen die Rolle der Frucht bei der Samenausbreitung.

    Lösung

    Streufrüchte: Öffnen der Fruchtwand bei der Samenreife
    Schließfrüchte: Fruchtwand bleibt bei der Samenreife geschlossen und kann zum Beispiel für Tiere wie Vögel attraktiv sein, die beim oder nach dem Fressen der Frucht (parenchymatische Fruchtwand) den Samen ausbreiten.
    Früchte können im Wasser treiben (z. B. Cocos), die Fruchtwand kann mit Widerhaken versehen sein (z. B. Kletten).
  • Erläutern Sie die Rolle des Samens als Überdauerungs- und Ausbreitungseinheit der Samenpflanzen.

    Lösung

    Der Samen beherbergt und ernährt den ruhenden Embryo, der einen stark reduzierten Stoffwechsel besitzt. Er ist widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse (z. B. gegen Austrocknung oder die Verdauungssäfte von Tieren).
  • Nennen Sie mögliche Speichergewebe in Samen.

    Lösung

    Endosperm, Perisperm, Speicherkotyledonen, Speicherhypokotyl
  • Welcher Teil der Frucht wird zur Bestimmung des Fruchttyps herangezogen?

    Lösung

    Perikarp
  • Nennen Sie Beispiele, bei denen die botanische Bezeichnung des Fruchttyps von der in der Alltagssprache üblichen Bezeichnung abweicht.

    Lösung

    Erdnuss: Hülse
    Erdbeere: Sammelnussfrucht
    Himbeere: Sammelsteinfrucht
    Paprikaschote: Paprikabeere
    Erbsenschote: Erbsenhülse
    Paranuss: Kapselfrucht
  • Nennen Sie für die menschliche Ernährung wichtige Gräser und beschreiben Sie deren Frucht.

    Lösung

    Hafer, Roggen, Weizen, Mais, Reis: Karyopse; die Karyopse ist eine Nussfrucht, bei der Samenschale (Testa) und Fruchtwand (Perikarp) miteinander verwachsen sind.
  • Erläutern Sie den umgangssprachlichen Begriff „Korn“ am Beispiel von Weizen und Himbeere.

    Lösung

    Korn beim Weizen: Frucht (Karyopse)
    Korn bei der Himbeere: Endokarp der Steinfrucht, das den Samen umschließt
  • Erläutern Sie den umgangssprachlichen Begriff „Kern“ am Beispiel von Kirsche und Apfel.

    Lösung

    Kern bei der Kirsche: verholztes Endokarp der Steinfrucht
    Kern des Apfels: Samen der Balgfrucht
  • Erläutern Sie den umgangssprachlichen Begriff „Nuss“ am Beispiel von Haselnuss, Walnuss und Paranuss.

    Lösung

    Haselnuss: Nussfrucht
    Walnuss: Steinfrucht
    Paranuss: Kapselfrucht
  • Nennen Sie Beispiele für Metamorphosen des Grundorgans Blatt.

    Lösung

    Blattdornen, Blattsukkulenz, Blattranken, Blattfallen
  • Anhand welcher Merkmale lassen sich Rhizome von Wurzeln und Kriechsprossen unterscheiden?

    Lösung

    Rhizome haben als Sprosse weder eine Kalyptra noch ein radiäres Leitbündel, sind also keine Wurzeln. Sie wachsen unterirdisch. Kriechsprosse sind oberirdische der Bodenoberfläche anliegende Sprosse, die meist an ihrem Ende eine neue Pflanze bilden.
  • Definieren und unterscheiden Sie die Begriffe Stachel und Dorn.

    Lösung

    Stacheln sind Emergenzen, d. h. Strukturen, die unter Beteiligung epidermalen und subepidermalen Materials gebildet werden. Stacheln sind durch Metamorphose von Blatt, Wurzel oder Spross entstanden.
  • Definieren und unterscheiden Sie die Begriffe Rübe und Knolle. Nennen Sie Beispiele.

    Lösung

    Rüben sind Speicherstrukturen von Hauptachsen (Wurzel und Spross), Knollen sind Speicherstrukturen von Nebenachsen.
    Sprossrübe: Kohlrabi
    Wurzelrübe: Möhre
    Sprossknolle: Kartoffel
    Wurzelknolle: Dahlie
  • Beschreiben Sie Standortbedingungen, die eine Selektion auf verdornte Strukturen begünstigen.

    Lösung

    Trockenheit und erhöhte Temperaturen, Fraßdruck
  • Welche evolutionären Entwicklungstendenzen zeigen sich bei Pflanzen, die an trockene Standorte angepasst sind?

    Lösung

    Reduktion der transpirierenden Oberfläche (z. B. Kugelkaktus), Verdornung, Sukkulenz
  • Nennen Sie die spezifischen charakterisierenden Merkmale, mit denen sich die Eumycota von den Plantae unterscheiden.

    Lösung

    Eumycota: C-heterotrophe resorbierende Organismen mit Ausbildung eines Myzels
    Plantae: C-autotrophe Organismen, die mit Hilfe von Plastiden Photoynthese betreiben.
  • Was versteht man unter Substrat- und unter Luftmyzel?

    Lösung

    Das Substratmyzel wächst im Substrat (z. B. Blätter, Früchte, Lebensmittel), das Luftmyzel erhebt sich darüber und ist meist der Ort der Sporenbildung.
  • Welche Phase im Entwicklungszyklus eines Pilzes wird mit den Begriffen Schimmel, Mehltau, Rost oder Schorf bezeichnet?

    Lösung

    Das Luftmyzel.
  • Nennen Sie Unterschiede zwischen Back- und Brauhefen. Zu welcher Pilzgruppe gehören die Hefen?

    Lösung

    Diese Hefen gehören zu den Ascomycota, bilden jedoch keine Fruchtkörper aus. Ihr natürlicher Standort sind zuckerreiche Pflanzensäfte. Die Backhefen produzieren beim Abbau der Zucker vermehrt CO2, die Brauhefen Alkohole, z. B. Ethanol.
  • Warum finden sich bestimmte (Speise-)Pilze bevorzugt in der Nähe bestimmter Bäume?

    Lösung

    Sie bilden eine spezifische Lebensgemeinschaft (Mycorrhiza) mit den Baumwurzeln.
  • Warum lassen sich bis heute nur wenige Speisepilze unter kontrollierten Bedingungen kultivieren?

    Lösung

    Die meisten Speisepilze benötigen für den kompletten Ablauf ihres Entwicklungsganges spezielle, von Pflanzenwurzeln ausgeschiedene Substanzen.
  • Welche Rolle spielen die Pilze in der Evolution der Landpflanzen?

    Lösung

    Die Pilze ermöglichten den Landgang der Pflanzen wahrscheinlich durch eine Assoziation mit deren Wurzeln. Dadurch werden die resorbierende Wurzeloberfläche und damit die Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden erleichtert.
  • Erläutern Sie die ökologische Bedeutung der Pilze.

    Lösung

    Die Pilze leben als heterotrophe Resorbierer und nehmen die Rolle der Konsumenten und Destruenten ein.
  • Schildern Sie den Aufbau eines Flechtenthallus.

    Lösung

    Homöomerer und heteromerer Typus mit unterschiedlicher Verteilung von Mycobionten und Photobionten.
  • Warum werden einige Flechten auch zu den Pionierorganismen gezählt?

    Lösung

    Durch Aufnahme der vom Algenpartner abgegebenen Zucker bzw. Zuckeralkohole wird dem Pilz mittelbar eine C-autotrophe Lebensweise ermöglicht. Handelt es sich beim Algenpartner zusätzlich um eine N2-fixierenden Organismus, wird die symbiontische Gemeinschaft auch N-autotroph. Die Flechte kann sich dann mit Kohlenstoff und Stickstoff aus der Luft versorgen, aus der sie auch Feuchtigkeit und Mineralien (Stäube) beziehen kann und so weitgehend unabhängig vom Substrat ist.
  • Fertig!

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