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Kleine Referat über das Thema Wurzel...

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VORPHYSIKUM BOTANIK REFERAT: WURZEL -Die Wurzel ist eine der drei Grundorgane der Kormophyten. -Kormophyten sind Pflanzen, die einem Kormus haben. Dieser Kormus ist in Sprossachse, Blatt und Wurzel gegliedert. Für den Kormus ist es charakteristisch, dass die Blätter immer an Sprossachsen entstehen und nie an die Wurzeln. -Zu den Kormophyten gehören die Bärlapppflanzen, Farne und Samenpflanzen. •

Bärlapppflanzen:

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Farne:

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Samenpflanzen:

-Die Aufgaben der Wurzel sind die Verankerung der Pflanze im Boden sowie die Aufnahme, Weiterleitung ins Innere und Speicherung von Wasser und Mineralsalzionen aus dem Boden. AUFBAU: -Äußere Gliederung der Wurzel: •

Kalyptra (Wurzelhaube): − Umhüllt das untere Ende der Wurzelspitze. − Schutzen die meristematische Zellen: Verschleimen, um das durch-denBoden-schieben zu erleichten. − Hat Amyloplast, diese sind Zellen mit Statolithen, die für die Schwerkraftempfindung (Graviperzeption) wichtig sind. − Konstante Erneuergung durch die unterste Initialzelschicht.

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Apikalmeristem − Meristematische Zone in der Wurzelspitze: Mit Initialzellen (Teilungsfähig, für primäres Wachstum) Streckungszone − Zellen sind nicht Teilungsfähig. − Zellen strecken sich in longitudinale Richtung. Differenzierungszone − Wurzelhaarzone. − Wurzelhaare entstehen durch unipolares Spitzenwachstum der Rhizodermis. Zone der Seitenwurzeln − Hier findet der Wurzelverzweigungen.

- Innerer Bau der Wurzel: •

Schichten: 1. Rhizodermis (1) (Wurzelepidermis): − Äußere Schicht − Hier entstehen die Wurzelhaare (bis zu 10 mm lang) − Ohne Cuticula − Stirbt nach kurzen Zeite ab 2. Wurzelrinde (2): − Unter der Rhizodermis − Speichergewebe − Farblos (chlorophyllfrei), mehrschichtig, parenchymatisch − Nach Verlust der Rhizodermis: äußere Schicht der Rinde verkorkt und bildet die wasserundurlässige Exodermis − Innere Schicht der Rinde ist die Endodermis(3): besteht aus verkorkten wasser undurchlässigen Zellen (mit casparysche Streifen) und unverkorkt wasserdurchlässigen Zellen (kein Rückfluss aus Zentralzylinder) − Casparysche Streifen: Verhinderung einer Apoplastischer Wasserdurchtritt. 3. Zentralzylinder(5): − Perizykel(4) (=Perikambium): äußere Schicht der Zentralzylinder, teilungsfähig. − Xylem und Phloem radial angeordnet. − Xylem: Wassertransport von Wurzel bis zu Blätter. (von unten nach oben) − Phloem: Transport von Assimilaten (Kohlenhydrate, Eiweiß…) in die Organen. (von oben nach unten) − Zwischen Xylem und Phloem: Parenchym (Mark) − Zwischen Xylem: Sklerenchym (Festigungsgewebe)

- Sekundäres Wachstum: Dickenwachstum des primär gebildeten Wurzelkörper durch lateral sekundäre Meristeme (=Kambium) •

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Kambiumbildung: Kambium entsteht in den Parenchym (Zwischen Xylem und Phloem), indem die Parenchym (Dauerzellen) sich zurückdifferenziert und wieder Teilungsfähig wird. Kambium erzeugt Holz (sekundäres Xylem) nach Innen und Blast (sekundäres Phloem) nach außen. Das sekundäre Phloem verschiebt nach außen das primäre Phloem. So entstehen breiter Phloemstreifen mit zwischen liegende Phloemstrahlen. Perikambium wird zu Phellogen (sekundäres / laterales Meristem)

WURZELVERZWEIGUNGEN: • • •

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Primär Hauptwurzel kann sich verzweigen → Seitenwurzel (1. Ordnung) Weitere Verzweigungen →Wurzelsystem zur Verankerung im Boden Entstehung der Seitenwurzel ist endogen. o Bei den Samenpflanzen aus dem Perikambium o Bei den Peridophyten (Farne) aus der Endoderm Unterscheidung in: o Allorhize Bewurzelung: Radicula wächst zur Hauptwurzel aus, die sich stärker entwickelt, als die Seitenwurzel. o Homorhize Bewurzelung: Wurzelsystem besteht aus morphologisch gleichwertigen Wurzeln. − Primäre Homorhizie: Alle Wurzel sind gleich, ohne Hauptwurzel (Bei Farne) − Sekundäre Homorhizie: Hauptwurzel stirbt ab, und wird von Seitenwurzel ersetzt (Samenpflazen) o Heterorhizie, d.h. es werden neben den Nährwurzeln gesonderte und morphologisch unterscheidbare Zugwurzeln (kontrakltile Wurzeln) ausgebildet. Dienen zur: − Sämlingpositionierung (Keimung) im Boden − Positionierung der unterirdischen Organe. Optimale Überdauerung (Erneuerungskonspen, Rüben, Rhizome, Zwiebeln, Knollen)

METAMORPHOSEN DER WURZEL: ** Adventivwurzel: Wurzeln, die aus Sprossachse oder Blätter (infolge von Verltezung oder Wuchsstoffbehandlung) gebildet werden. (z.B: Stecklinge oder Ausläufer) −

Wurzelknolle: zur Speicherung von Nährungsstoffen oder Wasser (Organe)

z.B: Süßkartoffel, Yam, Rüben (Karroten)

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Luftwurzel: zur Wasser und Nährstoffaufnahme aus der Luft

z.B: Orcheiden, Sumpfpflanzen

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Grünne Assimilationswurzel

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Haustorien: ein Saugorgan zur Nährstoffaufnahme, mit dem eine Pflanze oder ein Pilz Stoffe wie Wasser oder Nährstoffe von einem anderen Teil des eigenen Individuums oder von einem fremden Organismus aufnimmt.

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Haftwurzel: Wurzel, die mit ihren Wurzelhaaren eine feste Verbindung mit der Unterlage aufnehmen.

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Pilzwurzel: Simbiose mit Pilzen → Veränderung der Wurzel (Mykorrhizapilze → Pflanze: Nährsalze und Wasser und Pflanze → Mykorrhizapilze: einen Teil der durch die Photosynthese der (grünen) Pflanzen erzeugten Assimilate)

z.B. Mykorrhiza

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Wurzeldornen und Wurzelranken

FUNKTIONEN: −

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Kalyptra: o Schutz der embryonalen Initialzellen o Erleichterung des Eindringes der Wurzelspitze in die Erde o Ermöglichen der Orientierung der Wurzel zur Richtung der Schwerkraft Wurzelhaare: o Aufnahme des Wassers und der Nährsalze o Oberflächenvergrößerung zur Maximierung der Wasseraufnahme o *Je mehr Wasser zur Verfügung desto weniger Wurzelhaare, manchmal gar keine Wurzel.*

AUFNAHME UND TRANSPORT VON WASSER: − −

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Neben der Wasseraufnahme ist auch die Aufnahme von Ionen eine zentrale Funktion. Wasseraufnahme möglich, wenn das Wasserpotential Ψ der Wurzel geringer (d. h. stärker negativ) ist als das des Bodens, da sich Wasser von Orten mit hohem Wasserpotential zu Orten mit niedrigem Wasserpotential bewegt. Wasser bewegt sich von der Wurzelrinde in den Zenrtralzylinder, das der ZZ stärker negatives Wasserpotential besitzt als die Rinde.

Wasserpotential −

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Das Wasserpotential der Wurzel kann durch osmotisch aktive Substanzen und je nach Art stark schwanken. So können sich Pflanzen an ihre Umgebung anpassen, um weiterhin Wasser aufnehmen. Wasser kann auf drei Wegen in die Wurzel eindringen: über den Apoplasten, über den Symplasten und transzellulär (also sowohl über den Apoplasten, wie auch über den Symplasten)

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Casparysche Streifen verhindern, Wasserfluss durch Apoplasten. Damit das Wasser in ZZ, muss durch Symplasten.

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Aquaporine**...