Angewandte Biologie Modulverzeichnis Modul Ang-01C Nutzpflanzen

Materialien

Folien Vorlesung "Vegetativer Bau: Wurzel, Spross, Blatt"

Hintergrund:

Anatomie der Wurzel - pdf

Anatomie des Sprosses - pdf

Inulin - pdf

Anatomie des Blatts - pdf

Spaltöffnungen - pdf

Spaltöffnung, Funktion - Animation

Wurzelspitze. Die Kalyptra (Wurzel-haube) liegt an der Spitze, gefolgt von Meristem und Streckungszone.

Wurzelquerschnitt, primärer Aufbau, Übersicht. Rhizodermis schon teilweise durch Exodermis ersetzt. Endodermis schliesst zentrales Leitbündel ab. Darunter liegt das in diesem Stadium noch ruhende Perikambium (synonym für Pericycel). Das lockerzellige Rindenparenchym macht den Hauptteil aus. Das Xylem ist stern-förmig organisiert.

Schematischer Aufbau eines Rhizoms (Beispiel: Salomonssiegel). Jedes Jahr wächst das Rhizom ein Stück in die Länge und bildet einen neuen Seitenspross und sprossbürtige Wurzeln. Die siegelartigen Spuren der Seitensprosse vom Vorjahr sind der Grund für den Namen Salomonssiegel (Polygonatum odoratum). Viele Monokotylen, aber auch Farne haben oft sehr langlebige Rhizome.

Schichtung von oben nach unten: obere Epidermis mit Cuticula, Palisaden-parenchym, Schwammparenchym, untere Epidermis mit Spaltöffnungen.

Angewandte Biologie Praktikum Nutzpflanzen

Kurs 9: Wurzel, Spross, Blatt

Kursprogramm

1. Aufbau einer Keimwurzel

2. Querschnitt durch eine Wurzel

3. Sprossmetamorphosen (Demonstration)

4. Bifaziales Laubblatt

5. Blattmetamorphosen (Demonstration)

1. Aufbau einer Keimwurzel

Totalpräparat einer Kressewurzel (Lepidium sativum – Brassicaceae). Übersichtszeichnung eines Wasserpräparats.

Durchführung: Kressesamen werden für einige Tage auf feuchtem Filterpapier vorgekeimt und als Ganzes betrachtet.

Was ist zu sehen? Die Wurzelspitze läuft kegelförmig zu und ist von einer schleimigen Wurzelkappe (Calyptra) bedeckt. Das eigentliche Meristem liegt unter der Wurzelkappe und wird beim weg durch den Erdboden von ihr geschützt. Im Meristem finden viele Zellteilungen statt, die Zellstreckungszone liegt proximal (von der Spitze weg) im Anschluß daran und ist wenige mm lang. Dann beginnt schon die Wurzelhaarzone, also der Bereich, wo die Wurzel ihre eigentliche Funktion ausübt. Oberhalb der haarzoone findet sich schon eine verholzte Rinde. Gelegentlich beobachtet man Seitenwurzeln, die die Rinde durchbrechen.

2. Querschnitt durch eine Wurzel

Wurzel der Schwertlilie (Iris germanica – Iridacaea). Querschnitt, angefärbt mit Astrablau-Safranin, Übersichtszeichung und Detailzeichnung

Durchführung. Man führt einen auskeilenden Handschnitt durch und färbt die Frischpräparate mit Astrablau-Safranin. Damit alle Gewebsschichten gut getroffen werden, sollten mehrere Schnitte angefertigt werden. Bei der Detailzeichnung sollte man sich auf wenige Zellen jeder Schicht beschränken ("Kuchenstück-Prinzip"). Lieber drei Zellen ordentlich wie sie wirklich aussehen, als viele Zellen stilisiert!

Was ist zu sehen? Besonders auffällig ist der Zentralzylinder - hier liegen die Leitgewebe. Durch die Endodermis ist er von der umgebenden Wurzelrinde abgeteilt. Die Zellen der Endodermis sind durch mit Suberin (Caspary-Streifen) ausgekleidete Zellwände U-förmig nach innen und gegeneinander abgegrenzt. Im Zentralzylinder lassen sich die ligninhaltigen Xylemstrahlen (sogenannte Archen) von den über Astrablau gefärbten, zwickelförmigen Phloëmbereichen unterscheiden. Endodermis: Die innerste Zellschicht der Wurzelrinde ist die Endodermis (inneres Abschlussgewebe) – meist einschichtige Zellschicht, deren Zellen dickwandig sind (“Casparischer Streifen“ – radiäre Zellwände sind bandförmig mit einer Suberin ähnlichen Substanz ausgekleidet) sind bis auf einige dünnwandige Durchlasszellen “Physiologische Barriere“ – kontrollierter Transport von Wasser und den darin gelösten Mineralien aus der Wurzelrinde in den Zentralzylinder. Apoplastischer Transport wird durch die Casparischen Streifen verhindert.

3. Sprossmetamorphosen

Demonstration von Sprossmetamorphosen

Kolrabi (Internodium), Radieschen (Hypocotyl),

Kartoffel (Solanum tuberosum – Solanaceae) Ausläufer, Verdickungen von Seitensprossen, an der Sprossbasis entspringen unterirdische Ausläufer, die durch Dickenwachstum an der Sprossspitze des Ausläufers zu unterirdischen Sprossknollen anschwellen, diese Sprossknollen dienen der vegetativen Vermehrung)

Topinambur (Helianthus tuberosus – Asteraceae) Sprossknolle (enthält 7-8 % Inulin, für Diabetiker geeignet als Stärkeersatz, da aus Fructose aufgebaut.

Rhizome Unterirdische, mehr oder weniger verdickte Sprossachsen, die häufig Stärke speichern und das Überwintern krautiger Pflanzenteile ermöglichen – sie bilden sprossbürtige Wurzeln und Seitensprosse (Luftsprosse) und dienen der vegetativen Vermehrung: Ingwer, Curcuma, Spargel, Taro

Zwiebel Speicherorgan- und Überdauerungsgebilde mit stark verkürz-ter Sprossachse (Zwiebelkuchen, Zwiebelscheibe) und fleischig verdickten Schuppenblättern (Niederblätter mit Speicherfunktion). Aus der verkürzten Sprossachse treibt später der oberirdische Blütenspross. In vielen Fällen geht aus einer Knospe in der Achsel einer der Zwiebelschuppen eine neue Tochterzwiebel (Brutzwiebel) hervor: Küchenzwiebel

Phyllokladien Blattähnliche Flachsprosse mit Laubblattfunktion: Feigenkaktus (Opuntien)

4. Bifaciales Laubblatt

Bifaziales Laubblatt des Lorbeerbaums (Laurus nobilis - Lauraaceae). Detailzeichnung des Querschnitts.

Durchführung. Man schneidet ein Stück Holundermark längs ein, klemmt ein Blattstück dazwischen und schneidet mit einer scharfen Rasierklinge quer auf sich zu, wobei man den Schnitt auskeilen lässt.

Was ist zu sehen? Die typischen Gewebe eines bifacialen Laubblatts. Die obere Epidermis (ohne Spaltöffnungen) mit einer dicken Cuticula (warum wohl? Wo wächst der Lorbeerbaum?), dann das Palisadenparenchym mit eng gestellten Zellen ohne Interzellularen, aber mit vielen Chloroplasten, dann das Schwammparenchym mit großen Interzellularen (wozu wohl?), schließlich die untere Epidermis mit Spaltöffnungen, die leicht eingesenkt sind (warum wohl?).

5. Blattmetamorphosen bei Lebensmitteln

Demonstration von Blattmetamorphosen bei Lebensmitteln

Speicherkeimblätter bei Samen der Bohne, Sojabohne und anderen Vertretern der Fabaceen, Walnuss, Erdnuss, Haselnuss, Mandel

Speicherfruchtblätter bei der Kirsche, Olive, Weinbeere, Avocado.

Niederblätter mit Speicherfunktion bei der Küchenzwiebel.

Blattdornen der Kakteen.

Blattfallen bei den fleischfressenden Pflanzen (Kannenpflanze).

Zur Nachbereitung

Weiterführende Informationen zu Abschlussgeweben:

Strasburger: Lehrbuch der Botanik (34. Auflage) Dritter Abschnitt, S. 125-133

Weiterführende Informationen zu Epidermis und Spaltöffnungen:

Lüttge / Kluge / Bauer: Botanik, Kapitel 5 (Wiley Verlag), S. 450-460

Kurze Übersicht in Informationssystem Botanik über Exkretionsgewebe