Regulation der Spaltöffnungen und Wassertransport

Die Regulation der Spaltöffnungen ist ein präzise gesteuerter Prozess, der auf dem Prinzip der Osmose basiert. Die Schließzellen können durch Veränderung ihres Turgordrucks die Spaltöffnungen öffnen oder schließen.

Highlight: Der Wassertransport in der Pflanze erfolgt durch das Zusammenspiel von drei wichtigen Kräften: Kapillarkräfte, Transpirationssog und osmotische Kräfte.

Der Wasserhaushalt der Pflanze wird durch die Spaltöffnungen reguliert. Bei Trockenheit schließen sich die Spaltöffnungen, um Wasserverlust zu vermeiden. Dies reduziert jedoch auch die CO₂-Aufnahme und damit die Photosyntheseleistung.

Die Schließzellen enthalten als einzige Epidermiszellen Chloroplasten und können durch ungleichmäßig verdickte Zellwände ihre Form verändern. Diese Formänderung führt zum Öffnen oder Schließen der Spaltöffnungen.

Wassertransport in der Pflanze

Der Wassertransport in Pflanzen ist ein komplexes System, das von der Wurzel bis zu den Blättern reicht. Die Wasseraufnahme erfolgt über die Wurzelhaare durch osmotische Prozesse.

Beispiel: Wie ein Schwamm Wasser aufsaugt, nimmt die Wurzel Wasser aus dem Boden auf. Der Unterschied ist, dass die Pflanze dafür osmotische Kräfte nutzt.

Das Wasser wird durch das Xylem nach oben transportiert, wobei Kapillarkräfte und der Transpirationssog zusammenwirken. Die Kapillarkräfte entstehen durch die Kohäsion des Wassers und die Adhäsion an den Gefäßwänden.

Der Transpirationssog entsteht durch die Wasserabgabe an den Blättern. Wenn Wasser durch die Spaltöffnungen verdunstet, entsteht ein Unterdruck, der wie ein Strohhalm das Wasser nach oben zieht.

Aufbau und Funktion des Laubblattes

Der Aufbau eines Laubblattes ist hochkomplex und perfekt an seine Funktionen angepasst. Die äußerste Schicht bildet die Cuticula - eine wasserundurchlässige Wachsschicht, die das Verdunsten von Wasser verhindert. Darunter liegt die durchsichtige Epidermis, die keine Chloroplasten enthält und so das Licht zum Palisadengewebe durchlässt.

Das chloroplastenreiche Palisadengewebe ist der Hauptort der Photosynthese. Das darunterliegende Schwammgewebe enthält weniger Chloroplasten und ist hauptsächlich für den Gasaustausch zuständig. Hier diffundiert CO₂ ins Blatt hinein während O₂ und Wasserdampf nach außen abgegeben werden.

Highlight: Die Photosynthese findet ausschließlich in den Chloroplasten statt, die vornehmlich im Palisadengewebe, aber auch im Schwammgewebe enthalten sind.

Die Leitbündel mit Xylem und Phloem durchziehen das Blatt und sorgen für den Transport von Wasser und gelösten Nährstoffen. An der Blattunterseite regulieren Spaltöffnungen mit ihren Schließzellen den Gasaustausch in Abhängigkeit vom Wassergehalt.

Die Photosynthese: Ablauf und Bedeutung im Detail

Die Photosynthese ist ein fundamentaler biologischer Prozess, bei dem Pflanzen mithilfe von Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid Glucose produzieren. Der Prozess findet in den Chloroplasten statt, speziell in den Thylakoiden. Die Fotosynthese lässt sich in zwei Hauptphasen unterteilen: die lichtabhängige und die lichtunabhängige Reaktion.

Definition: Die Photosynthese ist ein Stoffwechselprozess, bei dem aus anorganischen Stoffen (CO₂ und H₂O) unter Einwirkung von Lichtenergie organische Substanzen (Glucose) und Sauerstoff entstehen.

In der lichtabhängigen Reaktion spielen die Photosysteme eine zentrale Rolle. Diese bestehen aus Lichtsammelfallen und Reaktionszentren. Die Lichtsammelfalle enthält verschiedene Pigmente wie Chlorophylle und Carotinoide, die Lichtenergie in Form von Photonen einfangen. Diese Energie wird dann zum Reaktionszentrum weitergeleitet, wo die eigentliche Energieumwandlung stattfindet.

Die Photosynthese einfach erklärt läuft folgendermaßen ab: Im Photosystem II wird Wasser gespalten (Photolyse), wobei Sauerstoff als Nebenprodukt entsteht. Die dabei freigesetzten Elektronen werden über eine Elektronentransportkette zum Photosystem I weitergeleitet. Am Ende werden die Coenzyme NADP⁺ zu NADPH+H⁺ reduziert und ATP durch die ATP-Synthase gebildet.

Highlight: Die Fotosynthese Wortgleichung lautet: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂