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1 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

Botanik Theorie

Botanik = Lehre vom Aufbau und Leben der Pflanzen

Teilgebiete:

Morphologie = Lehre von der Gestalt

Cytologie = Lehre von den Zellen

Histologie = Lehre von den Geweben

Physiologie = Lehre von den Stoffwechselvorgängen

Systematik = ordnet Pflanzen nach ihrer Verwandtschaft

Genetik = Vererbungslehre

Grober Aufbau einer Pflanze

Nomenklatur von Pflanzen

- wissenschaftliche Benennung von Pflanzen erfolgt lateinisch

z.B.

Baldrian: Valeriana officinalis; Familie: Valerianaceae

Gattungsname + Adjektiv: ergibt zusammen die Art

Melisse :Melissa officinalis; Familie: Lamiaceae (Lippenblütler)

Nomenklatur von pharmazeutisch verwendeten Pflanzenteilen:

Pflanzenteil deutsch Pflanzenteil lateinisch Bsp. altlateinisch Bsp. Neulateinisch

Blüte flos Flores Arnicae Arnicae flos

Blatt folium Folia Melissae Melissae folium

2 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010

Samen semen

Frucht fructus

Kraut herba

Wurzel radix

Wurzelstock rhizoma

Rinde Cortex

Cytologie

Zelle

- kleinste noch selbstständig lebensfähige Einheit

- Baustein jedes Lebewesens (Tiere und Pflanzen)

- mehrere Zellen mit gleichartiger Funktion =

Größe

- kann sehr unterschiedlich sein (durchschnittlich 10

Form:

- isodiametrisch � überall gleicher Durchmesser

- prosenchymatisch � lang gestreckt, am Ende häufig zugespitzt

Zeichnung:

Aufbau der Pflanzenzelle

- pflanzliche Zelle besteht aus der Zellwand und dem Protoplasma

- das Protoplasma setzt sich aus dem Cytoplasma und den Zellorganellen zusammen

Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

semen Lini semen Semen lini

fructus Fructus Anisi Anisi fructus

Herba Thymi Thymi herba

Radix Gentianae Gentianae radix

rhizoma Rhizoma Zingiberis Zingiberis rhizoma

Cortex Cortex Cinnamomi Cinnamomi cortex

kleinste noch selbstständig lebensfähige Einheit

Baustein jedes Lebewesens (Tiere und Pflanzen)

mehrere Zellen mit gleichartiger Funktion = Gewebe

kann sehr unterschiedlich sein (durchschnittlich 10 – 100µm)

überall gleicher Durchmesser

lang gestreckt, am Ende häufig zugespitzt

pflanzliche Zelle besteht aus der Zellwand und dem Protoplasma

das Protoplasma setzt sich aus dem Cytoplasma und den Zellorganellen zusammen

Semen lini

Anisi fructus

Thymi herba

Gentianae radix

Zingiberis rhizoma

Cinnamomi cortex

das Protoplasma setzt sich aus dem Cytoplasma und den Zellorganellen zusammen


Zellwand

- gibt es nur bei pflanzlichen Zellen (tierischen Zellen fehlt die Zellwand)

Aufgabe:

- schützt und festigt die Zelle

Aufbau:

- aus Cellulose und Pektin

- mehrere Cellulose-Moleküle lagern sich zu Bündeln zusammen (=Mizellarstrang)

Schichten:

- Mittellamelle � verbindet Wände benachbarter Zellen = „Kitt“

- Primärwand

- Sekundärwand � bildet sich erst, wenn Zelle ausgewachsen ist

Auflagerung von Wachs oder Cutin ist möglich (wasserabweisend)

Plastid

(evtl. Chromatingerüst)

Zellkern

Kernmembran

freie Ribosomen

Cytoplasma

Mitochondrium

(Plasmalemma)

Tonoplast

Zentralvakuole

Tüpfel

Golgi-Apparat

Glattes ER

Zellwand


Tüpfel

- Aussparungen der Zellwand

- Verbindungswege zwischen den Zellen

Protoplasma

Cytoplasma (s.o.)

- Abgrenzung zur Zellwand durch Plasmalemma = Biomembran

- Biomembranen sind semipermeabel, d.h. halbdurchlässig (für einige Stoffe durchlässig, für

andere nicht)

Vakuole

- junge Zellen enthalten zunächst nur Cytoplasma

- ältere Zellen bilden Vakuolen mit wässrigem Inhalt

- Abgrenzung durch Biomembran (= Tonoplast)

Aufgabe:

- Turgor der Zelle („Druck“)

- Speicherung von Stoffen, z.B. Calciumoxalat

Formen von Calciumoxalat:


Zellorganellen

Zellkern = Nukleus

- pflanzliche Zellen besitzen Zellkern(= Eukaryonten)

- Bakterien besitzen keinen echten Zellkern und werden als Prokaryonten bezeichnet

- abgegrenzt vom Cytoplasma durch Kernmembran

- enthält Chromosomen = Chromatingerüst = Träger der Erbanlagen

- Kern enthält Kernkörperchen (Nukleoli)

Mitochondrien

„Kraftwerk der Zelle“

- Oberflächenvergrößerung durch eingestülpte Membran

Aufgabe:

- Energiegewinnung � Bildung von ATP

Plastiden

Name Farbe Aufgabe

Chloroplast Grün durch Chlorophyll Photosynthse

Chromoplast Gelb, orange, rot Anlockung von Insekten, Vögeln

Leukoplasten Farblos Speicherung von Reservestoffen, z.B. Stärke

Vorstufe aller Plastiden: Proplastid

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

- System von Kanälen � Aufgabe: Transport

- Außenseite oft durch Ribosomen besetzt � dann handelt es sich um das raue ER (sonst

glattes ER)


Ribosomen

Aufgabe: Eiweißbiosynthese

Vorkommen

- frei im Cytoplasma

- auf ER � raues ER

Golgi-Apparat

= Gesamtheit der Dictyosomen

- geschichtet, Hohlräume

Aufgabe:

- stellt Zellwandmaterial her

- Transport

Histologie

Gewebe = Gruppe gleich gestalteter Zellen, die die gleiche Funktion ausüben

Idioblast: einzelne Zelle in einem Gewebe, die sich bzgl. Gestalt oder Funktion unterscheidet

= „Exot“

Gewebetypen:

a) Bildungsgewebe (Meristem) � teilungsfähig

b) Dauergewebe

Interzellularen

- Zellen schließen nicht immer lückenlos aneinander � Hohlräume werden als Interzellularen

bezeichnet

Aufgabe:

Durchlüftung des Gewebes


Entstehung

a) schizogen: durch Auseinanderweichen der Zellen

b) lysigen: durch Auflösen von Zellen

Bildungsgewebe = Meristeme

Eigenschaft:

- teilungsfähig

Unterteilung:

a) primär (= Urmeristem) � von Anfang an vorhanden

b) sekundär (= Folgemeristem) � Dauergewebe erhält Teilungsfähigkeit wieder

Bsp.: Dickenwachstum eines Baumstammes

Dauergewebe

es gibt:

a) Grundgewebe/Parenchym

b) Abschlussgewebe, z.B. Epidermis

c) Leitgewebe

d) Festigungsgewebe

e) Exkretionsgewebe

Grundgewebe = Parenchym

- größter Anteil bei Pflanzen

- Form: meist isodiametrisch (s.o.)

- lebende Zellen


Differenzierung nach verschiedenen Funktionen:

a) Assimilationsparenchym

Aufgabe: Ort der Photosynthese

Vorkommen: v.a. in Blättern

Aufbau: viele Interzellularen für den erforderlichen Gasaustausch der Photosynthese

b) Speicherparenchym

Aufgabe: Speicherung von Reservestoffen

Vorkommen: v.a. in unterirdischen Organen und Samen

c) Aerenchym = Durchlüftungsgewebe

Aufgabe: erleichterter Gasaustausch v.a. bei untergetauchten Organen

Vorkommen: v.a. bei Wasserpflanzen

Aufbau: große Interzellularen

Differenzierung von Parenchym anhand der Form

Sternparenchym

- langarmige Fortsetze

Schwammparenchym

Aufbau: isodiametrische Zellen mit kleinen Interzellularen

Vorkommen: s. Blatt (s. dort)

Palisadenparenchym

Aufbau: große langgestreckte Zellen, die dicht aneinanderschließen

Vorkommen: Blatt


Abschlussgewebe

Aufgabe: Schutz gegen äußere Einwirkungen

Unterscheidung in

a) primäres Abschlussgewebe � Epidermis

b) sekundäres Abschlussgewebe � Korkgewebe

� entsteht im späteren Verlauf des Pflanzenlebens

Epidermis

- lückenlose Zellen

- einschichtig

- aufgelagerte, wasserabstoßende Schicht = Cuticula

- eingelagerte Spaltöffnungen für den Gasaustausch

Spaltöffnungsapparat = Stomata

Aufgabe: Gasaustausch und Transpiration (Wasserhaushalt)

Vorkommen: v.a. Epidermis des Blattes

Aufbau:

- je nach Außenbedingungen kann sich der Spalt öffnen oder schließen

Geschlossener Spalt: bei geringer Luftfeuchtigkeit, damit die Zellen nicht austrocknen

Geöffneter Spalt: bei hoher Luftfeuchtigkeit (s.o.)

und starker Belichtung, um genügend CO2 aufzunehmen und O2 abzugeben


Unterschiedliche Anordnung der Nebenzellen:

� ermöglicht Identifizierung von Blatt –und Krautdrogen

4 Typen:

a) anomocytisch: keine besondere Anordnung der Nebenzellen

b) anisocytisch: eine Nebenzelle ist auffällig kleiner

c) diacytisch: zwei Nebenzellen liegen quer zum Spalt

d) paracytisch: 2 Nebenzellen liegen parallel zum Spalt

Spaltöffnungsindex:

= Merkmal des Arzneibuchs für bestimmte Pflanzen

- Zahlenverhältnis von Spaltöffnungen zu Epidermiszellen

Haare = Trichome

= gehen aus Epidermiszellen hervor


Formen:

- Wollhaar Sternhaar

Eckzahnhaar Kniehaar

Zwillingshaar T-Haar

Brennhaar

- einzellig

- Spitze bricht bei Berührung ab � Haarende dringt wie Kanüle in die Haut ein und entleert

den Zellsaft (enthält u.a. Histamin � allergische Reaktion)

Drüsenhaare

- auf einem meist mehrzelliger Stiel sitzt eine köpfchenförmige Endzelle, in die ätherisches

Öl produziert wird � wird hier unter der Cuticula aufbewahrt, die sich von der Zellwand

abhebt („Blase“)

Freisetzung des ätherischen Öls erfolgt durch stärkeren Druck

Drüsenschuppen

= Drüsenhaare mit vier oder mehr Drüsenzellen

v.a. bei Asteraceae und Lamiaceae


Asteraceendrüsenschuppe:

Aufsicht Seitenansicht

Lamiaceendrüsenschuppe

Hier mit 8 sezernierenden Zellen

Periderm

- wenn Epidermis reißt (z.B. durch Wachstum der Pflanze) entsteht ein sekundäres

Abschlussgewebe: Periderm

- wird vom Korkkambium (Phellogen) gebildet (= sekundäres Meristem)

- Phellogen gibt nach innen und außen Zellen ab

Nach innen � Pelloderm Periderm (Gesamtheit aller Korkzellen)

Nach außen � Phellem (Kork)


Eigenschaften von Korkzellen:

- tot

- braun durch Einlagerung von Gerbstoffen und Suberin � wasser- und luftundurchlässig

� Schutz vor äußeren Einflüssen

Gasaustausch wird durch „Luftporen“ (= Lenticellen) ermöglicht � sind Aussparungen im

Korkgewebe

Leitgewebe

- Verteilungssystem in der Pflanze (Wasser- und Stofftransport)

Siebteil = Phloem

- langgestreckte Zellen mit siebartig durchbrochenen Querwänden

(Siebplatten)

- Transport gelöster organischer Stoffe

- Phloem wir von Geleitzellen begleitet


Holzteil = Xylem

- Transport von Wasser und den darin gelösten Nährsalzen von der Wurzel bis zu den

Blättern

- es gibt:

a) Tracheen: Röhren, deren Einzelzellen ihre Querwände meist vollständig aufgelöst sind

b) Tracheiden: Wände noch vorhanden, aber stark getüpfelt

- Tracheen und Tracheiden sind tote Gefäße

� besitzen daher keinen Innendruck und müssen von außen gefestigt werden

dazu sind die Wände mit verholzten Verdickungen ausgestreift.

Diese Wandverdickungen können unterschiedlich gestaltet sein:

Zeichnungen

Ringgefäß Schraubengefäß Netzgefäß

Anordnung der Leitbündel

Xylem und Phloem bilden zusammen ein Leitbündel

� beide verlaufen als Strang von der Wurzel durch den Stängel.

- unterschiedliche Anordnungen sind möglich

- zwei wichtige Anordnungen:

15 Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010

Kollateral offen kollateral

- Xylem lieg stets nach innen, Siebteil nach außen

- kollaterales Leitbündel ist typisch für monokotyle Pflanzen (einkeimblättrig)

- offen kollaterales Leitbündel ist typisch für dikotyle Pflanzen (zweikeimblättrig)

Kambium kann sich später teilen und

Phloem auseinander (

Festigungsgewebe

- gibt der Pflanze die benötigte Festigkeit, dazu werden die Zellwände verstärkt

Zu unterscheiden sind:

a) Kollenchym

b) Sklerenchym

Kollenchym

- lebende Zellen

- Wände nur zum Teil verdickt

- Stoffaustausch zwischen Zellen noch möglich

Typen:

Kanten(=Ecken)kollenchym

Zeichnungen:

Botanik Theorie Unterstufe, Stand 8/2010, U. Vogler

Xylem lieg stets nach innen, Siebteil nach außen

kollaterales Leitbündel ist typisch für monokotyle Pflanzen (einkeimblättrig)

offen kollaterales Leitbündel ist typisch für dikotyle Pflanzen (zweikeimblättrig)

Kambium kann sich später teilen und schiebt Xylem und

Phloem auseinander (� sekundäres Dickenwachstum)

gibt der Pflanze die benötigte Festigkeit, dazu werden die Zellwände verstärkt

nur zum Teil verdickt

Stoffaustausch zwischen Zellen noch möglich

Plattenkolenchym

Xylem

Kambium

Phloem

kollaterales Leitbündel ist typisch für monokotyle Pflanzen (einkeimblättrig)

offen kollaterales Leitbündel ist typisch für dikotyle Pflanzen (zweikeimblättrig)

schiebt Xylem und

sekundäres Dickenwachstum)

gibt der Pflanze die benötigte Festigkeit, dazu werden die Zellwände verstärkt


Sklerenchym

- tote Zellen

- Wände sind gleichmäßig verdickt durch Lignin (dadurch starr)

Typen

Steinzellen Sklerenchymfasern

Exkretionsgewebe

= Zellen, die Exkrete (z.B. ätherisches, Öl, Harze, Milchsäfte) bilden

Speicherung der Exkrete:

- im eigenen Zellraum

- in Interzellularen

Zu den Exkretionsgeweben gehören:

a) Milchröhren

- enthalten weißlichen Milchsaft

b) Behälter, die ätherisches Öl bilden

Ölzellen:

= einzelne Zellen (kein größerer Verband)

- Zellwand ist auf der Innenseite durch eine Suberinlamelle abgedichtet

Ölbehälter oder Ölgänge

Entstehung:

- schizogen durch Auseinanderweichen von Zellen � Interzellularraum entsteht

- lysigen durch Auflösen von Zellen

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