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
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
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:
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:
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
