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Wassertransport in Pflanzen

Erfahre, wie Pflanzen Wasser aufnehmen und transportieren! Von der Wurzelaufnahme über symplastische und apoplastische Methoden bis hin zur Blatttranspiration und Transportkräften wie dem Wurzeldruck und Kapillarkräften. Interessiert? Entdecke dies und mehr im folgenden Text!

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Bio-Team
Wassertransport in Pflanzen
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Wassertransport in Pflanzen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wassertransport in Pflanzen kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme den Ablauf des symplastischen und apoplastischen Wassertransports durch die Zellen der Pflanze.

    Tipps

    In pflanzlichem Gewebe wird der Protoplast vom Apoplasten umgeben.

    Der Casparische Streifen erscheint im Lichtmikroskop als dunkle Wandverdickung.

    Lösung

    Der Wassertransport in die Wurzel kann auf zwei Wegen erfolgen. Man unterscheidet zwischen symplastischem und apoplastischem Transport.

    Der symplastische Transport bezeichnet den Weg des Wassers durch die Protoplasten der Zellen. Der Wassertransport erfolgt also durch das Cytoplasma der Zellen.

    Der apoplastische Transport beschreibt hingegen den Weg durch die Zellwände der Zellen. So kann das Wasser bis zum Casparischen Streifen weitergegeben werden. Da der apoplastische Transport durch den Casparischen Streifen verhindert wird, muss das Wasser in die Protoplasten der Endodermiszellen weitergegeben werden, damit der Transport in den Zentralzylinder erfolgen kann.

  • Definiere die wichtigen Begriffe zum Wassertransport in Pflanzen.

    Tipps

    Das Xylem ist ein Bestandteil des Zentralzylinders in Wurzel und Spross einer Pflanze.

    Die Transpiration erfolgt beim Menschen über die Schweißdrüsen.

    Lösung

    Das Xylem ist das Leitgewebe der Pflanze. Es besteht aus abgestorbenen Zellen und transportiert das Wasser, das über die Wurzeln in den Zentralzylinder gelangt ist, durch den Spross in die Blätter. Ein Teil des Wassers gelangt über das Xylem in die Interzellulare, die Zellzwischenräume, und kann dort über die Spaltöffnungen verdunsten. Dieser Prozess wird als Transpiration bezeichnet.

    Der Wassertransport in den Wurzeln wird in den symplastischen und den apoplastischen Transport eingeteilt. Bei dem symplastischen Transport erfolgt der Wassertransport osmotisch durch die Protoplasten, also durch den plasmatischen Inhalt der Zelle, wohingegen der apoplastische Wassertransport durch Diffusion über die Zellwände, also dem Apoplasten, erfolgt.

  • Erläutere die Eigenschaften der Kationen und Anionen im Ionenaustauschprozess.

    Tipps

    Positiv geladene Ionen werden als Kationen bezeichnet.

    Negativ geladene Ionen werden als Anionen bezeichnet.

    Lösung

    Wie du bereits weißt, werden mit dem Wasser auch Ionen aufgenommen, die im Wasser gelöst sind. Sowohl negative Ionen (Anionen) als auch positiv geladene Ionen (Kationen) werden von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen. Es findet ein Ionenaustauschprozess statt: Für die Aufnahme von Kationen müssen Protonen (H$^+$) und für die Aufnahme von Anionen müssen Hydrogencarbonationen ($HCO_3^-$) abgegeben werden. Die Aufnahme der Ionen in die Wurzelhaarzellen und die Abgabe der Ionen in den Zentralzylinder geschieht unter Energieverbrauch.

  • Bestimme die Funktion der Cuticula für den Wassertransport.

    Tipps

    Spaltöffnungen sind in Trockenpflanzen tief eingesenkt.

    Sonnenblätter haben eine dickere Cuticula als Schattenblätter.

    Die Transpiration in der Pflanze kann sowohl über die Cuticula erfolgen als auch über die Spaltöffnungen.

    Lösung

    Die Transpiration in der Pflanze kann sowohl über die Cuticula erfolgen als auch über die Spaltöffnungen. Man spricht von der stomatären und der cuticulären Transpiration. Die hauptsächliche Transpiration erfolgt über die Spaltöffnungen, denn die wachshaltige Cuticula ist nämlich hydrophob, also wasserabweisend, sodass diese als Verdunstungsschutz dient. Das ist auch der Grund, warum Xerophyten, also Trockenpflanzen, eine dickere Cuticula aufweisen als Feuchtpflanzen, sogenannte Hygrophyten. Eine weitere Funktion der Cuticula ist der Schutz vor Schädlingen wie Bakterien, Viren oder Pilzen, die die Cuticula nicht durchdringen können.

  • Bestimme die Funktion des Wassers in der Pflanze.

    Tipps

    An sehr trockenenen Standorten sind Pflanzen an die Trockenheit angepasst, sodass der Wasserverlust der Pflanze sehr gering gehalten wird.

    Lösung

    Das Wasser ist lebensnotwendig für Pflanzen, denn ohne Wasser können sämtliche Stoffwechselprozesse wie die Fotosynthese nicht mehr stattfinden. Außerdem nimmt die Pflanze mit dem Wasser durch die Wurzelhaarzellen Mineralien und Salze in gelöster Form auf, die dann in die Blüten, Blätter oder Früchte transportiert werden.

    Dass Pflanzen Wasser benötigen, sieht man auch, wenn ihnen das Wasser ausgeht. Man kann beobachten, dass die Pflanze dann schlaff herunterhängt. Das passiert, weil durch das Wasser der Zellinnendruck aufrechterhalten wird. Wenn kein Wasser mehr vorhanden ist, wird der Zelldruck geringer, sodass die Pflanze ihre Stabilität verliert und welkt.

  • Erläutere den Bewegungsmechanismus der Spaltöffnungen.

    Tipps

    Die Spaltöffnungen reagieren ähnlich wie ein Fahrradschlauch, den man im ungefüllten Zustand aufeinanderlegt.

    Was würde passieren, wenn man den Fahrradschlauch mit Luft aufpumpt?

    Lösung

    Pflanzen öffnen und schließen ihre Spaltöffnungen durch Veränderung des Innendrucks (Turgor) in den Schließzellen. Durch den Ioneneinstrom oder -ausstrom wird diese Veränderung bewirkt. Wenn eine Pflanze in Dürrephasen schon viel Wasser verloren hat und welkt, sinkt der Turgor in den Zellen und die Schließzellen bleiben ständig geschlossen. Durch diesen Mechanismus kann die Pflanze sich vor dem Austrocknen schützen.