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Wassertransport in der Pflanze / Wasser- und Ionenaufnahme in die Pflanze [Biologie, Oberstufe]
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 82 Zeilen
- [Musik] in diesem Video werden wir der Frage nachgehen wie Pflanzen Wasser über ihre
- Wurzeln aufnehmen und wieder Wassertransport in der Pflanze erfolgt Wasser ist von immenser Bedeutung für die Pflanzen für die Fotosynthese in den
- Blättern ist neben der Solarstrahlung der Sonne auch Wasser notwendig außerdem fungiert es als Lösungsmittel mit dem Wasser werden wichtige für die Pflanzen
- benötigte Mineralstoffe mit transportiert aber auch zum Kühlen der Pflanze sowie zum Aufbau und aufrecht Erhaltung eines Innendrucks mit dem
- sogenannten Turgor zur Stabilisation der Pflanze ist das Vorhandensein von Wasser essentiell der Wassertransport ist dabei an eine
- enorme Leistungsfähigkeit der Pflanze geknüpft die man sich einmal vor Augen führen muss in etwa 16 Meter hoher Ahornbaum besitzt schätzungsweise
- 200.000 Blätter mit einer Gesamtoberfläche von ca 800 Quadratmetern ca die Größe eines Handballfeldes an einem wolkenlosen
- Sommertag verliert der Baum allein in einer einzigen Stunde 250 Liter Wasser über seine Blätter 250 Liter Wasser in 60 Minuten um diesen
- Wasserverlust zu kompensieren und vorzubeugen dass die Blätter nicht anfangen zu welken ist klar diese 250 Liter müssen auch jede Stunde aufs neue
- über die Wurzeln wieder aufgenommen und 16 m hoch zu den Blättern transportiert werden das Beispiel verdeutlicht ebenfalls fast alles Wasser das die
- Pflanze offen nimmt gibt sie auch wieder ab nur ein Bruchteil des Wassers wird in der Pflanze genutzt schauen wir uns mal an wie es so so einer Spitzenleistung
- kommen kann Pflanzen nehmen Wasser und Mineralstoffe aus dem Boden auf und zwar über ihre Wurzeln genauer gesagt sind es die Zellen der
- Wurzelhaare diese haben durch ihre Form eine besonders große Oberfläche was ermöglicht das entsprechend auch viel Wasser und Ionen aufgenommen werden
- können auch wenn die meisten Mineralstoffe gelöst im Wasser vorliegen wenn Wasser über die Wurzel hat Zellen in die Pflanze gelangt dann kann es die
- Mineralstoffe nicht einfach huckepack mitschleppen der Transport von Wasser und Ionen in die Pflanze erfolgt unterschiedlich während die
- Wasseraufnahme in der Regel keine Zufuhr von Energie benötigt und passiv über Vorgänge wie Diffusion und Osmose erfolgt ist die Aufnahme von Ionen in
- die wurzelzelle mit einem Energieaufwand verbunden und erfolgt aktiv woran liegt das die Zellmembran der Wurzelhaare ist selektiv per Neapel das
- heißt bestimmten Stoffen wie zum Beispiel Wasser erlaubt sie den Zutritt anderen Stoffen unter anderem geladene Ionen wie Natrium oder Kalium verwehrt
- Sie diesen die Membran ist für diese Stoffe also im permeabel Wasser kann die Membran also passieren häufig wird der Transport durch kanalproteine die
- spezifisch Wasser transportieren sogenannte aquapurine erleichtert wenn Wasser per neapel ist für die Membran dann gilt diese Permeabilität für beide
- Richtungen Wasser kann sowohl in die Zelle der Pflanze gelangen als auch aus ihr heraus und an den Boden abgegeben werden
- ein solch potentieller Wasserverlust gilt es in jedem Fall zu verhindern und dies tut eine Pflanze in der Regel auch sehr effektiv denn der Wassertransport
- erfolgt natürlich in die Pflanze was aber bestimmt die Bewegungsrichtung des Wassers der Boden ist wasserreich im Gegensatz zu den Pflanzenzellen in denen
- weniger Wassermoleküle vorhanden sind Wasser diffundiert entlang seines konzentrationsunterschiedes das heißt vom Ort wo es höher konzentriert
- vorliegt zum Ort wo es geringer konzentriert ist also vom wasserreichen Boden in die wasserärmeren Zellen ganz so einfach dem Wassertransport nur
- über die unterschiedliche Konzentration von Wasser zu erklären ist es dann doch nicht wenn der Boden beispielsweise sehr trocken ist dann geht diese Rechnung
- womöglich nicht mehr auf und im Außenmedium ist die Wasserkonzentration geringer als im innenmedium das heißt in der Zelle
- viel mehr wird die Bewegungsrichtung des Wassers durch das Wasser Potenzial bestimmt das heißt die Bewegung von Wassermolekülen im Folge von
- Druckunterschieden und konzentrationsunterschieden von gelösten Stoffen zwischen einer Zelle und ihre Umgebung immer in Richtung des
- niedrigeren das heißt stärker negativeren wasserpotentials das geht wahrscheinlich ein wenig über den Schulunterricht hinaus für euch ist
- wichtig zu merken es sind Konzentrationsunterschiede von gelösten Stoffen die mitverantwortlich sind ob Wasser in eine Zelle diffundiert oder
- aus ihr heraus Zucker das heißt Glukose das beispielsweise in den Wurzeln höher
- konzentriert als im Außenmedium weil im Zell Innenraum die Konzentration an gelösten Stoffen höher ist als außerhalb der Zelle dieser Bereich wird auch als
- hypertonisch bezeichnet die fundiert Wasser ins hypertonische Medium das heißt in die Zelle warum diffundiert Wasser immer ins hypertonische Medium
- sehr einfaches Rechenbeispiel zu verdeutlichen außerhalb der Zelle kommen sechs Wassermoleküle auf zwei glukosemoleküle weil der Zell Innenraum
- hypertonisch ist nehmen wir an dort kommen sechs Wassermoleküle auf vier glukosem die Zelle ist danach bestrebt diesen
- Konzentrationsunterschied auszugleichen am einfachsten würde es gehen wenn ein Zuckerteilchen in die Zelle gelangt Glukose kann allerdings nicht ohne
- weiteres die selektiv permeable Membran passieren dafür ist es zu groß die Diffusion von Wasser in die Zelle kann aber zu jedem Konzentrationsausgleich
- führen außerhalb der Zelle kommen sechs Wassermoleküle auf zwei glukosemoleküle innerhalb der Zelle kommen auf zwei große Moleküle allerdings nur drei
- Wassermoleküle im Verhältnis liegt Wasser also außerhalb der Zelle höher konzentriert war so dass es in die Pflanzenzelle diffundiert der
- Konzentrationsausgleich würde dann hergestellt werden wenn zwei Wassermoleküle in die Zelle diffundieren denn dann kämen sowohl außerhalb der
- Zelle vier Wassermoleküle auf zwei glukosemoleküle als auch innerhalb der Zelle vier Wassermoleküle auf zwei glukosem
- sollte der Boden sehr trocken sein dann kann die Pflanze nachhelfen indem sie die Konzentration an gelösten Stoffen in der Zelle erhöht
- durch die Zugabe von gelösten Stoffen verringert sich automatisch die Konzentration am freien Wasser das Wasser Potential verringert sich dadurch
- so dass die Tendenz zur Wasseraufnahme steigt jetzt wo wir wissen wie Wasser in die Pflanze aufgenommen wird bleibt die Frage zu klären wie die Aufnahme von
- Ionen und anderen Mineralstoffen erfolgt ich habe bereits verraten dass die Aufnahme mit einem Energieaufwand verbunden ist wir wissen dass am Zelt
- Innenraum im Vergleich zum Außenmedium mehr Ionen konzentriert Vorliegen der Transport von John muss also entgegen ihres konzentrationsgradierenden vom Ort
- der niedrigeren Konzentration zum Orte hören Konzentration erfolgen und das erfordert Energie und in der Regel spezielle kanalproteine weil diese
- Stoffe entweder zu polar oder zu groß sind um die Biomembran zu passieren viele Stoffe gelangen durch sekundär aktiven Transport in die Pflanzenzelle
- und zwar auch mit entsprechenden kanalproteinen so zum Beispiel Nitrat eine entsprechendes Video dazu verlinke ich euch an dieser Stelle einmal
- Richtung Zentralzylinder nimmt das wasserpotential immer weiter ab so dass das Wasser aus modisch das heißt durch Osmose immer weiter in Richtung
- zentralzylinderwandert Wasser und Ionen können dabei zwei unterschiedliche Wege des Transports einschlagen einerseits kann sie über den sim-klassen
- transportiert werden der simplast wird auch Zell Innenraum genannt er umfasst die von den Zellwänden und hülten lebenden Zellen die durch Plasmodesmen
- miteinander verbunden sind um in den symplasten zu gelangen müssen Wasser und gelöste Stoffe zuerst eine Plasma Membran passieren und weil sie selektive
- reguliert und dadurch langsamer der simplus symbolisch sozusagen als Schotterweg andererseits können Wasser und Ionen ins
- Xylem gelangen ohne dabei einmal eine Plasma Membran passieren zu müssen das geschieht über den apoplasten dem Zell Außenraum welcher aus dem außerhalb der
- Plasma Membran liegenden Zellwänden und den interzellularäumen den Räumen zwischen den Zellen besteht weil die Bewegung durch den apoplasten nicht
- durch eine Plasma Membran als selektive Barriere eingeschränkt wird wie beim simplastischen Transport erfolgt der Transport durch den apoplasten rasch es
- ist also quasi eine Art Autobahn bis zur endothermes können Wasser und Mineralstoffe die Autobahn den apoplasten nehmen die endothermos
- besitzt allerdings einen sogenannten kasparischen Streifen dabei handelt es sich um einen hydrophoben wasserabweisenden Bereich der als eine
- Art Dichtung wirkt und verhindert das Wasser und Ionen durch den apoplasten in den Zentralzylinder und damit auch ins Öl im gelangen daher müssen sämtliche
- Wassermoleküle und Ionen in den symplasten eintreten um in den Zentralzylinder zu gelangen wir aber gelangt das Wasser in einen 16 Meter
- hohen Ahorn oder aber sage und schreibe 120 Meter in die Höhe bei den höchsten Bäumen der Welt die Mammutbäume einmal im
- angekommen geht es für Wasser und Ionen nur noch bergauf früher hat man angenommen dass für die Bewegung des Wassers im Xylem einmal ein von lebenden
- Zellen nach oben ausgelöster Druck der sogenannte Wurzeldruck sowie kapillarkkräfte verantwortlich sind auf beide Mechanismen gehe ich an dieser
- Stelle nicht weiter ein einfach weil man beide Möglichkeiten vor allem aber die kapillarkkräfte heute weitgehend ausschließen kann warum das so ist werde
- ich in einem Kommentar unter dem Video mal ausführen heute weiß man dass der zylle im Transport auf einen Mechanismus beruht an dem 3 Prozesse beteiligt sind
- die Transpiration von Wassermolekülen aus den Blättern Durchfahrt dunstung einer Saugspannung im Saft welche durch die Transpiration aus den Blättern
- hervorgerufen wird und der Kohäsion der Wassermoleküle die Wasserdampf Konzentration in der Atmosphäre ist geringer als in den Luft gehüllten
- Räumen im Inneren des Blattes folglich diffundiert Wasserdampf vom Ort wo es höher konzentriert vorliegt zum Ort der niedrigen Konzentration also aus den
- interzellularräumen des Blattes über sogenannte Spaltöffnung in die Außenluft hinaus ein Verdunstungsprozess den man auch als Transpiration bezeichnet
- während der Transpiration verdunstet Wasserdampf also aus den Spaltöffnung der Blätter heraus dadurch dass den Blättern Wasser entzogen wird entsteht
- sehr stark vereinfacht eine Saugspannung die Wasser aus dem kühlend sieht um diesen Wasserverlust wieder auszugleichen Wasser wird quasi
- angezapft angezapft aus dem Blattadern was zu einer Saugspannung führt die auf die gesamte Wassersäule im Xylem einwirkt
- an der Tatsache dass dieser Sog der Transpirationssog die gesamte durchgehende Wassersäule umfasst wirkt eine weitere kraftmatte die
- Kohäsionskraft aufgrund ihrer Eigenschaft untereinander Wasserstoffbrückenbindung zu bilden besitzen Wassermoleküle starke
- Kohäsionskräfte Kohäsion bezieht sich auf die Anziehung von Molekülen auf andere gleiche Moleküle durch Kohäsion werden Wassermoleküle zusammengehalten
- durch die Kohäsion der Wassermoleküle im Xylem wird die Saugspannung vom Platz bis auf die Wurzel übertragen und bewirkt das Wasser passiv von den
- Wurzeln über das Xylem in Form einer zusammenhängenden Wassersäule bis in die Außenluft gelangt für jeden einzelnen Bestandteil des sogenannten
- transpirations-spannungsmechanismus als zentraler Mechanismus zur Wasserleitung in den Pflanzen gibt es billiger einer von ihnen ist der enorme Unterschied des
- wasserpotenzials der zwischen der Bodenlösung und der Luft besteht und der ausreichend groß ist um Saugspannung zu erzeugen um eine Wassersäule in einem
- Baum aufsteigen zu lassen [Musik]
Zum Nachlesen
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