Mik k i h A iMikroskopische Anatomie der vegetativen Teileder vegetativen Teile

höherer Pflanzen (Kormophyten):höherer Pflanzen (Kormophyten):

2. Blatt-Anpassungen an spezielle L b i /S dLebensweisen/Standorte

Hendrik Küpper, 2.Semester-Praktikum 2013

Wie präpariert man Pflanzen-Frischpräparate für das LM?

1) Ein Stück Holundermark (oder, einfacher zu besorgen aber leider die

Zeichnung: www.rz.uni-karlsruhe.de

1) Ein Stück Holundermark (oder, einfacher zu besorgen aber leider die Rasierklingen schnell abstumpfend: Styropor) zurechtschneiden

2) Das Stück in zwei Hälften schneiden, zu präparierendes Pflanzenteil einlegen) g

3) Ende des Stückes mit Skalpell oder älterer (nicht mehr für den folgenden Schritt verwendbarer) Rasierklinge gerade schneiden

4) Mit Rasierklinge (extra dünn, NICHT die aus dem Glaslager, zur Sicherheit vorher in 2 Hälften gebrochen) oder Handmikrotom, hauchdünne Scheibe von Holundermark/Styropor mit Pflanzenpräparat darin abschneidenHolundermark/Styropor mit Pflanzenpräparat darin abschneiden

5) Pflanzenpräparat SOFORT in Wasser einlegen, dann Deckglas darauf legen.

Einfache histochemische Färbungen – bitte Handschuhe & Kittel tragen! g

1. Einige Tropfen Farblösung bzw. 70% EtOH neben die Kante des Deckgläschens setzten

- Sudan IV (Scharlachrot): Azofarbstoff färbt hydrophobe Substanzen (Fette Wachse)Sudan IV (Scharlachrot): Azofarbstoff, färbt hydrophobe Substanzen (Fette, Wachse)

- Safranin-Rot: Phenazin-Derivat, färbt Lignin, z B in verholzten Zellwändenz.B. in verholzten Zellwänden

Astrablau: Phtalocyaninfarbstoff färbt unverholzte Zellwände- Astrablau: Phtalocyaninfarbstoff, färbt unverholzte Zellwände z.B. in Parenchymen

Zeichnung: www.Lehrerfortbildung.de, modifiziert; Strukturformeln von commons.wikimedia.org

Anatomischer Aufbau von Blättern

Epidermis

Mesophyll: Palisaden-Parenmchym

Leitbündel

Mesophyll: Schwamm-Parenmchym

EpidermisEpidermis

Bilder: Blätter von Berkheya coddii (links) und Thlaspi goesingense (rechts) , aufgenommen von H. Küpper, 2000, unpubliziert

Die Präparate der "Blätter"- Kurstagevoriger Kurstag:g g

• Typische bifaciale Laubblätter von Pflanzen mit C3-Photosynthese: Helleborus niger (Christrose),Tradescantia discolor (Dreimasterblume): ( )Querschnitt und 2 Flachschnitte

heute:

• Typisches Blatt eines Grases mit C4-Photosynthese (Kranz-Anatomie): Zea Mays (Mais):Anatomie): Zea Mays (Mais):Querschnitt

• Xeromorphes (= an TrockenheitXeromorphes ( an Trockenheit angepasstes) Blatt: Kiefer:Querschnitt

• Speicher-Blatt einer amphibischen CAM-Pflanze: Crassula helmsii (AustralischesCrassula helmsii (Australisches Nadelkraut):Querschnitt

Zeichnung: Strasburger - Lehrbuch der Botanik, Spektrum, Heidelberg 2003

Gras mit C4-Photosynthese: Zea mays (Mais, Poaceae)- Vorkommen und LebensweiseVorkommen und Lebensweise

- Ursprüngliche Heimat: Mexico und Mittelamerika angepasst an hohe Temperaturen und starke Sonneneinstrahlung

H t lt it l K lt fl b it t- Heute weltweit als Kulturpflanze verbreitet

Foto von: commons.wikimedia.org, Zeichnungen aus: Albrecht Meyer (Text), Leonhard Fuchs, Heinricus Füllmaurer and Veit Rudolph Speckle (Zeichnungen) (1542) De historia stirpium commentarii insignes; Francisco Manuel Blanco (1880-1883) Flora de Filipinas

Typisches Blatt eines Grases mit C4-Photosynthese (Kranz-Anatomie): Zea mays (Mais)(Kranz Anatomie): Zea mays (Mais)

Schema von : http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/phts/C4.jpg, © Edison Wesley Longman, inc.

Typisches Blatt eines Grases mit C4-Photosynthese (Kranz-Anatomie): Zea mays (Mais)(Kranz Anatomie): Zea mays (Mais)

Übersicht eines Querschnitts am Blattrand:Dicke der Gewebeschichten- Dicke der Gewebeschichten

- Gewebetypen

LM-Bild: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Typisches Blatt eines Grases mit C4-Photosynthese (Kranz-Anatomie): Zea mays (Mais)(Kranz Anatomie): Zea mays (Mais)

Übersicht eines Querschnitts nahe der Blattmitte: Dicke der Gewebeschichten- Dicke der Gewebeschichten

- Gewebetypen

LM-Bild: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Pinus silvestris (Wald-Kiefer, Pinaceae) – Vorkommen und LebensweiseVorkommen und Lebensweise

- Wächst natürlich auf armen, trockenen Böden in Europa und Asien, dort anderen Baumarten überlegen durch Anpassungen an Trockenstress ( xeromorphe Charakteristika): Pflahlwurzel und Blattanpassungen

- Vom Menschen auch auf reichere Standorte gepflanzt da beliebt für Holzproduktion

Verbreitungskarte: commons.wikimedia.org, Zeichnung: Prof. Dr. Otto Wilhelm Thomé Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz 1885

Xeromorphes Blatt von Pinus silvestris (Kiefer)

Anpassungen an Trockenstress ( xeromorphe Charakteristika):

1) Verminderung von Verdunstungsverlusten durch:- dicke Cuticula- lignifizierte dicke Epidermis-Zellwände- wenig Oberfläche pro Volumeng p- Stomata in Epidermis eingesenkt (Windschutz durch äußere Atemhöhle)- substomatäre innere Atemhöhle mit Wachs ausgekleidet

2) V öß d h i h S bili ä b i T h k2) Vergrößerung der mechanischen Stabilität bei Turgorschwankungen- Dicke Zellwände in Epidermis- Sklerenchym

3) Schnelle Reparatur von Verwundungen- Harz aus Harzkanälen verschließt Wunde

H h F ß h t ?- Harz auch Fraßschutz?

Xeromorphes Blatt von Pinus silvestris (Kiefer)

Übersicht eines Querschnitts: - Dicke der Gewebeschichten- Gewebetypen- Gewebetypen

LM-Bild: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Xeromorphes Blatt von Pinus silvestris (Kiefer)

Details eines Harzkanals: - Dicke der Zellwände verschiedener Zelltypen des Harzkanals - Tüpfelkanäle- Tüpfelkanäle

LM-Bild: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Xeromorphes Blatt von Pinus silvestris (Kiefer)Details an der Endodermis:Details an der Endodermis: - Dicke der Zellwände verschiedener Zelltypen von Mesophyll, Endodermis, tracheiden Zellen, Xylem, Phloem, Wandverstärkungen in Armpalisaden, Tüpfelkanäle

LM-Bilder: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Xeromorphes Blatt von Pinus silvestris (Kiefer)Details eines Stomiums: eta s e es Sto u s- Dicke der Zellwände verschiedener Zelltypen des Harzkanals - Tüpfelkanäle- nach Anfärbung mit Sudan IV (Beobachtung nach Austausch gegen 70% EtOH): Wo- nach Anfärbung mit Sudan IV (Beobachtung nach Austausch gegen 70% EtOH): Wo tritt starke Färbung auf? Wo gibt es Wachs- und Fettschichten?

LM-Bild: V. Hellmann, unpubliziert Zeichnung: H. Küpper, 1995, unpubliziert

Crassula helmsii (Kirk) Cockayne (Australisches Nadelkraut, Crassulaceae))

Vorkommen und Lebensweise-Ursprünglich in Australien und Neuseeland beheimatetp g

- Wächst amphibisch, kann auch hohe Alkalinität, Salz- und Schwermetallkonzentrationen überleben und reichert Kupfer aktiv an

- Verdrängt europäische Art Crassula aquatica extrem invasive Pflanze, eingeschleppt in Europa durch Aquarianer, Verkauf in Großbritannien ab 2014 verboten

Küpper H, Mijovilovich A, Götz B, Küpper FC, Wolfram Meyer-Klaucke W (2009) Plant Physiology 151, 702-714Küpper F, Küpper H, Spiller M (1996) Floristische Rundbriefe 30(1), 24-9.; Übersichtsfoto: ©National Trust Images/Ross Hoddinott; Zeichnung: University of Florida/IFAS Center; Detailfoto: Hendrik Küpper (2009) unpublished; Info: http://www.issg.org/database/species/ecology.asp?si=1517&fr=1&sts=&lang=EN

Unifaziales Speicher-Blatt einer amphibischen CAM-Pflanze: Crassula helmsii (Australisches Nadelkraut):( )

Anpassungen an die Lebensweise und CAM-Physiologie:

1) Große Speicherzellen im Mesophyll) p p y

2) großer Blattquerschnitt ( „Blattsukkulente“)

3) Speicherzellen haben eine besonders große Vakuole für Malat-Speicherung3) Speicherzellen haben eine besonders große Vakuole für Malat Speicherung

Schema von: Yikrazuul auf http://de.wikipedia.org/

Unifaziales Speicher-Blatt einer amphibischen CAM-Pflanze: Crassula helmsii (Australisches Nadelkraut):Crassula helmsii (Australisches Nadelkraut):

Übersicht:Übersicht:- Gewebeschichten- Größe des Leitbündels im Vergleich zum Gesamt-Querschnitt

SEM-Bild: H. Küpper, 2000, unpubliziert LM-Bild: H. Küpper, 2010, unpubliziert

Unifaziales Speicher-Blatt einer amphibischen CAM-Pflanze: Crassula helmsii (Australisches Nadelkraut):Crassula helmsii (Australisches Nadelkraut):

Detail: Epidermis bis Leitbündel in der Mitte des Blattes Dicke der Zellwände und Zahl der Chloroplasten in den folgenden Geweben:Geweben:- Epidermis,- Palisadenparenchym=Äußere Mesophyll Schicht=Äußere Mesophyll-Schicht, - Speicherzellen im Schwammparenchym

LM-Bilder: H. Küpper, 2010, unpubliziert

Alle Dias meiner Vorlesungen können in Farbe und Graustufen-druckoptimiert von p

ILIASund

meiner Arbeitsgruppen-Homepage heruntergeladen werden:

www.uni-konstanz.de FB Biologie Arbeitsgruppen Küpper

oder direktoder direkt

http://www.uni-konstanz.de/FuF/Bio/kuepper/Homepage/AG_Kuepper_Homepage.html