Wie kommt das Wasser aus den Wurzeln in die Blätter?

Wie kommt das Wasser aus den Wurzeln in die Blätter? Übung

• Nenne die wichtigsten Merkmale von Phloem und Xylem.

  Tipps

  Die Zellen im Xylem haben dicke und oft verholzte Zellwände.

  Lösung

  Das Xylem ist das innen liegende Leitgewebe. Das kannst du dir auch gut merken, denn Innen und Xylem haben beide einen hellen i-ähnlichen Laut.
  Das Phloem liegt außen und enthält Siebelemente, wie Siebröhren und Siebzellen. Diese sind aus lebenden Zellen aufgebaut. Mit ihrer Hilfe können auch größere organische Verbindungen, wie die Photosyntheseassimilate, als auch Glucose transportiert werden. Es ist also für den Nahrungstransport zuständig.
  Das Xylem hingegen besteht aus abgestorbenen, oft verholzten Zellen. Diese nennt man Tracheiden und Tracheen. Mittels des Xylems werden Wasser und Mineralstoffe transportiert und zwar von den Wurzel, wo die Aufnahme geschieht, hin zu den Blättern.
  Beim Phloem geht der Transport von den Blättern aus, wo durch Photosynthese energiereiche Verbindungen entstehen. Diese werden dann von den Blättern in die restliche Pflanze weitergeleitet.

• Stelle den Wasserkreislauf innerhalb einer Pflanze dar.

  Tipps

  Achtung es gibt mehr Begriffe als Lücken!

  Verwechsel nicht die Funktion des Phloems mit der des Xylems.

  Lösung

  Osmose ist eine spezielle Form der Diffusion und zwar durch eine semipermeable, also halbdurchlässige Membran. Wassermoleküle können durch die Zellmembran durchdringen und somit entweder aus der Zelle hinaus oder in die Zelle hinein diffundieren. Dadurch können Konzentrationsunterschiede ausgeglichen werden. Dabei findet die Bewegung immer von der höheren Konzentration zu der niedrigen Konzentration statt. Also von mehr Wassergehalt zu weniger, denn nur Wasser kann durch die Zellwand diffundieren. Ist die Umgebung feuchter als das Zellinnere, wie im Beispiel der Wasseraufnahme aus dem Boden mittels der Wurzelhaare, diffundiert Wasser in die Zelle hinein, um den geringeren Wassergehalt im Inneren der Pflanze auszugleichen.
  Die Haupttriebkraft, welche das Wasser im Xylem dann bis in den höchsten Punkt der Pflanze bringt, ist die Transpirationskraft. Wasser wird lediglich im Xylem transportiert nicht im Phloem, daher bleibt der Begriff Phloem am Ende übrig. Phloem ist für den Transport größerer organischer Moleküle zuständig und transportiert diese von den Blättern aus in die restliche Pflanze.

• Prüfe die Aussagen über die Bestandteile des Leitbündels auf ihre Richtigkeit.

  Tipps

  Das Phloem enthält Siebelemente, durch welche größere organische Moleküle transportiert werden können.

  Lösung

  Das Phloem liegt außen und Xylem innen. Da das Phloem Siebzellen und Siebröhren besitzt, können auch größere organische Moleküle wie etwa Zucker, also Produkte aus der Photosynthese, transportiert werden.
  Osmose stellt einen Spezialfall von Diffusion dar und zwar Diffusion durch eine semipermeable, also halbdurchlässige, Membran.
  Die treibende Kraft vom Wurzelinneren bis hoch in die Baumkronen ist die Transpirationskraft, eine Saugkraft, welche durch den Wasserverlust über die Blätter erzeugt wird. Dadurch wird Wasser im Xylem ähnlich wie bei einem Strohhalm nachgesaugt, nicht aber gedrückt.
  Die Transportrichtung im Xylem geht von den Wurzeln aus. Wasser und gelöste Mineralsalze werden bis in die Blätter geleitet.
  Das Xylem besteht im Gegensatz zum Phloem aus toten und nicht aus lebenden Zellen.

• Erkläre die Wasserleitung innerhalb der Pflanze mit Hilfe eines wissenschaftlichen Versuches.

  Tipps

  Überlege welches Leitgewebe für die Wasserleitung zuständig ist.

  Transpiration funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die Wasseraufnahme aus dem Boden über die Wurzeln.

  Kapillaren sind sehr dünne Rohre.

  Lösung

  Der Wasserverlust über die Blätter basiert auf dem gleichen Prinzip, wie die Wasseraufnahme über die Wurzeln, nämlich durch Osmose. Im Falle der Wasseraufnahme über die Wurzeln ist die Umgebung, also der Boden, feuchter als das Innere der Pflanze. Dieser Konzentrationsunterschied wird ausgeglichen, indem Wasser aus dem Boden in die Pflanze eindringt. Bei der Transpiration hingegen verliert die Pflanze Wasser, da die Umgebung, also die Luft, meist weniger Feuchtigkeit enthält, besonders bei höheren Temperaturen.
  Das Xylem ist das wasserleitende Gewebe, somit färben sich dessen Zellen blau. Das Phloem hingegen, welches für die Leitung von größeren organischen Molekülen zuständig ist und auch eine andere Transportrichtung hat, sollte sich nicht verfärben.
  Adhäsion ist eine weitere wichtige Kraft, welche beim Wassertransport innerhalb der Leitbündel eine Rolle spielt. Du hast davon vielleicht schon einmal im Physikunterricht gehört. Sie ist auch der Grund, warum Wasser in Kapillaren, also sehr dünnen Röhren, nach oben steigt. Moleküle des Wassers haften durch Wechselwirkungen an den Zellwänden.

• Fasse wichtige Merkmale und Eigenschaften von Holz- und Siebteil der Leitbündel zusammen.

  Tipps

  Das Xylem dient dem Transport von Mineralsalzen und Wasser.

  Lösung

  Phloem und Xylem sind Bestandteile der Leitbündel. Dabei ist das Xylem stets nach innen und das Phloem stets nach außen gerichtet.
  Das Xylem ist für den Wasser- und Mineralientransport zuständig. Wasser und Mineralien bekommt die Pflanze aus dem Boden und zwar über die Wurzeln. Der Transport im Xylem muss also von den Wurzeln in die Blätter stattfinden. Das Phloem hingegen ist für den Transport von größeren organischen Verbindungen wie etwa Glucose zuständig, welche in den Blättern durch Photosynthese entstehen. Dafür besitzt es Siebelemente, welche den Durchlass größerer Stoffe erlauben. Der Transport findet also von den Blättern in die restlichen Pflanze statt.
  Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Phloem und Xylem ist, dass ersteres aus lebenden Zellen besteht und das Zweite aus toten Zellen.

• Leite Anpassungen von Pflanzen in Abhängigkeit von den Standortfaktoren ab.

  Tipps

  Transpiration ist der Hauptgrund für Wasserverlust. Wodurch kann Transpiration verringert werden? Wo findet sie statt?

  Sukkulenz (Wasserspeicher) kennst du zum Beispiel von Kakteen. Wo wachsen diese meistens?

  Lösung

  Bei einem trockenen Standort mit viel Sonne, ist es für Pflanzen zum einen wichtig, möglichst wenig Wasser über Transpiration zu verlieren als auch möglichst viel Wasser über die Wurzeln aufzunehmen. Um den Wasserverlust über die Blätter zu verringern, haben diese eine dicke Kutikula. Durch diese verstärkte Wachsschicht kann weniger Wasser aus den Blättern austreten. Außerdem wird durch eine verringerte Oberfläche der Blätter (kleine Blätter) bis hin zum kompletten Blattabfall der Wasserverlust stark eingeschränkt. Über die Spaltöffnungen (Stomata) der Blätter findet unter anderem der Gasaustausch statt, wodurch Fotosynthese möglich wird. Diese Öffnungen sind bei sonnigen Standorten oft im Blatt eingesenkt und somit geschützt vor zu viel Wasserverlust. Kakteen haben zum Beispiel sogar richtige Wasserspeicher entwickelt (Sukkulenz), mit denen sie dem Wassermangel entgehen können. Dies siehst du an ihrer Form.

  Außerdem haben Pflanzen an trockenen Standorten ein stark ausgeprägtes Wurzelsystem, wodurch die Wasseraufnahme aus dem Boden ausgeweitet wird.
  Pflanzen an feuchten Standorten hingegen, müssen sich keine Sorgen über einen Wassermangel machen und somit auch keine Vorkehrungen gegen starken Transpirationsverlust treffen. Sie haben große Blätter mit einer dünnen Kutikula. Um möglichst viel Fotosynthese betreiben zu können, haben sie also große Blattoberflächen, denn oftmals stehen sie auch an schattigen Orten mit wenig Sonneneinstrahlung. Ihre Stomata liegen ungeschützt auf der Blattoberseite.