am Puls Biologie 5, Schulbuch

132 Wasser und Sauerstoff gegen Kohlenstoffdioxid – Regulation durch die Spaltöffnungen Glossar 1 ATP: Adenosintriphosphat (siehe S. 41). 2 Abscisinsäure: Pflanzenhormon, das bei Trockenstress vermehrt gebildet wird und letztlich ein Schließen der Stomata bewirkt. Basiskonzept Steuerung und Regelung: Öffnen und Schließen der Stomata wird von vielen Faktoren, wie Wassergehalt, CO 2 , Temperatur und Licht gesteuert. Aufgaben E 1 Haare auf der Epidermis reduzieren den Wasserverlust, denn zwischen ihnen reichert sich die Luft mit Wasserdampf an. Dadurch wird der Konzentrationsunterschied zwischen Blattinnerem und -äußerem gerin­ ger, der Wassersog nimmt entsprechend ab. Durch Wind kann allerdings auch diese „Luft­ sperrschicht“ verwirbelt werden, wodurch die Verdunstung steigt. Erfinde und teste ein Ex­ periment, mit dem du die Rolle von Wind auf die Verdunstung überprüfen kannst. E/S 2 Seit Beginn der Industrialisierung nimmt der CO 2 -Gehalt der Atmosphäre stän­ dig zu. Erstelle eine Hypothese, was dies für den Öffnungsgrad der Stomata bedeuten könnte. Plane ein Experiment, mit dem man deine Hypothese prüfen könnte, und bewerte die Folgen des menschlichen Eingriffs durch CO 2 -Abgase in die Atmosphäre. Auf S. 130 hast du Spaltöffnungen (Stomata) be- reits kennengelernt. Durch sie findet der weitaus größte Teil des Gasaustauschs statt: Bei offenen Stomata verliert die Pflanze Sauerstoff (den wir atmen) und Wasser. Denn außerhalb des Blattes ist es meist trockener als innen. Um den Wasserverlust zu minimieren, befinden sich die Stomata bei den meisten Landpflanzen auf der Blattunterseite. Hier sind die Tempera- turen bei Sonnenschein deutlich geringer als auf der Oberseite. Folglich verdunstet weniger Wasser. Die Bewegungen der Schließzellen beruhen auf Änderungen des Turgors (Zelldruck) : Beim Öff- nen werden Ionen, vor allem Kalium, von den Nachbarzellen in die Schließzellen gepumpt. Ihnen nach strömen Wassermoleküle, um die nun unterschiedlichen Ionen-Konzentrationen zwischen Schließ- und Nachbarzellen auszu- gleichen. Dadurch dehnen sich die Schließzellen, eine Öffnung wird sichtbar ( k Abb. 20). Diese Vorgänge benötigen viel ATP 1 . Deswegen besit- zen die Schließzellen der meisten Pflanzen im Gegensatz zu den normalen Epidermiszellen Chloroplasten. Die Öffnung der Schließzellen wird von vielen Faktoren reguliert, nicht nur der aktuellen Was- serversorgung. Bei der Mehrzahl der Pflanzen schließen sich die Stomata bei Dunkelheit, denn ohne Licht kann keine Fotosynthese stattfinden. Zu große Hitze kann ebenfalls ein Schließen der Stomata bewirken, etwa zur heißen Mittagszeit. Auch der CO 2 -Gehalt im Blatt beeinflusst den Öffnungszustand: Ist zu wenig CO 2 vorhanden, öffnen sich die Stomata. Neben den Faktoren Wasser, CO 2 , Temperatur und Licht spielt das Pflanzenhormon Abscisinsäure 2 eine wichtige Rolle bei der Regulation des Öff- nungszustands der Stomata. Wasser, CO 2 , Licht und Temperatur beeinflussen den Öffnungszustand der Stomata Steuerung und Regelung Ion (stark vergrößert) geöffneter Spalt geschlossener Spalt Vakuole Chloroplast Öffnen Schließen Zellkern Nebenzelle Schließzelle Abb. 20: Spaltöffnungen. Pflanzen öffnen und schließen ihre Spaltöffnungen durch Veränderung des Innen­ drucks in den Schließzellen. Schließen: Ionen strömen aus den Vakuolen der Schließzellen in die Nebenzellen aus, Wasser strömt osmotisch nach. Der Innendruck (Turgor) sinkt, die Schließzellen entspannen sich und verschließen die Spaltöffnung. Die Zellwände der Schließzellen sind an der dem Spalt zugewandten Seite verdickt, an der dem Spalt abgewandten Seite dünner. Das ermöglicht die Krümmung bei steigendem Turgor. Öffnen: Ionen werden von den Nebenzellen aktiv in die Vakuo­ len der Schließzellen gepumpt, Wasser strömt aufgrund der Osmose nach. Der Innendruck (Turgor) steigt, die Schließzellen krümmen sich und geben die Spaltöffnung frei. Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv