Photosynthese und Zellatmung in Pflanzen

Die Rolle von Blättern, Stämmen und Wurzeln in Pflanzen

Blätter tauschen Gase mit der Umwelt durch die Stomata aus. Sie atmen Gase ein und geben sie wieder ab, einschließlich Wasserdampf durch Transpiration. Die Blätter sind der Hauptort der Photosynthese. Blattzellen haben viele Chloroplasten, die Organellen, in denen die Umwandlung von anorganischen in organische Stoffe erfolgt.

Der Stamm transportiert den Rohsaft durch die Xylem-Gefäße und den verarbeiteten Saft durch die Phloem-Gefäße. Er hat auch andere Funktionen, wie z. B. die Speicherung von Nährstoffen und die Photosynthese in grünen Stängeln oder die Speicherung von Reserven.

Die Wurzel nimmt Wasser und Mineralsalze auf. Bei Wasserpflanzen erfolgt die Wasseraufnahme direkt, während bei Landpflanzen das Wasser in den Bodenporen eingeschlossen ist. Die Wurzel hat auch Funktionen wie den Safttransport (sowohl roh als auch verarbeitet) und die Speicherung von Reserven, wie z. B. in der Wurzel der Karotte oder der Roten Bete.

Zellatmung in Pflanzen

Alle Pflanzenzellen, unabhängig von ihrem Standort, benötigen Energie zum Leben. Diese Energie wird durch die Zellatmung bereitgestellt. Ähnlich wie andere Organismen gewinnen Pflanzen Energie aus der Verbrennung von organischen Stoffen, die sie mit der Nahrung oder durch Photosynthese erhalten. Für die Verbrennung wird Sauerstoff benötigt, und es entsteht Kohlendioxid. Dieser Vorgang findet in den Mitochondrien statt. Bei der Zellatmung wird die organische Substanz abgebaut und in anorganische Stoffe wie Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Dabei wird Energie freigesetzt, die zum Teil als Wärme abgegeben wird.

Die Zellatmung ist ein Prozess, der Sauerstoff benötigt und Kohlendioxid produziert. Die dabei freigesetzte Energie wird verwendet, um zu wachsen, sich zu vermehren oder die Temperatur zu halten.

Gasaustausch und Photosynthese

Der Gasaustausch bei der Atmung (Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlendioxid) ist nicht der einzige Austausch, der in Pflanzen stattfindet. Bei der Photosynthese nehmen Pflanzen Kohlendioxid auf und geben Sauerstoff ab. Der Gasaustausch mit der Umgebung ist also entgegengesetzt zu dem, der bei der Atmung stattfindet.

Tagsüber ist die Menge an Kohlendioxid, die die Pflanze für die Photosynthese aufnimmt, so hoch, dass die Abgabe dieses Gases aus der Atmung überdeckt wird. Ähnliches passiert mit dem Sauerstoff: Die Menge an Sauerstoff, die bei der Photosynthese produziert wird, ist viel größer als die Menge, die für die Atmung verbraucht wird. Um den Gasaustausch bei der Atmung beurteilen zu können, muss die Pflanze im Dunkeln stehen oder es müssen Teile der Pflanze verwendet werden, die keine Photosynthese betreiben, wie z. B. Samen oder Wurzeln. Pflanzen atmen sowohl im Licht als auch im Dunkeln.

Die Bewegung der Atemgase: Sauerstoff aus der Luft oder im Wasser gelöster Sauerstoff kann in alle Teile der Pflanze eindringen, aber grundsätzlich geschieht dies durch die Stomata der Blätter. Von dort gelangt er in die Lufträume zwischen den Zellen und tauscht direkt mit ihnen Gase aus (Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe).

Nahrungsverarbeitung in Pflanzen

Tiere nehmen anorganische Stoffe wie Wasser und Salze sowie organische Stoffe aus anderen Lebewesen auf. Pflanzen hingegen nehmen nur anorganische Stoffe aus der Umwelt auf. Die Blätter sind die Organe, in denen in ihren Organellen aus anorganischen Stoffen organische Stoffe hergestellt werden. Dies geschieht vor allem in den Blättern und nur, wenn sie dem Licht ausgesetzt sind. Der Prozess der Herstellung organischer Stoffe, die reich an Kohlenstoff sind, wird als Photosynthese bezeichnet. Die ersten von der Pflanze produzierten Stoffe sind Kohlenhydrate wie Stärke. Als anorganische Ausgangsstoffe dienen Kohlendioxid, Wasser und Mineralsalze. Photosynthetische Organismen wie die Blätter sind dem Licht ausgesetzt und ihre Zellen sind reich an Chloroplasten, Organellen, die das grüne Pigment Chlorophyll enthalten.