Mineralstoffwechsel physiologische und kologische Aspekte Theorie im Rahmen

Mineralstoffwechsel physiologische und ökologische Aspekte Theorie im Rahmen der 3 st. Übung: „Wachstum und Stoffwechsel der Pflanzen“ (3 SWSt, 4 ECTS, LV-Nr. 300606, WS 2016) Bachelor-Studium Biologie SP Pflanzenwissenschaften Modul B BPF 3

Casparyscher Streifen (rot angedeutet) ist die wichtigste Barriere gegen die chemisch “feindliche” Außenwelt der Pflanze! Die embryonale Wurzelspitze und die endogenen Seitenverzweigungen sind „Schwachstellen“ im System hier umgehen die im Wasserstrom mitwandernden Ionen die “Kontrollstelle Endodermis”

Klassische Versuchsanordnung von Emanuel EPSTEIN „excised barley roots“

KM = Michaelis-Konstante Vmax = maximale Reaktionsgeschwindigkeit Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit (V) einer Enzymreaktion (Stärke-Phosphorylase) von der Konzentration des Substrats (S) und die Ableitung der Kardinalwerte Vmax und KM. Direkte Auftragung der Messwerte.

ATPasen arbeiten als Protonenpumpen in den Biomembranen; weil dabei ein elektrisches Potential aufgebaut wird, werden sie auch „elektrogene Protonenpumpen“ („electrogenic proton pumps“) genannt.

Wiederholung

„Rhizosphäre“ gedachter Bodenzylinder unterschiedlicher Mächtigkeit, der die Pflanzenwurzel umgibt, und der durch die Lebenstätigkeit der Wurzel verändert wird

zur Funktion der Nährstoffe ….

Folie

Folie

Folien -----+ Na+, Mg++, Ca++ in bes. ökol. Situationen

-----+ Na+, Mg++, Ca++ in bes. ökol. Situationen

- Stickstoff - Magnesium SO 2 -Schäden - Mangan - Eisen - Kalium Na. Cl-Schäden - Phosphor -Phosphor

Nährelemente, aufgenommen als Kationen: Anionen: K+ Ca++ Mg++ SO 4 -H 2 PO 4 -/HPO 4 -NO 3 - ausgewogen ! (Fe, Mn, Zn, Ca) (Cl, Mo, B, Si) Kationen: Anionen: K+ Ca++ Mg++ NH 4+ SO 4 -H 2 PO 4 -/HPO 4 -- unausgewogen ! Kationenüberschuss – „cation excess“ (Fe, Mn, Zn, Ca) (Cl, Mo, B, Si)

Ökologische Aspekte des Mineralstoffwechsels („Ökologie des Mineralstoffwechsels“) Wie kommen Pflanzen mit sehr einseitigen und extremen Mineralstoffund Ionenbedingungen im Substrat zurecht ? Beispiele: * Pflanzen auf Kalk- und Silikatstandorten - unterschiedliche p. H-Werte, Mineralstoffverfügbarkeit, Aluminium. Toxizität; unterschiedliches Angebot an Stickstoff-Formen (Ammonium-, Nitrat-Stickstoff), u. a. * Salzpflanzen (Halophyten) - Überschuss an toxischem Na. Cl * Schwermetallpflanzen – Überschuss an tox. Schwermetallen (Zn, Cu, Ni, Cr , . . ) * Ruderalpflanzen – einseitige „Luxusernährung“ mit Stickstoff, Phosphor, …

Inhaltstoffmuster von Carex-Arten unterschiedlichster ökologischer Herkunft A, B, etc. verschiedene Standorte; Zahl über den Balken: Zahl der Arten, aus denen entsprechende Mittelwerte errechnet wurden (bei „ 1“ jeweils nur Einzelwert).

Freie Säure: Salz: Citrat Salz: Malat Salz: Glycerat iso-Citrat) Succinat Fumarat Oxalat

L 2: stark Buchen am Leopoldsberg Judenburg: stark SO 2 -belastete Fichten

Einfluss von Streusalz (Na. Cl) auf das Muster org. Säuren und Anionen