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Rasierklingen
weißes Zeichenpapier
Bleistift
Deckgläser
Objektträger
Pinzette (spitz)
einen Sproß einer Zimmerpflanze

Mikroskop
Glas mit Wasser
Pasteurpipetten
Potetometer
1 Erlenmeyer mit ca. 100 ml Eosinlösung (0,1 g Eosin / 100 ml)
Chlorzinkjodlösung (50 g Zinkchlorid und 16 g Kaliumjodid wurden in 17 ml H₂O gelöst. Anschließend wurde die maximal lösliche Menge an Jod hinzugegeben.)
Phloroglucin - HCl - Lösung (0,1 g Phloroglucin wurde in 90 ml 95%igem Alkohol gelöst; anschließend Zugabe von 10ml konz. HCl)
einen Zweig von Ilex aquifolium (eine immergrüne Pflanze. Ihr Vorkommen deutet auf einen atlantischen Klimaeinfluß hin)
einen Sproß einer krautigen Pflanze (je nach Marktlage: was wir zu der Jahreszeit im Blumenhandel billig erwerben können).
Vaseline
in Alkohol eingelegtes Material:
Stengelstücke von Zea Mays / von Impatiens Roylei, einem Springkraut (eine eingeschleppte Art, die sich vor allem im Bereich von Bahndämmen zusehens ausbreitet).
Ferner: einige Stengelstücke verschiedener Dicotyledonen.

Wir wollen heute einige einfache Versuche zum Wasserhaushalt der Pflanze machen und untersuchen diejenigen Gewebe der Pflanze, in denen der Wassertransport erfolgt.

Es ist unser erster Versuch, bei dem wir uns nicht einen Zelltyp ansehen, sondern verschiedene. Zellen gleicher Art liegen in einem Gewebeverband zusammen. Einzelne Gewebe unterscheiden sich nicht nur in ihrem Aussehen, sondern auch in ihrer Funktion voneinander. Das Teilgebiet der Biologie, welches sich mit diesen Fragen befaßt, ist die Histologie.

In einem Anfängerpraktikum können wir nur an pflanzlichen Objekten histologisch (= pflanzenanatomisch) arbeiten, weil es ohne größeren experimentellen Aufwand nicht möglich ist, ein Präparat eines tierischen Gewebes herzustellen. Sie sollen heute die Gewebe kennenlernen, die für den Wassertransport notwendig sind: die Leitbündel. Sie werden durch verschiedene Färbemethoden feststellen können, daß deren Zellwände aus verschiedenem Material bestehen. Durch einen Färbeversuch mit einem Vitalfarbstoff werden Sie spezifisch wasserleitende Zellen erkennen. Das Gewebe eines Pflanzenstengels ist eine dreidimensionale Struktur. Um die Form der einzelnen Zellen verstehen zu können, benötigen Sie mindestens einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch das Gewebe. Sie werden mit Material arbeiten, welches wir im Sommer gesammelt und in Alkohol eingelegt haben. Alkoholpräparate haben sicherlich Frischpräparaten gegenüber Nachteile.

Vorteile sind jedoch

1. Wir können die Untersuchungen jederzeit durchführen.

2. Durch die Behandlung mit Alkohol denaturieren die Plasmaproteine und "verhärten" dabei. Alkoholpräparate sind somit einfacher zu schneiden als Frischpräparate. (vgl. Sie das auch mit dem Fixierungsschritt in unserem Versuch am vorangangenen Praktikumstag)

Wir geben Ihnen Alkoholmaterial von Mais und Impatiens. Beide gehören in unterschiedliche systematische Gruppen. Der Mais gehört zu den einkeimblättrigen Pflanzen (den Monokotyledonen), Impatiens zu den zweikeimblättrigen (den Dikotyledonen). Zu den wichtigsten Unterschieden zwischen den beiden Gruppen gehört die Leitbündeanordnung im Stengel. Bei den Monokotyledonen sind die Leitbündel (bei Querschnittsansichten erkennbar) im Stengel "verstreut", bei den Dikotyledonen zu einem Ring an der Stengelperpherie angeordnet. Die Leitbündel sind dort durch eine Schicht von Zellen in zwei Teile (das Phloem und das Xylem) getrennt. Man spricht daher von offenen Leitbündeln, im Gegensatz zu den geschlossenen, denen diese Schicht fehlt. Doch auch sie besitzen Phloem und Xylem. Die Zellschicht, die bei den Dikotyledonen Phloem und Xylem voneinander trennt, ist das Kambium, welches für das sogenannte sekundäre Dickenwachstum verantwortlich ist. Es ist mehrschichtig und setzt sich bei vielen Arten als Ring auch in den Bereichen zwischen den Leitbündeln fort. Man spricht hier von Interfaszikulärem Kambium.

Im Xylem findet der Wassertransport statt. Man findet im Xylem vorwiegend zwei Zelltypen. Die Gefäße (= Tracheen) und die Tracheiden. Bei beiden Zelltypen ist das Plasma abgestorben. Darüberhinaus findet man plasmahaltige und somit lebende parenchymatische Zellen (Xylemparenchym). Die Seitenwände der Gefäße sind durch Lignineinlagerungen verstärkt: Sie sind verholzt. Die Einlagerungen können ring-, netz -oder schraubenförmig sein: Ring- Netz- Schraubengefäße .

Die Zellen des Phloems sind lebend. In ihnen erfolgt ein Transport gelöster Substanzen (Assimilationsprodukte) z. B. von den Blättern in die Wurzel. Ihre Querwände sind von Siebplatten "durchlöchert". Durch die Siebplattenöffnungen führen Plasmastränge hindurch. Den Phloemzellen liegen sehr plasmareiche langgestreckte Zellen an, die sogenannten Geleitzellen. Phloemzellen enthalten kein Lingnin.

Das Xylem wird auch als Holzteil, das Phloem als Bastteil bezeichnet.

Das in die Blätter geleitete Wasser wird dort an die Umgebung abgegeben. An der Unterseite der Blätter finden Sie hierauf spezialisierte Zellkomplexe, die Spaltöffnungen (Stomata), welche sich bei wassergesättigter Atmosphäre öffnen und bei Trockenheit verschlossen werden können.

Wir werden die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme mit Hilfe eines Potetometers am Ilexzweig messen und dabei untersuchen, welchen Einfluß die Blattoberfläche auf die Rate der Wasserabgabe (Transpiration) hat.

Füllen Sie die Vorrichtung einschließlich der Kapillare mit Wasser. Stecken Sie den Ilexzweig in eine der beiden Bohrungen des Gummistopfens; die zweite dient der Aufnahme der Kapillare. Sorgen Sie dafür, daß eine Luftblase in die Kapillare gerät:

deren Wanderung wird bestimmt.

a ) Wie lange dauert es, bis sie 5 cm in der Kapillare zurücklegt? Wiederholen Sie die Messung. Sie sollten etwa 5 Messungen durchführen, gegebenenfalls unter Einführen einer weiteren Luftblase.

b ) Entfernen Sie die Hälfte der Blätter und zwar jeweils die + / - gegenüberstehenden. Messen Sie erneut die Transpirationsrate (oder besser gesagt, die Wasseraufnahmerate). Wieder 5 Messungen.

c ) Verschmieren Sie die Wundstelle mit Vaseline und wiederholen Sie die Messungen.

d ) Entfernen Sie alle Blätter und verschmieren Sie alle Wunden.

e) Stellen Sie die Ergebnisse graphisch dar. Ist die Transpiration von der Blattzahl und (oder) der Blattoberfläche abhängig? Wenn ja, welche Korrelation besteht da? Wie würden Sie auf möglichst einfache Weise die Blattoberfläche ausmessen? (Die Blätter sind ja unterschiedlich groß und haben unterschiedliche Form).

Stellen Sie Stengelquerschnitte von Mais und Impatiens her. Untersuchen Sie die Anordnung der Leitbündel. Stellen Sie eine Übersichtsskizze her. Untersuchen Sie den Aufbau eines Leitbündels. Stellen Sie eine detaillierte Zeichnung eines Leitbündels von Mais und Impatiens her. Achten Sie auf die jeweilige Zellwanddicke. Färben Sie das Präparat durch Hindurchsaugen von Phloroglucin an. Welche Teile des Präparats färben sich an?

Stellen Sie einen Längsschnitt durch den Stengel her. Suchen Sie Tracheen, Tracheiden, Siebzellen, Geleitzellen und Kambiumzellen. Stellen Sie eine Zeichnung her.

Ziehen Sie mit der Pinzette ein kleines Stück der Unterseite eines Blattes ab.

Wo liegen die Spaltöffnungen?
Wie sehen sie aus? ( Skizze ).

Welche Form haben die Epidermiszellen? Welche Zellen enthalten Chlorophyll (den grünen Pflanzenfarbstoff)?

Stellen Sie zu Praktikumsbeginn einen Sproß in die Eosinlösung. Untersuchen Sie nach 1 - 2 Stunden, wie weit das Eosin im Stengel hochgewandert ist. Stellen Sie einen Querschnitt durch den Stengel her und untersuchen Sie, welche Zellen sich gefärbt haben. Setzen Sie diesen Versuch auch nach Abschneiden eines Stücks vom Stengel fort, denn die nächste Frage lautet: Welche Teile der Blätter werden angefärbt ?

Vergleichen Sie den Stengelquerschnitt mit dem Stengelquerschnitt von Impatiens. Welche Unterschiede finden Sie, oder sind die Strukturen bei beiden Arten gleich?

Für zukünftige Lehrer: Diesen Versuch im Sommer durchführen, und dazu Impatiens (gleich welche Art) verwenden. Die Stengel von Impatiens sind transparent, so daß Sie das Hochwandern und die Lokalisierung der Farbstoffe bereits an dem intakten Sproß verfolgen können.