Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen

Die Aufnahme und der laterale Transport von Wasser und Ionen in der Wurzelrinde erfolgen auf zwei verschiedenen Wegen:

  • Wurzelhaarzellen nehmen die Lösung auf. Der Weitertransport erfolgt von Zelle zu Zelle über Plasmodesmen, da der osmotische Wert von der Rhizodermis bis zur Endodermis zunimmt. Plasmodesmen sind Kanäle aus Cytoplasma, die über Poren in den Zellwänden die Zellen miteinander verbinden. Diese Form des Transports bezeichnet man als symplastischen Wanderweg.
  • Wasser und Ionen dringen in das Netzwerk der Zellwände (Apoplast) ein, die Bodenlösung wird fließpapierartig aufgesaugt. Diesen Transport bezeichnet man als apoplastischen Wanderweg.


Wasser und Ionen gelangen bis zur Endodermis . Dort blockiert der Caspary-Streifen (wachsartige Einlagerung in die Zellwand) den weiteren apoplastischen Transport durch die Zellwände. Nur durch das Cytoplasma der Endodermiszellen kann das Wasser in den Zentralzylinder gelangen. Dabei wird Stoffwechselenergie benötigt. Über die Gefäßzellen des Xylems, die im funktionsfähigen Zustand bereits abgestorben sind, gelangen Wasser und Mineralsalze aus der Wurzel in die Sprossachse. Die Triebkraft dafür ist die Verdunstung des Wassers in den Blättern und die dadurch entstehende Saugspannung. Mineralsalze und Wasser aus dem Boden sowie Kohlenstoffdioxid aus der Luft bilden die Grundlage der Pflanzenernährung.

Die Aufnahme von Mineralsalzionen Bild ist wesentlich komplizierter und an ATP-Verbrauch gebunden.

Mineralsalze und Wasser gelangen auf symplastischem und apoplastischem Weg durch die Wurzel.

Mineralsalze und Wasser gelangen auf symplastischem und apoplastischem Weg durch die Wurzel.

Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen - Wasseraufnahme

Die Transporteigenschaften der Wurzelhaar-Biomembran werden – wie die anderen Biomembranen – von transmembranen Proteinen bestimmt. Sie fungieren als Kanäle, Translokatoren oder aktive Pumpen. Zunächst werden Kationen, die fest an der Oberfläche der Bodenpartikel verankert sind, durch Ionenaustausch gelockert und so zum Durchtritt durch die Membran vorbereitet. Diese Funktion übernehmen Protonen, die sich außerhalb der Zellen befinden. Sie verdrängen z. B. Bild vom Bodenpartikel (Bild 2). Die Ionen gelangen in die Bodenlösung. Den Eintritt von Ionen in die Zelle erklärt man mit dem chemiosmotischen Modell. Mit ATP als Energiequelle werden Protonen durch ein Membranprotein, die Protonenpumpe, aus der Wurzelhaarzelle durch die Membran nach außen gebracht. Es entstehen ein Protonenkonzentrationsgradient und ein elektrisches Membranpotenzial. Dadurch werden Kalium-Ionen durch spezielle Transportproteine der Membran ins Zellinnere transportiert.

Dem Konzentrationsgefälle folgend, wandern Protonen durch bestimmte Membranproteine (Carrier) zurück in die Zelle. Auf diesem Wege nehmen sie Anionen, z. B. Nitrat Bild im Cotransport mit. Alle Membranproteine nehmen nur bestimmte Ionen auf. Deshalb wirkt der Durchtritt durch eine Membran (Wurzelhaarzelle, Endodermis) immer selektiv.

Chemiosmotisches Modell zur Aufnahme von Ionen durch Membranen

Chemiosmotisches Modell zur Aufnahme von Ionen durch Membranen

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

Lexikon Share
Lernprobleme in Biologie?
 

Mit deinem persönlichen Nachhilfe-Tutor Kim & Duden Learnattack checkst du alles. Jetzt 30 Tage risikofrei testen.

  • KI-Tutor Kim hilft bei allen schulischen Problemen
  • Individuelle, kindgerechte Förderung in Dialogform
  • Lernplattform für 9 Fächer ab der 4. Klasse
  • Über 40.000 Erklärvideos, Übungen & Klassenarbeiten
  • Rund um die Uhr für dich da

Einloggen