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Funktion der Spaltöffnungen 06:55 min

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Transkript Funktion der Spaltöffnungen

Hallo! Wenn man ein normales Blatt unter dem Mikroskop anschaut, sieht das so aus. Siehst du die vielen kleinen Poren? Das sind Spaltöffnungen. Aber mit so vielen Poren würde eine Pflanze doch austrocknen, da sie viel Wasser verliert und die wachsige Kutikula, die ein Austrocknen verhindern soll, wäre ziemlich sinnlos. Oder was meinst du?

In diesem Video siehst du, dass die Pflanze die Öffnungsweite der Spaltöffnungen regulieren kann. Und wie das genau funktioniert, siehst du gleich!

Spaltöffnungen sind Poren in der Abschlussschicht des Blattes, der Epidermis. Spaltöffnungen werden auch als Stomata bezeichnet. Diese Poren sind seitlich von zwei speziellen Zellen, den Schließzellen, begrenzt. Diese unterscheiden sich deutlich von den anderen Zellen der Epidermis, da sie eine bohnenförmige Struktur aufweisen und zudem Chloroplasten besitzen

Meistens findet man Spaltöffnungen auf der Blattunterseite eines Blattes. Auf einem Quadratzentimeter Blattfläche liegen über 20.000 Spaltöffnungen; das entspricht etwa 1% der gesamten Blattfläche. Aber warum gibt es überhaupt Spaltöffnungen?

Auf diese Weise kann die Pflanze die Transpiration regulieren. Den größten Anteil an der Transpiration hat die stomatäre Transpiration, die über die Spaltöffnungen erfolgt. Obwohl die Spaltöffnungen nur einen sehr kleinen Anteil an der Gesamtblattfläche ausmachen, beträgt die Transpiration des Blattes 70% der Transpiration einer gleichgroßen Wasserfläche.

Das kann man mit dem so genannten Randeffekt erklären. Das bedeutet, dass Wassermoleküle aus vielen kleinen Öffnungen viel leichter diffundieren können als von einer gleichgroßen Wasseroberfläche. Das liegt daran, dass sich die Teilchen nicht gegenseitig behindern. So ist es nämlich in einer Wasserfläche. Aus den Spaltöffnungen können die Wasserteilchen auch zur Seite die Spaltöffnung verlassen.

Die Verdunstungsrate ist durch Spaltöffnungen trotz des kleinen Anteils an der Gesamtblattfläche also ziemlich groß, so dass ein hoher Transpirationssog garantiert wird. Durch Öffnen und Schließen der Stomata kann die Pflanze die Transpiration verringern oder erhöhen.

Nur ein kleiner Anteil der Gesamttranspiration erfolgt über die Kutikula und wird als kutikuläre Transpiration bezeichnet. Diese kann von der Pflanze nicht reguliert werden.

Auch der Austausch von anderen Gasen wird durch die Spaltöffnungen reguliert. Das ist für die Fotosynthese von Bedeutung. Bei geöffneten Spaltöffnungen, wird Kohlenstoffdioxid für die Fotosynthese aufgenommen und der entstehende Sauerstoff der Fotosynthese wieder abgegeben.

Wir werden uns nun anschauen, wie eine Pflanze ihre Spaltöffnungen öffnen oder schließen kann. Die Schließzellen haben nämlich ungleichmäßig verdickte Zellwände. Wenn Wasser in die Schließzellen einströmt, können sich die unverdickten Zellwandbereiche dehnen. Das führt dazu, dass sich die Schließzellen krümmen und sich die Pore öffnet.

Wenn die Pflanze ihre Spaltöffnungen also öffnen möchte, muss sie die osmotische Saugkraft der Schließzellen erhöhen, damit Wasser in die Schließzellen einströmen kann. Dazu werden verschiedene Ionen wie positiv geladene Kaliumionen und negativ geladene Chloridionen aus den Nachbarzellen in die Schließzellen transportiert. Zudem werden anorganische Malat-Ionen synthetisiert, die ebenfalls osmotisch aktiv sind. Wasser strömt nach und es kommt zum Öffnen der Spaltöffnungen.

Aber wann öffnet und schließt eine Pflanze eigentlich ihre Spaltöffnungen? Das ist von verschiedenen Faktoren abhängig, nämlich von der Wasserversorgung der Pflanze, der Lichtversorgung und der Kohlenstoffdioxid-Konzentration im Blattinnengewebe.

Du kannst Dir sicher gut vorstellen, dass eine Pflanze, wenn es trocken und heiß ist, verhindern möchte, dass sie zu viel Wasser verliert. Daher schließt eine Pflanze ihre Spaltöffnungen, wenn es im Sommer zur Mittagszeit sehr heiß ist. Auch wenn eine Pflanze schlecht mit Wasser versorgt ist, werden die Spaltöffnungen geschlossen.

Auch die Kohlenstoffdioxid-Konzentration spielt eine Rolle. Niedrige Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen führen zu einem Öffnen der Spaltöffnungen, da dann Kohlenstoffdioxid aufgenommen und in der Fotosynthese genutzt werden kann.

Auch eine gute Lichtversorgung führt zum Öffnen der Spaltöffnungen. Das bedeutet für die Pflanze, dass sie an heißen Sommertagen sozusagen in einer Zwickmühle ist: Sie muss zwischen einem Öffnen der Spaltöffnungen für die Fotosynthese und einem Schließen der Spaltöffnungen für den Verdunstungsschutz balancieren. Das führt dazu, dass die Spaltöffnungen nachts geschlossen sind, sich am Vormittag öffnen, während der Mittagsstunden wieder etwas schließen und am Nachmittag wieder geöffnet sind.

In diesem Video hast du gelernt, wie eine Pflanze die Transpiration von Wasserdampf und die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid regulieren kann, indem sie ihre Spaltöffnungen öffnet oder schließt. Dabei spielt die Konzentration verschiedener Ionen in den Schließzellen eine Rolle, da dies zum Wassereinstrom oder -ausstrom in den Schließzellen führt. Tschüssi!

6 Kommentare
  1. ganz gut

    Von Filippa K., vor 6 Monaten
  2. ZU viele Fachwörter, die nicht erklärt wurden sind.
    Trotzdem ist es hilfreich.

    Von Rabea Wierbicki, vor 11 Monaten
  3. sehr sehr hilfreich, vielen Dank

    Von B J Niesel, vor mehr als 2 Jahren
  4. super gut erklärt sehr hilfreich!!!

    Von B J Niesel, vor mehr als 2 Jahren
  5. Vielen Dank, ein sehr gut erklärtes Video!

    Von Daniela Strothmann, vor mehr als 3 Jahren
  1. Sehr gut erklärt :) Danke

    Von Knittel M, vor mehr als 5 Jahren
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Funktion der Spaltöffnungen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Funktion der Spaltöffnungen kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe, was Spaltöffnungen sind.

    Tipps

    Die Epidermis bildet die Abschlussschicht eines Blattes.

    Lösung

    Die Spaltöffnungen befinden sich meistens auf der Blattunterseite. Sie sind von kleinen bohnenförmigen Schließzellen umgeben und ermöglichen den Pflanzen den Gasaustausch mit der Umgebung. Durch das Verdunsten von Wasser, die Transpiration, entsteht ein Sog. Dieser wird auch als Verdunstungssog bezeichnet. Dadurch wird Wasser wieder über die Wurzeln in die gesamte Pflanze transportiert. Die Pflanze kann die Stomata, wie die Spaltöffnungen auch genannt werden, schließen und öffnen.

  • Bestimme, wann die Pflanze die Stomata öffnet bzw. schließt.

    Tipps

    Wenn viel Wasser im Boden ist, dann kann die Pflanzen viel Wasser verdunsten lassen.

    Lösung

    Ob die Pflanze ihre Spaltöffnungen schließt oder öffnet, ist abhängig von

    der Wasserversorgung: Wenn viel Wasser vorhanden ist, öffnet die Pflanze die Stomata. Wenn wenig Wasser vorhanden ist, schließt die Pflanze die Stomata.

    den Lichtverhältnissen: Wenn gute Lichtverhältnisse herrschen, werden die Stomata geöffnet, ist es dunkel, werden sie geschlossen.

    der Kohlenstoffdioxid-Konzentration im Blattgewebe: ist die Konzentration niedrig, werden die Stomata geöffnet.

  • Beschreibe den Aufbau eines Laubblatts.

    Tipps

    Von „Palisaden“ spricht man, weil die Struktur an einen Palisadenzaun erinnert.

    Lösung

    Die Epidermis befindet sich auf der Blattunter- und -oberseite. Sie ist von einer wachsähnlichen, wasserdurchlässigen Schicht (Kutikula) überzogen. Diese beiden Schichten schützen das Blatt vor dem Austrocknen und vor Verletzungen. Darunter liegen im Palisadengewebe zahlreiche Chloroplasten. Im Schwammgewebe liegen viele Interzellularräume. Die Spaltöffnungen befinden sich beim Laubblatt auf der Unterseite.

  • Beschreibe charakteristische Merkmale der Spaltöffnungen.

    Tipps

    Über die Spaltöffnungen reguliert die Pflanze ihre Transpiration. Es ist also wichtig, dass sie sich öffnen und schließen lassen.

    Lösung

    Die Schließzellen umgeben die Spaltöffnungen. Sie besitzen unverdickte Zellwandbereiche, diese sind dehnbar. Wenn sich die Schließzelle krümmt, öffnet sich die Pore. Wenn die Pflanze die Pore öffnen will, muss sie die osmotische Saugkraft der Schließzellen erhöhen, so strömt Wasser in die Schließzellen ein. Dazu werden positiv geladene Kaliumionen oder negativ geladene Chloridionen aus den Nachbarzellen in die Schließzellen transportiert.

  • Erläutere, was beim gezeigten Versuch passieren wird.

    Tipps

    Die Wurzeln der Pflanze werden weiter Wasser aufnehmen.

    Lösung

    Schon nach kurzer Zeit wird die Innenseite der Tüte beschlagen, es bilden sich kleine Wassertröpfchen.

    Die Pflanze nimmt auch unter der Tüte über ihre Wurzeln Wasser auf. Ein Teil des Wassers entweicht über die Blätter als Wasserdampf. Dieser verdunstet über die Stomata. Da der Wasserdampf nicht entweichen kann, reichert er sich in der Luft an. Nach kurzer Zeit ist dann mehr Wasserdampf in der Luft, als sie aufnehmen kann. Der gasförmige Wasserdampf bildet sich in Tröpfchen um, die dann an der Innenseite unserer Tüte sichtbar werden.

  • Erkläre, welche Anpassungen man bei den Spaltöffnungen findet.

    Tipps

    Der Farn ist eine Feuchtpflanze. Er wächst an Orten mit hoher Luftfeuchtigkeit.

    Die Seerose ist eine typische Wasserpflanze.

    Lösung

    Der Kaktus wächst dort, wo es sehr trocken ist. Damit seine Transpiration gering ist, sind seine Spaltöffnungen eingesenkt. So sind sie gut vor direkter Sonne und Wind geschützt.

    Anders ist dies bei Pflanzen, die dort wachsen, wo es viel Wasser gibt. Zum Beispiel bei Feuchtpflanzen. Sie besitzen Anpassungen, die ihnen die Transpiration erleichtern. Ihre Spaltöffnungen sind emporgehoben und befinden sich, wie bei vielen anderen Pflanzen auch, auf der Blattunterseite.

    Es gibt aber Pflanzen, deren Spaltöffnungen liegen auf der Blattoberseite. Bei Wasserpflanzen ist dies der Fall. Die Seerose besitzt in ihren Blättern ein Gewebe, das Luft speichert. Dies führt zum Auftrieb und sie kann schwimmen. Da also unter ihr Wasser ist, könnte sie keinen Kohlenstoffdioxid aufnehmen, wenn die Spaltöffnungen auf der Blattunterseite wären.