Hoofdstuk 3.3 t/m 3.5 + 4

H3 §3.3 t/m §3.5 §3.3.1 Reacties in cellen zijn te verdelen in 2 groepen. - reactie waarbij stoffen worden opgebouwd (assimilatie). - reactie waarbij stoffen worden afgebroken(dissimilatie). Bij dissimilatie komt energie vrij. Essentiële voedingsstoffen: zoals vetzuren en sommige aminozuren, zijn essentieel in het lichaam. Centrale stofwisseling: deze zorgt ervoor dat de stofwisseling er minder ingewikkeld uit ziet. §3.3.2 Energie vragende reacties zijn altijd gekoppeld aan energie leverende reacties. In alle levende cellen komt een stof voor die direct energie kan leveren voor alle energie vragende processen à ATP.
§3.3.3 ATP: is klein en lost gemakkelijk op in water. ATP bestaat uit - adenine - robose adenosine - 3 fosfor zuurresten. Bindingen tussen fosforzuurresten bevatten veel energie, doordat de negatief geladen zuurstof atomen uit de fosforzuurresten elkaar afstoten. Als ATP wordt omgezet in ADP(adenosinedifosfaat) komt er 30,6 kJ vrij. ATPàongeladen batterij
ADPàlege batterij
In elke cel wordt voortdurend ATP in de mitochondriën opgebouwd. §3.3.4 ATP ADP + Pi + 30,6 kJ
Cellen krijgen energie door verbranding. Deze energie wordt gebruikt om ATP te vormen. Glucose in oven(met zuurstof erin) verbranden: Koolstof atomen uit glucose binden aan zuurstofàkoolstofdioxide, (oxidatie) Glucose in levende cellen verbranden: Stapsgewijs worden er waterstofionen en elektronen onttrokken. Hier zijn enzymen voor nodig (dehydrogenasen). Er zijn 5 dehydrogenasen betrokken bij de afbraak van glucose. Als co-enzym hebben ze vaak NAD(Nicotinamide Adenine Dinucleotide) deze fungeert als een elektronenacceptor en als een waterstofacceptor. Na de opname van waterstof wordt het gereduceerd tot NADH2
NADH2 kan watersof en elektronen transporteren naar andere delen in de cel. Elektronentransportketen: de elektronen worden overgedragen van de ene elektronendrager op de andere. De uiteindelijke acceptor is zuurstof. Zuurstof wordt gereduceerd tot water. O2 + 4 e- + 4 H+ 2H2O. Het H+ ion wordt slecht doorgelaten door de membramen. Hij komt er wel langs als hij gekoppeld is aan de elektronentransportketen. ATP-Synthase zijn speciale eiwitten deze kunnen wel H+ ionen doorlaten en daarbij ontstaat energie(door de drang dat H+ naar de andere kant van het wil) die gebruikt wordt om van ADP en fosfaat ATP te vormen. §3.4 Dissimilatie: het leveren van energie en het leveren van bouwstenen. Voor deze afbraak worden er voornamelijk koolhydraten, eiwitten en vetten verbruikt. Koolhydraten afgebroken tot àmonosacchariden

Eiwittenà aminozuren
Vettenà glycerol en vetzuren
Of helemaal afgebroken tot CO2 en H2O. §3.4.1 Glycolyse: Glycolyse is de splitsing(lysis) van één molecuul glucose(C6-verbinding) tot twee moleculen pyrodruivenzuur(C3-verbinding). Netto opbrengst van de reactie is per glucose molecuulà2 ATP. In de loop van de glycolyse wordt waterstof onttrokken en overgedragen aan NAD. Per glucose molecuulà2NADH2. De enzymen van de glycolyse bevinden zich in de cytoplasma. §3.4.2 Koppelreactie: Pyrodruivenzuur(C3) opgenomen in de mitochondriën en omgezet in azijnzuur(C2) en samen met een co-enzym tot acetyl-CoA(actyl=azijnzuur). Hierbij komt CO2 vrij en er wordt NADH2 gevormd. Aminozuren en vetzuren die worden geoxideerd worden eerst omgezet in acetyl-CoA. §3.4.3 Citroenzuurcyclus: Cirkel van reacties die verloopt in de mitochondriën. Eerste reactie: acetyl-CoA + oxaalazijnzuurà citroenzuur. De winst van de citroenzuurcyclus is het vrijmaken van H+, deze worden gebruikt voor de synthese van ATP. Per molecuul glucose wordt de cyclus 2 maal doorlopenà vormt 8NADH2. Verder wordt H2O verbruikt en er komt CO2 vrij. §3.4.4 Elektronentransportketen en synthese van ATP: Waterstof wordt verwijderd van NADH2 en gesplitst in H+ en elektronen. De elektronen gaan naar de elektronenstransportketen in de binnenmembranen van de mitochondriën. De H+ ionen blijven in de oplossing. Tijdens het transport van de elektronen langs de keten werken drie van de elektronendragers in de keten als protonenpompen. De protonen worden tussen de binnen- en buitenmembraan van de mitochondriën gepompt. Nu kan ATP-synthase zijn werk doen. Per NADH2 is er voldoende energie om 3 ATP te vormen. C6H12O6 + 6O2 + 38 Pi 6CO2 + 6(12)H2O + 38 ATP §3.4.5 Gisting (anaërobe afbraak(geen zuurstof)): Als er geen zuurstof beschikbaar is, stopt de elektronentransportketen. Anders is er een ophoping van NADH2 in de cel. Melkzuurgisting: Het gevormde pyrodruivenzuur doet dienst als waterstofacceptor voor het waterstof dat in de glycolyse aan glucose is onttrokken. Dit wordt omgezet in melkzuur. Melkzuur is giftigà bij ophoping naar lever toeà deze zet het weer om in glucoseà via bloed naar spierenàslaan het op in de vorm van glycogeen. Bv. Kaas, boter, karnemelk, yoghurt en zuurkool. Alcohol gisting: Pyrodruivenzuur wordt omgezet in ethanal. Ethanal dient als waterstofacceptor, waardoor ethanol(alcohol) ontstaat. Bv. Brood, wijn en bier.
§3.4.6 Als er teveel voedingsstoffen worden opgenomen slaat het lichaam dit op in de vorm van glycogeen of vet. Vettenà vetzuren en glycerolà acetylCoAàcitroenzuurcyclus. Eiwittenàaminozurenà via acetylCoA of andere stoffen uit de citroenzuurcyclus. Voorkeuren voor de stofwisselingsprocessen. - lever: is van alle markten thuis. - Spierweefsel: afbraak van vetzuren, bij zware inspanning soms spierglycogeen. - Hartspierweefsel: brandstof zijn voornamelijk vetzuren. Kan goed spiereiwit vormen. - Hersenweefsel: glucose als brandstof. Kan niks opslaan. §3.5.1 Het vangen van lichtenergie: Pigmenten: deze moleculen vangen het licht op. Bladgroen(chlorofyl): absorbeert rood en blauw licht en weerkaatst groen licht. Is groen
Caroteen(oranje/wortel): absorbeert blauw en groen licht. Is oranje. Actiespectrum: opbrengst fotosynthese bij de verschillende golflengte. Absorptiespectrum: welk licht wordt geabsorbeerd. Chlorofyl: - kunnen elektronen gemakkelijk overdragen. - weinig energie nodig om aangeslagen te worden. §3.5.2 Licht reactie: Chloroplast is het reactiecentrum voor de fotosynthese. Thylakoïd: aantal membranen geplooid tot platte schijfjes. In de membranen van thylakoïden liggen groepen chlorofylmoleculen en ondersteunende pigmenten. Zie BINAS 69 B1,2 §3.5.3 Donkerreactie: Reactie onafhankelijk van licht. ATP + NADPH2à CO2 en later wordt er glucose gemaakt. §3.5.4 Glucose gebruik: a. glucose verlaat chloroplast en wordt in de cel gebruikt voor de synthese van een groot aantal verschillende stoffen(nucleotiden en aminozuren). Voor de ze voortgezette assimilatie zijn mineralen nodig zoals N, P en S(komen uit de bodem). b. Glucose wordt verbrand. De energie in glucose wordt vrijgemaakt en gebruikt om ATP te vormen. ATP helpt bij allerlei soorten werk. c. Wanneer productie groter is als behoefte, dan wordt het omgezet in zetmeel(bollen, knollen). §3.5.5 De bouw van het blad is belangrijk voor de fotosynthese. In de stengels en kelkbladeren kan ook fotosynthese voorkomen, het blad neemt het grootste deel van de fotosynthese op zich.
§3.5.6 Reactiesnelheid van fotosynthese is van een aantal factoren afhankelijk. - chlorofyl: wordt gevormd onder invloed van licht. Om chlorofyl op te bouwen heb je stoffen uit de bodem nodig. - CO2-concentratie: beperkt bij veel planten de fotosynthese. In kassen word nog wel eens de concentratie verhoogd. - Watergebrek: de huidmondjes sluiten zich waardoor er geen CO2 meer kan worden opgenomen. - Licht: is een beperkende factor tot op een bepaalde hoogte, later zijn andere factoren beperkend. - Golflengte is van belang op de reactiesnelheid. - Snelheid van enzymatische reactie wordt ook beïnvloed door de temperatuur H4 Wat groeit en bloeit. § 4.1 Vaatplanten: hebben een vaatbundel, dat is een transport systeem voor water en fotosynthese producten. Zaadplanten: planten met zaden(geslachtelijke voortplanting). Naaktzadigen: zaden zijn niet bedekt(spar). Bedektzadigen: zaden zijn bedekt. Ze bestaan uit zaadlobben. Je hebt… - 1 zaadlobbigenàbv. grassen. - 2 zaadlobbigenàbv. bruine boon. Ongeslachtelijke voortplanting: bollen en knollen. Levenscyclus: bloemàzaadàkiemplantàplantàbloem enz. §4.2 Ouderplantà kieming ver van de plant af. - Ouderplant schiet zaden weg. - Vruchten extra smakelijk voor vogels of de mieren verslepen de zaden. - De zaden drijven goed. - De zaden worden meegevoerd door de wind. Kieming: embryo van de plant(kiem) groeit door de zaadhuid heren. Hier zijn een aantal processen voor nodig. Abiotische factorenà water, O2, licht en temperatuur. Biotische factorenà eten en planten ziektes. §4.3.1 Celgroei vindt plaats door celdeling en celstrekking. Celdeling bestaat uit 2 processen. 1. erfelijk materiaal wordt gekopieerd en verdeeld. 2. ontstaat nieuw tussenwandje(middenlamel). Middenlamel: bestaat uit pectine tegen pectine laag komt de primaire celwand(bestaat uit cellulose). Na de celdeling is er plasmagroei(de opname van water en aanmaak van celmateriaal). Door de plasmagroei is de cel weer op de oorspronkelijke grote gekomen. In bepaalde plaatsen in de cel blijven delende weefsels actief. Deze worden ook wel meristemen genoemd. Celstrekking: wanneer de cel zich niet meer gaat delen, kan deze cel veel water opnemen, en daardoor veel groter worden. (bv. Paddestoelen schieten de grond uit met vochtig weer.) Secundaire celwand: Primaire celwand met extra cellulose of houtstof(lignine) of kurkstof(suberine) of kiezelzuur. §4.3.2 Plasmodesmata: plasmadraden waarmee alle cellen met elkaar in verbinding staan. Deze draden lopen door de primaire celwand via de stippels, cytoplasma van alle cellen staat met elkaar in verbindingà symplast. Apoplast: materialen vervoeren naar een andere cel met de hulp van de membramen. Semi-permeabel: watermoleculen en gassen vinden weinig hinder, maar zouten en eiwitten veel. Ze kunnen daardoor niet door de membranen heen. Permeabel: celwand van planten is wel volledig doorlaatbaar voor water en opgeloste stoffen. Osmose: transport van water dankzij diffusie door een selectief permeabel membraan. Waterconcentratie: is het verschil in concentratie van water moleculen. - waterconcentratie binnen een cel kleiner als buiten à water cel in stromen. - waterconcentratie binnen een cel groter als buiten à water cel uit stromen. Lage waterconcentratieà hoge osmotische waarde. Turgor: druk van opgenomen water zorgt voor stevigheid. Plasmolyse: waterconcentratie buiten de cel is lager dan in de celàcelinhoud laat los van de celwand.
§4.4.1 In de worteltop zit het meristeem, deze zorgt voor de groei, waardoor de wortel dieper in de grond wordt gedrukt. Aan de hoofdwortel ontstaan zijwortels. à Zorgen dat de plant goed verankert zit in de grond. Als dat zo is komt er een stengel boven de grond uit. à Zaadlobben verschrompelen doordat ze worden gebruikt als voedingsbron. Wanneer de bladeren functioneren, is de plant in staat zichzelf te voeden. 1 zaadlobbigen hebben geen hoofdwortel met zijwortels maar bijwortels. §4.4.2 meristemen in een groeiende plant vormen verschillende weefsels. Elk weefsel heeft zijn eigen functie. Celdifferentiatieà door differentiatie ontstaan verschillende typen weefsels. Dit gebeurt na de plasmagroei. 1. Dekweefsel: opperhuid(epidermis) Laag nauw aangesloten cellen. Als nodig wordt er tegen de buitenlaag van de cellen een waslaag(cuticula) afgezet. Vetplanten hebben een heel dikke waslaag. Dekweefsel kan ook brandharen vormen zoals van de brandnetel. 2. Vulweefsel: parenchym
Cellen in weefsel zijn vrij groot. Dankt de stevigheid aan de turgor. Soms slecht het verschil te zien tussen cellen en holtes. - mergparenchym(plaats) - assimilatieparenchym(functie) - opslagparenchym(functie) 3. Stevigheidsweefsel: sklerenchym en collenchym. - Sklerenchym: celwanden vaak zo stevig dat de celinhoud sterft. Kunnen lang gerekte vezels vormen.(Kokos, jute). Dienen voor bescherming van de cellen in het transportweefsel. - Collenchym: celwanden zijn plaatselijk(bv in de hoeken) met cellulose verdikt. Worden verdikt tijdens de celstrekking. Weefsel vlak onder opperhuid en met functionerende inhoud. 4. transportweefsel: houtvaten en bastvaten. - houtvaten: langgerekte cellenà houtvaten als doorlopende buizen, doordat dwars tussenschotten verdwijnen. Op de wanden wordt houtstof afgezet. Celinhoud sterft. Niet hele cel verhout, stippels worden gespaard om stoffen uit te wisselen. Houtvaten vervoeren vooral water + opgeloste mineralen. - Bastvaten: aan elkaar gekoppelde cellen. Dwarse tussenschoten blijven bestaan. Ze zijn voorzien van een hele boel kleine gaatjesà zeefplaat. Celwanden niet verhout. Bastvaten hebben functionerend cytoplasma, vaak is de kern wel dood. Vervoer organische stoffen wordt geregeld doorbegeleidende cellen. Houtvaten + bastvaten = vaatbundel. Primaire groei: van zaad tot volwassen plant. Secundaire groei: dikte groei. Speciaal meristeem het cambium vormt nieuw weefsel dat zorgt voor dikte groei in de wortel en stengel. §4.5.1 de buitenste cellen van de wortelà het wortelmutsje kan verslijmen en zo zuren maken die zelfs door stenen heen komen. Wortel van buiten naar binnen - opperhuid(epidermis): cellen van de opperhuid vormen de wortelharen. Deze zorgen ervoor dat ze snel voedsel kunnen opnemen uit de grond, ze leven ± 2 weken. - De schors: opgebouwd uit parenchym en in beperkte mate bestaat de schors uit collenchym en sklerenchym. Binnenste cellaag bestaat uit speciaal verdikte cellen, de endodermis. - Centrale cilinder: bestaat uit transport weefsel(met stevigheids weefsel) en een meristeem. §4.5.2 Functies wortel: - verankering in de bodem - opslag van stoffen - opname van water en mineralen uit de bodem(zie uitleg onderstaand) Celwanden van de wortelharen staan in contact met het bodem water. Via de apoplast kan het water met de daarin opgeloste stoffen tot de schors doordringen. Uit dit waterreservoir kunnen de cellen water opnemen. Om controle uit te oefenen over het apoplast transport bevindt zich een grens van schors en centrale cilinder een laag van aaneen sluitenden cellen, de endodermis. Bandjes van Casparie: reep vetachtige stof, die slecht doorlaatbaar is voor water en in water opgeloste stoffen. Transport kan alleen plaats vinden via celmembranen en het cytoplasma van de endodermis cellen. Deze cellen transporteren actief zouten in de centrale cilinder. Worteldruk: centrale cilinder hoge osmotische-waarde en hoge drukà positieve druk in de wortelsàstuwt water naar boven. §4.6.1 Delingsweefsel in de stengeltop vormt een aantal bladknopjes. Na een periode van snelle groei zijn de bladeren in staat om mee te doen aan de fotosynthese. De bouw: - Opperhuid à bestaat uit dunne vlakke cellen, die het licht gemakkelijk doorlaten. Opperhuidcellen aan de boven en onderkant zijn bedekt met een dunne waslaag, waardoor waterverlies wordt voorkomen. In de onderzijde aan de opperhuid liggen Huidmondjes. Deze bestaat uit een spleetvormige opening en is omgeven door 2 sluitcellen. Sluitcellen zijn te herkennen aan hun bladgroenkorrels. Achter de huidmondjes licht een vrij grote luchtkamer. - Bladparenchymà Bovenzijde blad bestaat uit cylindrisch gevormde parenchymcellen(pallissadenparenchym). Ze staan dicht opeen en bevatten veel bladgroenkorrels. Onderzijde van het blad bestaat uit onregelmatig gevormde cellen met minder bladgroenkorrels(sponsparenchym). Grote intercellulaire ruimten en dunne celwanden. - Nervenà voeren de houtvaten en bastvaten(vaatbundels) water en fotosynthese producten af. Zorgt ervoor dat blad verspreid wordt.
§4.6.2 Functies van het blad: Hoofdfunctieà fotosynthese. Zorgt ook voor de uitwisseling van stoffen en de waterhuishouding in het blad zelf. Openen huidmondjes voor opnemen CO2, vergroot verdamping. Sluiten huidmondjes om waterverlies tegen te gaan, bemoeilijkt opname CO2 dus bemoeilijkt fotosynthese. Wanneer turgor in sluitcellen groter wordt, strekken de cellen zichà opening groter. §4.7.1 Groei verder, afstand tussen wortels en bladeren steeds groter. Stengel heeft als functie, de opname van water en mineralen moet verbonden zijn met de productie van stoffen in het blad. Ook kan de stengel de bladeren in positie brengen dat ze de meeste zon opvangen. Van buiten naar binnen, dwars doorsnede - Opperhuid: vaak met cuticula(soms stekels of doorns uitgroeien) - Schors: parenchym bevat soms ook collenchym. - Centrale cilinder: opgebouwd uit parenchym(mergparenchym). Ingebed in het parenchym liggen de vaatbundels soms omgeven door sklerenchymvezels. Cambium: naar binnen toe aanmaak bastcellen naar buiten toe aan maak houtcellen. §4.7.2 Belangrijk voor het dragen van de bladeren. Voor het transport van stoffen vanuit de wortel naar de bladeren. Stengels kunnen ook voor opslag dienen of als verankering. §4.7.3 Na de primaire groei komt secundaire diktegroei. 2e jaar van de groei ontstaan in het parenchym tussen de vaatbundels nieuwe delende cellen. Secundaire cambium: koker van meristeemcellen. Hier worden nieuwe vaatbundels gemaakt terwijl eerste jaar alleen bast en houtcellen maakt. Na een aantal jaren is er geen plaats meer voor vaatbundelsà er blijven alleen bast en houtweefsels over. Hout: - voorjaarshoutà dunne wand, grote doorsnede, lichte kleur - zomerhoutà dikke wand, donkere kleur. - herfst/winterhoutà geen groei
Jaarringen: ringen van houtweefsel, afwisseling van voorjaars- en zomerhout valt te zien, als je kijkt nar lichte en donkere ringen. Kernhout: binnenste hout boom, meestal donkerder. Dit komt doordat het met allerlei organische stoffen is geïmpregneerd. Het functioneert niet meer en moet tegen afbraak beschermd worden. Spinthout: lichter van kleur, daarin liggende houtvaten en cellen vervullen de rol van het ransport. Bast: Geen groei het hele jaar door, ze zijn makkelijker samen te drukken. Bastcellen functioneren maar voor 1 jaar en daarna gaan ze dood. Door de dikte toename van het hout wil de opperhuid van de bast nog wel eens scheurenà zie reliëf bast(schors). In de buitenste schorslagen ontstaan opnieuw cambiumcellen, deze vormen nu kurkcellen. Deze zorgen ervoor dat er geen gassen en water de bast in kunnen.
§4.7.4 Transport in houtvaten: Houtvaten zijn erg nauw. In deze nauwe vaten worden de watermoleculen(door cohesiekrachten) bij elkaar gehouden en vormen een ‘waterdraad’. Door verdamping oefenen de bladeren een zuigkracht uit op de waterdraden in de houtvaten. à water omhoog getrokken. Huidmondjes staan met intercellulaire ruimte in contact en deze weer met de bladparenchymcellen. Bij verdamping verdwijnt waterdamp via het parenchymà intercellulaire ruimteà huidmondjesà buiten. Capillaire werking (capillair = nauw buisje): water stijgt in een heel nauw buisje omhoog(0,01 mm tot 0,2 mm)door de oppervlaktespanning van het water. ‘Druppelen’= verschijnsels dat water via speciale huidmondjes naar buiten komt bij een vochtige lucht. §4.7.5 Transport in bastvaten: Er is continue waterstroom. Ook een voortdurende afvoer van assimilatie producten. Concentratie opgeloste stoffen in het sap van de bastvaten bestaat voor 90% uit saccharose. Transport vanaf chloroplastà cytoplasmaàplasmodesmen naar de aangrenzende bladcellen, maar ook via de celwanden. Saccharoseconcentratie in de zeefvaten is erg hoog en in de bladcellen erg laag.Door het drukverschil gaat het water stromen. Aan het eind van het groeiseizoen worden stoffen vervoerd naar het opslagparenchym in de merg en schors van stengels en wortels. Of als de plant ze heeft naar de knollen, bollen en wortelstokken. Bij loofverliezende planten worden er eiwitten vervoerd naar overwinterende organen. §4.8 Plant uit gegroeidà stengel verlengt. In plaats van bladeren ontwikkelen nu delen van de bloem. Eerst kelkbladerenàkroonbladeren, vervolgens de meeldraden en de stampers. Kelk en kroonbladeren lijken nog op bladeren, bevatten dezelfde weefsel. Kelkbladeren: beschermen andere delen van de bloem. Kroonbladeren: geuren door de vluchtige oliën en de kleurstoffen ontstaan door plastiden of de vacuole gevuld met anthocyanen. Meeldraad/stamper: afkomstig van een blad. Bevruchting: versmelting van zaadcellen en eicellen. De stuifmeelbuis moet de afstand over bruggen. §4.9.1 Zoutminnende planten: ’s Zomers als er een lage waterconcentratie in het zoute water isà neemt de plant zout op. Plant wil zo min mogelijk water verdampen vandaar kleine ronde bladeren en een dikke cuticula laag. De huidmondjes zitten diep verscholen. §4.9.2 Droogteminnende planten: Bladeren bevatten speciale cellen die bij droogte water verliezen en de bladeren vervolgens laten krullen. Het verdampende oppervlak wordt kleiner. §4.9.3 C4-planten: Deze planten zijn in staat tijdens een veel lagere CO2 –concentratie nog fotosynthese uit te voeren. Om de vaatbundels van de nerven zit een extra grote laag chloroplasthoudende cellen(mesophyl cellen), ook wel de vaatbundelschede genoemd. Overdag zijn de huidmondjes dicht, en ’s nachts zijn ze open. De CO2 wordt niet gebonden aan de gebruikelijke C5 verbinding, maar aan (PEP) fosfoenolpyruvaat à ontstaat een C4 verbinding.