Thema 4 Planten

Thema 4 Planten

Basisstof 1
Voortplanting bij planten: geslachtelijk en ongeslachtelijk.

Geslachtelijke voortplanting:
· Versmelting kernen van twee geslachtscellen (gameten), waardoor zygote ontstaat;
· Bij vorming geslachtscellen vindt meiose (= vorming haploïde cellen) plaats;

· Bij zaadplanten spelen bloemen een belangrijke rol:
- Meeldraden en stamper(s) zijn voortplantingsorganen
- In helmknoppen vindt meiose plaats
- Haploïde cellen ontwikkelen zich tot stuifmeelkorrels (pollenkorrels)

- In vruchtbeginsel van stamper bevinden zich één of meer zaadbeginsels
- In elk zaadbeginsel ontstaat één eicel na meiose

· Insecten of wind nemen stuifmeelkorrels van meeldraden mee;
· Als stuifmeelkorrels op stempels van dezelfde plantensoort terecht komen, dan is de plant bestoven;
· Zelfbestuiving: Stuifmeel komt terecht op stempel van dezelfde plant;
· Kruisbestuiving: Stuifmeel komt terecht op stempel van een andere plant (van dezelfde soort);
· Na bestuiving groeit er uit stuifmeelkorrel een stuifmeelbuis door de stijl naar een zaadbeginsel;
· Bij bevruchting versmelt de kern van de stuifmeelkorrel met de kern van de eicel;
· Na bevruchting ontwikkelt de zygote zich tot embryo (kiem);
· Als zaadbeginsel een zygote bevat, ontwikkelt zaadbeginsel zich tot zaad;
· Tijdens deze ontwikkeling begint het vruchtbeginsel zich tot vrucht.

Basisstof 2
Ontkieming bruine boon:
· Embryo begint te groeien en ontwikkelt zich tot kiemplant;
· Tijdens ontkieming wordt reservevoedsel (zetmeel en eiwitten) uit de zaadlobben gebruikt;
· O.i.v. enzymen wordt zetmeel afgebroken tot glucose, wat wordt verbruikt bij dissimilatie in het kiemplantje;

· Ander deel reservevoedsel wordt gebruikt als bouwstof (o.a. vorming cytoplasma);
· Als stengeltje en zaadlobben boven de grond uitkomen, wordt er chlorofyl (bladgroen) voor fotosynthese gevormd.

Tweezaadlobbigen: Planten die zaden hebben met twee zaadlobben.
Eenzaadlobbigen: Planten die één zaadlob hebben (maïs) en waarbij de reservevoedsel vooral opgeslagen is in het endosperm (kiemwit) van de zaden.

Groei en ontwikkeling:
· Nodig voor een goede groei:
- Water en mineralen (voedingszouten)
- Zuurstof en koolstofdioxide
- Licht en een geschikte temperatuur

· Ontwikkeling: Veranderingen tijdens de groei (celvormverandering of orgaanvormverandering);
· Groei vindt plaats door mitose, celdeling en plasmagroei;
· Bij planten vinden delingen plaats in meristemen (deelweefsels) die zich in de toppen van wortels en stengels (groeipunten), in knoppen, in jonge bladeren en het cambium bevinden;
· Na mitose, celdeling en plasmagroei blijft één van de dochtercellen in het meristeem en blijft deelvaardig. Na een tijd deelt de cel zich opnieuw en de andere dochtercel komt buiten het meristeem terecht. Deze cel komt steeds verder van het groeipunt af te liggen, doordat er steeds meer cellen tussen komen;

· Celstrekking: Cel die buiten groeipunt terechtkomt, waarbij de cel langwerpig uitgroeit, doordat er veel water wordt opgenomen in de vacuolen. Hierdoor vloeien de kleine vacuolen samen tot een centrale vacuole, waardoor het cytoplasma in een dun laagje tegen de celwand drukt (wandstandig cytoplasma);
· Celdifferentiatie: Cellen en celwanden die van vorm veranderen;
· Celspecialisatie: Cellen die een speciale functie krijgen;
· Wortelmutsje: Dode verslijmde cellen om de worteltop die de worteltop beschermen.

Diktegroei bij bomen en struiken:
· Cambium: Ringvormig meristeem die diktegroei mogelijk maakt;
· In cambium vinden mitose, celdeling en plasmagroei plaats;
· Na elke deling blijft één van de twee dochtercellen in het cambium liggen en komt de ander erbuiten te liggen;
· Naar binnen toe worden steeds cellen bijgevormd die zich ontwikkelen tot houtcellen en naar buiten toe steeds cellen die zich ontwikkelen tot bastcellen;
· Houtcellen kunnen houtvaten vormen, bastcellen kunnen bastvaten vormen;
· Houtcellen (meer) en bastcellen delen zich, waardoor het cambium steeds meer naar buiten komt te liggen en de stam of tak steeds dikker wordt.

Jaarringen:

· Voorjaarshout: Hout met wijde houtvaten met dunne wanden om veel water met opgeloste stoffen te vervoeren voor de groei van de bladeren;
· Zomerhout: Hout met nauwe houtvaten en dikkere wanden;
· In herfst en winter vinden er geen delingen in het cambium plaats;
· Jaargrens: Overgang tussen donkere zomerhout en lichte voorjaarshout;
· Jaarring: hout dat gedurende één jaar is gevormd;
· Mergparenchym: Het midden van de stam dat wordt samengedrukt doordat uit het cambium naar binnen toe steeds meer houtcellen ontstaan;
· Spinthout: Houtvaten in de jongste jaarringen waar water met opgeloste stoffen door vervoerd kan worden;
· Op bepaalde plaatsen ontstaan uit het cambium parenchymcellen, waardoor er mergstralen in het hout ontstaan. Deze zorgen voor transport van stoffen van de buitenkant naar het midden van de stam en omgekeerd (radiaal transport);
· Kurk wordt gevormd door het kurkcambium en zorgt bij houtige stengels voor een ringvormige laag kurk in de schors.

Groeistoffen:
· Auxinen: Belangrijke groeihormonen bij planten;
· (Positieve) fototropie: Planten groeien richting het licht, want licht heeft invloed op de concentratie auxinen (hoe meer licht, hoe minder auxinen);

· (Negatieve) geotropie: Zwaartekracht heeft invloed op groeirichting van de stengel (stengel groeit tegen zwaartekracht in);
· Een worteltop is positief geotroop, omdat hij anders reageert op auxineconcentratie dan een stengeltop. Auxineconcentratie in de wortel is lager.

Invloed van licht:
· Geëtioleerde planten: Planten die in donker groeien (slecht ontwikkeld);

Basisstof 3
Opname en afgifte van CO2 en O2:
· Fotosynthese vindt plaats in cellen met chloroplasten (bladgroenkorrels) die licht ontvangen (vooral in cellen palissadeparenchym van bladeren);
· Opname en afgifte CO2 en O2 vindt plaats door diffusie via huidmondjes en luchtholtes;
· Via intercellulaire ruimten diffunderen CO2 en O2 van buiten naar alle cellen en van de cellen naar buiten;
· Bij jonge planten vindt gaswisseling plaats door de opperhuid;
· Bij kurkporiën in de schors bevinden zich niet-verkurkte delen met parenchym in de kurklaag van de schors. Deze kurkporiën staan in verbinding met mergstralen en via intercellulaire ruimten van die kurkporiën en mergstralen vindt diffusie van gassen plaats van en naar centraal gelegen delen in de stengel.

Samenhang tussen assimilatie en dissimilatie:

· Intensiteit van fotosynthese is de snelheid waarmee glucose wordt gevormd en O2 vrijkomt bij fotosynthese;
· Deze intensiteit is afhankelijk van:
- Hoeveelheid/kleur van het licht
- Hoeveelheid CO2 en H2O
- Temperatuur
- Hoeveelheid chlorofyl

· De beperkende factor (minst gunstig) bepaalt intensiteit fotosynthese;
· Aërobe dissimilatie (verbranding) wordt ook beïnvloed door milieufactoren (temperatuur, hoeveelheid O2).

Houtvaten en bastvaten:
· Transport in zaadplanten vindt plaats via houtvaten en bastvaten;

· Ontstaan van een houtvat:
1) Houtvaten ontstaan uit boven elkaar gelegen houtcellen
2) Houtcellen zetten zich tegen verticale primaire celwand en dikke secundaire celwanden af van cellulose en houtstof
3) De (horizontale) dwarswanden verdwijnen

4) De cellen zelf verdwijnen

· Bij groeiende plantdelen worden ringvormige of spiraalvormige secundaire celwanden afgezet;
· Bij later gevormde houtvaten zijn secundaire celwanden netvormig of wordt de hele primaire celwand bedekt. Bij dit type houtvaten komen stippels voor waar geen secundaire celwand wordt afgezet, waardoor zijwaarts transport mogelijk blijft;
· Organische sapstroom: Via houtvaten worden H2O en zouten van de wortels, via de stengels naar de bladeren vervoerd;
· Bij bastvaten verdwijnen dwarswanden tussen cellen niet, maar er komen openingen. De cellen verdwijnen niet, wel de celkernen, waardoor bastvatcellen kort leven;
· Organische sapstroom: Bastvaten vervoeren H2O en assimilatieprodocten van bladeren naar delen van de plant.

Opname, transport en afgifte van water en zouten:
· Via wortels nemen planten water en zouten op;
· Hout- en bastvaten liggen in de centrale cilinder (buitenste laat centrale cilinder heet endodermis);
· Tot aan centrale cilinder vindt transport van water en zouten plaats via celwanden;
· In celwanden bevinden zich poriën die met elkaar in verbinding staan;
· Capillaire werking: Water met zouten stroomt vanuit bodem door de poriën de wortels in;
· Kurkbandjes: vormen een scheiding tussen schors en centrale cilinder en zijn ondoorlaatbaar voor water;


· Actief transport van zouten naar centrale cilinder (door endodermiscellen):
- Osmotische waarde in centrale cilinder wordt groter dan die in de schors, waardoor water diffundeert naar centrale cilinder
- Endodermiscellen fungeren als semipermeabel membraan
- Kurkbandjes verhinderen dat water met opgeloste zouten via celwanden terugstroomt van centrale cilinder naar de schors
- Worteldruk: Water met opgeloste zouten stijgt in houtvaten

· Transport van houtvaten is het gevolg van:
- verdamping van water uit bladeren
- capillaire werking

· Lucht in luchtholtes en intercellulaire ruimten van bladeren bevatten vaak waterdamp. Als huidmondjes openstaan en de buitenlucht geen waterdamp bevat, diffundeert de waterdamp uit de bladeren. Het water wordt uiteindelijk weer aangevuld door houtvaten in de stengel(s);
· Door capillaire werking van houtvaten wordt het water in de houtvaten omhooggetrokken. Capillaire werking is mogelijk, doordat houtvaten nauw zijn;
· De cohesiekracht (waardoor watermoleculen aan elkaar blijven) en adhesiekracht (waarmee watermoleculen aan houtvatwand worden vastgehouden) zijn samen groter dan de zwaartekracht;

· Houtvaten van stengel(s) gaan over in houtvaten van wortels;
· Water in houtvaten van wortels wordt via endodermiscellen aangevuld vanuit celwanden in de schors en in de opperhuid, en vervolgens vanuit de bodem;
· Passief proces (kost geen energie): Verdamping uit bladeren zorgt voor een waterstroom van wortels tot in de bladeren;
· Actief proces (kost energie): Opwaartse sapstroom - Cellen van wortels, stengels en bladeren nemen zouten op uit anorganische sapstroom. Door osmose diffundeert water uit anorganische sapstroom naar cellen. Dat water wordt gebruikt voor fotosynthese;
· Bij hoge luchtvochtigheid is er weinig verdamping uit bladeren, waardoor er door de worteldruk druppels aan de randen van bladeren kunnen komen. Dat water komt door openingen in de opperhuid naar buiten;
· Waterporiën: Orgaantjes die water naar buiten persen.

Watercultuur:
· Watercultuur: Samenstelling van water en mineralen voor de plant;

· Benodigde elementen voor normale groei en ontwikkeling:
- Calcium
- Fosfor
- Kalium
- Magnesium (vorming chlorofyl)
- Stikstof (opbouw aminozuren (eiwitten) en DNA)
- IJzer (vorming chlorofyl)
- Zwavel

· Spoorelementen: Benodigde elementen in geringe hoeveelheden, vaak nodig om enzymen goed te laten werken:
- Chloor
- Koper
- Mangaan
- Zink

Transport en opslag van assimilatieproducten:

· Vooral ’s nachts wordt tijdelijk opgeslagen zetmeel omgezet in sacharose (suiker) en via bastvaten afgevoerd naar andere delen van de plant;
· Alle delen van de plant nemen sacharose en andere stoffen op uit de organische sapstroom, waarna sacharose wordt omgezet in glucose, die wordt verbruikt bij dissimilatie;
· Grote hoeveelheden reservestoffen worden opgeslagen in cellen van zaden en cellen van verdikte delen;
· Opgeslagen stoffen kunnen vanuit deze opslagweefsels naar alle delen van de plant worden vervoerd door de houtvaten;
· Zetmeel is opgeslagen in amyloplasten (zetmeelkorrels);

· In vacuolevocht bevindt zich:
- Glucose (wordt vooral in vruchten opgeslagen)
- Fructose (wordt vooral in vruchten opgeslagen)
- Sacharose (wordt bv. in suikerrietstengels en suikerbietwortels opgeslagen)

· Vetten zijn opgeslagen als druppels in cytoplasma (bv. in zaden van zonnebloem)
· Eiwitten kunnen zich bevinden in vacuolevocht of voorkomen als aleuronkorrels in cytoplasma.

Basisstof 4
· Stevigheid kruidachtige planten door turgor (druk van cytoplasma op celwand) en lagen houtvaten;
· Stevigheid houtachtige planten door lagen houtvaten (jaarringen);

· Steunweefsels: Vezels (sklerenchymvezels) die bij hout- en kruidachtige planten voor stevigheid zorgen;

· Het ontstaan van sklerenchymvezels:
1) Het begint met een langgerekte sklerenchymcel
2) Tegen de primaire celwand wordt een dikke secundaire celwand afgezet die veel cellulose (bestanddeel van de celwand) en houtstof bevat
3) Cellen binnen de wanden sterven af
4) De ontstane sklerenchymvezels gaan als bundels bij elkaar liggen

Bescherming:
· Als bij een plant veel water verdampt kan de plant uitdrogen;

· Eigenschappen die sterke verdamping tegen gaan:
- Opperhuid van bladeren is bedekt met een waslaagje, de cuticula
- Houtachtige planten hebben vaak een kurklaag in schors van stengels en wortels
- Huidmondjes van planten kunnen sluiten, door vormverandering van sluitcellen. Als de turgor van de sluitcellen afneemt, veranderen sluitcellen van vorm, zodat de opening tussen sluitcellen kleiner wordt en het huidmondje dichtgaat. Als turgor toeneemt, wordt de opening tussen sluitcellen groter, waardoor het huidmondje opengaat. De turgor van sluitcellen hangt af van osmotische waarde van vacuolevocht

· Huidmondjes liggen aan onderzijde van bladeren, zodat de wind de waterdamp minder goed kan afvoeren;

· Huidmondjes liggen soms diep verzonken in opperhuid;
· Bladeren kunnen behaard zijn, bijvoorbeeld met brandharen (voorkomt vraat van dieren door de irriterende stoffen die ze bevatten).