H20 Planten
20.1 Veredelen
-Klassieke veredeling van rozen is arbeidsintensief en duurt jaren. Door duizenden
kruisingen en strenge selectie blijven uiteindelijk slechts enkele nieuwe rassen met
gewenste eigenschappen over.
-Bij klassieke veredeling speelt geslachtelijke voortplanting een rol. Bestuiving is het
overbrengen van stuifmeel van meeldraden op de stempel. In de natuur gebeurt dit via wind
of insecten. Na bestuiving groeien stuifmeelbuizen naar het vruchtbeginsel, waar
bevruchting plaatsvindt: mannelijke voortplantingscellen versmelten met eicellen in de
zaadbeginsels.
-Bij veredeling voert de kweker de bestuiving handmatig uit. Hij verwijdert bloemblaadjes en
meeldraden en brengt stuifmeel van een geselecteerde vaderplant op de stempel van de
moederplant aan. Na bevruchting ontstaat uit het vruchtbeginsel en de bloembodem een
rozenbottel (schijnvrucht) met vruchtjes, met elk één zaad. Uit die zaden kunnen nieuwe
rozenplanten groeien.
-Geslachtelijke voortplanting zorgt door recombinatie en crossing-over voor genetische
variatie. Selectie op gewenste eigenschappen (zoals mooie bloemen of ziekteresistentie)
kan echter leiden tot verlies van andere eigenschappen, waardoor de genenpool verarmt. In
wilde populaties blijft de genenpool stabieler door willekeurige kruisingen.
-Naast geslachtelijke voortplanting gebruiken kwekers ongeslachtelijke voortplanting
(klonen) om een gewenst ras te vermeerderen. Nakomelingen zijn genetisch identiek aan de
ouderplant. Bij rozen gebeurt dit via enten: een oog (slapende knop) van een ras wordt op
een onderstam van een wilde roos geplaatst. De nieuwe tak heeft de eigenschappen van het
ras (bijv. mooie bloemen), terwijl de wortels eigenschappen van de wilde roos hebben (bijv.
sterk wortelstelsel). Deze methode is eveneens arbeidsintensief.
20.2 Opname en transport van water
-Planten nemen water en opgeloste voedingszouten op via wortelharen, uitstulpingen van
epidermiscellen bij jonge worteltoppen. Wortelharen vergroten het opnameoppervlak. Water
en zouten gaan naar de centrale cilinder via de apoplast-route (langs celwanden) of de
symplast-route (door celmembranen en cytoplasma). Rond de centrale cilinder ligt de
endodermis met in de dwarswanden de bandjes van Caspari (suberine/kurk). Deze laag is
waterdicht, waardoor water en zouten hier niet verder via de apoplast-route kunnen en
verplicht door de membranen van de endodermiscellen moeten (symplast-route). In de
centrale cilinder gaan water en zouten weer via beide routes naar de houtvaten (xyleem), die
het transport door de plant verzorgen. In de membranen van endodermiscellen vindt selectie
van gewenste zouten en actief transport plaats: zouten worden tegen het
concentratieverschil in opgenomen. Door de hogere zoutconcentratie in de centrale cilinder
stroomt water via osmose naar binnen, waardoor worteldruk ontstaat. Bij weinig
verdamping kan deze worteldruk waterdruppels via poriën in bladeren naar buiten persen.
-De houtvaten (xyleem) vormen van wortel tot blad een doorlopende waterleiding. Ze
ontstaan uit langgerekte cellen met verstevigde wanden (ring-, spiraal- of netvormig met
houtstof/lignine). De cellen sterven af, celinhoud en tussenwanden verdwijnen, waardoor
holle buizen ontstaan. Via deze buizen vindt de anorganische sapstroom (water + zouten)
plaats.
-Watermoleculen zijn polair en trekken elkaar aan (cohesie), waardoor in houtvaten één
doorlopende waterdraad ontstaat. Daarnaast trekken watermoleculen en moleculen in de
wanden van de houtvaten elkaar ook aan (adhesie), wat helpt bij opstijging in nauwe
buizen. Cohesie en adhesie zorgen samen voor een stijging van het water, maar zijn bij
hoge planten en bomen niet voldoende.
, -De belangrijkste kracht voor opstijging is de verdampingsstroom: door verdamping in de
bladeren ontstaat een trekkracht die de waterdraden vanuit de wortels omhoog trekt, zelfs
tot in bomen van 100 m hoog. Met het water worden opgeloste zouten meegevoerd.
-De richting van watertransport staat onder invloed van zwaartekracht, worteldruk, cohesie,
adhesie, verdamping. En osmotische processen, op verschillende plaatsen in de plant
beweegt water in de richting van de hoogste concentratie opgeloste stoffen. De som van
deze krachten heet de waterpotentiaal (ψ, psi). Water stroomt van een hoge naar een lage
ψ. Zuiver water heeft ψ = 0; opgeloste stoffen maken ψ lager. Door een hogere
zoutconcentratie in de centrale cilinder dan in de schors van de wortel stroomt het water
naar binnen toe. In de top van de plant is de ψ nog lager door de zwaartekracht en de
verdamping die de concentratie opgeloste stoffen verhoogt. Van de schors van de wortels
tot de top van de plant is er een verloop in de ψ van hoog naar laag. Door deze gradiënt
stroomt het water omhoog.
-Verdamping gebeurt via huidmondjes, openingen in de bladeren en stengels, omgeven
door sluitcellen. Open huidmondjes verhogen verdamping (meer bij hoge temperatuur en
wind), hoge luchtvochtigheid remt dit. Verdamping koelt bladeren en voorkomt
oververhitting.
-In het vroege voorjaar (zonder bladeren) is er in bomen weinig verdamping. Suikers in de
wortels lossen op en verlagen daar de ψ, waardoor via osmose extra water wordt
opgenomen en tijdelijk extra worteldruk ontstaat om het transport weer op gang te brengen.
20.3 Fotosynthese
-Fotosynthese is het proces waarbij planten glucose maken uit koolstofdioxide en water,
met zuurstof als bijproduct. De netto reactievergelijking is 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ +
6 O₂; biologisch correct luidt de bruto vergelijking 6 CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6
H₂O + 6 O₂. Tijdens fotosynthese wordt lichtenergie omgezet in chemische energie.
Groene planten en sommige gepigmenteerde bacteriën zijn foto-autotroof: ze maken zelf
organische verbindingen uit anorganische stoffen.
-Fotosynthese vindt plaats in chloroplasten, bladgroenkorrels die zichtbaar zijn in de groene
delen van de plant. Chloroplasten kunnen zich verplaatsen binnen de cel via
plasmastroming. Dit gebeurt doordat myosinemoleculen chemische energie uit ATP
omzetten in kinetische energie en zich langs actinefilamenten van het cytoskelet bewegen.
Zijn myosinemoleculen verbonden aan organellen zoals chloroplasten of transportblaasjes,
dan verplaatsen deze organellen zich mee door het grondplasma.
-Elke chloroplast heeft een buiten- en een binnenmembraan. Het centrale stroma is een
stroperige vloeistof met opgeloste stoffen, vergelijkbaar met het grondplasma van de cel, en
bevat een cirkelvormig chromosoom: het chloroplast-DNA (cpDNA). In het stroma liggen
platte blaasjes van groene membranen, de thylakoïden, die op elkaar liggen in stapeltjes: de
grana (enkelvoud: granum).
-De membranen van de thylakoïden bevatten twee fotosystemen: fotosysteem I en
fotosysteem II, elk met pigmenten zoals chlorofyl, caroteen en xanthofyl, die samen een
antennecomplex vormen dat fotonen opvangt uit het zonlicht. Het proces start in
fotosysteem II. Fotonen worden opgevangen en brengen elektronen in een centraal
chlorofylmolecuul binnen het antennecomplex in aangeslagen toestand. Deze elektronen
schieten weg uit het chlorofylmolecuul en worden doorgegeven aan een elektronenacceptor
in het thylakoïdmembraan en gaan via een reeks elektronendragers door een redoxsysteem,
een systeem van elektronenacceptoren en elektronendonoren, richting fotosysteem I.
20.1 Veredelen
-Klassieke veredeling van rozen is arbeidsintensief en duurt jaren. Door duizenden
kruisingen en strenge selectie blijven uiteindelijk slechts enkele nieuwe rassen met
gewenste eigenschappen over.
-Bij klassieke veredeling speelt geslachtelijke voortplanting een rol. Bestuiving is het
overbrengen van stuifmeel van meeldraden op de stempel. In de natuur gebeurt dit via wind
of insecten. Na bestuiving groeien stuifmeelbuizen naar het vruchtbeginsel, waar
bevruchting plaatsvindt: mannelijke voortplantingscellen versmelten met eicellen in de
zaadbeginsels.
-Bij veredeling voert de kweker de bestuiving handmatig uit. Hij verwijdert bloemblaadjes en
meeldraden en brengt stuifmeel van een geselecteerde vaderplant op de stempel van de
moederplant aan. Na bevruchting ontstaat uit het vruchtbeginsel en de bloembodem een
rozenbottel (schijnvrucht) met vruchtjes, met elk één zaad. Uit die zaden kunnen nieuwe
rozenplanten groeien.
-Geslachtelijke voortplanting zorgt door recombinatie en crossing-over voor genetische
variatie. Selectie op gewenste eigenschappen (zoals mooie bloemen of ziekteresistentie)
kan echter leiden tot verlies van andere eigenschappen, waardoor de genenpool verarmt. In
wilde populaties blijft de genenpool stabieler door willekeurige kruisingen.
-Naast geslachtelijke voortplanting gebruiken kwekers ongeslachtelijke voortplanting
(klonen) om een gewenst ras te vermeerderen. Nakomelingen zijn genetisch identiek aan de
ouderplant. Bij rozen gebeurt dit via enten: een oog (slapende knop) van een ras wordt op
een onderstam van een wilde roos geplaatst. De nieuwe tak heeft de eigenschappen van het
ras (bijv. mooie bloemen), terwijl de wortels eigenschappen van de wilde roos hebben (bijv.
sterk wortelstelsel). Deze methode is eveneens arbeidsintensief.
20.2 Opname en transport van water
-Planten nemen water en opgeloste voedingszouten op via wortelharen, uitstulpingen van
epidermiscellen bij jonge worteltoppen. Wortelharen vergroten het opnameoppervlak. Water
en zouten gaan naar de centrale cilinder via de apoplast-route (langs celwanden) of de
symplast-route (door celmembranen en cytoplasma). Rond de centrale cilinder ligt de
endodermis met in de dwarswanden de bandjes van Caspari (suberine/kurk). Deze laag is
waterdicht, waardoor water en zouten hier niet verder via de apoplast-route kunnen en
verplicht door de membranen van de endodermiscellen moeten (symplast-route). In de
centrale cilinder gaan water en zouten weer via beide routes naar de houtvaten (xyleem), die
het transport door de plant verzorgen. In de membranen van endodermiscellen vindt selectie
van gewenste zouten en actief transport plaats: zouten worden tegen het
concentratieverschil in opgenomen. Door de hogere zoutconcentratie in de centrale cilinder
stroomt water via osmose naar binnen, waardoor worteldruk ontstaat. Bij weinig
verdamping kan deze worteldruk waterdruppels via poriën in bladeren naar buiten persen.
-De houtvaten (xyleem) vormen van wortel tot blad een doorlopende waterleiding. Ze
ontstaan uit langgerekte cellen met verstevigde wanden (ring-, spiraal- of netvormig met
houtstof/lignine). De cellen sterven af, celinhoud en tussenwanden verdwijnen, waardoor
holle buizen ontstaan. Via deze buizen vindt de anorganische sapstroom (water + zouten)
plaats.
-Watermoleculen zijn polair en trekken elkaar aan (cohesie), waardoor in houtvaten één
doorlopende waterdraad ontstaat. Daarnaast trekken watermoleculen en moleculen in de
wanden van de houtvaten elkaar ook aan (adhesie), wat helpt bij opstijging in nauwe
buizen. Cohesie en adhesie zorgen samen voor een stijging van het water, maar zijn bij
hoge planten en bomen niet voldoende.
, -De belangrijkste kracht voor opstijging is de verdampingsstroom: door verdamping in de
bladeren ontstaat een trekkracht die de waterdraden vanuit de wortels omhoog trekt, zelfs
tot in bomen van 100 m hoog. Met het water worden opgeloste zouten meegevoerd.
-De richting van watertransport staat onder invloed van zwaartekracht, worteldruk, cohesie,
adhesie, verdamping. En osmotische processen, op verschillende plaatsen in de plant
beweegt water in de richting van de hoogste concentratie opgeloste stoffen. De som van
deze krachten heet de waterpotentiaal (ψ, psi). Water stroomt van een hoge naar een lage
ψ. Zuiver water heeft ψ = 0; opgeloste stoffen maken ψ lager. Door een hogere
zoutconcentratie in de centrale cilinder dan in de schors van de wortel stroomt het water
naar binnen toe. In de top van de plant is de ψ nog lager door de zwaartekracht en de
verdamping die de concentratie opgeloste stoffen verhoogt. Van de schors van de wortels
tot de top van de plant is er een verloop in de ψ van hoog naar laag. Door deze gradiënt
stroomt het water omhoog.
-Verdamping gebeurt via huidmondjes, openingen in de bladeren en stengels, omgeven
door sluitcellen. Open huidmondjes verhogen verdamping (meer bij hoge temperatuur en
wind), hoge luchtvochtigheid remt dit. Verdamping koelt bladeren en voorkomt
oververhitting.
-In het vroege voorjaar (zonder bladeren) is er in bomen weinig verdamping. Suikers in de
wortels lossen op en verlagen daar de ψ, waardoor via osmose extra water wordt
opgenomen en tijdelijk extra worteldruk ontstaat om het transport weer op gang te brengen.
20.3 Fotosynthese
-Fotosynthese is het proces waarbij planten glucose maken uit koolstofdioxide en water,
met zuurstof als bijproduct. De netto reactievergelijking is 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ +
6 O₂; biologisch correct luidt de bruto vergelijking 6 CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6
H₂O + 6 O₂. Tijdens fotosynthese wordt lichtenergie omgezet in chemische energie.
Groene planten en sommige gepigmenteerde bacteriën zijn foto-autotroof: ze maken zelf
organische verbindingen uit anorganische stoffen.
-Fotosynthese vindt plaats in chloroplasten, bladgroenkorrels die zichtbaar zijn in de groene
delen van de plant. Chloroplasten kunnen zich verplaatsen binnen de cel via
plasmastroming. Dit gebeurt doordat myosinemoleculen chemische energie uit ATP
omzetten in kinetische energie en zich langs actinefilamenten van het cytoskelet bewegen.
Zijn myosinemoleculen verbonden aan organellen zoals chloroplasten of transportblaasjes,
dan verplaatsen deze organellen zich mee door het grondplasma.
-Elke chloroplast heeft een buiten- en een binnenmembraan. Het centrale stroma is een
stroperige vloeistof met opgeloste stoffen, vergelijkbaar met het grondplasma van de cel, en
bevat een cirkelvormig chromosoom: het chloroplast-DNA (cpDNA). In het stroma liggen
platte blaasjes van groene membranen, de thylakoïden, die op elkaar liggen in stapeltjes: de
grana (enkelvoud: granum).
-De membranen van de thylakoïden bevatten twee fotosystemen: fotosysteem I en
fotosysteem II, elk met pigmenten zoals chlorofyl, caroteen en xanthofyl, die samen een
antennecomplex vormen dat fotonen opvangt uit het zonlicht. Het proces start in
fotosysteem II. Fotonen worden opgevangen en brengen elektronen in een centraal
chlorofylmolecuul binnen het antennecomplex in aangeslagen toestand. Deze elektronen
schieten weg uit het chlorofylmolecuul en worden doorgegeven aan een elektronenacceptor
in het thylakoïdmembraan en gaan via een reeks elektronendragers door een redoxsysteem,
een systeem van elektronenacceptoren en elektronendonoren, richting fotosysteem I.
