Hoorcolleges planten en micro organismen
HC1 fotosynthese
Cotyl = kiemblad
Mesofyl = laag cellen waar chloroplasten zitten
Epidermis = buitenste laag cellen
PS a = photosynthesis assimilation
PSa is in de werkelijkheid lager dan de berekening omdat niet alle fotonen gebruikt worden
(weerkaartst of niet alles wordt opgenomen omdat het te veel zijn in een keer) en donker
ademhaling (ademhaling van het blad).
Neto fotosynthese = + CO2 fixatie – dark respiration – fotorespiratie
Er word ook energie gebruikt om te groeien/leven.
Irradiance = licht inval op een blad (max 2000 op hele zonnige dag)
LCP: licht compensatie punt netto PSa=0, de lichtintensiteit waarbij evenveel CO2 wordt vastgezet in
fotosynthese als dat er verbruikt wordt door de plant (ademhaling).
QY: quantum yield (de efficientie van je fotosynthese, hoeveel meer fotosynthese bij hoeveel meer
lichtintensiteit)
CCP: CO2 compensatie punt: minimale hoeveelheid CO2 die aanwezig moet zijn om fotosynthese te
plegen.
Fotorespiratie: kan carboxylatie (RUBP + CO2 2 C3)
Maar kan ook oxygenatie: koppeld zuurstof aan RUBP en valt uiteen in een C3 verbinding en een C2
verbinding. De C2 is niet bruikbaar voor de plant.
,1 op de 3 reacties van RUBP is met zuurstof
Door de fotorespiratie route wordt O2 met ATP omgezet tot CO2 en C3. Zo verliest de plant zijn
koolstof niet. Fotorespiratie is dus de ademhaling die extra nodig is om de C2 weer bruikbaar te
maken.
Bovenste bladeren zijn dikker dan de bladeren onderin de vegetatie.
Laag licht bladeren doen het bij een lage licht intensiteit beter dan de hoge licht bladeren. Lage licht
bladeren hebben een lager LCP, lage ademhaling.
Light harvesting kan aangepast worden op laag licht of hoog licht bladeren. Bij laag licht bladeren
kunnen er meer pigment moleculen in een fotosysteem zitten om meer fotonen op te kunnen
vangen.
HC2 C4, CAM en ademhaling
C4 planten:
In mesophyll cel:
1. CO2 wordt aan PEP gekoppeld door PEP-carboxylase (enzym) en omgezet in oxaalaxijnzuur
(OAA).
2. Met NADPH wordt het omgevormd tot malaat (appelzuur)
3. Malaat wordt getransporteerd naar bundle sheath cel
In bundle sheat cel: (ook wel vaatbundel begeleidende cellen)
4. Met behulp van NADPH wordt mataal gesplitst in CO2 en pyruvaat.
5. CO2 kan de calvin cyclus in
6. Pyruvaat wordt weer terug gebracht naar de mesophyll cel
In mesophyll cel:
7. Pyruvaat wordt met 2 ATP weer omgezet in PEP
Er zijn heel veel mesophyll cellen en minder bunde sheath cellen dus de CO2 concentratie in de
bundle sheath cellen wordt heel hoog. Hierdoor bindt rubisco bijna niet meer aan O2 omdat deze in
verhouding heel weinig aanwezig is in de cel.
Huidmondjes hoeven minder vaak open dus waterverlies (transpiratie) is beperkt. Wel gevoelig voor
kou. Doet het goed bij hitte.
WUE (water use efficiency) is bij C4 planten hoog. de verhouding tussen water dat wordt gebruikt in
het metabolisme van planten en water dat door de plant verloren gaat door transpiratie.
CAM planten:
- Snachts wordt CO2 opgenomen en gebonden aan PEP en wordt er malaat gevormd, dit
wordt opgeslagen in de vacuole. Huidmondjes open
- Overdag wordt de opgeslagen malaat omgezet in CO2 en pyruvaat en wordt de calvin cyclus
actief. Huidmondjes dicht.
Het gen voor pep-carboxylase wordt gereguleerd door de biologische klok. PEP-carboxylase moet
nog gefosforyleerd worden, dit doet PEPC-kinase. Het PEPC-kinase gen wordt ook gereguleerd door
de biologische klok. Meerdere omgevingssignalen reguleren deze genen.
, CAM metabolisme kan dus aan en uit gezet worden (induceerbaar). Plant groeit langzaam.
Alternatieve oxidase:
Ontkoppelt elektronen transport en ATP synthese. Energie wordt gebruikt voor warmteproductie.
Met de warmte worden geurstoffen verdampt die verstuivers kunnen verspreiden. Of ze produceren
warmte om te voorkomen dat ze bevriezen in e winter.
Absolute groei snelheid/rate (AGR) = dW / dt
Relatieve groei snelheid/rate (RGR) = 1/W x dW/dt
RGR is beter voor in het echt.
Variatie in groeisnelheid wordt niet bepaald door fotosynthese.
RGR bestaat uit:
- ULR (unit leaf rate)
o PSa
o Hoeveelheid fotosynthese die gebruikt wordt door groei
o [C] koolstofconcentratie van biomassa
- LAR (leaf area ratio)
o SLA (specific leaf area): is a ratio indicating how much leaf area a plant builds with a
given amount of leaf biomass
o LMF (leaf mass fraction)
RGR = PSa x deel fotosynthese / [C] x SLA x LMF (formule wordt gegeven)
- ULR de verandering in biomassa per oppervlakte blad per dag. Hoeveel massa genereer je op
basis van je fotosynthese
- LAR laat zien hoeveel bladoppervlak je hebt om fotosynthese te genereren.
- RGR en LAR hebben 91% correlatie.
- RGR en SLA hebben 57% correlatie
- RGR en LMF hebben 37% correlatie
- Dik blad heeft laag SLA en dun blad heeft hoge SLA
Conclusies groei:
1. RGR: corrigeert voor grootte
2. Een hoog PSa is niet hetzelfde als een hoog RGR
3. RGR variatie wordt bepaald door LAR
Bij een hogere temperatuur bind zuurstof vaker aan rubisco. De verhouding (1/3) verschuift in het
voordeel van zuurstof.
Cam scheid in tijd en C4 scheid in cellen. CAM planten onderdrukken fotorespiratie.
HC1 fotosynthese
Cotyl = kiemblad
Mesofyl = laag cellen waar chloroplasten zitten
Epidermis = buitenste laag cellen
PS a = photosynthesis assimilation
PSa is in de werkelijkheid lager dan de berekening omdat niet alle fotonen gebruikt worden
(weerkaartst of niet alles wordt opgenomen omdat het te veel zijn in een keer) en donker
ademhaling (ademhaling van het blad).
Neto fotosynthese = + CO2 fixatie – dark respiration – fotorespiratie
Er word ook energie gebruikt om te groeien/leven.
Irradiance = licht inval op een blad (max 2000 op hele zonnige dag)
LCP: licht compensatie punt netto PSa=0, de lichtintensiteit waarbij evenveel CO2 wordt vastgezet in
fotosynthese als dat er verbruikt wordt door de plant (ademhaling).
QY: quantum yield (de efficientie van je fotosynthese, hoeveel meer fotosynthese bij hoeveel meer
lichtintensiteit)
CCP: CO2 compensatie punt: minimale hoeveelheid CO2 die aanwezig moet zijn om fotosynthese te
plegen.
Fotorespiratie: kan carboxylatie (RUBP + CO2 2 C3)
Maar kan ook oxygenatie: koppeld zuurstof aan RUBP en valt uiteen in een C3 verbinding en een C2
verbinding. De C2 is niet bruikbaar voor de plant.
,1 op de 3 reacties van RUBP is met zuurstof
Door de fotorespiratie route wordt O2 met ATP omgezet tot CO2 en C3. Zo verliest de plant zijn
koolstof niet. Fotorespiratie is dus de ademhaling die extra nodig is om de C2 weer bruikbaar te
maken.
Bovenste bladeren zijn dikker dan de bladeren onderin de vegetatie.
Laag licht bladeren doen het bij een lage licht intensiteit beter dan de hoge licht bladeren. Lage licht
bladeren hebben een lager LCP, lage ademhaling.
Light harvesting kan aangepast worden op laag licht of hoog licht bladeren. Bij laag licht bladeren
kunnen er meer pigment moleculen in een fotosysteem zitten om meer fotonen op te kunnen
vangen.
HC2 C4, CAM en ademhaling
C4 planten:
In mesophyll cel:
1. CO2 wordt aan PEP gekoppeld door PEP-carboxylase (enzym) en omgezet in oxaalaxijnzuur
(OAA).
2. Met NADPH wordt het omgevormd tot malaat (appelzuur)
3. Malaat wordt getransporteerd naar bundle sheath cel
In bundle sheat cel: (ook wel vaatbundel begeleidende cellen)
4. Met behulp van NADPH wordt mataal gesplitst in CO2 en pyruvaat.
5. CO2 kan de calvin cyclus in
6. Pyruvaat wordt weer terug gebracht naar de mesophyll cel
In mesophyll cel:
7. Pyruvaat wordt met 2 ATP weer omgezet in PEP
Er zijn heel veel mesophyll cellen en minder bunde sheath cellen dus de CO2 concentratie in de
bundle sheath cellen wordt heel hoog. Hierdoor bindt rubisco bijna niet meer aan O2 omdat deze in
verhouding heel weinig aanwezig is in de cel.
Huidmondjes hoeven minder vaak open dus waterverlies (transpiratie) is beperkt. Wel gevoelig voor
kou. Doet het goed bij hitte.
WUE (water use efficiency) is bij C4 planten hoog. de verhouding tussen water dat wordt gebruikt in
het metabolisme van planten en water dat door de plant verloren gaat door transpiratie.
CAM planten:
- Snachts wordt CO2 opgenomen en gebonden aan PEP en wordt er malaat gevormd, dit
wordt opgeslagen in de vacuole. Huidmondjes open
- Overdag wordt de opgeslagen malaat omgezet in CO2 en pyruvaat en wordt de calvin cyclus
actief. Huidmondjes dicht.
Het gen voor pep-carboxylase wordt gereguleerd door de biologische klok. PEP-carboxylase moet
nog gefosforyleerd worden, dit doet PEPC-kinase. Het PEPC-kinase gen wordt ook gereguleerd door
de biologische klok. Meerdere omgevingssignalen reguleren deze genen.
, CAM metabolisme kan dus aan en uit gezet worden (induceerbaar). Plant groeit langzaam.
Alternatieve oxidase:
Ontkoppelt elektronen transport en ATP synthese. Energie wordt gebruikt voor warmteproductie.
Met de warmte worden geurstoffen verdampt die verstuivers kunnen verspreiden. Of ze produceren
warmte om te voorkomen dat ze bevriezen in e winter.
Absolute groei snelheid/rate (AGR) = dW / dt
Relatieve groei snelheid/rate (RGR) = 1/W x dW/dt
RGR is beter voor in het echt.
Variatie in groeisnelheid wordt niet bepaald door fotosynthese.
RGR bestaat uit:
- ULR (unit leaf rate)
o PSa
o Hoeveelheid fotosynthese die gebruikt wordt door groei
o [C] koolstofconcentratie van biomassa
- LAR (leaf area ratio)
o SLA (specific leaf area): is a ratio indicating how much leaf area a plant builds with a
given amount of leaf biomass
o LMF (leaf mass fraction)
RGR = PSa x deel fotosynthese / [C] x SLA x LMF (formule wordt gegeven)
- ULR de verandering in biomassa per oppervlakte blad per dag. Hoeveel massa genereer je op
basis van je fotosynthese
- LAR laat zien hoeveel bladoppervlak je hebt om fotosynthese te genereren.
- RGR en LAR hebben 91% correlatie.
- RGR en SLA hebben 57% correlatie
- RGR en LMF hebben 37% correlatie
- Dik blad heeft laag SLA en dun blad heeft hoge SLA
Conclusies groei:
1. RGR: corrigeert voor grootte
2. Een hoog PSa is niet hetzelfde als een hoog RGR
3. RGR variatie wordt bepaald door LAR
Bij een hogere temperatuur bind zuurstof vaker aan rubisco. De verhouding (1/3) verschuift in het
voordeel van zuurstof.
Cam scheid in tijd en C4 scheid in cellen. CAM planten onderdrukken fotorespiratie.
