Hoofdstuk 20 Planten
Geslachtelijk en ongeslachtelijk voortplanten
- Bij klassiek veredelen van planten speelt geslachtelijke voortplanting een rol. Bij geslachtelijke
voortplanting komt stuifmeel uit de meeldraden op de stempel -> de bestuiving. In de natuur
spelen wind en insecten daarbij een rol.
- Het gevolg is dat de mannelijke voortplantingskernen via stuifmeelbuizen naar het
vruchtbeginsel op of in de bloembodem groeien. Daar versmelten ze met de eicellen in de
zaadbeginsels -> de bevruchting.
- Bij veredeling voert een veredelaar de bestuiving uit. Eerst knipt hij bij een jonge bloem de
bloemblaadjes en meeldraden weg. Bij de moederplant brengt hij met een penseel stuifmeel van
de gewenste vaderplant op de stempel van de stampers.
- Na de bevruchting groeit uit het vruchtbeginsel en de bloembodem een rozenbottel. Dat is een
schijnvrucht met daarbinnen kleine vruchtjes, elk met één zaad. Uit die zaden kunnen weer
nieuwe rozenplanten groeien. Deze geslachtelijke voortplanting levert door recombinatie en
crossing-over genetische variatie op bij de nakomelingen. Door het herhaaldelijk selecteren op
bepaalde kenmerken verdwijnen andere eigenschappen.
- Rozenkwekers maken ook gebruik van ongeslachtelijke voortplanting/vermeerdering. Daarbij
gaat het niet om het verkrijgen van nieuwe combinaties van eigenschappen, maar om het
vermeerderen van een gewenst ras.
- Bij ongeslachtelijke voortplanting zijn de nakomelingen genetisch identiek aan de ouderplant ->
kloon.
Schimmels
- Schimmels groeien uit sporen -> haploïde cellen die dienen voor de vermeerdering.
Schimmelsporen zweven overal in de lucht. Komt een spore van de grauwe schimmel op een
bloemblad of vrucht terecht, dan kiemt hij en groeit met haploïde cellen de plant in. De cellen
vormen een netwerk van schimmeldraden -> het mycelium, dat door de hele plant heen groeit.
De aangetaste plantendelen kleuren bruin en verrotten doordat de plantencellen afsterven. Op
het mycelium ontstaan sporendragers met nieuwe sporen. De nieuwe sporen verspreiden zich.
Naast ongeslachtelijke voortplanting kennen schimmels ook geslachtelijke voortplanting.
Planten uit het lab
- In de buurt van het gewenste gen zoeken onderzoekers naar een makkelijk zichtbaar te maken
stukje DNA om dat te gebruiken als herkenningspunt -> DNA-marker. Via deze markers kunnen
veredelaars bij de nakomelingen van een kruising snel vaststellen of deze over een of meer
resistentiegenen beschikken. Dit is selectie op DNA-niveau. Bouw je resistentiegenen een
organismen bij andere organismen in -> genetische modificatie, dan ontstaan organismen met
extra genen die coderen voor de nieuwe eigenschap -> gmo-planten. De organismen zijn in dat
geval transgene planten. Bij gmo-organismen waarbij genen van organismen van dezelfde soort
zijn ingebouwd -> cisgene planten.
- Bij genetische modificatie isoleert een laborant het gewenste gen uit het DNA van het
donororganisme. Hij kiest een geschikte bacteriesoort om het gen over te brengen in een cel
van de ontvangende plant. Bacteriën bezitten naast hun grote cirkelvormige DNA ook kleinere
cirkelvormige stukken DNA -> plasmiden. De laborant bouwt het over te brengen gen in bij een
plasmide die nu als vector (transportmiddel) dient om het gen over te brengen. Hij plaatst de
aangepaste plasmide in een andere bacterie en laat de bacterie delen tot een kloon van
bacteriën, die allemaal de plasmide met het gewenste gen bevatten. Die kloon brengt de
laborant in een kweek samen met losse, niet-gedifferentieerde plantencellen. Bij een aantal
, plantencellen dringt de bacterie met de aangepaste plasmide binnen, waarna enzymen het gen
inbouwen in het DNA van de cel.
- Voorafgaande aan de inbouw van het gen in de plasmide heeft de laborant het gen gekoppeld
aan een markergen, dat bijvoorbeeld codeert voor resistentie tegen een bepaald antibioticum.
Na toevoeging van het antibioticum gaan de plantencellen zonder het markergen dood. De
plantencellen die overblijven, gaan op weefselkweek -> in een steriel groeimedium ontstaat uit
elke cel een klompje cellen. Na toevoeging van de juiste groeistoffen groeit hieruit een geheel
nieuwe plant.
- De meeste snijrozen hebben 28 chromosomen en zijn tetraploïd. Tijdens de meiose kunnen de
vier homologe chromosomen verschillende paren vormen. Ook kunnen ze daarbij door crossing-
over delen uitwisselen, waardoor het aantal recombinaties toeneemt. Dit vergroot de
genetische variatie tussen de nakomelingen.
Opname van water en voedingsstoffen
- Planten nemen water met daarin opgeloste voedingszouten op via wortelharen. Dat zijn
uitstulpingen van epidermiscellen (opperhuidcellen) vlak bij de uiteinden van jonge
worteltoppen. Wortelharen vergroten het worteloppervlak en daarmee de capaciteit om water
en voedingszouten op te nemen. Dat water gaat met de voedingszouten naar de centrale
cilinder in het midden van de wortel langs celwanden, de apoplast-route, of door
celmembranen en grondplasma, de symplast-route. De centrale cilinder is omringd door een
'muur' van endodermiscellen. Endodermiscellen hebben in de dwarswanden van de cel een
laagje suberine -> de bandjes van Caspari. Dit laagjes maakt de endodermis waterdicht.
- Water en voedingszouten kunnen hier niet verder via de apoplast-route, maar kunnen alleen
door de celmembranen en het grondplasma van de endodermiscellen heen om in de centrale
cilinder te komen. In de centrale cilinder volgen water en voedingszouten weer beide routes tot
de houtvaten -> zijn speciale transportbuisjes waardoor water en voedingszouten verder de
plant in gaan.
- Het zuurstofgehalte en de
temperatuur van de bodem
hebben invloed op de zout- en
wateropname. Dit wijst op
actieve processen in de
celmembranen van de
endodermiscellen. In die
membranen vindt selectie
plaats -> alleen gewenste
zouten gaan verder. Er is dus
transport tegen het concentratieverschil in naar de centrale cilinder -> actief transport. De
concentratie zouten in de centrale cilinder stijgt. Watermoleculen volgen door osmose,
waardoor worteldruk ontstaat. In sommige planten is dit zichtbaar als er geen of heel weinig
water uit de bladeren verdampt en de worteldruk relatief hoog is door een hoge
bodemtemperatuur. De worteldruk perst waterdruppels via (speciale) poriën de bladeren uit.
Transport van water en zouten
- De houtvaten (xyleem) in de wortels lopen als een aaneengesloten waterleiding door in de
stengel en de bladeren. Deze nauwe, holle houten buisjes variëren in doorsnede. Ze ontstaan uit
langgerekte cellen met celwanden die met ring-, spiraal- of netvaten van houtstof zijn versterkt.
De cellen sterven af, de celinhoud verdwijnt, net als de tussenwanden tussen de cellen. De
achtergebleven celwanden vormen een doorlopende buis. Houtvaten vervoeren water en
opgeloste zouten, via de anorganische sapstroom, van de wortels naar andere delen van een
plant. Watermoleculen zijn polair -> ze hebben aan één kant een negatieve elektrische lading en
Geslachtelijk en ongeslachtelijk voortplanten
- Bij klassiek veredelen van planten speelt geslachtelijke voortplanting een rol. Bij geslachtelijke
voortplanting komt stuifmeel uit de meeldraden op de stempel -> de bestuiving. In de natuur
spelen wind en insecten daarbij een rol.
- Het gevolg is dat de mannelijke voortplantingskernen via stuifmeelbuizen naar het
vruchtbeginsel op of in de bloembodem groeien. Daar versmelten ze met de eicellen in de
zaadbeginsels -> de bevruchting.
- Bij veredeling voert een veredelaar de bestuiving uit. Eerst knipt hij bij een jonge bloem de
bloemblaadjes en meeldraden weg. Bij de moederplant brengt hij met een penseel stuifmeel van
de gewenste vaderplant op de stempel van de stampers.
- Na de bevruchting groeit uit het vruchtbeginsel en de bloembodem een rozenbottel. Dat is een
schijnvrucht met daarbinnen kleine vruchtjes, elk met één zaad. Uit die zaden kunnen weer
nieuwe rozenplanten groeien. Deze geslachtelijke voortplanting levert door recombinatie en
crossing-over genetische variatie op bij de nakomelingen. Door het herhaaldelijk selecteren op
bepaalde kenmerken verdwijnen andere eigenschappen.
- Rozenkwekers maken ook gebruik van ongeslachtelijke voortplanting/vermeerdering. Daarbij
gaat het niet om het verkrijgen van nieuwe combinaties van eigenschappen, maar om het
vermeerderen van een gewenst ras.
- Bij ongeslachtelijke voortplanting zijn de nakomelingen genetisch identiek aan de ouderplant ->
kloon.
Schimmels
- Schimmels groeien uit sporen -> haploïde cellen die dienen voor de vermeerdering.
Schimmelsporen zweven overal in de lucht. Komt een spore van de grauwe schimmel op een
bloemblad of vrucht terecht, dan kiemt hij en groeit met haploïde cellen de plant in. De cellen
vormen een netwerk van schimmeldraden -> het mycelium, dat door de hele plant heen groeit.
De aangetaste plantendelen kleuren bruin en verrotten doordat de plantencellen afsterven. Op
het mycelium ontstaan sporendragers met nieuwe sporen. De nieuwe sporen verspreiden zich.
Naast ongeslachtelijke voortplanting kennen schimmels ook geslachtelijke voortplanting.
Planten uit het lab
- In de buurt van het gewenste gen zoeken onderzoekers naar een makkelijk zichtbaar te maken
stukje DNA om dat te gebruiken als herkenningspunt -> DNA-marker. Via deze markers kunnen
veredelaars bij de nakomelingen van een kruising snel vaststellen of deze over een of meer
resistentiegenen beschikken. Dit is selectie op DNA-niveau. Bouw je resistentiegenen een
organismen bij andere organismen in -> genetische modificatie, dan ontstaan organismen met
extra genen die coderen voor de nieuwe eigenschap -> gmo-planten. De organismen zijn in dat
geval transgene planten. Bij gmo-organismen waarbij genen van organismen van dezelfde soort
zijn ingebouwd -> cisgene planten.
- Bij genetische modificatie isoleert een laborant het gewenste gen uit het DNA van het
donororganisme. Hij kiest een geschikte bacteriesoort om het gen over te brengen in een cel
van de ontvangende plant. Bacteriën bezitten naast hun grote cirkelvormige DNA ook kleinere
cirkelvormige stukken DNA -> plasmiden. De laborant bouwt het over te brengen gen in bij een
plasmide die nu als vector (transportmiddel) dient om het gen over te brengen. Hij plaatst de
aangepaste plasmide in een andere bacterie en laat de bacterie delen tot een kloon van
bacteriën, die allemaal de plasmide met het gewenste gen bevatten. Die kloon brengt de
laborant in een kweek samen met losse, niet-gedifferentieerde plantencellen. Bij een aantal
, plantencellen dringt de bacterie met de aangepaste plasmide binnen, waarna enzymen het gen
inbouwen in het DNA van de cel.
- Voorafgaande aan de inbouw van het gen in de plasmide heeft de laborant het gen gekoppeld
aan een markergen, dat bijvoorbeeld codeert voor resistentie tegen een bepaald antibioticum.
Na toevoeging van het antibioticum gaan de plantencellen zonder het markergen dood. De
plantencellen die overblijven, gaan op weefselkweek -> in een steriel groeimedium ontstaat uit
elke cel een klompje cellen. Na toevoeging van de juiste groeistoffen groeit hieruit een geheel
nieuwe plant.
- De meeste snijrozen hebben 28 chromosomen en zijn tetraploïd. Tijdens de meiose kunnen de
vier homologe chromosomen verschillende paren vormen. Ook kunnen ze daarbij door crossing-
over delen uitwisselen, waardoor het aantal recombinaties toeneemt. Dit vergroot de
genetische variatie tussen de nakomelingen.
Opname van water en voedingsstoffen
- Planten nemen water met daarin opgeloste voedingszouten op via wortelharen. Dat zijn
uitstulpingen van epidermiscellen (opperhuidcellen) vlak bij de uiteinden van jonge
worteltoppen. Wortelharen vergroten het worteloppervlak en daarmee de capaciteit om water
en voedingszouten op te nemen. Dat water gaat met de voedingszouten naar de centrale
cilinder in het midden van de wortel langs celwanden, de apoplast-route, of door
celmembranen en grondplasma, de symplast-route. De centrale cilinder is omringd door een
'muur' van endodermiscellen. Endodermiscellen hebben in de dwarswanden van de cel een
laagje suberine -> de bandjes van Caspari. Dit laagjes maakt de endodermis waterdicht.
- Water en voedingszouten kunnen hier niet verder via de apoplast-route, maar kunnen alleen
door de celmembranen en het grondplasma van de endodermiscellen heen om in de centrale
cilinder te komen. In de centrale cilinder volgen water en voedingszouten weer beide routes tot
de houtvaten -> zijn speciale transportbuisjes waardoor water en voedingszouten verder de
plant in gaan.
- Het zuurstofgehalte en de
temperatuur van de bodem
hebben invloed op de zout- en
wateropname. Dit wijst op
actieve processen in de
celmembranen van de
endodermiscellen. In die
membranen vindt selectie
plaats -> alleen gewenste
zouten gaan verder. Er is dus
transport tegen het concentratieverschil in naar de centrale cilinder -> actief transport. De
concentratie zouten in de centrale cilinder stijgt. Watermoleculen volgen door osmose,
waardoor worteldruk ontstaat. In sommige planten is dit zichtbaar als er geen of heel weinig
water uit de bladeren verdampt en de worteldruk relatief hoog is door een hoge
bodemtemperatuur. De worteldruk perst waterdruppels via (speciale) poriën de bladeren uit.
Transport van water en zouten
- De houtvaten (xyleem) in de wortels lopen als een aaneengesloten waterleiding door in de
stengel en de bladeren. Deze nauwe, holle houten buisjes variëren in doorsnede. Ze ontstaan uit
langgerekte cellen met celwanden die met ring-, spiraal- of netvaten van houtstof zijn versterkt.
De cellen sterven af, de celinhoud verdwijnt, net als de tussenwanden tussen de cellen. De
achtergebleven celwanden vormen een doorlopende buis. Houtvaten vervoeren water en
opgeloste zouten, via de anorganische sapstroom, van de wortels naar andere delen van een
plant. Watermoleculen zijn polair -> ze hebben aan één kant een negatieve elektrische lading en
