Battle of the genes

• Natuur, Leven en Technologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Battle of the genes leerdoelen

• op moleculair niveau de strijd tussen plant en ziekteverwekker uitleggen;

• uitleggen hoe de mens hierin kan ingrijpen

• kennis van methodes om planten resistent te maken tegen de aardappelziekte;

• uitleggen hoe onderzoek onze voedselvoorziening beïnvloedt;

• uitleggen hoe veredeling werkt en gerelateerde problematiek.

Bevolking groeit hard, meer voedsel nodig. 

Ziekten tegengaan bij planten: gewasbeschermingsmiddelen.

Ho 1 De aardappel als gewas

• Onderscheid tussen wilde - en gecultiveerde aardappels;
• Drie doeleinden van aardappelteelt;
• Bouw van de aardappelplant;
• Verschillende koolhydraten benoemen;
• Teelt beschrijven;
• Bedreigingen van de teelt en belagers;

Aardappelteelt

In Nl belangrijkste gewas;

Hoog zetmeelgehalte, belangrijke voedingsstof.

Hoort tot nachtschadefamilie, net als tomaat, paprika en aubergine;

alle rassen van Solanum tuberosum

Primitieve soorten en wilde soorten: 

te kruisen, evt resistentie

Samengesteld blad

Ongeslachtelijke voortplanting

Stolonen

Bloem nachtschade-familie

Het telen van aardappelen

In knol zetmeel als reservestof: energie om plant te laten groeien.

Bij fotosynthese glucose gevormd, voor transport via bastvaten omgezet in sacharose (disacharide).

In knol:  omgezet in zetmeel.

Binas 67F2

Binas 67F3

Aardappeloogst

1. pootaardappelen: aardappelen zonder ziektes om nieuwe aardappelen te kweken;

2. consumptieaardappelen;

3. zetmeelaardappelen: gebruikt in soep en andere voedingsmiddelen, in suikerwaren, als plakmiddel.

Landbouwvormen

• gangbare landbouw;
• biologische landbouw: geen kunstmest, geen chemische gewasbeschermingsmiddelen.

Ziektes voorkomen: resistente rassen, moment van poten. 

Aardappelziektes en plagen

Belangrijkste bedreiging van de oogst: 

Phytophtora infestans:

- blad aangetast

- knolrot

Andere ziekten door virussen, bacteriën of schimmels.

Ook bladluizen en coloradokever een probleem.

Aardappelmoeheid : door aaltjes.

Herhaling Hoofdstuk 1

Bedreigingen aardappelplant:

- Schimmels als P. Infestans

- Concurrentie met onkruid

- Bacteriën en virussen

- Andere schimmels

- Aaltjes

- Coloradokever

Ho 2 Bedreiging en afweer

Leerdoelen:

• Twee hoofdgroepen afweermechanismen planten kennen
• Je kunt uitleggen wat resistentie is en het belang
• Directe en indirecte afweer uitleggen
• Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting uitleggen
• Belang van de levenscyclus van P. infestans uitleggen
• Voordeel voor P. infestans uitleggen

Resistent:

Een organisme kan weerstand bieden tegen een infectie.

Vatbaar:

Een organisme wordt ziek van een infectie.

Infectie:

Een organisme komt in contact met een schimmel, bacterie of schimmel.

Afweermechanismen bij planten

1. Constitutieve afweer: altijd aanwezig:

direct:

- Fysiek: Barrières 

- Chemisch: Gif

         indirect: lokstoffen, aantrekken predator

2. Geïnduceerde afweer:

reactie als ziekteverwekker of plaag opgemerkt wordt

Fysieke afweer in plant

In lagen:

• Op celniveau: celwand: o.a. tegen schimmels
• Op orgaanniveau: doornen,  tegen planteneters
• Ertussen in: cuticula: tegen binnendringen micro-organismen, ook tegen verdamping
• Trichomen: haren tegen insecten

Chemische afweer in plant

Productie van gifstoffen.

• nicotine (tabaksplant): dodelijk voor dieren
• solanine (nachtschadefamilie): dodelijk en remt groei micro-organismen, in groene delen;
• productie bittere stof: niet lekker.

Geïnduceerde afweer

Geïnduceerd=opgewekt.

Kost veel energie, dus alleen indien nodig.

Start: bepaalde kenmerken van belager herkend, bijv binding aan receptor.

Chitine bindt aan receptor, oorsprong:

• koolhydraat van exoskelet insect
• celwand schimmel

Chitine bindt receptor,  via cAMP reactie doorgegeven naar celkern: signaaltransductie.

Gevolg: chitinase geproduccerd.

Hierdoor evolutionaire 'wapenwedloop' tussen plant en belager.

Geïnduceerde afweer

Ook optie: plantenhormonen gemaakt, zodat elders afweerstoffen gemaakt worden.

Proces kan ook tegen de plant gebruikt worden: infectie bevorderd.

Speciale vorm geïnduceerde afweer

Hypersensitive Response (HR): leidt tot apoptose.

Werkt bij biotrofe organismen: kunnen alleen voedingsstoffen onttrekken uit levende cellen.

Enkel gering aantal cellen sterft, plant overleeft, belager gaat dood met de cellen.

Sporenvormende organen in fasecontrast licht microscoop. Pijlen wijzen naar verdikkingen op de vertakkingen, die typisch zijn voor Phytophthora.

Mycelium zichtbaar.

Hoofdstuk 2

Aaltjes:

Parasiet achtige werking. Leeft samen met de aardappelplant, maar is te nadele van de plant.

Kevers:

Eten plant op. 

Levenscyclus Phytophthora infestans

ongeslachtelijk

ongeslachtelijk

geslachtelijk, in blad

<14 graden,

>14 graden

effectiever: meer sporen

paringstypen

Voortplanting schimmel

Seksueel: sporen

Aseksueel: schimmeldraden en knopvorming

Beantwoord nu de vragen

Zorg dat je goed snapt:

- Hoe P. infestans de plant besmet.

- Wat de levencyclus is van P. infestans.

- Welke afweer er mogelijk is tegen P. infestans.

Maak ook gebruik van de filmpjes in de module (als de links nog werken...)

Leerdoelen

- Ik kan de afweermechanismen in planten uitleggen.

- Ik kan uitleggen hoe de schimmel phygophthora infestans een aardappel plant besmet.

- Ik beschrijf hoe de schimmel phygophthora infestans zich voortplant.

Practicum - Schimmels

Ik verwacht een foto van je tekening van schimmels onder de microscoop in je portfolio!