Plantfysiologie week 2 & 3

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 1

Plantfysiologie week 2 & 3

Wat zijn meristemen?

1. Stamcellen
2. Derivatieven
3. Knoppen
4. Vaatbundels

Stamcellen blijven in het meristeem.

Derivatieven zijn cellen die zich gaan specialiseren in weefsels.

Is er op de afbeelding sprake van primaire of secundaire groei?

Een plant kan het hele leven groeien.

Sommige organen stoppen bij een bepaald formaat met groeien.

Meristemen zijn embryonaal weefsel dat onbeperkt groei mogelijk maakt.

De vorming (verlenging) van de delen van de wortel en scheuten door apicale meristemen noemen we primaire groei.

Het apicale meristeem van de scheut is een kegelvormige massa delende cellen aan de top van de scheut.

Bladen ontstaan uit blad primordiale aan weerszijden van het apicale meristeem.

Okselknoppen ontstaan uit meristeemcellen die achterblijven aan de basis van de blad primordiale.

Maak de juiste combinatie van primair meristeem en primair weefsel:

A. Protoderm B. Procambium C. Grondmeristeem
1. Primair floeem en xyleem 2. Epidermis 3. Grondweefsel (merg + schors)

A-2

B-1

C-3

Wat produceert het kurkcambium en waar zorgt het voor?

1. Secundaire groei en kurk
2. Secundaire groei en floeem + xyleem
3. Secundaire groei en epidermis
4. Secundaire groei en periderm

Laterale meristemen maken diktegroei mogelijk. Dit proces noemen we secundaire groei.

Er zijn twee laterale meristemen, het vasculaire cambium en het kurk cambium (binnenzijde en buitenzijde)

Het vasculaire cambium (een cilinder van meristematische cellen van slechts één cellaag dik) voegt lagen vaatweefsel toe die we secundair xyleem (hout) en secundair floëem (bast) noemen.

Het vasculaire cambium is ontstaan uit ongedifferentieerde parenchymcellen. Het ziet eruit als een ring van stamcellen. De stamcellen vergroten de omtrek van het cambium en voegen xyleem aan de binnenzijde en floeem aan de buitenzijde toe.

Het kurk cambium vervangt de epidermis door periderm, dat dikker en steviger is.

Secundaire groei treedt op in de stam en de wortels, maar zelden in bladeren.

Schors bestaat uit alle weefsels aan de buitenzijde van het vasculaire cambium, inclusief floëem en periderm.

Wat is het verschil tussen vroeg en laat hout?

1. Vroeg hout heeft dikke wanden en laat hout dunne wanden
2. Vroeg hout heeft dunne wanden en laat hout dikke wanden
3. Vroeg hout groeit in de winter en laat hout in de zomer
4. Vroeg hout groeit in de lente en laat hout in de herfst

Groeiringen zijn zichtbaar op de plaats van laat en vroeg hout elkaar raken. Vroeg hout groeit in de lente en laat hout groeit in de zomer. De celwanden van vroeg hout zijn dunner dan de celwanden van laat hout.

Uit hoeveel verschillende cellen bestaat het periderm?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Kurk cambium vormt twee weefsel:

Felloderm is een dunne laag parenchym cellen die gevormd wordt aan de binnenzijde van het kurk cambium

Kurkcellen accumuleren aan de buitenzijde van het kurk cambium

Kurkcellen scheiden het wasachtige suberine af in hun celwanden en sterven daarna

Periderm bestaat uit het kurk cambium, felloderm en de kerkcellen die het gevormd heeft

Lenticellen in het periderm zorgen voor de gaswisseling tussen de levende stam en de wortelcellen en de buitenlucht

Kijken we hier naar een dicotyle of monocotyle stengel?

Dicotyle stengel heeft vaatbundels geordend in een ring. Een monocotyle stengel heeft verspreide vaatbundels.

Wat is mycorrhiza?

Wortels en de schimmeldraden van bodemschimmels vormen mutalistische samenwerkingsverbanden die we mycorrhiza noemen.

Mutualisme met schimmels hielp planten het land te koloniseren.

Mycorrhizaschimmels vergroten het oppervlak voor het absorberen van water en mineralen, vooral fosfaat.

Hoeveel transportroutes voor water en opgeloste stoffen hebben plantencellen?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Drie transportroutes voor water en opgeloste stoffen zijn:

De apoplast route is alles buiten de plasma-/celmembraan. Het omvat de celwand, extracellulaire ruimten en het interieur van de vaat elementen en tracheiden: transport door celwanden en extracellulaire ruimten.

De symplast route bestaat uit het cytosol van de levende cellen in een plant, alsmede de plasmodesmata (open kanaaltjes in een planten celwand): transport door het cytoplasma.

De transmembraan route: transport door de celmembraan afwisselend door apoplast en symplast.

De endodermis is de binnenste laag van de cortex/schors (dus de laag vóór de vasculaire cilinder) van de wortel en dient als fysiologische barrière. Dit komt door de bandjes van Caspari.

De bandjes van Caspari bevatten een wasachtige stof; suberine, een kurkachtige stof die ondoordringbaar is voor water en opgeloste stoffen.  

Hoe heten de fysiologische barrières van het endodermis in de wortels van een plant?

Bandjes van Caspari

Wat is hier van invloed op het waterpotentiaal?

1. Opgeloste stoffen
2. Druk
3. Zout
4. Glucose

Vervoer over korte afstand van opgeloste stoffen over plasmamembraan:

Celmembraan-permeabiliteit -> regelt het korte afstand transport van stoffen.

Zowel actief als passief transport komt voor in planten.

Membraanpotentiaal ontstaat door het pompen van H+ door protonenpompen

(Bij dieren door pompen van Na+ door natrium-kaliumpompen).

In planten ontstaat het membraanpotentiaal door verpompen van H+ door protonenpompen. Plantencellen gebruiken de energie van H+ gradiënten en membraanpotentiaal voor co-transport van andere opgeloste stoffen door actief transport, maar ook voor co-transport van ionen.

Plant celmembranen hebben ion kanalen die alleen bepaalde ionen door laten. Deze kan afwisselend open en gesloten zijn. 

Aquaporines zijn transport-eiwitten in het celmembraan die de doorgang van water mogelijk maken. Ze vergemakkelijken de diffusie van water en hebben invloed op de snelheid van het watertransport over het membraan

Korte afstand transport van water over de plasmamembraan:

Om te overleven moeten planten evenwicht brengen tussen wateropname en waterverlies.

Osmose bepaalt de netto-opname, of het verlies van water door een cel en wordt beïnvloed door de concentratie opgeloste stoffen en druk.

Waterpotentiaal bepaalt de mogelijke bewegingsrichting van water. Water stroomt van regio's met een hogere waterpotentiaal naar regio's met een lagere waterpotentiaal.

Opgeloste stof potentiaal wordt ook wel osmotisch potentiaal genoemd.

Turgor is de druk van het plasmamembraan tegen de celwand en van de celwand tegen de protoplast

Als een slappe cel geplaatst wordt in een oplossing met een lagere concentratie, dan verwerft de cel water en wordt stevig. Turgor verlies veroorzaakt verwelking, wat kan worden omgekeerd als de plant op tijd water krijgt

Plasmolyse: het loslaten van het celmembraan van de celwand, oftewel de protoplast krimpt:

Waterpotentiaal beïnvloedt de opname en het verlies van water door plantencellen.

Als een slappe cel geplaatst wordt in een omgeving met een hogere concentratie opgeloste stof, dan verliest de cel water en ondergaat plasmolyse.

Wat is het verschil tussen adhesie en cohesie?

Bulk flow: efficiënte lange afstandsvervoer van vloeistof vereist massastroom, de beweging van vloeistof onder invloed van druk. Water en opgeloste stoffen gaan samen door tracheiden en vaatelementen van xyleem en door de zeefvaten van het floëem. Efficiënte beweging is mogelijk omdat volwassen tracheiden en vaatelementen geen cytoplasma hebben en zeefvatelement hebben weinig organellen in hun cytoplasma.

De druk voor het vervoer komt van transpiratie.

De meeste water en mineralen opname gebeurt in de buurt van wortelpunten, waar de haarwortels zich bevinden en de epidermis doorlaatbaar is voor water. Wortelharen maken een groot deel van de oppervlakte van de wortels uit.

De concentratie van essentiële mineralen is door het actieve transport groter in de wortels dan in de grond; dus er vindt osmose plaats.

Massatransport wordt aangedreven door een waterpotentiaalverschil tussen de uiteinden van xyleem weefsel.

Massatransport wordt gedreven door verdamping (transpiratie) en heeft geen energie nodig van de plant, net zoals de fotosynthese wordt het aangedreven door zonne-energie.

Massatransport verschilt van diffusie:

-Wordt veroorzaakt door verschillen in druk potentiaal;

-De drukpotentiaal wordt vooral veroorzaakt door verdamping in de balderen;

-De osmotische potentiaal is in het voorjaar en bij hoge luchtvochtigheid van belang voor het op gang brengen van massatransport;

-Vindt plaats via holle dode cellen, en niet over de membraan van levende cellen;

-Beweegt de gehele oplossing, niet alleen water of opgeloste stoffen;

-Is veel sneller.

Duwend xyleem sap: worteldruk:

'S nachts blijven wortelcellen minerale ionen in het xyleem van de vasculaire cilinder pompen waardoor het waterpotentiaal verlaagd. Het water stroomt naar binnen via de wortel cortex, hetgeen worteldruk veroorzaakt. Worteldruk resulteert soms in guttatie, de afscheiding van water druppels op tips of renen van bladeren. Positieve worteldruk is relatief zwak en heeft een klein aandeel in de xyleem massastroom.

Trekken xyleem sap: de cohesie-spanning hypothese:

Volgens deze hypothese trekken transpiratie en cohesie het water van wortels naar de scheuten. Xyleem sap bevindt zich normaal gesproken onder negatieve druk of spanning

Transpiratie:

Waterdamp in de luchtruimen van een blad diffundeert door de water potentiaalgradiënt omlaag en verlaat het blad via de huidmondjes. Als water verdampt, trekt het lucht-water grensvlak zich verder terug in het bladmoes van de celwanden. De oppervlaktespanning van water creëert een negatieve druk potentiaal. Deze onderdruk trekt het water vanuit het xyleem naar het blad. De zuigkracht op het xyleem wordt doorgegeven van de bladeren naar de wortels.

Adhesie en cohesie en de stijging van xyleem sap:

Adhesie: watermoleculen worden aangetrokken door de cellulose in de xyleem celwanden.

Adhesie van watermoleculen aan xyleem celwanden helpt mee tegen de zwaartekracht.

Watermoleculen worden tot elkaar aangetrokken door cohesie.

Cohesie maakt mogelijk een kolom xyleem sap te trekken.

Dikke secundaire wanden voorkomen dat vaatelementen en tracheiden instorten onder de negatieve druk.

Droogte, stress of bevriezing kunnen leiden tot cavitatie: de vorming van waterdamp door een breuk in de keten van watermoleculen.

Welk onderdeel heeft geen functie in de groei van wortels?

1. Wortelmutsje
2. Apicaal meristeem
3. Strekkingszone
4. Rijpingszone

Primaire groei van de wortels:

De worteltop wordt bedek door het wortelmutsje, dat het apicale meristeem beschermt wanneer de wortel door het substraat geduwd wordt.

De groei vindt plaats vlak achter de worteltop, in drie zones van cellen:

-Delingszone, apicaal meristeem;

-Strekkingszone;

-Rijpingszone, differentiatie (vorming epidermis, schors en cilinder; oftewel, dermaal-, grond- en vaatweefsel).

Vaatweefsel/-cilinder dicotyl: xyleem stervormig met floëem tussen de armen.

Vaatweefsel monocotyl: vaatbundels geordend in een ring, binnenzijde xyleem buitenzijde floëem.

Pericykel: secundaire meristematisch weefsel binnen de endodermis en is de buitenste laag van de vasculaire cilinder. Uit de percykel ontstaan laterale wortels.

Welke doorsnede is monocotyl en welke is dicotyl?

Links=monocotyl

Rechts=dicotyl