hoofdstuk 42 - audesirk
TRANSCRIPT
Plant Anatomy and Nutrient Transport
Hoofdstuk 422010/2011
ANATOMIEDeel 1
6
Basis anatomie
• Wortel– worteltop– wortelharen
7
Wortels
• Verankeren plant in de bodem, absorberen mineralen & water en slaan voedsel op– bijwortels (1)
• een fijn vertakt oppervlakkig wortelstelsel• eenzaadlobbig (monocotyl)
– penwortel (2)• 1 sterke hoofdwortel • veel kleine zijwortels • tweezaadlobbig (dicotyl)
– wortelharen (3)• verhogen oppervlak voor
absorptie
2
1
38
Basis anatomie
• Wortel– worteltop– wortelharen
• Stengel– knoop
• lid
– knop• eindknop• okselknop• bloemknop
9
Aangepaste stengels
10
Basis anatomie
• Wortel– worteltop– wortelharen
• Stengel– knoop
• lid
– knop• eindknop• okselknop• bloemknop
• Blad– mesofyl weefsel 11
Bladeren
• Functie:– fotosynthese
• energie productie• CHO productie
– gaswisseling– transpiratie
12
Aangepaste bladeren
13
14
Wortels, stengels, bladeren
• Wortels, stengels en bladeren zijn van elkaar afhankelijk– wortels hebben
suikers nodig die gevormd zijn in de bladeren
– stengels hebben water & mineralen nodig die geabsorbeerd zijn door de wortels water &
mineralen
suiker
15
Weefsels
• Dermaal weefsel– epidermis (“huid” van de
plant)– enkele laag cellen die de
plant bedekken en beschermen
• Grondweefsel– meest voorkomend
weefsel – fotosynthese, opslag
• Vaatweefsel– transportsysteem in
stengel en wortel– houtvaten & bastvaten 16
Celtypen in grondweefsel
• Parenchym– “typische” plantencel = weinig gespecialiseerd– dunne celwand– fotosynthese, opslag – bladeren, stengel, fruit, wortels (opslag)
• Collenchym– verdikte celwand– steun
• Sklerenchym – zeer dikke celwanden– steun– dood in volwassen toestand
17
Parenchym
• Parenchymcellen zijn niet gespecialiseerd, dun, flexibel en voeren de meeste stofwisselingsprocessen uit– alle celtypen ontstaan uit parenchym
18
Collenchym
• Dikkere primaire celwand • geven steun zonder de groei te beperken• blijven levend in volwassen toestand
19
Sklerenchym
• Dikke, stijve celwand– lignine (hout)– kan niet meer verlengen– dood in volwassen toestand
• Cellen voor ondersteuning– vezels
• jute, sisal, hennep– steencellen
• notendop• zaadomhulsel • zanderige structuur peren
20
Vaatweefsel - houtvaten
• Vervoeren water & mineralen vanuit de wortel – Dode cellen in
volwassen toestand• alleen celwanden
blijven over• lege buizen kunnen H2O
efficient vervoeren
21
Vaatweefsel - bastvaten
• Vervoeren suiker en voedingsstoffen
22
Bastvaten
• Levende cellen in volwassen toestand– celmembraan, cytoplasma
• reguleren van diffusie
– verliezen kern, ribosomen & vacuole• meer ruimte voor transport van vloeibaar voedsel
(sacharose)
• Cellen – zeefvaten
• zeefplaat – wand - hebben poriën die ervoor zorgen dat vloeistof tussen de cellen kan stromen
– zustercellen• cellen met kern, verbonden met de zeefvaten • ondersteunen zeefvaten 23
Vaatweefsel in stengels
24
Vaatweefsel in wortels: dicotyl
houtvatenbastvaten
25
Vaatweefsel in wortels: monocotyl
26
houtvaten
bastvaten
GROEIDeel 2
27
Groei in de plant • Specifieke groeiregio: meristeem– stamcellen: embryonaal weefsel– genereren nieuwe cellen
• apicaal meristeem (stengel)– lengtegroei– primaire groei
• apicaal meristeem (wortel)– lengtegroei– primaire groei
• lateraal meristeem– breedtegroei– secundaire groei
28
Apicaal meristeem
stengel wortel 29
Structuur wortel & groei
bescherming van het meristeem
30
• Lengtegroei vanuit de top– primaire groei– apicaal meristeem
• Breedtegroei vanuit de zijden van de stengel– secundaire groei– lateraal meristeem
• vasculair cambium– maakt 2° bastvasten &
2° houtvaten
• kurkcambium– maakt schors
Groei in houtachtigen
Primaryphloem Primary
xylemSecondaryphloem
Secondaryxylem
Annualgrowthlayers
Lateralmeristems
Primaryxylem
Primaryphloem
Bark
Epidermis
31
Secundaire groei
• Secondaire groei– groei in diameter
• verdikt & versterkt oudere delen van de boom
– kurkcambium maakt schors• groeiende ring rondom de boom
– vasculair cambium maakt hout- en bastvaten
32
Vasculair cambium
houtvaten, 1 jaar oud
vroeg
laat
bastvaten
schors
• Bastvaten aan de buitenkant• Houtvaten aan de binnenkant
kurkcambium
vasculaircambiu
m
houtvaten
33
Boomstam kurkcambium
vasculair cambium
houtvaten
vroeg
laat
bastvaten schors
Hoe oud isdeze
boom?
1
2
3
34
Anatomie boomstam
“tree girdling”
Wat is het resultaat? 35
Over 50 jaar?
36
TRANSPORTDeel 3
37
Transport in planten
• H2O & mineralen– transport in houtvaten– transpiratie
• verdamping, adhesie & cohesie• negatieve druk
• Suikers– transport in bastvaten– “bulk flow”
• positieve druk
• Gaswisseling– fotosynthese
• CO2 in; O2 uit• huidmondjes
– respiratie• O2 in; CO2 uit
38
Watertransport
• Zuigkracht van de bladeren
39
Watertransport
• Zuigkracht bepaald door openen en sluiten van huidmondjes– sluitcellen
• Huidmondjes sluiten door:– blauw licht– dalende CO2-concentratie
– biologische klok– evt. droogte, lage, wateropname, hoge
temperaturen
40
Opname water & mineralen• Wateropname uit de bodem– osmose – aquaporinen
• Opname mineralen– actief transport
H2O
wortelhaar
aquaporine
41
Absorptie mineralen• Protonenpomp– actief transport van H+ ionen de cel uit
• chemiosmose• H+ gradiënt
– creëert membraan-potentiaal• verschil in lading
– creëert gradiënt• cotransport van andere
opgeloste stoffen tegeneen gradiënt in
42
Transport water door wortel• Poreuze celwand– water kan door de celwanden stromen zonder
een cel te hoeven binnengaan – de plant moet water daarom in de cel dwingen
43
Transport water door wortel
• Endodermis– cellaag rond de centrale cillinder (vaten) in de
wortel– omringt met de niet-permeabele Bandjes van
Caspari– dwingt vloeistof door een selectief
celmembraan
44
Anatomie wortel
45
dicotyl monocotyl
Mycorrhizae verhogen absorptie
• Symbiose tussen schimmel en plant– symbiotische algen verhogen het oppervlak
voor absorptie van water en mineralen
46
Mycorrhizae
47
Suikertransport
• Sacharose wordt in de bastvaten gebracht– stroomt door cellen via plasmodesmata–protonenpomp• cotransport van sacharose
48
Suikertransport
• Drukstroommodel– “bron naar opslag” stroom
• de richting van het transport in debastvaten hangt af van de behoefte van de plant
– het vullen van de bastvaten• actief transport van sacharose
naarde bastvaten
• toenemende suikerconcentratie leidt tot een dalende H2O concentratie– osmose!
– water stroomt vanuit houtvaten in bastvaten• toenemende druk in bastvaten
49
Einde