Isaac-biologie 3 D 2uur - Module 2

Het gaat niet altijd over rozen

WAAROM?

Waarom hebben cactussen geen bladeren en tropische planten heel erg grote bladeren?

1Opbouw van de plant

Weet je het nog?

Een plantaardige cel bestaat uit een celwand, een membraan, het cytoplasma en een grote vacuole gevuld met water en opgeloste stoffen.

Een weefsel bestaat uit een groep cellen met dezelfde of een gelijkaardige functie.

Een orgaan bestaat uit weefsels. Het oppervlak van een blad bestaat bijvoorbeeld uit dekweefsel, het bladmoes is vulweefsel en de nerven van het blad zijn het transportweefsel. Elk stelsel bestaat uit organen. Bloemen, zaden en vruchten zijn organen van het scheutenstelsel.

Stelsels werken samen zodat het hele organisme (bv. de plant) kan blijven leven.

Door middel van homeostase kan een organisme het intern milieu in balans houden, ondanks veranderingen in de omgeving. Dat is belangrijk voor het overleven en de groei van organismen.

Planten beschikken over een beperkte mobiliteit.

Zonnebloemen kunnen zich naar het licht draaien. Klimop kan zich al kruipend over de grond uitbreiden.

Brandnetels maken gebruik van een uitgebreid wortelstelsel om een groot oppervlak te koloniseren.

Druiven kunnen zich via hun ranken aanhechten aan andere structuren.

Planten kunnen zich echter niet zomaar verplaatsen. Hierdoor is homeostase bij planten de belangrijkste overlevingsstrategie.

Dieren kunnen bij extreme omgevingsomstandigheden beroep doen op verschillende overlevingsstrategieën. In de winter krijgen veel dieren een dikkere wintervacht of schuilen ze in een hol, tijdens een overstroming kunnen ze wegtrekken naar andere oorden en tijdens een hittegolf kunnen ze schaduw of water opzoeken. Planten kunnen dit niet. Als planten willen overleven, gaan ze dit zelf intern moeten regelen!

1.1Cel- en weefseltypes

Bij planten kan men vier verschillende weefseltypes terugvinden. Elk weefseltype bestaat uit specifieke cellen, die de structuur en de functie van het weefsel bepalen.

CEL WEEFSEL ORGAAN STELSEL ORGANISME

1.1.1Dekweefsel epidermiscel

epidermis van de ui

Het dekweefsel (of epidermis) bestaat uit epidermiscellen. Dat zijn afgeplatte cellen die aan de buitenkant van de plant liggen.

De epidermis bestaat uit één enkele cellaag en omgeeft de volledige plant. Via openingen in de epidermis worden gassen, water en andere stoffen uitgewisseld met de omgeving. De epidermis heeft ook een beschermende functie; ze vormt een barrière met de buitenwereld.

WIST-JE-DAT

De epidermis van het blad is volledig kleurloos. Hierdoor kan het licht makkelijk doordringen tot in het blad. De groene kleur komt dus van de onderliggende cellen.

1.1.2Transportweefsel

xyleemcel

transportweefsel van een stengel

Xyleemcellen zijn holle, cilindrische cellen met een stevige celwand. Xyleemcellen zijn verantwoordelijk voor het transport van water en mineralen uit de bodem, via de wortels, naar de stengels en de bladeren. Deze cellen zorgen ook voor de stevigheid van de plant.

Floëemcellen zijn compacte cellen. Ze zijn verantwoordelijk voor het transport van hormonen, suiker en andere voedingsstoffen in de plant. In tegenstelling tot de xyleemcellen transporteren ze niet enkel stoffen van de wortel naar de bovengrondse delen van de plant. Ze vervoeren ook stoffen die in de bladeren aangemaakt worden naar alle andere plantendelen.

De xyleem- en floëemcellen samen vormen het transportweefsel in de plant. Dit transportweefsel wordt ook wel vaatbundels genoemd. Via het transportweefsel worden water, hormonen, mineralen en voedingsstoffen in de plant getransporteerd.

éénrichtingsverkeer

mineralen (opgelost in water)

tweerichtingsverkeer voedingsstoffen en hormonen (opgelost in water)

Xyleemcellen zijn eigenlijk dode cellen. Omdat ze dood zijn, kunnen ze niet meer groeien of delen, maar ze blijven wel functioneel!

1.1.3Grondweefsel

Het grondweefsel is overal in de plant aanwezig. Het grondweefsel dat gelegen is tussen de epidermis en de vaatbundels wordt ook de cortex (of primaire schors) genoemd. In het grondweefsel kan men verschillende celtypes terugvinden. Parenchymcellen komen het vaakst voor. Deze dunwandige cellen spelen een rol in fotosynthese en de opslag van voedingsstoffen. Collenchymcellen en sclerenchymcellen vormen twee andere types grondweefsel en zorgen voor de stevigheid van planten.

grondweefsel van een Duitse pijp

XYLEEM FLOËEM

stoffen voor en door fotosynthese

water en mineralen

collenchymcel sclerenchymcel parenchymcel

©DR. PHIL.NAT THOMAS GEIER, FACHGEBIET BOTANIK DER FORSCHUNGSANSTALT GEISENHEIM, CC BY-SA 3.0 <HTTPS://CREATIVECOMMONS.ORG/LICENSES/BY-SA/3.0>, VIA WIKIMEDIA COMMONS

WIST-JE-DAT

1.1.4Meristeem

Het meristeem bevat de stamcellen. Stamcellen hebben geen specifieke functie (= ongedifferentieerde cellen). Als planten groeien, delen de stamcellen. Na deling van de cel, zal één cel de functie van meristeemcel behouden en één cel omgevormd worden tot een cel van het transport-, dek- of grondweefsel. Het meristeem is vooral aanwezig in de uiteinden van de stengels, de takken en de wortels. Het meristeem zorgt ervoor dat de plant kan groeien.

CELTYPES WEEFSELTYPES FUNCTIE

xyleemcellen transportweefsel (vaatbundels) transport van water, mineralen en voedingsstoffen floëemcellen

epidermiscellen dekweefsel

parenchymcellen

collenchymcellen

sclerenchymcellen

grondweefsel

barrière met de buitenwereld

fotosynthese, opslag van voedingstoffen en stevigheid van de plant

stamcellen meristeem groei van de plant

1.2Plantenorganen

Verschillende weefsels samen vormen een orgaan. Een plant bevat volgende organen: dewortel, de stengel, het blad en de bloem

Bij homeostase spelen vooral de wortel, de stengel en het blad een belangrijke rol. De bloem is een reproductief orgaan en heeft enkel een rol bij de voortplanting van de plant. De bloem wordt hierdoor niet in detail besproken.

In elk orgaan zijn de vier weefseltypes aanwezig:

Water, voedingsstoffen en mineralen worden tussen de verschillende organen getransporteerd door het transportweefsel (= de vaatbundels). Het grondweefsel geeft de plant de nodige stevigheid en ondersteunt in het uitvoeren van verschillende functies zoals fotosynthese en de opslag van water en voedingsstoffen. De epidermis vormt een barrière tussen de plant en de buitenwereld. Het meristeem zorgt voor de vorming en groei van elk orgaan.

1.2.1De wortel

FUNCTIE

De belangrijkste functies van de wortel zijn: opname van water en mineralen uit de bodem stevige verankering van de plant in de bodem opslaan van reservevoedsel (bv. om te overwinteren)

ORGANISATIE OP ORGAANNIVEAU

De verschillende wortels samen vormen het wortelstelsel. Er zijn verschillende soorten wortels terug te vinden in planten: een hoofdwortel met zijwortels, bv. bij de tomatenplant een penwortel (opgezwollen hoofdwortel) met zijwortels, bv. bij de wortel bijwortels, bv. bij de aardbeienplant

Op de hoofd-, zij- en/of bijwortels zijn talrijke wortelhaartjes aanwezig. Dit zijn heel korte en dunne uitstulpingen op de wortels. Je kunt ze alleen zien als je een plant heel voorzichtig uit de grond trekt.

Door de wortelharen wordt het oppervlak van de wortels sterk vergroot. Hierdoor kan de plant makkelijker en meer water opnemen. Dit water wordt dan via de xyleemcellen (die deel uitmaken van het transportweefsel) naar de bovengrondse delen van de plant gebracht.

De ondergrondse oppervlakte van de plant is, door de wortelhaartjes, groter dan de bovengrondse. De roggeplant bijvoorbeeld, heeft ongeveer 10 miljard wortelhaartjes met een totale lengte van 10 000 kilometer.

Bij veel (kruidachtige) planten sterven in de herfst de bovengrondse delen (de stengel en de bladeren) af. Doordat ze voedingsstoffen in hun wortel kunnen opslaan, kan de plant de winter toch overleven. Zo zie je in de winter bijvoorbeeld geen paardenbloemen in de tuin staan. In de lente zie je op korte tijd plots veel paardenbloemen verschijnen. Dat komt doordat ze reserves opgeslagen hebben in hun wortels. Als het terug warmer wordt, kan de plant deze reserves gebruiken en groeien de delen boven de grond snel terug.

Ook mensen en dieren maken gebruik van het reservevoedsel in de wortels van planten. Denk maar aan wortelen, rapen, radijsjes, aardappelen en pastinaken. Wij verbruiken dan de energie die in de wortels van de plant opgeslagen zit.

ORGANISATIE OP WEEFSELNIVEAU

In de wortel ligt het transportweefsel (xyleem en floëem) centraal. Daarrond ligt een dikke laag grondweefsel (de cortex of primaire schors). De wortel is langs de buitenkant volledig bedekt met de epidermis. De wortelhaartjes zijn kleine uitstulpingen van de epidermis. Hierbij kunnen we een onderscheid maken tussen monocotyle planten (zoals grassen en orchideeën) en dicotyle planten (zoals tomaten, rozen en bomen). cortex

1.2.2De stengel FUNCTIE

De belangrijkste functies van de stengel zijn: stevigheid en vorm geven aan de plant dragen van bladeren, bloemen en vruchten transport van water, mineralen en voedingsstoffen doorheen de plant

De stengel zorgt voor de nodige stevigheid en vorm bij de plant. Door de stevige stengel is de plant in staat om omhoog te groeien, richting het licht. Stengels dragen bladeren, bloemen en vruchten. Via de stengel worden water, mineralen en voedingsstoffen doorheen de plant getransporteerd.

ORGANISATIE OP ORGAANNIVEAU

Een stengel kan kruidachtig of verhout zijn. Bij houtachtige planten (bomen en struiken) is de stengel of stam verhout. Ze kennen een jaarlijkse diktegroei. Als een stengel verhout, krijgt deze extra stevigheid en wordt het transportweefsel in de plant extra beschermd. Hierdoor kan de plant groter worden en beter zonlicht opvangen. Kruidachtige planten zijn dus meestal kleiner dan houtachtige planten. Hun stengel is kruidachtig en kent geen jaarlijkse diktegroei.

Water, mineralen en hormonen uit de grond worden door de wortels opgenomen en, via het xyleem, naar de bladeren gebracht. Daar worden deze stoffen omgezet in suikers. Deze suikers worden assimilaten genoemd, aangezien de plant ze zelf aanmaakt. De assimilaten worden vervolgens naar andere delen van de plant getransporteerd via het floëem.

Er zijn heel wat eetbare stengels die men vaak gebruikt in de keuken. Denk maar aan asperges, selderij, broccolistengels, bieslook, peterselie, suikerriet ...

ORGANISATIE OP WEEFSELNIVEAU

Het xyleem en floëem vormen samen de vaatbundels. In de stengel zijn deze cellen op een specifieke manier georganiseerd in groepjes. Hierbij kunnen we een onderscheid maken tussen monocotyle planten (zoals grassen en orchideeën) en dicotyle planten (zoals tomaten, rozen en bomen). Bij monocotyle planten liggen de groepjes willekeurig verspreid in de stengel. Bij dicotyle planten zijn de groepjes georganiseerd in een cirkel. In dicotyle planten is ook een laagje meristeem aanwezig tussen het xyleem en floëem. Hierdoor kan de stam dikker worden en zijn er in meerjarige planten groeiringen zichtbaar.

Het grondweefsel in de stengel kan opgedeeld worden in twee stukken: de cortex (of primaire schors) en het merg. Bij dicotyle planten ligt de cortex tussen de epidermis en het meristeem. Bij monocotyle planten wordt de cortex gevormd door de cellagen die net onder de epidermis liggen. Het merg bevindt zich altijd in het midden (zowel bij di- als monocotyle planten). De dense cellen van de cortex zorgen voor de stevigheid van de stengel, terwijl de grote, sponsachtige cellen van het merg ideaal zijn om voedingsstoffen op te slaan.

WIST-JE-DAT

Uit groeiringen kan je veel meer afleiden dan enkel de ouderdom van een boom. Uit de dikte van een groeiring kan men het klimaat afleiden. Hoe dikker de ring, hoe beter de leefomstandigheden van de boom dat jaar waren.

1.2.3Het blad

FUNCTIE

De belangrijkste functies van het blad zijn: opvangen van licht voor fotosynthese fotosynthese gasuitwisseling met de omgeving (CO2 – O2 – H2O)

ORGANISATIE OP ORGAANNIVEAU

Bladeren kennen een grote variëteit aan vormen, maten en texturen. Microfyllen zijn bladeren met slechts één hoofdnerf, bijvoorbeeld de bladeren van de wolfsklauw familie. Macrofyllen hebben meerdere hoofdnerven en een complexe nervatuur, bijvoorbeeld de brede, platte bladeren van zaadplanten.

In het blad vindt de fotosynthese plaats in de chloroplasten (= bladgroenkorrels)

bladgroenkorrel

wolfsklauw

Om aan fotosynthese te doen, heeft de plant drie grondstoffen nodig: water (H2O - via de wortels), koolstofdioxide (CO2 - via de bladeren) en zonlicht (via alle groene delen van de plant).

Via fotosynthese maakt de plant energie, in de vorm van glucose (C6H12O6), en zuurstofgas (O2) aan.

Formule fotosynthese:

6CO2 + 6H2O → 6O2 + C6H12O6 zonlicht

koolstofdioxide + water → zuurstofgas + glucose

Het zuurstofgas heeft de plant zelf niet nodig. Dat wordt terug “uitgeademd” via de bladeren. Glucose is wel belangrijk, als voedsel voor de plant.

WIST-JE-DAT

Net zoals mensen een relatief stabiele lichaamstemperatuur hebben (±37°C), is er bij planten een constante, interne bladtemperatuur van ±21°C. Dat is nodig om optimaal aan fotosynthese te doen.

ORGANISATIE OP WEEFSELNIVEAU

Het transportweefsel loopt in de bladeren door in de nerven (zowel in de hoofdnerf als in de zijnerven). De ruimte tussen de nerven (het bladmoes) bestaat uitsluitend uit grondweefsel.

Het blad wordt zowel aan de bovenkant als aan de onderkant omgeven door de éénlagige epidermis. Aan de onderkant zitten de huidmondjes(= stomata). Een huidmondje is opgebouwd uit twee sluitcellen. Deze kunnen zich openen en sluiten. Op deze manier kan de plant gassen (CO2 – O2 – H2O) uitwisselen met de omgeving.

bladtop

bladrand

bladmoes

bladschijf

hoofdnerf

zijnerf

bladsteel

bladvoet

epidermis

parenchymcel

xyleem

floëem

epidermis

huidmondje

Los het kruiswoordraadsel op. Horizontaal Verticaal

2belangrijkste celtype binnen het1het transportweefsel in planten grondweefsel 5synoniem voor bladgroenkorrel

3proces om het intern milieu in balans6zorgt voor opname van water uit de te houden bodem

4belangrijkste suiker voor de plant7zorgt voor de barrière tussen plant en 6zorgen voor oppervlaktevergroting van omgeving de wortels

8geeft stevigheid en vorm aan de plant

9weefsel verantwoordelijk voor de groei van de plant

10zorgen voor het transport van water en mineralen

11voedingsstoffen aangemaakt door de plant

12zorgen voor het transport van voedingsstoffen

2Feedbacksystemen bij planten

Planten zijn goed in staat zich aan te passen aan een veranderende omgeving. Dat is nodig, want ze kunnen niet zomaar weglopen als er iets verandert. Met behulp van receptoren, nemen ze veranderingen in de omgeving waar: bv. licht, temperatuur, voedingsstoffen of droogte. Als één of meerdere factoren sterk veranderen, dan past de plant zijn intern milieu aan. Dit proces noemen we homeostase.

Feedbacksystemen zijn essentieel om aan homeostase te doen. Een feedbacksysteem bij planten is eenvoudiger dan bij dieren. Planten hebben geen zenuwstelsel, waardoor ze hoofdzakelijk gebruik maken van het hormoonstelsel als conductor. Bepaalde planten, zoals het kruidje-roer-me-niet kunnen, als een snelle reactie vereist is, deze via een elektrisch signaal genereren. In deze module gaan we ons focussen op de communicatie via het hormoonstelsel, omdat dit de belangrijkste manier van interne communicatie bij planten is.

Een feedbacksysteem bij planten bestaat slechts uit drie verschillende onderdelen:

Receptoren vangen prikkels op. Conductoren geven signalen door. Effectoren reageren op de ontvangen signalen.

Prikkel Receptor Controlecentrum

Via conductoren:

Zenuwstelsel

Hormoonstelsel

Effector

Reactie

Planten reageren relatieftraag op prikkels. Dat komt omdat de reactie veroorzaakt wordt door chemische stoffen (nl. hormonen) en niet door elektrische impulsen (zoals in een zenuwstelsel). Plantenhormonen werken op een andere manier dan de hormonen in dierlijke organismen. Ze zijn veel minder specifiek; eenzelfde hormoon kan een grote verscheidenheid aan reacties in de plant veroorzaken. Er zijn ook geen specifieke plantenorganen (zoals bv. de pancreas of de teelballen bij dierlijke organismen) waarin hormonen aangemaakt worden.

Auxine, een plantenhormoon, verplaatst zich in de plant aan een gemiddelde snelheid van 1 cm per uur. Dat is zeer traag in vergelijking met een elektrische impuls die er slechts een fractie van een seconde over doet om de hersenen van een dierlijk organisme te bereiken.

WIST-JE-DAT

Er zijn twee types reacties bij planten: tropie en nastie.

Bij een tropie bepaalt de richting van de prikkel de richting van de reactie. Een plant reageert bijvoorbeeld op licht door er naartoe te groeien en op een tak door er omheen te draaien.

Bij een nastie is de richting van de prikkelnietvan belang. De plant reageert bijvoorbeeld op een verandering in temperatuur of op een aanraking. Een voorbeeld hiervan is het kruidje-roer-mijniet. Als men een blad van deze plant aanraakt, trekt het volledige blad samen, ongeacht waar het werd aangeraakt.

Afhankelijk van het type prikkel gebruikt men een specifiek voorvoegsel, zowel bij tropieën als nastieën.

TYPE PRIKKEL VOORVOEGSEL

licht

gravi-

fotozwaartekracht

thermoaanraking / druk

temperatuur

thigmowater

hydro-

Zo is fototropie een gerichte beweging van de plant naar het licht toe, bv. een kamerplant die richting het raam groeit. Bij fotonastie reageert de plant op licht, maar niet in de richting van het licht, bv. het openen van bloemen of bladeren overdag en het sluiten ervan tijdens de nacht.

• Vul in: wat is de prikkel? Wat is de reactie?

• Kruis aan: is het een tropie of nastie? Over welke soort tropie of nastie gaat het voorbeeld?

Bladeren van een plant sluiten als de omgevingstemperatuur te laag wordt.

Receptoren in de wortels van de plant kunnen de zwaartekracht waarnemen. Hierdoor groeien de wortels naar beneden en niet naar boven.

De sluitcellen van de huidmondjes sluiten omdat er weinig water in de omgeving aanwezig is.

De wortels van een plant groeien richting nattere delen van de bodem.

Als het donker is, sluiten de bloemen van vele planten.

De blaadjes van het kruidjeroer-mij-niet sluiten als ze aangeraakt worden.

Door ranken die rond andere structuren kunnen wikkelen, groeien klimplanten snel naar boven.

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

tropie nastie

fotogravithermothigmohydro-

3De kunst van het evenwicht

Doorheen de seizoenen moeten planten continu in evenwicht blijven.

In de lente groeien en bloeien planten, in de zomer rijpen de vruchten, in de herfst vallen de bladeren en in de winter moeten ze vriestemperaturen zien te overleven. Tijdens het jaar moeten ze ook hittegolven, overvloedige regenval of periodes van droogte doorstaan.

* watertransport om uitdroging te voorkomen

* rijpen van vruchten en zaden

3.1De lente

In de lente wordt alles terug groen. Bomen en planten starten met groeien en zaden beginnen te ontkiemen. We zien krokussen verschijnen, er komen blaadjes aan de bomen en het gras wordt langer en groener. Planten hebben licht, warmte en water nodig om te groeien. Tijdens de lente zijn de omstandigheden ideaal: nat, warm en veel zonlicht.

Planten beginnen eerst onder de grond te groeien. Bomen en struiken die overwinterd hebben, breiden in de lente hun wortelstelsel uit met nieuwe wortels en talrijke wortelhaartjes. Voordat zaden en bloembollen boven de grond komen, hebben ze onder de grond eerst nieuwe wortels gevormd. Daarna groeien planten uit de aarde omhoog, richting het licht.

Planten groeien ter hoogte van het meristeem. Dat weefsel bevindt zich in de toppen van de stengels, takken en wortels. De groei in de stengeltoppen en de bladeren start nadat fotoreceptoren voldoende licht opvangen. De groei in de worteltoppen wordt gestuurd door gravireceptoren (statolieten) die de zwaartekracht waarnemen. De plant maakt het hormoon auxine aan en reageert door middel van celstrekking.

Onder invloed van auxine strekken de cellen zich (= langer worden).

In de stengel zorgt auxine ervoor dat de plant omhoog kan groeien, richting het licht. Dat noemen we fototropie. Planten hebben licht nodig om aan fotosynthese te doen. Hoe groter de plant wordt, hoe makkelijker deze licht kan opnemen.

In de wortel zorgt auxine ervoor dat de ondergrondse delen van de plant naar beneden groeien. Dat noemen we gravitropie. Planten hebben naast licht ook water nodig om aan fotosynthese te doen. Hoe uitgebereider het wortelstelsel, hoe makkelijker de wateropname.

prikkelreceptorconductoreffectorreactie

auxine auxine licht

zwaartekracht

fotoreceptor gravireceptor

cellen in top van stengel

celstrekking: groei van de stengel naar boven

celstrekking: groei van de wortel naar onder

WIST-JE-DAT

Zonnebloemen draaien mee met het licht. Mensen linken dit vaak aan fotosynthese, maar niets is minder waar. Bloemen bevatten namelijk geen bladgroenkorrels en kunnen dus niet aan fotosynthese doen. Door zich naar het licht te draaien, warmt de plant sneller op. Warme bloemen trekken immers meer bestuivers aan.

Planten nemen water uit de grond op met hun wortels.

Er zijn twee manier waarop een plant water kan opnemen uit de bodem:

1.Transpiratie van water in de bladeren.

Bladeren verliezen hierbij waterdamp, de plant 'zweet' als het ware.

Als het water uit de bladeren verdampt, wordt er water vanuit de wortels naar boven gezogen. De cellen in het blad zuigen water op via het transportweefsel, meer bepaald de xyleemcellen. Deze cellen vormen samen een zeer dunne buis, die van de wortels tot in de bladeren loopt. Dit gebeurt volgens het principe van capillariteit. Hierbij zal een vloeistof, in dit geval water, in een zeer fijn buisje stijgen, tegen de werking van de zwaartekracht in. Hoe fijner het buisje, hoe hoger het water kan stijgen.

2.Worteldruk

In bepaalde planten (niet allemaal) wordt water uit de bodem aangetrokken door de worteldruk. Door actief transport nemen de wortelcellen mineralen op uit de bodem. Dit proces kost energie aan de plant (onder de vorm van ATP), Hierdoor wordt de osmotische waarde binnenin de plant hoger dan die van de bodem. De grote concentratie aan mineralen in de wortels, zorgt ervoor dat water vanuit de bodem de cellen instroomt. Hierdoor ontstaat een grote waterdruk in de vacuole van de plantencellen. Deze druk stuwt het aanwezige water omhoog richting de stengel en de bladeren.

Enkel de worteldruk is voor de plant niet voldoende om het water tot in alle delen van de plant te krijgen. Hiervoor is het principe van transpiratie essentieel.

De plant kan de transpiratie grotendeels zelf regelen via de huidmondjes (stomata) langs de onderkant van de bladeren. Een huidmondje is een opening in de epidermis en bestaat uit twee cellen, de ‘sluitcellen’ met daartussen een intercellulaire holte. Via deze holte kunnen gassen uitgewisseld worden met de omgeving.

Een belangrijk hormoon bij het openen en sluiten van de huidmondjes is abscicinezuur (ABA). De plant zal dit hormoon in stressvolle situaties, zoals droogte, kou of donker, aanmaken. Hierdoor zullen de huidmondjes sluiten en kan de plant waterverlies beperken.

Als er veel water aanwezig is in de bodem, wordt dit via het transportweefsel opgenomen. Het water wordt opgeslagen in de vacuole van alle cellen, dus ook van de sluitcellen. De sluitcellen zwellen op en het huidmondje gaat open. De plant verliest water door transpiratie.

Als er weinig water aanwezig is in de bodem, zal de plant het opgeslagen water uit de vacuoles gebruiken. Hierdoor is er minder water in de vacuole van de sluitcellen. De sluitcellen nemen in volume af en het huidmondje gaat dicht. De plant vermijdt het verlies van water door transpiratie.

prikkelreceptorconductoreffectorreactie

sluitcellen huidmondje geen osmoreceptor1 VEEL water

WEINIG waterosmoreceptor1

abscisinezuur2 sluitcellen huidmondje

sluitcellen zwellen op → huidmondjes gaan open

sluitcellen krimpen → huidmondjes gaan dicht

1 Een osmoreceptor is een speciale thigmoreceptor. Ze kan de waterdruk in de plantencel waarnemen.

2Als er te weinig water aanwezig is in de plant zal de wortel abscisinezuur produceren om ervoor te zorgen dat het huidmondje sluit.

3.2De zomer

In de zomer groeit de plant verder. De processen die gestart zijn tijdens de lente, zetten zich verder in de zomer.

In de zomer kan het heel warm en droog zijn. Vaak is er dan ook weinig water in de bodem Hierdoor is een goede waterhuishouding tijdens dit seizoen extra belangrijk. Wanneer de lucht erg droog en warm is, kan een plant de huidmondjes sluiten om transpiratie via de bladeren te beperken. Toch hangen de planten in de tuin soms slap in de zomer. Dat komt doordat de huidmondjes soms wel open móeten om gassen (O2 en CO2) uit te wisselen met de omgeving. Gasuitwisseling is noodzakelijk om glucose (energie) aan te maken tijdens fotosynthese. Wanneer er niet genoeg water aanwezig is in de bodem (bij droogte), kan het verdampte water niet voldoende aangevuld worden via het transportweefsel. Hierdoor vermindert de waterdruk in de vacuole van alle cellen en gaat de plant slap hangen.

In de zomer zijn de dagen lang en warm. Dat zijn ideale omstandigheden voor veel planten om zaden en vruchten te vormen. Onder invloed van het groeihormoon auxine zal de vrucht groeien. Als de vruchten volgroeid zijn, valt de auxineproductie stil. Dat is het signaal om het hormoon ethyleen te produceren. Het ethyleengas zorgt ervoor dat de vruchten rijpen. Tijdens de rijping zal de vrucht suiker stockeren en zullen de wanden van de cellen afgebroken worden. Hierdoor wordt de vrucht zoet, zacht en sappig. Dat mechanisme in de plant is een positief feedbacksysteem: als de chemoreceptoren van de plant ethyleen detecteren, dan zal er nog méér ethyleen geproduceerd worden. Naburige vruchten kunnen er dus voor zorgen dat andere vruchten ook beginnen te rijpen.

prikkel

auxine AFWEZIG en/of ethyleen AANWEZIG

WIST-JE-DAT

receptorconductoreffectorreactie

positieve feedback chemoreceptor

ethyleen

cellen van de vrucht

afbraak celwand → rijpen van de vrucht

Bananen worden onrijp geoogst. Vlak voor aankomst in ons land behandelt men de bananen met ethyleen. Hierdoor beginnen ze te rijpen.

3.3De herfst

Tijdens de herfst vallen de bladeren van de meeste loofbomen af. Dat is noodzakelijk om de winter te overleven. Als de grond erg koud en/of bevroren is, kunnen de wortels geen water opnemen. Om te verhinderen dat de plant tijdens de winter uitdroogt, zal deze in de herfst z’n bladeren afwerpen. De belangrijkste prikkels om bladval te initiëren, zijn een kortere daglengte en een koudere temperatuur

Bladeren vallen van de boom, omdat er een kurklaag en een scheidingslaag gevormd wordt tussen de tak en de bladvoet. De kurklaag ontstaat aan de kant van de tak en de scheidingslaag aan de kant van het blad. Beide worden gevormd in het grondweefsel. Dat gebeurt onder invloed van twee hormonen:

Ethyleen stimuleert de vorming van beide lagen. Auxine verhindert de vorming van beide lagen.

Als de dagen korter worden en de temperatuur zakt, zal de plant minder auxine produceren en meer ethyleen aanmaken. Als de kurklaag en de scheidingslaag volledig gevormd zijn, valt het blad (onder invloed van de wind en/of regen) van de boom.

prikkelreceptorconductor effectorreactie

koude weinig licht

thermoreceptor fotoreceptor

auxine + ethyleen

cellen aan bladvoet

vorming van kurklaag + scheidingslaag aan bladvoet → bladverlies

Tijdens de herfst zullen bepaalde plantensoorten ook reserves opslaan in de stengel of wortel. Hierdoor kunnen ze de winter overleven en hebben ze in de lente voldoende energie om terug te groeien.

WIST-JE-DAT

De echte kleur van bladeren zien we in de herfst. De groene kleur van de bladeren is afkomstig van de bladgroenkorrels. Tijdens de herfst verplaatsen deze zich naar de takken en de stam. Hierdoor verliest het blad z’n groene kleur en ontstaan de typische herfstkleuren.

3.4De winter

Bij lage temperaturen kan de plant minder goed water opnemen. In de winter valt de fotosynthese stil en stopt het watertransport in de plant. De plant houdt een soort van “winterslaap”. Ze verbruiken dan bijna geen energie en verdampen heel weinig water.

Tijdens de winter zal de plant wel prikkels waarnemen, maar volgt er geen reactie.

Kruis het juiste antwoord aan en verklaar waarom.

Een aardbeienplantje staat in een serre met vochtige aarde. Aan de rand van de bladeren zijn kleine vochtdruppeltjes te zien die uit de bladeren tevoorschijn komen.

In welke van onderstaande omstandigheden is de kans het grootst dat er druppeltjes tevoorschijn komen op de bladeren?

De serre staat open en de grond is warm.

De serre staat open en de grond is koud.

De serre is gesloten en de grond is warm.

De serre is gesloten en de grond is koud.

Vetplanten kunnen groeien op plaatsen die zeer warm en droog zijn. Soms groeien ze op rotsen en muren waar de hele dag de zon op schijnt en alleen ‘s nachts de temperatuur een stuk lager is.

Als aanpassing aan dit klimaat is het openings- en sluitingsritme van de huidmondjes van de vetplantjes anders dan bij andere planten.

Wanneer de omstandigheden voor fotosynthese het gunstigst zijn, zijn de huidmondjes dicht. Fotosynthese is toch mogelijk omdat de vetplanten extra CO2 opnemen wanneer gaswisseling wel mogelijk is. Het extra CO2 wordt opgeslagen in de vacuolen van de groene cellen.

Wanneer zullen de huidmondjes van deze vetplanten geopend zijn?

alleen overdag

alleen ‘s nachts

zowel overdag als ‘s nachts

4Verder oefenen?

Opbouw van de plant

Link de functies aan het juiste orgaan.

opname van water en mineralen

transport van water en mineralen

opvangen van licht

opslaan van voedselreserves

verankering van de plant in de grond

dragen van bladeren en takken

gasuitwisseling met de omgeving

stevigheid en vorm geven aan de plant

suikers aanmaken voor fotosynthese

• Van welk orgaan zijn onderstaande doorsnedes?

• Duid op elke doorsnede volgende zaken aan: xyleem, floëem, vaatbundel, grondweefsel, epidermis.

• Duid met pijlen aan op onderstaande figuur: - de richting van transport via de xyleemcellen in het rood - de richting van transport via de floëemcellen in het blauw.

• Kruis per weefseltype aan wat vervoerd wordt.

xyleem: floëem:

water

mineralen

assimilaten

hormonen

water

mineralen

assimilaten

hormonen

Leg in eigen woorden de functie van de wortelhaartjes uit.

Leg in eigen woorden uit wat assimilaten zijn.

Wat heeft een plant nodig om aan fotosynthese te kunnen doen?

Wat zijn de eindproducten van de fotosynthesereactie?

Bekijk onderstaande afbeelding van de doorsnede van een blad.

• Duid op de doorsnede het xyleem, het floëem en de epidermis aan.

• Duid met een kruisje de onderkant van het blad aan.

Bekijk de afbeelding hieronder.

Van welk plantenorgaan is dit de doorsnede?

Gaat het om een monocotyle plant of een dicotyle plant?

Benoem alle onderdelen.

Feedbacksystemen bij planten

Zijn onderstaande stellingen juist of fout? Leg uit waarom.

Planten reageren snel op de prikkels die ze waarnemen via de receptoren. JUIST / FOUT

De effectoren in planten zijn vaak de plantencellen zelf. JUIST / FOUT

Thermonastie is het bewegen van de plant als reactie op de hoeveelheid water in de wortels.

JUIST / FOUT

Het draaien van de plant rond een tak is een voorbeeld van thigmotropie.

JUIST / FOUT

Lees de tekst en vul het schema verder aan.

Het kruidje-roer-me-niet sluit zijn bladeren bij aanraking of door de wind. Dat gebeurt enkel bij temperaturen boven de 18 °C. Ook ’s nachts zijn de blaadjes dicht. Als de plant dicht is, gaat hij slap hangen en wordt hij minder aantrekkelijk om van te eten. Aanraking of wind wordt door de mechanoreceptoren opgevangen, herkend en omgezet in een elektrisch signaal. Tussen de bladsteel en de verschillend blaadjes zit een bladkussen (pulvinus). Dat bladkussen vangt het elektrisch signaal op en fungeert als een scharniertje waardoor de blaadjes kunnen dichtklappen.

prikkelreceptorconductoreffector reactie

De kunst van het evenwicht

Lees de onderstaande tekst. Schrap wat niet past.

Wanneer de gemiddelde temperatuur daalt, is dat voor veel planten een prikkel om het proces van fotosynthese / bladverlies te starten. Door de daling van de temperatuur daalt / stijgt de activiteit van de lichtgevoelige moleculen. Dat zorgt ervoor dat er minder auxine / ethyleen en meer auxine / ethyleen wordt geproduceerd. Auxine zorgt voor de groei / val van het blad, terwijl ethyleen zorgt voor groei / val van het blad. Als het blad helemaal verkleurd is, dan scheurt de scheidingslaag van het blad ter hoogte van de bladvoet door en valt het blad af. Verklaar.

Waarom begint het fruit in de fruitschaal te rijpen als er plots een rijpe banaan bijgelegd wordt?

Waarom groeien de bovengrondse delen van een plant omhoog en de ondergrondse delen naar beneden?

Hoe slaagt een boom erin om water omhoog te krijgen van zijn wortels naar de bladeren?

Op welke manieren kan een plant water uit de bodem, via de wortels naar de stengel en bladeren transporteren? Leg uit.

Leg aan de hand van onderstaande figuur de werking van de huidmondjes uit.

Kruis het juiste antwoord aan en verklaar waarom.

Een anjer wordt afgesneden. De afgesneden stengel met bladeren en witte bloemen wordt in water met rode kleurstof gezet. Na enige tijd zijn de kroonbladeren van de bloemen rood geaderd. Via welk transportweefsel is de kleurstof in de kroonbladeren terechtgekomen?

alleen via het xyleem

alleen via het floëem

zowel via het xyleem als via het floëem

chloroplast / bladgroenkorrel

In een experiment wordt een plantje uitsluitend van de rechterkant belicht. Na enige tijd buigt het plantje naar rechts (zie figuur).

Drie leerlingen trekken uit dit resultaat een conclusie:

Leerling 1: “Schaduw bevordert de celdeling.”

Leerling 2: “Schaduw bevordert de celstrekking.”

Leerling 3: “Schaduw remt de celstrekking.”

Welke leerling heeft de juiste conclusie getrokken?

leerling 1

leerling 2

leerling 3

Zijn onderstaande stellingen juist of fout? Leg uit waarom.

Auxine zorgt ervoor dat fruit rijpt.

JUIST / FOUT

voor na

Als er veel water aanwezig is in de bodem, zwellen de sluitcellen van de huidmondjes op en sluiten de huidmondjes.

JUIST / FOUT

In de herfst vallen de bladeren van de bomen om te vermijden dat de plant in de winter uitdroogt.

JUIST / FOUT

Planten in de woestijn hebben vaak grote bladeren, aangezien ze dan meer aan fotosynthese kunnen doen.

JUIST / FOUT

Bestudeer een plant

Haal een plant voorzichtig uit de grond.

Snij met een scheermesje voorzichtig een dun schijfje van de wortel (= coupe). Maak een preparaat van het schijfje en bekijk onder de microscoop. Teken wat je ziet en benoem de verschillende onderdelen.

Snij met een scheermesje voorzichtig een dun schijfje van de stengel. Maak een preparaat van het schijfje en bekijk onder de microscoop. Welke onderdelen zie je? Teken wat je ziet en benoem.

Bestudeer de huidmondjes in het blad. Als je het blad in 2 breekt, zie je wat losse vliesjes hangen. Dat zijn de vliesjes van de epidermis en daar bevinden zich de huidmondjes. Bestudeer onder de microscoop. Zijn de huidmondjes open of dicht?

ik ken het! paginanummer

Ik weet dat planten zich in stand houden door wisselwerking tussen het inwendig en uitwendig milieu. p. 5

Ik kan het transport van water, hormonen, mineralen en voedingsstoffen in de plant beschrijven. p. 6-7

Ik kan de verschillende cel- en weefseltypes van een plant benoemen en hun functie beschrijven. p. 6-8

Ik weet dat de wortel, de stengel, het blad en de bloem plantenorganen zijn. p. 8

Ik kan de belangrijkste functies van de verschillende plantenorganen opsommen. p. 9-12

Ik ken het verschil tussen monocotyle en dicotyle planten en kan de verschillende cellen en weefsels benoemen op een micropreparaat. p. 10-11

Ik kan een micropreparaat van de wortel, stengel en blad herkennen en kan de verschillende cellen en weefsels hierop aanduiden. p. 10-13

Ik weet wat fotosynthese is, wat de plant hiervoor nodig heeft, waar dit proces optreedt, en welke stoffen er worden omgezet en gevormd tijdens dit proces. p. 12

Ik weet dat receptoren, conductoren en effectoren in een feedbacksysteem samenwerken, en dat feedbacksystemen essentieel zijn om aan homeostase te doen. Ik kan dit duiden met een voorbeeld. p. 15

Ik kan de twee types reacties (tropie en nastie) omschrijven en per type prikkel minstens één voorbeeld geven. p. 16

Ik weet dat planten seizoensgebonden veranderingen ondergaan en overleven door continu in evenwicht te blijven. p. 18

Ik kan de achterliggende processen van watertransport, groei, rijpen van vruchten, vallen van bladeren, opslaan van reservevoedsel en winterslaap toelichten. p. 19-24

Ik ken de belangrijkste plantenhormonen en hun functie. p. 20-23

Colofon

Auteur Nathalie Lombaert, Céline Neutens

Eerste druk 2023

SO 0284/2023

Bestelnummer 65 900 0823

ISBN 978 90 4864 699 9

KB D/2023/0147/125

NUR 126

Thema YPMP1

Verantwoordelijke uitgever die Keure, Kleine Pathoekeweg 3, 8000 Brugge

RPR 0405 108 325 - © die Keure, Brugge

Die Keure wil het milieu beschermen. Daarom kiezen wij bewust voor papier dat het keurmerk van de Forest Stewardship Council® (FSC®) draagt. Dit product is gemaakt van materiaal afkomstig uit goed beheerde, FSC®-gecertificeerde bossen en andere gecontroleerde bronnen.