2.2 Welke rol spelen plantenhormonen?

8 Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

In de opdracht zag je dat de kieming van zaden beïnvloed wordt door stoffen die door planten werden aangemaakt. De stoffen zorgen ervoor dat de planten pas kiemen als de omstandigheden voldoende gunstig zijn om te groeien. Net zoals bij dieren, noemen we die regelende stoffen hormonen, omdat ze een aantal gelijkaardige kenmerken vertonen. Plantenhormonen: • worden in de plant zelf aangemaakt; • werken al in heel kleine hoeveelheden; • zorgen voor reacties van planten op een prikkel en fungeren dus als signaalstof. Daardoor kiemen de planten niet, ondanks het contact met water; • hebben effecten op meerdere plaatsen en op meerdere processen; • worden over de plant verspreid via een transportsysteem, het floëem. Bij dieren gebeurt dat via het bloedvatenstelsel. Plantenhormonen regelen of coördineren de levensprocessen van planten, waardoor hun overlevingskans stijgt. Die regeling kan gebeuren door processen te stimuleren, zoals de wortelgroei, of te remmen, zoals de kieming van zaden in een vrucht. ` Maak oefening 10 op p. 377. 2.2 Welke rol spelen plantenhormonen? De plantenhormonen die we al hebben ontdekt, kunnen in verschillende groepen worden ingedeeld. Je kent het hormoon auxine, dat deel uitmaakt van een grote groep auxinen, maar ook abscisinezuur en ethyleen (etheen) zijn bekende plantenhormonen. A Abscisinezuur ©VAN IN Als een plant aan fotosynthese wil doen, moet er koolstofdioxide in het blad aanwezig zijn. Koolstofdioxide komt via de huidmondjes in het blad. Maar doorheen huidmondjes die open zijn, kan de plant water verliezen door verdamping. De plant moet dus de huidmondjes kunnen openen en sluiten om het waterverlies te beperken en de voorraad koolstofdioxide aan te vullen.

Bij watertekort wordt het sluiten van de huidmondjes hormonaal geregeld door het plantenhormoon abscisinezuur (ABA). Dat hormoon doet de sluitcellen snel water verliezen, waardoor die cellen van vorm veranderen en hun wanden tegen elkaar gaan liggen. Abscisinezuur regelt de werking van de huidmondjes en speelt dus een belangrijke rol in de waterhuishouding van de plant door waterverlies binnen bepaalde grenzen te houden.

sluitcellen open sluitcellen gesloten In opdracht 14 zag je ook dat in vruchtensap stoffen aanwezig zijn die remmend werken op de kieming van zaden. Dat komt omdat in vruchtensap ook abscisinezuur aanwezig is. Dat hormoon verhindert dat de zaden kiemen zolang ze in de vrucht aanwezig zijn. Door de kieming uit te stellen, is de kans groter dat de zaden in een gunstig milieu terechtkomen en de zaden kunnen uitgroeien tot nakomelingen.

B Auxine

OPDRACHT 15

Hieronder zie je een illustratie van de resultaten van een aantal experimenten met kiemende zaden. Bestudeer de resultaten aandachtig en beantwoord de vragen.

licht top verwijderd top bedekt met ondoorzichtige dop top bedekt met transparante dop basis bedekt met ondoorzichtige boord top afgescheiden door doorlaatbaar tussenschot

top afgescheiden door ondoorlaatbaar plastic Afb. 196 Het hormoon abscisinezuur zorgt ervoor dat huidmondjes sluiten. ABA ©VAN IN A B C D E F G H

kiemend graszaad in donkere omgeving kiemende graszaden in aanwezigheid van licht invallend vanaf zijkant

1 Wat leid je af uit de vergelijking van situatie A en B?

2 Wat leid je af door de resultaten van de experimenten B, C, D, E en F te vergelijken?

3 Wat kun je besluiten uit de experimenten G en H?

4 Bestudeer het volgende experiment en beantwoord de vragen.

a Tussen de stengeltop en het onderliggende deel van de stengel van een kiemende plant wordt een doorlaatbaar blokje geplaatst. Dat blokje raakt doordrongen met auxine van de plant. De plant wordt belicht van de zijkant. b Eenzelfde blokje wordt aan de zijkant van een kiemende stengel geplaatst, waarvan de toppen afgesneden zijn. De plant wordt in het donker gezet. a licht b donker Laat het hormoon in een doorlaatbaar blokje doordringen. licht c Beschrijf je waarnemingen. d Wat kun je uit dit experiment besluiten? Het hormoon wordt aangemaakt o.i.v. licht / donker. In licht worden die hormonen afgebroken / verspreid. De cellen groeien sneller / trager o.i.v. hormonen. e Bestudeer hieronder de bevindingen die je uit dit experiment kon afleiden. • Uit het experiment blijkt dat planten die licht ontvangen naar dat licht toe groeien. • Verder kun je afleiden dat de plantencellen onder invloed van dat licht het hormoon auxine produceren. • Bovendien blijkt dat auxine de groei van de stengel stimuleert. Zoek uit naar waar auxine zich vanuit de top over de stengel verspreid. ©VAN IN

5 In een ander experiment met twee quasi identieke planten wordt bij één plant de bovenste eindknop verwijderd.

eindknop

plant met bovenste groeizone en knoppen intact Auxinen vormen een belangrijke groep van hormonen. Ze stimuleren de lengtegroei van de cellen in de stengel. Ze worden in de meristemen aangemaakt en dan naar de schaduwzijde getransporteerd. Wanneer het zonlicht echter van één kant komt, zal aan de kant waar het zonlicht invalt op de plant de auxine wat minder aanwezig zijn, terwijl er aan de schaduwkant net meer auxine in de cellen zit. Daarom zullen de cellen aan de schaduwkant iets langer worden dan de cellen aan de zonkant. De stengel groeit dus krom, omdat de cellen aan de schaduwzijde langer worden. De stoffen die de uitgroei van zijscheuten verhinderen, zijn ook auxinen. Uit experimenten is gebleken dat auxine uit de top verhindert dat de lager gelegen knoppen uitgroeien. Als de bovenste meristemen van een plant worden verwijderd, valt die remmende werking van auxine weg en beginnen de zijknoppen uit te groeien. De plant wordt daardoor breder en de plant kan nu via de zijscheuten in de hoogte groeien. Omdat ze na beschadiging of snoeien de wortel- en stengelgroei stimuleren, worden auxines ook vaak groeihormonen genoemd.

plant met bovenste knoppen verwijderd a Wat gebeurt er als de eindknop in een plant verwijderd wordt? b Wat kun je uit deze proef besluiten? ©VAN IN

Onder invloed van de zwaartekracht groeien wortels naar beneden. Als het meristeem van een wortel horizontaal komt te liggen, hoopt auxine zich op aan de onderzijde van de wortel. In de wortels heeft auxine een tegengestelde werking aan die in de stengel. Omdat het strekken van de cellen aan de onderzijde van de wortel wordt afgeremd, buigt de wortel om en groeit hij weer naar beneden. Dat verschijnsel wordt geotropie genoemd.

Auxinen zijn dus plantenhormonen die de groei kunnen regelen. Hoewel auxinen in alle cellen kunnen worden aangemaakt, gebeurt dat vooral in de meristemen van de plant. Van daaruit worden die hormonen naar andere delen van de plant verspreid. Afhankelijk van de cellen waarop de auxinen inwerken, kunnen ze een andere werking hebben.

WORTEL Auxine remt de lengtegroei van cellen (of het strekken van cellen). Daardoor worden de cellen onderaan minder lang dan bovenaan en buigt de wortel naar beneden.

STENGEL Auxine stimuleert de lengtegroei van cellen. De cellen onderaan worden langer dan de cellen bovenaan waardoor de stengel naar het licht toe (naar boven) buigt. Afb. 197 Invloed van auxine op de groei van de wortel en de stengel ©VAN IN

C Ethyleen

OPDRACHT 16 ONDERZOEK

Een aantal fruitsoorten, zoals appels, peren en bananen, vormen grote hoeveelheden

van het gasvormig hormoon ethyleen. Voer de volgende proef uit om de invloed van het hormoon ethyleen op de rijping van fruit te onderzoeken. 1 Onderzoeksvraag Welke invloed heeft ethyleen op de rijping van fruit? 2 Hypothese 3 Benodigdheden … 2 (doorzichtige) afsluitbare zakken of bokalen … onrijpe kerstomaten … rijpe appels 4 Werkwijze 1 Plaats in een eerste doorzichtige zak of bokaal een onrijpe kerstomaat en sluit de zak of bokaal af. 2 Plaats in een andere doorzichtige zak of bokaal een onrijpe kerstomaat en een appel. De appel mag de tomaat niet raken. Sluit de zak of bokaal af. 3 Laat een week liggen. 5 Waarneming Wat neem je waar als je de kerstomaten na een week vergelijkt? 6 Verwerking Hoe komt het dat de tomaat bij de appel het snelst rijpte? 7 Besluit Formuleer een besluit. ©VAN IN 8 Reflectie De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Na het uitvoeren van de opdracht begrijp je wellicht waar het gezegde ‘Eén rotte appel in de mand maakt al het gave fruit ten schande’ vandaan komt. Sommige fruitsoorten, zoals appels, produceren een gasvormige stof die de rijping bevordert. Dat gas is ethyleen (etheen). Ethyleen zorgt ervoor dat de vrucht tijdens de rijping een opvallende kleur krijgt en dat er zoete suikers en lekkere geuren gevormd worden. Zo trekt de vrucht de aandacht van dieren die de vruchten eten en daarmee helpen om de zaden te verspreiden. Ethyleen wordt daarom ook het rijpings- of verouderingshormoon genoemd. Sommige vruchten, zoals appels, bananen, tomaten en kiwi’s, rijpen verder nadat ze geplukt worden. Dergelijke vruchten worden climacterisch fruit genoemd. Omdat onrijp fruit minder snel beschadigd raakt, worden de vruchten geplukt nog voor ze rijp zijn. Ze worden naar verschillende delen van de wereld getransporteerd in gekoelde containers, omdat lage temperaturen de rijping vertragen. Als ze in het land van bestemming aankomen, wordt de rijping versneld door het fruit met ethyleen in contact te brengen. Zo belandt mooi en onbeschadigd rijp fruit in de winkelrekken. Niet-climacterische vruchten, zoals ananas, druiven en sinaasappelen, rijpen niet of nauwelijks meer nadat ze geplukt zijn. Als je een aardbei te vroeg plukt, blijft ze zuur. De aardbeien enkele dagen laten liggen, maakt ze wel roder, maar lekker zoet worden ze niet meer. Niet-climacterisch fruit mag je dus pas plukken nadat het aan de plant gerijpt is. WEETJE appels avocado’s bananen pruimen perziken peren tomaten braambessen abrikozen kiwi’s Climacterisch fruit frambozen sinaasappelen aardbeien druiven kersen citroenen paprika’s cashewnoten Niet-climacterisch fruit©VAN IN

OPDRACHT 17

Bestudeer de afbeelding en beantwoord de vraag.

In de onderstaande afbeelding zie je het resultaat van de kieming van erwten in aparte ruimtes, met in elke ruimte een verschillende hoeveelheid ethyleengas.

0,00 0,10 0,20 ethyleenconcentratie (delen per miljoen) 0,40 0,80

Wat is het effect van het gas ethyleen op een kiemende plant? Wanneer een kiemende plant tegen een obstakel botst, heeft de plant twee mogelijkheden: het obstakel opzij duwen of eromheen groeien. In een dergelijke situatie produceert de plant meer ethyleen. Daardoor wordt de stengel korter en dikker en kan de plant een grotere druk uitoefenen. De mogelijkheid om het obstakel weg te drukken, neemt toe. Ook begint de stengel horizontaal af te buigen, zodat de kiemende plant omheen het object kan groeien. Zodra het obstakel weg is, vermindert de productie van ethyleen en zet een normale groei zich verder.

Afb. 198 Plantenwortels oefenen een grote kracht uit op voorwerpen die hun groei versperren. ©VAN IN tHema 05 HoofDstuk 2 363