Plantenfysiologie samenvatting
H1: Inleiding
Def. plantenfysiologie = de studie van allerlei levensverrichtingen en levensprocessen in
planten. De coördinatie van deze processen en de integratie ervan in het hele organisme
wordt hier bestudeerd.
- buiten de deelreacties zijn ook de interacties en uitwisselingen tussen organellen,
cellen en weefsels evenals interacties met de omgeving en morfogenetische
processen die beïnvloed worden door inwendige & uitwendige prikkels belangrijk
3 voorwaarden om leven mogelijk te maken:
1) dat water vloeibaar is
2) voldoende zichtbaar licht zonder veel schadelijke UV of IR straling
3) voorkomen van een atmosfeer met bijzondere samenstelling
4) temperatuurtraject dat het voorkomen van water in vloeibare vorm:
- bevriest water gaan alle levensprocessen tot stilstand
- te warm water raken eiwitten en celbestanddelen gedenatureerd
Huidige atmosfeer bevat een overvloed aan zuurstof:
- deel wordt onder invloed van UV in de stratosfeer omgezet in O3
→ deze ozon beschermt het leven op aarde door absorptie van een groot deel van
de schadelijke UV straling die afkomstig is van de zon (zeer reactief, reageert met
CFK’s)
- grootste deel CO2 wordt omgezet tot suiker
- de verandering in chemische samenstelling van de atmosfeer heeft indirect de
aanwezigheid van vloeibaar water mogelijk gemaakt
→ lage [CO2] voorkomt overmatige opwarming van de aarde door het vasthouden
van IR straling door dit broeikasgas
→ door de industriële revolutie is [CO2] enorm gestegen
H2: Energie
Energie (ATP):
- = adenosinetrifosfaat
- noodzakelijk voor alles wat leeft
- ontstaat door de verbranding van suiker: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP
→ vindt plaats in de mitochondriën
Def. energiekringloop = slechts een gering deel van de energie die door de plant werd
vastgelegd, komt uiteindelijk weer ter beschikking van de plant.
1
,H3: Fotosynthese
Def. fotosynthese = een fysico-chemisch proces waarbij de stralingsenergie van zichtbaar
licht wordt omgezet in de synthese van organische moleculen, dit wordt enkel uitgevoerd
door planten / algen en fotosynthetiserende bacteriën.
- CO2 + 2 H2A + lichtenergie → (CH 2O) + 2 A + H 2O
- meest voorkomende aërobe fotosynthese (2 A) is O 2 , of H2S voor bacteriesoorten
Fotosynthese:
- kunnen planten / algen groeien en zich vermenigvuldigen waardoor biomassa wordt
geproduceerd
- veel van deze energie wordt snel afgebroken, op sommige plaatsen wordt deze in
stabiele C-verbindingen opgeslagen
- opgesplitst in licht- en donker reacties:
1) lichtreacties:
- vereisen directe lichtenergie en hebben als resultaat moleculen die
energie kunnen leveren aan de donker reacties waarbij deze energie
gebruikt om koolhydraten te vormen
Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten:
- chloroplasten capteren lichtenergie en reduceren CO2 nodig voor plantengroei +
ontwikkeling, plant voorziet in ruil de chloroplast van CO2, H2O, N, organische
moleculen en mineralen die nodig zijn voor het metabolisme in het organel
- zitten in de parenchymcellen van bladeren
- omgeven door een membraan met een complexe inwendige membraanstructuur
- binnenruimte tegen het buitenste membraan = stroma
→ donkerreactie
- inwendig bestaan membranen uit thylakoïden, hierin zit het lumen
- verschillende thylakoïden opgestapeld = grana
→ lichtreactie
- hebben een beperkte hoeveelheid DNA
- oorsprong zou bij fotosynthetiserende bacteriën liggen die in de plantencel zijn
binnengedrongen en zo als energieleverancier ging functioneren (symbiose), een
stuk van ons eigen DNA werd afgestoten en overgenomen door de cel waardoor de
chloroplast meer afhankelijk werd van de cel
2
, Zichtbaar licht:
- = EMS met een λ van 400 tot 700 nm
→ kleiner dan 400 is UV wat schadelijk is voor planten/mensen, vooral geabsorbeerd
door de atmosfeer
→ groter dan 700 is IR
- het licht dat de plant opvangt voor zijn fotosynthese = fotosynthetisch actieve straling
(PAR)
- fotonen = een stroom van energiedeeltjes, de λ bepaald de energie inhoud van de
fotonen
Chlorofyl a:
- = een pigment = een stof dat licht absorbeert
- is groen omdat deze λ niet wordt geabsorbeerd maar gereflecteerd, de kleur
van een pigment wordt bepaald door de λ die wordt gereflecteerd
- kan zelf nooit genoeg licht absorberen om de fotosynthese met een
voldoende snelheid te laten doorgaan, daarom is chlorofyl a omgeven door
andere pigmenten
→ chlorofyl b & carotenoïden
Pigment eiwitcomplexen:
- zijn er maar een paar die de lichtreactie uitvoeren, deze zijn gelegen in het
reactiecentrum (= altijd chlorofyl a, bevat thylakoïdmembranen)
- de overige antenne moleculen kunnen wel lichtenergie opvangen, ze geven
energie trapsgewijs door tot het bij het reactiecentrum terecht komt
→ RC is omgeven door verschillende antennen
- cellen in bladeren die in de schaduw hangen hebben meer AM, dan cellen
van bladeren die veel zonlicht opvangen
- antenne systeem zorgt ervoor dat RC voldoende energie opvangen om zo
de fotosynthese op een voldoende hoog peil te houden
→ systeem kan verzadigd worden door teveel energie toevoer, meer toevoer van
energie versnelt de fotosynthese niet
-
3
H1: Inleiding
Def. plantenfysiologie = de studie van allerlei levensverrichtingen en levensprocessen in
planten. De coördinatie van deze processen en de integratie ervan in het hele organisme
wordt hier bestudeerd.
- buiten de deelreacties zijn ook de interacties en uitwisselingen tussen organellen,
cellen en weefsels evenals interacties met de omgeving en morfogenetische
processen die beïnvloed worden door inwendige & uitwendige prikkels belangrijk
3 voorwaarden om leven mogelijk te maken:
1) dat water vloeibaar is
2) voldoende zichtbaar licht zonder veel schadelijke UV of IR straling
3) voorkomen van een atmosfeer met bijzondere samenstelling
4) temperatuurtraject dat het voorkomen van water in vloeibare vorm:
- bevriest water gaan alle levensprocessen tot stilstand
- te warm water raken eiwitten en celbestanddelen gedenatureerd
Huidige atmosfeer bevat een overvloed aan zuurstof:
- deel wordt onder invloed van UV in de stratosfeer omgezet in O3
→ deze ozon beschermt het leven op aarde door absorptie van een groot deel van
de schadelijke UV straling die afkomstig is van de zon (zeer reactief, reageert met
CFK’s)
- grootste deel CO2 wordt omgezet tot suiker
- de verandering in chemische samenstelling van de atmosfeer heeft indirect de
aanwezigheid van vloeibaar water mogelijk gemaakt
→ lage [CO2] voorkomt overmatige opwarming van de aarde door het vasthouden
van IR straling door dit broeikasgas
→ door de industriële revolutie is [CO2] enorm gestegen
H2: Energie
Energie (ATP):
- = adenosinetrifosfaat
- noodzakelijk voor alles wat leeft
- ontstaat door de verbranding van suiker: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP
→ vindt plaats in de mitochondriën
Def. energiekringloop = slechts een gering deel van de energie die door de plant werd
vastgelegd, komt uiteindelijk weer ter beschikking van de plant.
1
,H3: Fotosynthese
Def. fotosynthese = een fysico-chemisch proces waarbij de stralingsenergie van zichtbaar
licht wordt omgezet in de synthese van organische moleculen, dit wordt enkel uitgevoerd
door planten / algen en fotosynthetiserende bacteriën.
- CO2 + 2 H2A + lichtenergie → (CH 2O) + 2 A + H 2O
- meest voorkomende aërobe fotosynthese (2 A) is O 2 , of H2S voor bacteriesoorten
Fotosynthese:
- kunnen planten / algen groeien en zich vermenigvuldigen waardoor biomassa wordt
geproduceerd
- veel van deze energie wordt snel afgebroken, op sommige plaatsen wordt deze in
stabiele C-verbindingen opgeslagen
- opgesplitst in licht- en donker reacties:
1) lichtreacties:
- vereisen directe lichtenergie en hebben als resultaat moleculen die
energie kunnen leveren aan de donker reacties waarbij deze energie
gebruikt om koolhydraten te vormen
Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten:
- chloroplasten capteren lichtenergie en reduceren CO2 nodig voor plantengroei +
ontwikkeling, plant voorziet in ruil de chloroplast van CO2, H2O, N, organische
moleculen en mineralen die nodig zijn voor het metabolisme in het organel
- zitten in de parenchymcellen van bladeren
- omgeven door een membraan met een complexe inwendige membraanstructuur
- binnenruimte tegen het buitenste membraan = stroma
→ donkerreactie
- inwendig bestaan membranen uit thylakoïden, hierin zit het lumen
- verschillende thylakoïden opgestapeld = grana
→ lichtreactie
- hebben een beperkte hoeveelheid DNA
- oorsprong zou bij fotosynthetiserende bacteriën liggen die in de plantencel zijn
binnengedrongen en zo als energieleverancier ging functioneren (symbiose), een
stuk van ons eigen DNA werd afgestoten en overgenomen door de cel waardoor de
chloroplast meer afhankelijk werd van de cel
2
, Zichtbaar licht:
- = EMS met een λ van 400 tot 700 nm
→ kleiner dan 400 is UV wat schadelijk is voor planten/mensen, vooral geabsorbeerd
door de atmosfeer
→ groter dan 700 is IR
- het licht dat de plant opvangt voor zijn fotosynthese = fotosynthetisch actieve straling
(PAR)
- fotonen = een stroom van energiedeeltjes, de λ bepaald de energie inhoud van de
fotonen
Chlorofyl a:
- = een pigment = een stof dat licht absorbeert
- is groen omdat deze λ niet wordt geabsorbeerd maar gereflecteerd, de kleur
van een pigment wordt bepaald door de λ die wordt gereflecteerd
- kan zelf nooit genoeg licht absorberen om de fotosynthese met een
voldoende snelheid te laten doorgaan, daarom is chlorofyl a omgeven door
andere pigmenten
→ chlorofyl b & carotenoïden
Pigment eiwitcomplexen:
- zijn er maar een paar die de lichtreactie uitvoeren, deze zijn gelegen in het
reactiecentrum (= altijd chlorofyl a, bevat thylakoïdmembranen)
- de overige antenne moleculen kunnen wel lichtenergie opvangen, ze geven
energie trapsgewijs door tot het bij het reactiecentrum terecht komt
→ RC is omgeven door verschillende antennen
- cellen in bladeren die in de schaduw hangen hebben meer AM, dan cellen
van bladeren die veel zonlicht opvangen
- antenne systeem zorgt ervoor dat RC voldoende energie opvangen om zo
de fotosynthese op een voldoende hoog peil te houden
→ systeem kan verzadigd worden door teveel energie toevoer, meer toevoer van
energie versnelt de fotosynthese niet
-
3
