Biologie H20 Planten
20.1 Verdelen
1. Ik kan uitleggen wat veredelen is en hoe DNA technieken en genetische modificatie hierbij
gebruikt kunnen worden. Daarbij kan ik de begrippen cisgeen, transgeen, resistentie, vector,
marker, plasmide, CRISPR-cas gebruiken.
2. Ik kan de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten en schimmels beschrijven en
de verschillen met behulp van de volgende begrippen uitleggen: DNA, recombinatie, mitose /
meiose, gameten
3. Ik kan uitleggen wat haploïd, diploïd en tetraploïd betekent en benoemen welke van deze ook wel
polyploïd genoemd wordt
Klassiek verdelen = selecteren en kruisen.
Geslachtelijke voortplanting
Er komt stuifmeel uit de meeldraden op de stempel: de bestuiving. Het gevolg is dat de
gameten via stuifmeelbuizen naar het vruchtbeginsel op of in de bloembodem groeien.
Daar versmelten ze met de gameten in de zaadbeginsels: de bevruchting.
Bij veredeling voert een veredelaar de bestuiving uit. Eerst knipt hij bij een jonge bloem
de bloemblaadjes en meeldraden weg. Zo houdt hij de moederplant over. Daarna brengt
hij met een penseel stuifmeel van de gewenste vaderplant op de stempel van de stampers.
Na bevruchting groeit uit het vruchtbeginsel een schijnvrucht met daarin vruchtjes met 1 zaad. Uit de
zaden kunnen weer nieuwe planten groeien. Deze geslachtelijke voortplanting levert nieuwe
combinaties van allelen bij de nakomelingen: mogelijk een nieuw ras met mooie bloemen en goed
bestand tegen ziektes. Door herhaaldelijk te selecteren verdwijnen ongewenste eigenschappen. Allelen
kunnen hierdoor verdwijnen uit de genenpool.
Ongeslachtelijke voortplanting
Het gaat hierbij niet om het krijgen van nieuwe combinaties van eigenschappen, maar om het
vermeerderen van een goed gelukt ras. Nakomelingen zijn hierbij genetisch identiek, een kloon.
Door selectie op DNA-niveau kunnen veredelaars of planten over resistentiegenen beschikken,
bijvoorbeeld tegen schimmels.
Genetische modificatie
Bouw je resistentiegenen via genetische modificatie in, dan ontstaan planten met extra genen die
coderen voor de nieuwe eigenschapen = gmo-planten. De planten zijn in dat geval transgene
planten. Bij gmo-planten waarbij genen van planten van dezelfde soort zijn ingebouwd, zijn cisgene
planten.
Bij genetische modificatie isoleert een laborant het gewenste gen uit de cellen van het
donororganisme. Hij kiest een bacteriesoort om het gen over te brengen in een cel. Dit doet de laborant
in de plasmiden van de bacterie om het gen over te brengen vector. Hij laat de bacterie delen tot
een kloon bacteriën. Die kloon brengt de laborant in een kweek samen met losse, niet-
gedifferentieerde plantencellen. Bij een aantal plantencellen dringt de plasmide binnen, waarna
enzymen het gen inbouwen in het DNA. Doordat de laborant aan het over te brengen gen een
markergen heeft gekoppeld, kan hij de cellen met het gewenste en aan het markergen gekoppelde gen
selecteren. De cellen die overblijven na het toevoegen dood, de andere (die overblijven) gaan op
weefselkweek: in een steriel groeimedium ontstaat uit elke cel eerst een klompje cellen en vervolgens
een geheel nieuwe plant.
Nieuwe soorten
Polyploïd = meerdere sets chromosomen. Verschillende soorten van een plant ontstaan als hybriden
uit vooroudersoorten. Onderzoekers kunnen polyploïdie opwekken door de vorming van trekdraden
tijdens de mitose te verhinderen, waardoor de chromatiden van de dubbelchromosomen na deling van
, het centromeer niet uit elkaar gaan: non-disjunctie, een genoommutatie. Dit kan ook optreden bij de
meiose.
De overerving van eigenschappen bij polyploïde planten is ingewikkeld. Tijdens de meiose treedt een
recombinatie op, doordat de chromosomen 2 aan 2 groeperen, waarbij uitwisseling van DNA door
crossing-over kan plaatsvinden. Het maken van een genetische kaart is dan ook lastig.
CRISPR-Cas
Bacteriën kunnen zich tegen fagen beschermen. Bacteriën hebben een immuunsysteem tegen fagen: CRISPR-Cas
Een gedeelte van het bacteriële DNA, het CRISPR-locus, kenmerkt zich door een aaneengesloten serie repeats van korte
stukjes van hetzelfde bacterie-DNA. De nucleotidenvolgorde is van 5 3 gelijk als van 3 5. Tussen elk van die stukjes
bevindt zich spacer-DNA: stukjes DNA van fagen die ooit de bacterie geïnfecteerd hebben. Het CRISPR vormt zo een
medisch dossier van de bacterie en zijn voorouders, waarin ook elke nieuwe faagbesmetting terechtkomt. Vlakbij de
CRISPR-delen ligt een aantal Cas-genen. Zij coderen voor diverse Cas-eiwitten: helicase en nuclease Cas9.
De bacterie maakt van elke repeat van CRISPR samen met een spacer-DNA een RNA kopie: het gids-RNA. Een gids-RNA
koppelt aan een cas9-eiwit tot een CRISPR-Cas9-eiwit. Dat controleert het grondplasma specifiek op bacteriofaag DNA.
Injecteert een bekende faag een bacterie, dan herkent het gids-RNA van het CRISPR-Cas9-eiwit het complementaire faag-
DNA. Cas-helicase splitst het virus-DNA open en het gids-RNA bindt aan het complementaire virus-DNA. Cas-nuclease
knipt vervolgens het faag-DNA in stukjes.
20.2 Opname en transport van water
1. Ik kan benoemen door welke onderdelen water van opname tot verdamping gaat
2. Ik kan uitleggen hoe de waterstroom ontstaat en op gang blijft en daarbij de begrippen
waterpotentiaal, osmose, worteldruk, adhesie, cohesie en verdamping(stroom) gebruiken
Planten nemen water met daarin opgeloste mineralen op via
wortelharen. Dat zijn uitstulpingen van opperhuidcellen
vlak bij de uiteinden van jonge worteltoppen. Wortelharen
vergroten het oppervlak waardoor water en zouten beter
opgenomen kunnen worden. Na opname water en zouten
gaan via celwanden, de apoplast-route, of via
celmembranen en grondplasma, de symplast-route, richting
het midden van de wortel: de centrale cilinder. Hieromheen
ligt endodermis van de wortel. Endodermiscellen hebben in
de dwarswanden van de cel kurk, de bandjes van Caspari.
Dit vormt een waterdichte afsluiting tussen de cellen in de
muur van de endodermis. Het water en zouten kunnen niet
verder via de apoplast-route in de centrale cilinder komen. In de centrale cilinder gaan water en zouten
verder in de houtvaten.
Het O2-gehalte en de Temp. Hebben invloed op de zout- en wateropname, het zijn actieve processen.
Dit vindt plaats in het gedeelte van de celmembranen aan
de binnen- en buitenzijde van de endodermiscellen. Daar
gaan selectief opgenomen zouten tegen het
concentratieverschil in naar de centrale cilinder.
Watermoleculen volgen door osmose. Dit geeft een lichte
overdruk die het water via de houtvaten naar boven perst:
de worteldruk. De worteldruk perst waterdruppels via
poriën de bladeren uit: guttatie.
Houtvaten lopen door in de stengel en in de bladeren. Het zijn nauwe, holle houten buisjes. Ze
vervoeren water en opgeloste zouten van de wortels naar andere delen van een plant.
Watermoleculen zijn polair, hierdoor trekken watermoleculen elkaar aan: cohesie. Het water vormt
daardoor een lange waterdraad in de houtvaten. Watermoleculen en moleculen in de wanden van de
20.1 Verdelen
1. Ik kan uitleggen wat veredelen is en hoe DNA technieken en genetische modificatie hierbij
gebruikt kunnen worden. Daarbij kan ik de begrippen cisgeen, transgeen, resistentie, vector,
marker, plasmide, CRISPR-cas gebruiken.
2. Ik kan de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten en schimmels beschrijven en
de verschillen met behulp van de volgende begrippen uitleggen: DNA, recombinatie, mitose /
meiose, gameten
3. Ik kan uitleggen wat haploïd, diploïd en tetraploïd betekent en benoemen welke van deze ook wel
polyploïd genoemd wordt
Klassiek verdelen = selecteren en kruisen.
Geslachtelijke voortplanting
Er komt stuifmeel uit de meeldraden op de stempel: de bestuiving. Het gevolg is dat de
gameten via stuifmeelbuizen naar het vruchtbeginsel op of in de bloembodem groeien.
Daar versmelten ze met de gameten in de zaadbeginsels: de bevruchting.
Bij veredeling voert een veredelaar de bestuiving uit. Eerst knipt hij bij een jonge bloem
de bloemblaadjes en meeldraden weg. Zo houdt hij de moederplant over. Daarna brengt
hij met een penseel stuifmeel van de gewenste vaderplant op de stempel van de stampers.
Na bevruchting groeit uit het vruchtbeginsel een schijnvrucht met daarin vruchtjes met 1 zaad. Uit de
zaden kunnen weer nieuwe planten groeien. Deze geslachtelijke voortplanting levert nieuwe
combinaties van allelen bij de nakomelingen: mogelijk een nieuw ras met mooie bloemen en goed
bestand tegen ziektes. Door herhaaldelijk te selecteren verdwijnen ongewenste eigenschappen. Allelen
kunnen hierdoor verdwijnen uit de genenpool.
Ongeslachtelijke voortplanting
Het gaat hierbij niet om het krijgen van nieuwe combinaties van eigenschappen, maar om het
vermeerderen van een goed gelukt ras. Nakomelingen zijn hierbij genetisch identiek, een kloon.
Door selectie op DNA-niveau kunnen veredelaars of planten over resistentiegenen beschikken,
bijvoorbeeld tegen schimmels.
Genetische modificatie
Bouw je resistentiegenen via genetische modificatie in, dan ontstaan planten met extra genen die
coderen voor de nieuwe eigenschapen = gmo-planten. De planten zijn in dat geval transgene
planten. Bij gmo-planten waarbij genen van planten van dezelfde soort zijn ingebouwd, zijn cisgene
planten.
Bij genetische modificatie isoleert een laborant het gewenste gen uit de cellen van het
donororganisme. Hij kiest een bacteriesoort om het gen over te brengen in een cel. Dit doet de laborant
in de plasmiden van de bacterie om het gen over te brengen vector. Hij laat de bacterie delen tot
een kloon bacteriën. Die kloon brengt de laborant in een kweek samen met losse, niet-
gedifferentieerde plantencellen. Bij een aantal plantencellen dringt de plasmide binnen, waarna
enzymen het gen inbouwen in het DNA. Doordat de laborant aan het over te brengen gen een
markergen heeft gekoppeld, kan hij de cellen met het gewenste en aan het markergen gekoppelde gen
selecteren. De cellen die overblijven na het toevoegen dood, de andere (die overblijven) gaan op
weefselkweek: in een steriel groeimedium ontstaat uit elke cel eerst een klompje cellen en vervolgens
een geheel nieuwe plant.
Nieuwe soorten
Polyploïd = meerdere sets chromosomen. Verschillende soorten van een plant ontstaan als hybriden
uit vooroudersoorten. Onderzoekers kunnen polyploïdie opwekken door de vorming van trekdraden
tijdens de mitose te verhinderen, waardoor de chromatiden van de dubbelchromosomen na deling van
, het centromeer niet uit elkaar gaan: non-disjunctie, een genoommutatie. Dit kan ook optreden bij de
meiose.
De overerving van eigenschappen bij polyploïde planten is ingewikkeld. Tijdens de meiose treedt een
recombinatie op, doordat de chromosomen 2 aan 2 groeperen, waarbij uitwisseling van DNA door
crossing-over kan plaatsvinden. Het maken van een genetische kaart is dan ook lastig.
CRISPR-Cas
Bacteriën kunnen zich tegen fagen beschermen. Bacteriën hebben een immuunsysteem tegen fagen: CRISPR-Cas
Een gedeelte van het bacteriële DNA, het CRISPR-locus, kenmerkt zich door een aaneengesloten serie repeats van korte
stukjes van hetzelfde bacterie-DNA. De nucleotidenvolgorde is van 5 3 gelijk als van 3 5. Tussen elk van die stukjes
bevindt zich spacer-DNA: stukjes DNA van fagen die ooit de bacterie geïnfecteerd hebben. Het CRISPR vormt zo een
medisch dossier van de bacterie en zijn voorouders, waarin ook elke nieuwe faagbesmetting terechtkomt. Vlakbij de
CRISPR-delen ligt een aantal Cas-genen. Zij coderen voor diverse Cas-eiwitten: helicase en nuclease Cas9.
De bacterie maakt van elke repeat van CRISPR samen met een spacer-DNA een RNA kopie: het gids-RNA. Een gids-RNA
koppelt aan een cas9-eiwit tot een CRISPR-Cas9-eiwit. Dat controleert het grondplasma specifiek op bacteriofaag DNA.
Injecteert een bekende faag een bacterie, dan herkent het gids-RNA van het CRISPR-Cas9-eiwit het complementaire faag-
DNA. Cas-helicase splitst het virus-DNA open en het gids-RNA bindt aan het complementaire virus-DNA. Cas-nuclease
knipt vervolgens het faag-DNA in stukjes.
20.2 Opname en transport van water
1. Ik kan benoemen door welke onderdelen water van opname tot verdamping gaat
2. Ik kan uitleggen hoe de waterstroom ontstaat en op gang blijft en daarbij de begrippen
waterpotentiaal, osmose, worteldruk, adhesie, cohesie en verdamping(stroom) gebruiken
Planten nemen water met daarin opgeloste mineralen op via
wortelharen. Dat zijn uitstulpingen van opperhuidcellen
vlak bij de uiteinden van jonge worteltoppen. Wortelharen
vergroten het oppervlak waardoor water en zouten beter
opgenomen kunnen worden. Na opname water en zouten
gaan via celwanden, de apoplast-route, of via
celmembranen en grondplasma, de symplast-route, richting
het midden van de wortel: de centrale cilinder. Hieromheen
ligt endodermis van de wortel. Endodermiscellen hebben in
de dwarswanden van de cel kurk, de bandjes van Caspari.
Dit vormt een waterdichte afsluiting tussen de cellen in de
muur van de endodermis. Het water en zouten kunnen niet
verder via de apoplast-route in de centrale cilinder komen. In de centrale cilinder gaan water en zouten
verder in de houtvaten.
Het O2-gehalte en de Temp. Hebben invloed op de zout- en wateropname, het zijn actieve processen.
Dit vindt plaats in het gedeelte van de celmembranen aan
de binnen- en buitenzijde van de endodermiscellen. Daar
gaan selectief opgenomen zouten tegen het
concentratieverschil in naar de centrale cilinder.
Watermoleculen volgen door osmose. Dit geeft een lichte
overdruk die het water via de houtvaten naar boven perst:
de worteldruk. De worteldruk perst waterdruppels via
poriën de bladeren uit: guttatie.
Houtvaten lopen door in de stengel en in de bladeren. Het zijn nauwe, holle houten buisjes. Ze
vervoeren water en opgeloste zouten van de wortels naar andere delen van een plant.
Watermoleculen zijn polair, hierdoor trekken watermoleculen elkaar aan: cohesie. Het water vormt
daardoor een lange waterdraad in de houtvaten. Watermoleculen en moleculen in de wanden van de
