1 Inleiding
Algemeen
Eerste sporen van leven op aarde: 3.8 miljard jaar oud (stromatolieten)
Leven = het vermogen van een organische verbinding om een kopie van zichzelf te maken
Indeling van de plantenkunde
Morfologie: de inwendige en uitwendige structuur van organismen
- Cytologie: de cel (en celkern)
- Histologie: de weefsels
- Anatomie: de inwendige structuur van organismen
- Morfologie: de uitwendige structuur van organismen
Fysiologie: de functies van plantenstructuren
Genetica: de erfelijkheid
Moleculaire biologie: micro-en macromoleculen
Microbiologie: micro-organismen
- Bacteriologie: prokaryoten
- Virologie: virussen
- Mycologie: schimmels
- Algologie: wieren
Ecologie: relaties tussen de organismen en hun milieu en de onderlinge relaties tussen organismen
- Vegetatiekunde: plantengemeenschappen
Systematiek: is een synthesewetenschap die de evolutionaire relaties tussen de organismen
bestudeert
- Paleobotanie: fossielen
- Plantengeografie: verspreiding van planten in ruimte en tijd
Belangrijke kenmerken levende organismen
Levende en niet-levende organismen zijn opgebouwd uit dezelfde atomen
Maar: complexiteit & hoge ordeningsgraad -> eigenschappen die ontbreken in minder georganiseerde
moleculen
CELSTRUCTUUR
Cellen -> weefsels/weefselcomplex -> orgaan -> organismen
1
,Prokaryote cellen: zeer klein, onduidelijk begrensde kernzone, geen kernmembraan, geen
celcomparimentering
Eukaryote cellen: veel groter, kern omgeven door kernmembraan, wel celcomparimentering
Anabolisme: het opnemen en omvormen van eenvoudige stoffen tot complexere organische
componenten
Katabolisme: afbraakprocessen
Geheel = metabolisme
Onderscheid planten-dieren
Planten:
- Autotroof: opbouwen organische stof vanuit anorganische stoffen
- Verankerd en weinig beweeglijk
- Aanwezigheid celwand
- Open groeisysteem
- Modulair gebouwd
Dieren:
- Heterotroof: organische stoffen nodig als voedsel
- Beweeglijk
- Complexere lichaamsstructuur
- Geen celwand
- Gesloten groeisysteem
Zaadplanten: Gymnospermen (naaktzadigen) bv. coniferen
Bloemplanten: Angiospermen (bedektzadigen)
- Monocotylen
- Eudicotylen
2 De celwand
Functie van de celwand
1. Stevigheid: skelet dat de plant recht houdt
2. Openbarsten verhinderen: ondanks turgordruk
3. Bescherming tegen binnendringen van pathogenen
4. Transport, absorptie, secretie: geheel van celwanden (apoplast) vormt een netwerk
2
,Samenstelling vd primaire celwand
Belangrijkste component van de celwand = cellulose (B-D-Glucose 1-4)
De celullosefibrillen zijn ingebed in een matrix van heteropolysacchariden: hemicelullosen & pectines
Hemicelullosen:
- Heteropolymeren: hexosen, pentosen, uronzuren
- Koppelen verschillende cellulosefibrillen aan elkaar dmv waterstofbruggen
Pectines:
- Polysachariden: a-galacturonzuur, suikers, uronzuren
- Middenlamel: vooral propectine -> wateronoplosbaar (door Ca- en Mg-bruggen)
- Primaire celwand: pectines -> beter wateroplosbaar
- Bepalen plasticiteit vd celwand
In de celwand ook eiwitten: glycoproteïnen en enzymen
Vorming vd celwand
O NTSTAAN PRIMAIRE CELWAND
Celdeling: moedercel -> twee dochtercellen
Tijdens prepofase: microtubuli groeperen zich in een prepofaseband = plaats evenaarsvlak
spoelfiguur + plaats uiteindelijke celwand
Telofase van de mitose: aanleg nieuwe celwand: versmelting kleinere vesikels vh golgi-apparaat
(gevuld met celwandcomponenten) met elkaar -> vorming grote schijfvormige vesikel -> middenlamel
toekomstige celwand (bevat vooral propectines)
Naburige cellen zetten nieuwe celwandlagen af die meer cellulose bezitten -> ontstaan drievoudige
wand
Zolang cellen blijven groeien blijven ze omgeven door een primaire celwand (relatief dun)
Bouwstenen celwand komen via endomembraantransportsysteem naar de buitenkant vh
plasmamembraan; cellulosefibrillen zijn te zwaar om via golgivesikels aangebracht te worden -> dus
worden ter plekke aan de buitenkant vh plasmamembraan gesynthetiseerd
Plasmodesmata:
- kanaaltjes met een diameter van 30-60nm
- maken intercellulair contact mogelijk tussen plantencellen (hormonen, transcriptiefactoren)
- gevormd tijdens celdeling wanneer strengen van ER gevangen geraken in celplaat
- komen voor rond primaire stippelvelden (verminderde dikte primaire celwand)
- weefsels met intens transport -> veel plasmodesmata & primaire stippelvelden
- in plasmodesmata: buisje van endoplasmatisch reticulum: desmotubulus
3
, Richting cellulosefibrillen
= afhankelijk van de oriëntatie van microtubuli aan de binnenkant vd celmembraan -> hangt samen
met wijze waarop celluloseketens gesynthetiseerd worden
Pectines, hemicelullosen, proteïnen: worden vanuit golgi-blaasjes door exocytose in celwand
gebracht
Cellulosemicrofibrillen worden ter plaatse gesynthetiseerd door enzymcomplexen (drijven in
plasmalemma) zes cellulosesynthase enzymen = rozet : bevat een centrale holte (globulaire unit) ->
nieuw gesynthetiseerde microfibril aanwezig
Binnenkant membraan (cytoplasmazijde) worden de bouwstenen voor de microfibrillen aangevoerd
tot aan de rozetten. Buitenkant membraan: microfibrillen groeien aan (celwandzijde)
Microtubuli aan de cytoplasmazijde bepalen de verplaatsingsrichting vd enzymcomplexen ->
cellulosefibrillen evenwijdig met microtubuli
à oriëntatie fibrillen afhankelijk van microtubuli
Groeirichting cel -> bepaalt door oriëntatie cellulosefibrillen
Jonge, primaire celwand: vervormbaar drijvende kracht = turgordruk: door opname water
drukt protoplasma harder tegen celwand en zolang celwand nog plastisch is, kunnen cellulosefibrillen
in de celwand verschuiven tov elkaar + volumetoename mogelijk
Groei enkel mogelijk in een richting loodrecht op deze vd meeste fibrillen
Later gevormde fibrillen zijn minder opgericht en meer transversaal georiënteerd (multinetgroei)
Celwand is ook polylamellaat (meerdere lamellen)
V ORMING SECUNDAIRE CELWAND
-> na het beëindigen van de celstrekking
Secundaire celwand: meer cellulose & hemicelullosen tussen cellulose-ketens
Afzetting tegen primaire celwand -> protoplast neemt in grootte af
Buitenste, middenste, binnenste laag -> fibrillen worden anders georiënteerd -> zeer stevig
W IJZIGINGEN VAN DE CELWAND
Incrustaties
= componenten worden afgezet tussen de cellulosefibrillen (in de celwand)
o Verhouting
Lignine/houtstof = driedimensionaal netwerk van coniferylalcohol
4
Algemeen
Eerste sporen van leven op aarde: 3.8 miljard jaar oud (stromatolieten)
Leven = het vermogen van een organische verbinding om een kopie van zichzelf te maken
Indeling van de plantenkunde
Morfologie: de inwendige en uitwendige structuur van organismen
- Cytologie: de cel (en celkern)
- Histologie: de weefsels
- Anatomie: de inwendige structuur van organismen
- Morfologie: de uitwendige structuur van organismen
Fysiologie: de functies van plantenstructuren
Genetica: de erfelijkheid
Moleculaire biologie: micro-en macromoleculen
Microbiologie: micro-organismen
- Bacteriologie: prokaryoten
- Virologie: virussen
- Mycologie: schimmels
- Algologie: wieren
Ecologie: relaties tussen de organismen en hun milieu en de onderlinge relaties tussen organismen
- Vegetatiekunde: plantengemeenschappen
Systematiek: is een synthesewetenschap die de evolutionaire relaties tussen de organismen
bestudeert
- Paleobotanie: fossielen
- Plantengeografie: verspreiding van planten in ruimte en tijd
Belangrijke kenmerken levende organismen
Levende en niet-levende organismen zijn opgebouwd uit dezelfde atomen
Maar: complexiteit & hoge ordeningsgraad -> eigenschappen die ontbreken in minder georganiseerde
moleculen
CELSTRUCTUUR
Cellen -> weefsels/weefselcomplex -> orgaan -> organismen
1
,Prokaryote cellen: zeer klein, onduidelijk begrensde kernzone, geen kernmembraan, geen
celcomparimentering
Eukaryote cellen: veel groter, kern omgeven door kernmembraan, wel celcomparimentering
Anabolisme: het opnemen en omvormen van eenvoudige stoffen tot complexere organische
componenten
Katabolisme: afbraakprocessen
Geheel = metabolisme
Onderscheid planten-dieren
Planten:
- Autotroof: opbouwen organische stof vanuit anorganische stoffen
- Verankerd en weinig beweeglijk
- Aanwezigheid celwand
- Open groeisysteem
- Modulair gebouwd
Dieren:
- Heterotroof: organische stoffen nodig als voedsel
- Beweeglijk
- Complexere lichaamsstructuur
- Geen celwand
- Gesloten groeisysteem
Zaadplanten: Gymnospermen (naaktzadigen) bv. coniferen
Bloemplanten: Angiospermen (bedektzadigen)
- Monocotylen
- Eudicotylen
2 De celwand
Functie van de celwand
1. Stevigheid: skelet dat de plant recht houdt
2. Openbarsten verhinderen: ondanks turgordruk
3. Bescherming tegen binnendringen van pathogenen
4. Transport, absorptie, secretie: geheel van celwanden (apoplast) vormt een netwerk
2
,Samenstelling vd primaire celwand
Belangrijkste component van de celwand = cellulose (B-D-Glucose 1-4)
De celullosefibrillen zijn ingebed in een matrix van heteropolysacchariden: hemicelullosen & pectines
Hemicelullosen:
- Heteropolymeren: hexosen, pentosen, uronzuren
- Koppelen verschillende cellulosefibrillen aan elkaar dmv waterstofbruggen
Pectines:
- Polysachariden: a-galacturonzuur, suikers, uronzuren
- Middenlamel: vooral propectine -> wateronoplosbaar (door Ca- en Mg-bruggen)
- Primaire celwand: pectines -> beter wateroplosbaar
- Bepalen plasticiteit vd celwand
In de celwand ook eiwitten: glycoproteïnen en enzymen
Vorming vd celwand
O NTSTAAN PRIMAIRE CELWAND
Celdeling: moedercel -> twee dochtercellen
Tijdens prepofase: microtubuli groeperen zich in een prepofaseband = plaats evenaarsvlak
spoelfiguur + plaats uiteindelijke celwand
Telofase van de mitose: aanleg nieuwe celwand: versmelting kleinere vesikels vh golgi-apparaat
(gevuld met celwandcomponenten) met elkaar -> vorming grote schijfvormige vesikel -> middenlamel
toekomstige celwand (bevat vooral propectines)
Naburige cellen zetten nieuwe celwandlagen af die meer cellulose bezitten -> ontstaan drievoudige
wand
Zolang cellen blijven groeien blijven ze omgeven door een primaire celwand (relatief dun)
Bouwstenen celwand komen via endomembraantransportsysteem naar de buitenkant vh
plasmamembraan; cellulosefibrillen zijn te zwaar om via golgivesikels aangebracht te worden -> dus
worden ter plekke aan de buitenkant vh plasmamembraan gesynthetiseerd
Plasmodesmata:
- kanaaltjes met een diameter van 30-60nm
- maken intercellulair contact mogelijk tussen plantencellen (hormonen, transcriptiefactoren)
- gevormd tijdens celdeling wanneer strengen van ER gevangen geraken in celplaat
- komen voor rond primaire stippelvelden (verminderde dikte primaire celwand)
- weefsels met intens transport -> veel plasmodesmata & primaire stippelvelden
- in plasmodesmata: buisje van endoplasmatisch reticulum: desmotubulus
3
, Richting cellulosefibrillen
= afhankelijk van de oriëntatie van microtubuli aan de binnenkant vd celmembraan -> hangt samen
met wijze waarop celluloseketens gesynthetiseerd worden
Pectines, hemicelullosen, proteïnen: worden vanuit golgi-blaasjes door exocytose in celwand
gebracht
Cellulosemicrofibrillen worden ter plaatse gesynthetiseerd door enzymcomplexen (drijven in
plasmalemma) zes cellulosesynthase enzymen = rozet : bevat een centrale holte (globulaire unit) ->
nieuw gesynthetiseerde microfibril aanwezig
Binnenkant membraan (cytoplasmazijde) worden de bouwstenen voor de microfibrillen aangevoerd
tot aan de rozetten. Buitenkant membraan: microfibrillen groeien aan (celwandzijde)
Microtubuli aan de cytoplasmazijde bepalen de verplaatsingsrichting vd enzymcomplexen ->
cellulosefibrillen evenwijdig met microtubuli
à oriëntatie fibrillen afhankelijk van microtubuli
Groeirichting cel -> bepaalt door oriëntatie cellulosefibrillen
Jonge, primaire celwand: vervormbaar drijvende kracht = turgordruk: door opname water
drukt protoplasma harder tegen celwand en zolang celwand nog plastisch is, kunnen cellulosefibrillen
in de celwand verschuiven tov elkaar + volumetoename mogelijk
Groei enkel mogelijk in een richting loodrecht op deze vd meeste fibrillen
Later gevormde fibrillen zijn minder opgericht en meer transversaal georiënteerd (multinetgroei)
Celwand is ook polylamellaat (meerdere lamellen)
V ORMING SECUNDAIRE CELWAND
-> na het beëindigen van de celstrekking
Secundaire celwand: meer cellulose & hemicelullosen tussen cellulose-ketens
Afzetting tegen primaire celwand -> protoplast neemt in grootte af
Buitenste, middenste, binnenste laag -> fibrillen worden anders georiënteerd -> zeer stevig
W IJZIGINGEN VAN DE CELWAND
Incrustaties
= componenten worden afgezet tussen de cellulosefibrillen (in de celwand)
o Verhouting
Lignine/houtstof = driedimensionaal netwerk van coniferylalcohol
4
