H1 – Wateropname en transport
Inleiding
• Planten hebben een sterke celwand
o Celwanddruk vs turgordruk (binnendruk tegen de celwand → positief)
o Turgescent: plant staat overeind doordat de turgordruk en wanddruk in balans zijn
o Levend plantweefsel kan ook slap hangen (dan niet turgescent)
• Planten bestaan vooral uit water
o 97% wordt afgegeven aan de atmosfeer (= transpiratie)
o 2% voor groei
o 1% voor het metabolisme
Transpiratie
• Transpiratie vs evaporatie
o Transpiratie: verlies van water dat in de plant zit
o Evaporatie: verlies van water dat op de oppervlakte zit
• Transpiratie kan niet vermeden worden (door droge atmosfeer), toch is transpiratie bij
planten veel sterker dan bij dieren door:
o Zoveel mogelijk oppervlakte nodig om zonlicht op te vangen → meer oppervlak voor
transpiratie
o 𝐶𝑂2 nodig voor fotosynthese → komt binnen via stomata → water kan ook naar
buiten
• Amnophila arenaria (helmgras): duinplant die een mechanisme heeft om transpiratie te
beperken:
o Bij droge omstandigheden: rolt zijn bladeren op → transpiratie wordt onderdrukt
(maar stomata blijven open zodat 𝐶𝑂2 binnen kan)
o Bij normale omstandigheden: blad is zoals bij normaal gras → kan extra licht
opvangen
Opbouw van een blad
Epidermis (buitenste laag)
• Cuticula: wasachtige niet-cellulaire laag → gaat gasuitwisseling tegen (stomata lossen dit op)
• Doet niet aan fotosynthese (witte cellen, geen bladgroenkorrels)
• Adaxiale zijde: bovenkant
• Abaxiale zijde: onderkant, hier zitten vooral stomata
Mesofyl
• Bevat vaatbundels: xyleem (transporteert water en mineralen) en floëem (transporteert de
producten van fotosynthese)
Palissade parenchyma
• Compacte, verticale, zuilvormige cellen
• 1 of 2 lagen
• Fotosynthetische functie (veel bladgroenkorrels)
• Vangt parallelle zonnestralen op en haalt hier lichtenergie uit
(slaagt hier maar beperkt in, de rest van de stralen worden
verstrooid en gereflecteerd)
1
,Sponsparenchym
• Losse stapeling van cellen
• Fotosynthetische functie
• Reflecteert het licht (spiegelpaleis-effect) → lichtweg is langer dan de dikte van het blad →
meer kans om licht op te vangen → veel effectiever dan palissade parenchyma
• Veel ruimte tussen de cellen → zit vocht in → helpt bij reflectie van licht + vangt 𝐶𝑂2 op om
door te geven aan
Variaties op bovenstaande figuur
• Waterplanten:
o Stomata aan de bovenkant (want gemakkelijker om 𝐶𝑂2 uit de lucht te halen dan uit
het water)
o Grote luchtkamers zodat de plant kan drijven
• Xerofyten (= planten aangepast op droge omstandigheden):
o Dikke cuticula
o Stomata zijn afgesloten door haarcellen/trichomen
2
, Gevolgen van transpiratie
• Sommige planten passen hun structuur aan om transpiratie tegen te gaan (bv: Amnophila
arenaria)
• Stomataal ritme: stomata openen overdag → enkel 𝐻2 𝑂-verlies wanneer ook 𝐶𝑂2 en licht
kunnen worden opgenomen
• Overdag kalium- en suikerconcentratie doen toenemen → osmotische kracht om water
binnen te houden
Vormen van fotosynthese
C3-fotosynthese
• Op hete dagen worden de stomata gesloten zodat er geen waterverlies is → ook geen 𝐶𝑂2
binnen → rubisco bindt met 𝑂2 → geen nuttige producten van de fotosynthese → probleem
in klimaten waar het altijd heet is
C4-fotosynthese
• Anatomische kenmerken: bundelschedes (= bundle-sheet cellen = ruimtelijke scheiding
tussen 𝑂2 en 𝐶𝑂2 = Kranz-anatomie)
• Mechanisme:
o 𝐶𝑂2 komt binnen in mesofylcellen (hier zit geen rubsico) → 𝐶𝑂2 wordt
geïncorporeerd in een C4-molecule
o C4-molecule wordt doorgegeven aan bundle-sheet cellen → 𝐶𝑂2 wordt er uit
gehaald → 𝐶𝑂2 bindt met rubisco (is hier wel mogelijk omdat er veel minder 𝑂2 in de
bundle-sheet cellen zit)
• Resultaat: concentratie van 𝐶𝑂2 mag lager zijn omdat het minder moet concurreren met 𝑂2
voor rubisco → meer stomata kunnen gesloten blijven → minder waterverlies
• Volstaat niet bij extreem droge klimaten
• C4-planten: voornamelijk bij grassen (Pocaceae: maïs, suikerriet), zoutminnende planten
(vaak in droge maar niet per se warme klimaten → geen Kranz-anatomie maar gewoon een
ruimtelijke scheiding in de fotosynthetische cellen zelf)
CAM-fotosynthese
• Mechanisme:
o Planten openen stomata enkel ’s nachts (kouder en vochtiger) → 𝐶𝑂2 komt enkel ’s
nachts binnen en wordt direct gefixeerd in C4-moleculen
o Overdag wordt het 𝐶𝑂2 er uit gehaald en beginnen de lichtreacties
o Hier gebeurt alles dus binnen de mesofylcellen, enkel scheiding in de tijd
• CAM-planten: ananas, cactus, orchideeën
3
Inleiding
• Planten hebben een sterke celwand
o Celwanddruk vs turgordruk (binnendruk tegen de celwand → positief)
o Turgescent: plant staat overeind doordat de turgordruk en wanddruk in balans zijn
o Levend plantweefsel kan ook slap hangen (dan niet turgescent)
• Planten bestaan vooral uit water
o 97% wordt afgegeven aan de atmosfeer (= transpiratie)
o 2% voor groei
o 1% voor het metabolisme
Transpiratie
• Transpiratie vs evaporatie
o Transpiratie: verlies van water dat in de plant zit
o Evaporatie: verlies van water dat op de oppervlakte zit
• Transpiratie kan niet vermeden worden (door droge atmosfeer), toch is transpiratie bij
planten veel sterker dan bij dieren door:
o Zoveel mogelijk oppervlakte nodig om zonlicht op te vangen → meer oppervlak voor
transpiratie
o 𝐶𝑂2 nodig voor fotosynthese → komt binnen via stomata → water kan ook naar
buiten
• Amnophila arenaria (helmgras): duinplant die een mechanisme heeft om transpiratie te
beperken:
o Bij droge omstandigheden: rolt zijn bladeren op → transpiratie wordt onderdrukt
(maar stomata blijven open zodat 𝐶𝑂2 binnen kan)
o Bij normale omstandigheden: blad is zoals bij normaal gras → kan extra licht
opvangen
Opbouw van een blad
Epidermis (buitenste laag)
• Cuticula: wasachtige niet-cellulaire laag → gaat gasuitwisseling tegen (stomata lossen dit op)
• Doet niet aan fotosynthese (witte cellen, geen bladgroenkorrels)
• Adaxiale zijde: bovenkant
• Abaxiale zijde: onderkant, hier zitten vooral stomata
Mesofyl
• Bevat vaatbundels: xyleem (transporteert water en mineralen) en floëem (transporteert de
producten van fotosynthese)
Palissade parenchyma
• Compacte, verticale, zuilvormige cellen
• 1 of 2 lagen
• Fotosynthetische functie (veel bladgroenkorrels)
• Vangt parallelle zonnestralen op en haalt hier lichtenergie uit
(slaagt hier maar beperkt in, de rest van de stralen worden
verstrooid en gereflecteerd)
1
,Sponsparenchym
• Losse stapeling van cellen
• Fotosynthetische functie
• Reflecteert het licht (spiegelpaleis-effect) → lichtweg is langer dan de dikte van het blad →
meer kans om licht op te vangen → veel effectiever dan palissade parenchyma
• Veel ruimte tussen de cellen → zit vocht in → helpt bij reflectie van licht + vangt 𝐶𝑂2 op om
door te geven aan
Variaties op bovenstaande figuur
• Waterplanten:
o Stomata aan de bovenkant (want gemakkelijker om 𝐶𝑂2 uit de lucht te halen dan uit
het water)
o Grote luchtkamers zodat de plant kan drijven
• Xerofyten (= planten aangepast op droge omstandigheden):
o Dikke cuticula
o Stomata zijn afgesloten door haarcellen/trichomen
2
, Gevolgen van transpiratie
• Sommige planten passen hun structuur aan om transpiratie tegen te gaan (bv: Amnophila
arenaria)
• Stomataal ritme: stomata openen overdag → enkel 𝐻2 𝑂-verlies wanneer ook 𝐶𝑂2 en licht
kunnen worden opgenomen
• Overdag kalium- en suikerconcentratie doen toenemen → osmotische kracht om water
binnen te houden
Vormen van fotosynthese
C3-fotosynthese
• Op hete dagen worden de stomata gesloten zodat er geen waterverlies is → ook geen 𝐶𝑂2
binnen → rubisco bindt met 𝑂2 → geen nuttige producten van de fotosynthese → probleem
in klimaten waar het altijd heet is
C4-fotosynthese
• Anatomische kenmerken: bundelschedes (= bundle-sheet cellen = ruimtelijke scheiding
tussen 𝑂2 en 𝐶𝑂2 = Kranz-anatomie)
• Mechanisme:
o 𝐶𝑂2 komt binnen in mesofylcellen (hier zit geen rubsico) → 𝐶𝑂2 wordt
geïncorporeerd in een C4-molecule
o C4-molecule wordt doorgegeven aan bundle-sheet cellen → 𝐶𝑂2 wordt er uit
gehaald → 𝐶𝑂2 bindt met rubisco (is hier wel mogelijk omdat er veel minder 𝑂2 in de
bundle-sheet cellen zit)
• Resultaat: concentratie van 𝐶𝑂2 mag lager zijn omdat het minder moet concurreren met 𝑂2
voor rubisco → meer stomata kunnen gesloten blijven → minder waterverlies
• Volstaat niet bij extreem droge klimaten
• C4-planten: voornamelijk bij grassen (Pocaceae: maïs, suikerriet), zoutminnende planten
(vaak in droge maar niet per se warme klimaten → geen Kranz-anatomie maar gewoon een
ruimtelijke scheiding in de fotosynthetische cellen zelf)
CAM-fotosynthese
• Mechanisme:
o Planten openen stomata enkel ’s nachts (kouder en vochtiger) → 𝐶𝑂2 komt enkel ’s
nachts binnen en wordt direct gefixeerd in C4-moleculen
o Overdag wordt het 𝐶𝑂2 er uit gehaald en beginnen de lichtreacties
o Hier gebeurt alles dus binnen de mesofylcellen, enkel scheiding in de tijd
• CAM-planten: ananas, cactus, orchideeën
3
