Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) – leerdoelen – kennisclip 1
1 – Waarom planten belangrijk zijn
Begrijpen hoe een plant groeit.
bijzonder aan planten
● fotoautotroof: zorgt voor zijn eigen energiefixatie uit licht
● staan aan de basis van het leven
● groeien vanuit vaste zones van het organisme (meristemen), in plaats van overal
○ celdeling → celexpansie (volumevergroting van de cellen → groei organisme)
○ elk wortelpunt heeft een meristeem (root apical meristem)
○ laterale meristeem (zijmeristeem) waaruit zijwortels (lateral roots) groeien
○ axillary meristeem in oksel van een blad waar een nieuwe stengel uit groeit
○ scheut meristeem (shoot apical meristem) aan de top
progressie van een kiemend bonenzaad – namen van de organen
● zaad (embryo) gaat kiemen
● radicle (embryonale deel van de wortel) komt zichtbaar uit het zaad
● in het zaad zitten 1 of 2 cotyl(en) (zaadlobben – zijn embryonaal weefsel)
● hypocotyl: stuk stengel onder de cotylen dat zich ontwikkelt
○ als het in het licht komt, ontwikkelt het chloroplasten voor fotosynthese
● bladeren worden gevormd (foliage leaves)
● wortelstelsel vertakt
Uitleggen wat de belangrijkste limitaties zijn in fotosynthese.
1. donkere ademhaling (standaardrespiratie)
● gebeurt ook overdag
● netto fotosynthese = CO2-fixatie (fotosynthese) - donker ademhaling - fotorespiratie
2. niet alle golflengtes worden even goed geabsorbeerd
● deel van het licht valt door blad heen (bijv. door onvoldoende chloroplasten)
● deel van het licht wordt gereflecteerd (bijv. licht breekt door waslaag op blad)
● chlorofyl kan slecht absorberen in groen licht
○ alles tussen 400 en 700 nm is fotosynthetisch actief licht (zichtbaar licht)
○ kleinere golflengte betekent hogere energie inhoud per foton
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) – leerdoelen – kennisclip 1
3. plant heeft te weinig licht
● lichtcompensatiepunt (LCP): lichtintensiteit waarbij fotosynthese precies opweegt
tegen de ademhaling
○ snijpunt met x-as
○ hier is de CO2-fixatie
(netto fotosynthese) 0
● QY (quantum yield):
hellingshoek / efficiëntie van de
fotosynthese
4. CO2 beschikbaarheid
● atmosfeer Nederland ≈ 400 ppm
● CO2 is nodig om te fixeren
● CO2 compensatie punt (CCP):
minimale [CO2] die nodig is om
netto fotosynthese waar te nemen
○ analoog aan LCP
● CO2 extern > CO2 intern → CO2
diffundeert naar binnen via stomata
5. fotorespiratie
● rubisco kan CO2 binden aan RuBP
○ carboxylatie: RuBP + CO2 → 2C3
● rubisco kan O2 binden aan RuBP
○ oxygenatie: RuBP + O2 → C3 + C2
○ 2C2 + ATP → C3 + CO2
○ netto C verliezen
○ 1 : 3 reacties van RuBP is
een oxygenatie reactie
● fosfoglyceraat + O2 + ATP → PGA
+ CO2 + ADP + Pi
○ chloroplast → peroxisoom
→ mitochondriën →
peroxisoom → chloroplast
○ fotorespiratie is
noodzakelijk om C2 (PG) te
regenereren
6. morfologische en fysiologische variatie – bladeren met weinig en veel licht
● hoog licht – dik blad – veel chloroplasten m-2 → hoge (rubisco) m-2
○ meer cellagen → meer licht absorberen doorgelaten door laag erboven
● laag licht – dun blad – minder chloroplasten m-2 → laag (rubisco) m-2
○ veel goedkoper
○ minder cellagen → minder ademhaling nodig om cellagen in leven te houden
→ minder fotosynthese nodig om te compenseren voor ademhaling
○ snijdt de x-as bij een lagere lichtintensiteit → lager LCP
○ kan met relatief weinig licht al een positieve fotosynthese bereiken
● lichtreactie – low light vs high light leaves
○ planten in laag licht hebben veel pigmenten rondom weinig reactiecentra
○ planten in hoog licht hebben relatief weinig pigmenten
○ veel chlorofylmoleculen die fotonen vangen → elektronentransportketen
, Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) – leerdoelen – kennisclip 1
Kennis van fotorespiratie.
Fotorespiratie: een metabolische route die zuurstof en ATP verbruikt, CO2 vrijgeeft en de
fotosynthese productie vermindert. Fotorespiratie vindt meestal plaats op warme, droge,
heldere dagen, wanneer de huidmondjes sluiten en de O2:CO2-verhouding in het blad
toeneemt, waardoor de binding van O2 in plaats van CO2 door Rubisco wordt bevorderd.
Kennis van Calvincyclus.
Calvincyclus regenereert startmateriaal nadat moleculen in en uit de cyclus gaan
● anabolisch proces: suiker maken van CO2 m.b.v. ATP en reducerende kracht van
NADPH
● in de stroma van chloroplast
● fasen van de Calvincyclus
1) koolstoffixatie
● enzym rubisco zet CO2 aan 5C suiker (RuBP)
● 6C suiker valt uiteen in 2x3C (3-fosfoglyceraat)
2) reductie
● +P → 1,3-difosfoglyceraat
● reductie door NADPH
○ carboxyl → aldehyde (meer energie)
■ aldehyde bevat veel meer energie dan carboxylgroep
○ 3 CO2 moleculen → 6 moleculen G3P
■ 5 moleculen G3P nodig voor regeneratie
■ 1 molecuul G3P opbrengst
3) regeneratie van de CO2 acceptor (RuBP)
● 5 G3P → 3 RuBP
● 3 ATP verbruikt
● voor 1 molecuul G3P is er 9 ATP, 6 NADPH, 3 CO2 nodig
● G3P als grondstof voor glucose, disachariden, etc.
1 – Waarom planten belangrijk zijn
Begrijpen hoe een plant groeit.
bijzonder aan planten
● fotoautotroof: zorgt voor zijn eigen energiefixatie uit licht
● staan aan de basis van het leven
● groeien vanuit vaste zones van het organisme (meristemen), in plaats van overal
○ celdeling → celexpansie (volumevergroting van de cellen → groei organisme)
○ elk wortelpunt heeft een meristeem (root apical meristem)
○ laterale meristeem (zijmeristeem) waaruit zijwortels (lateral roots) groeien
○ axillary meristeem in oksel van een blad waar een nieuwe stengel uit groeit
○ scheut meristeem (shoot apical meristem) aan de top
progressie van een kiemend bonenzaad – namen van de organen
● zaad (embryo) gaat kiemen
● radicle (embryonale deel van de wortel) komt zichtbaar uit het zaad
● in het zaad zitten 1 of 2 cotyl(en) (zaadlobben – zijn embryonaal weefsel)
● hypocotyl: stuk stengel onder de cotylen dat zich ontwikkelt
○ als het in het licht komt, ontwikkelt het chloroplasten voor fotosynthese
● bladeren worden gevormd (foliage leaves)
● wortelstelsel vertakt
Uitleggen wat de belangrijkste limitaties zijn in fotosynthese.
1. donkere ademhaling (standaardrespiratie)
● gebeurt ook overdag
● netto fotosynthese = CO2-fixatie (fotosynthese) - donker ademhaling - fotorespiratie
2. niet alle golflengtes worden even goed geabsorbeerd
● deel van het licht valt door blad heen (bijv. door onvoldoende chloroplasten)
● deel van het licht wordt gereflecteerd (bijv. licht breekt door waslaag op blad)
● chlorofyl kan slecht absorberen in groen licht
○ alles tussen 400 en 700 nm is fotosynthetisch actief licht (zichtbaar licht)
○ kleinere golflengte betekent hogere energie inhoud per foton
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) – leerdoelen – kennisclip 1
3. plant heeft te weinig licht
● lichtcompensatiepunt (LCP): lichtintensiteit waarbij fotosynthese precies opweegt
tegen de ademhaling
○ snijpunt met x-as
○ hier is de CO2-fixatie
(netto fotosynthese) 0
● QY (quantum yield):
hellingshoek / efficiëntie van de
fotosynthese
4. CO2 beschikbaarheid
● atmosfeer Nederland ≈ 400 ppm
● CO2 is nodig om te fixeren
● CO2 compensatie punt (CCP):
minimale [CO2] die nodig is om
netto fotosynthese waar te nemen
○ analoog aan LCP
● CO2 extern > CO2 intern → CO2
diffundeert naar binnen via stomata
5. fotorespiratie
● rubisco kan CO2 binden aan RuBP
○ carboxylatie: RuBP + CO2 → 2C3
● rubisco kan O2 binden aan RuBP
○ oxygenatie: RuBP + O2 → C3 + C2
○ 2C2 + ATP → C3 + CO2
○ netto C verliezen
○ 1 : 3 reacties van RuBP is
een oxygenatie reactie
● fosfoglyceraat + O2 + ATP → PGA
+ CO2 + ADP + Pi
○ chloroplast → peroxisoom
→ mitochondriën →
peroxisoom → chloroplast
○ fotorespiratie is
noodzakelijk om C2 (PG) te
regenereren
6. morfologische en fysiologische variatie – bladeren met weinig en veel licht
● hoog licht – dik blad – veel chloroplasten m-2 → hoge (rubisco) m-2
○ meer cellagen → meer licht absorberen doorgelaten door laag erboven
● laag licht – dun blad – minder chloroplasten m-2 → laag (rubisco) m-2
○ veel goedkoper
○ minder cellagen → minder ademhaling nodig om cellagen in leven te houden
→ minder fotosynthese nodig om te compenseren voor ademhaling
○ snijdt de x-as bij een lagere lichtintensiteit → lager LCP
○ kan met relatief weinig licht al een positieve fotosynthese bereiken
● lichtreactie – low light vs high light leaves
○ planten in laag licht hebben veel pigmenten rondom weinig reactiecentra
○ planten in hoog licht hebben relatief weinig pigmenten
○ veel chlorofylmoleculen die fotonen vangen → elektronentransportketen
, Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) – leerdoelen – kennisclip 1
Kennis van fotorespiratie.
Fotorespiratie: een metabolische route die zuurstof en ATP verbruikt, CO2 vrijgeeft en de
fotosynthese productie vermindert. Fotorespiratie vindt meestal plaats op warme, droge,
heldere dagen, wanneer de huidmondjes sluiten en de O2:CO2-verhouding in het blad
toeneemt, waardoor de binding van O2 in plaats van CO2 door Rubisco wordt bevorderd.
Kennis van Calvincyclus.
Calvincyclus regenereert startmateriaal nadat moleculen in en uit de cyclus gaan
● anabolisch proces: suiker maken van CO2 m.b.v. ATP en reducerende kracht van
NADPH
● in de stroma van chloroplast
● fasen van de Calvincyclus
1) koolstoffixatie
● enzym rubisco zet CO2 aan 5C suiker (RuBP)
● 6C suiker valt uiteen in 2x3C (3-fosfoglyceraat)
2) reductie
● +P → 1,3-difosfoglyceraat
● reductie door NADPH
○ carboxyl → aldehyde (meer energie)
■ aldehyde bevat veel meer energie dan carboxylgroep
○ 3 CO2 moleculen → 6 moleculen G3P
■ 5 moleculen G3P nodig voor regeneratie
■ 1 molecuul G3P opbrengst
3) regeneratie van de CO2 acceptor (RuBP)
● 5 G3P → 3 RuBP
● 3 ATP verbruikt
● voor 1 molecuul G3P is er 9 ATP, 6 NADPH, 3 CO2 nodig
● G3P als grondstof voor glucose, disachariden, etc.
