Planten

Planten spelen een belangrijke rol in je leven. Ze zijn onmisbaar voor de voedselproductie, vormen een grote bron van duurzame energie en worden gebruikt als grondstof voor diverse producten. Dit thema gaat over de bouw van planten, over hoe ze functioneren en zich voortplanten, en over hoe ze communiceren met hun omgeving.

Snel navigeren door HOOFDSTUK 5 van VWO 5

Paragrafen

1. Bouw, groei en ontwikkeling
2. Transport in planten
3. Stofwisseling
4. Voortplanting
5. Reageren op de omgeving
Begrippen
Oefenen

Leerdoelen


  • Je kunt beschrijven hoe lengte- en diktegroei bij kruid- en houtachtige planten plaatsvindt en dat stamcellen hiervoor verantwoordelijk zijn.

  • Je kunt beschrijven hoe planten water met voedingszouten opnemen, transporteren en afgeven.

  • Je kunt beschrijven hoe huidmondjes de gaswisseling van planten reguleren en hoe de opname van koolstofdioxide in relatie staat met de afgifte van water.

  • Je kunt uit de opname en afgifte van zuurstof en koolstofdioxide door een plant de intensiteit van de fotosynthese (koolstofassimilatie) afleiden.

  • Je kunt beschrijven hoe opslag van assimilatieproducten (organische stoffen) in planten plaatsvindt.

  • Je kunt verschillende manieren van voortplanting bij planten beschrijven.

  • Je kunt beschrijven hoe planten met behulp van signaalstoffen reageren op interne en externe signalen.

Paragraaf 1: Bouw, groei en ontwikkeling

  • Je kunt beschrijven hoe lengte- en diktegroei bij kruid- en houtachtige planten plaatsvindt en dat stamcellen hiervoor verantwoordelijk zijn.

Planten kunnen hun hele leven doorgroeien, zolang de omstandigheden gunstig zijn. Lengtegroei en diktegroei zorgen ervoor dat planten zich kunnen ontwikkelen en aanpassen aan hun omgeving. De wortels, stengels en bladeren spelen hierin een belangrijke rol.

Lengte- en diktegroei bij planten

  • Lengtegroei vindt plaats in meristemen, dit zijn deelweefsels waar stamcellen zich voortdurend delen. Deze meristemen bevinden zich in de toppen van wortels en stengels, in knoppen en in jonge bladeren.
  • Diktegroei komt voornamelijk voor bij houtachtige planten en wordt veroorzaakt door de activiteit van het cambium, een laag delende cellen in de stengel en wortels. Het cambium vormt naar buiten toe bastvaten en naar binnen toe houtvaten, waardoor jaarringen ontstaan.

Celstrekking en celdifferentiatie

Nadat nieuwe cellen ontstaan in de meristemen, groeien ze verder door celstrekking. Hierbij neemt de cel water op in de vacuole, waardoor de cel groter wordt. Vervolgens ondergaan de cellen celdifferentiatie, waarbij ze zich specialiseren tot specifieke weefsels zoals dekweefsel, vaatweefsel en vulweefsel.

Ontwikkeling en aanpassing

Planten kunnen zich aanpassen aan hun omgeving door middel van hormonen zoals auxine, dat de celstrekking stimuleert en groeirichtingen bepaalt. Dit stelt planten in staat om naar licht te groeien (fototropie) of op zwaartekracht te reageren (gravitropie).

Planten groeien en ontwikkelen zich door middel van lengtegroei en diktegroei, aangedreven door meristemen en het cambium. Celstrekking en celdifferentiatie zorgen voor gespecialiseerde weefsels. Plantenhormonen, zoals auxine, helpen bij de aanpassing aan omgevingsfactoren, waardoor planten optimaal kunnen groeien en overleven.

  • Je kunt beschrijven hoe planten water met voedingszouten opnemen, transporteren en afgeven.

  • Je kunt beschrijven hoe huidmondjes de gaswisseling van planten reguleren en hoe de opname van koolstofdioxide in relatie staat met de afgifte van water.

Planten moeten water, mineralen en assimilatieproducten door hun lichaam verplaatsen om te kunnen groeien en functioneren. Dit transport gebeurt via gespecialiseerde transportvaten in de wortels, stengels en bladeren.

Houtvaten en bastvaten

  • Houtvaten vervoeren water en mineralen vanuit de wortels naar de bladeren. Dit heet de anorganische sapstroom.
  • Bastvaten transporteren de suikers en andere producten van de fotosynthese van de bladeren naar de rest van de plant. Dit wordt de organische sapstroom genoemd.

Opname van water en mineralen

De wortels nemen water en mineralen op via wortelharen, die het oppervlak vergroten en zo de efficiëntie van opname verhogen. De endodermis, een laag cellen rond de centrale cilinder van de wortel, regelt welke stoffen worden doorgelaten. Het bandje van Caspary voorkomt dat water en mineralen terugstromen en zorgt voor selectieve opname.

Mechanismen van watertransport

Water wordt door de plant omhoog getransporteerd door drie belangrijke krachten:

  1. Worteldruk: Mineralen worden actief de wortelcellen in gepompt, waardoor water door osmose volgt en een opwaartse druk ontstaat.
  2. Capillaire werking: De nauwe houtvaten zorgen ervoor dat water zich door adhesie en cohesie omhoog beweegt.
  3. Verdampingsstroom: Wanneer water uit de bladeren verdampt via huidmondjes, ontstaat een onderdruk, waardoor water uit de houtvaten wordt gezogen. Dit is de belangrijkste drijvende kracht.

Regulatie van waterverlies

Huidmondjes spelen een cruciale rol in de gaswisseling en de regulatie van waterverlies. Ze openen en sluiten afhankelijk van factoren zoals licht, temperatuur en de hoeveelheid water in de plant.

Planten vervoeren water en voedingsstoffen via houtvaten (water en mineralen) en bastvaten (suikers en assimilatieproducten). Watertransport wordt aangedreven door worteldruk, capillaire werking en de verdampingsstroom. De opname van water gebeurt via wortelharen, terwijl de huidmondjes helpen bij de regulatie van waterverlies.

Paragraaf 3: Stofwisseling

  • Je kunt uit de opname en afgifte van zuurstof en koolstofdioxide door een plant de intensiteit van de fotosynthese (koolstofassimilatie) afleiden.

  • Je kunt beschrijven hoe opslag van assimilatieproducten (organische stoffen) in planten plaatsvindt.

Fotosynthese is een essentieel proces waarbij planten, algen en sommige bacteriën lichtenergie omzetten in chemische energie in de vorm van glucose. Dit proces vindt plaats in de chloroplasten van plantencellen en levert ook zuurstof als bijproduct. Fotosynthese vormt de basis van bijna alle voedselketens op aarde.

Het proces van fotosynthese

Fotosynthese verloopt in twee fasen:

  1. Lichtreacties:

    • Tijdens deze fase wordt lichtenergie geabsorbeerd door chlorofyl in de thylakoïden.
    • De energie wordt gebruikt om watermoleculen (H₂O) te splitsen in zuurstof (O₂), protonen (H⁺) en elektronen.
    • De elektronen worden via de elektronentransportketen getransporteerd en zorgen voor de productie van ATP en NADPH, die nodig zijn voor de volgende fase.

  2. Donkerreacties (Calvincyclus):

    • In deze fase wordt koolstofdioxide (CO₂) omgezet in glucose (C₆H₁₂O₆) met behulp van de energie uit ATP en de waterstofionen uit NADPH.
    • Dit proces vindt plaats in het stroma van de chloroplasten en is onafhankelijk van licht.

Beïnvloedende factoren op de fotosynthese

De snelheid van de fotosynthese wordt beïnvloed door:

  • Lichtintensiteit: Meer licht leidt tot een hogere fotosynthesesnelheid, tot een bepaald maximum.
  • Koolstofdioxideconcentratie: Hoe meer CO₂ beschikbaar is, hoe hoger de fotosynthesesnelheid, totdat een verzadigingspunt wordt bereikt.
  • Temperatuur: Bij een hogere temperatuur versnellen de chemische reacties, maar boven een bepaald punt kunnen de enzymen die de reacties katalyseren denatureren.

Beperkende factor

De beperkende factor is de factor die het minst optimaal is en daardoor de snelheid van de fotosynthese bepaalt. Dit kan bijvoorbeeld de hoeveelheid licht, CO₂ of temperatuur zijn.

Fotosynthese is een proces waarbij lichtenergie wordt omgezet in chemische energie in de vorm van glucose. Het proces bestaat uit de lichtreacties en de donkerreacties (Calvincyclus). De snelheid van fotosynthese wordt beïnvloed door factoren zoals lichtintensiteit, CO₂-concentratie en temperatuur, waarbij de beperkende factor de uiteindelijke snelheid bepaalt

Paragraaf 4: Voortplanting

  • Je kunt verschillende manieren van voortplanting bij planten beschrijven.

Planten kunnen zich op verschillende manieren voortplanten. Geslachtelijke voortplanting zorgt voor genetische variatie, terwijl ongeslachtelijke voortplanting leidt tot identieke nakomelingen. Beide vormen van voortplanting spelen een belangrijke rol in de verspreiding en overleving van planten.

Geslachtelijke voortplanting

Bij geslachtelijke voortplanting vindt meiose plaats, waardoor haploïde geslachtscellen ontstaan. Dit proces verloopt in verschillende stappen:

  1. Stuifmeelvorming: In de helmknoppen van de meeldraden ontstaan door meiose haploïde stuifmeelkorrels.
  2. Eicelvorming: In het vruchtbeginsel van de stamper ontwikkelen zich zaadbeginsels, waarin haploïde eicellen worden gevormd.
  3. Bestuiving: Stuifmeelkorrels worden overgebracht op de stempel van een bloem. Dit kan door wind, insecten of andere externe factoren gebeuren.
  4. Bevruchting: Een stuifmeelkorrel groeit uit tot een stuifmeelbuis, die door de stijl naar het zaadbeginsel groeit. De kern van de stuifmeelkorrel versmelt met de eicelkern, waardoor een zygote ontstaat.
  5. Zaadvorming: Uit de zygote ontwikkelt zich een kiem, en het zaadbeginsel groeit uit tot een zaad.

Ongeslachtelijke voortplanting

Sommige planten kunnen zich zonder bestuiving of bevruchting voortplanten. Dit gebeurt door mitose, waardoor de nakomelingen genetisch identiek zijn aan de ouderplant. Voorbeelden van ongeslachtelijke voortplanting zijn:

  • Uitlopers: Nieuwe planten groeien vanuit horizontale stengels, zoals bij aardbeien.
  • Bollen en knollen: Structuren zoals tulpenbollen en aardappelknollen slaan voedingsstoffen op en vormen nieuwe scheuten.
  • Stekken en enten: Door een deel van een plant te nemen en opnieuw te laten groeien, kan een nieuwe plant ontstaan.

Bestuiving en verspreiding

Bestuiving kan plaatsvinden door zelfbestuiving (stuifmeel van dezelfde plant) of kruisbestuiving (stuifmeel tussen verschillende planten). Na bevruchting worden zaden verspreid door wind, water, dieren of zelfmechanismen zoals explosieve zaadverspreiding.

Planten kunnen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk voortplanten. Bij geslachtelijke voortplanting spelen bestuiving, bevruchting en zaadvorming een rol, terwijl ongeslachtelijke voortplanting gebeurt via uitlopers, bollen, knollen of stekken. De verspreiding van zaden zorgt ervoor dat planten zich over grotere afstanden kunnen vestigen en voortbestaan.

Paragraaf 5: Reageren op de omgeving

  • Je kunt beschrijven hoe planten met behulp van signaalstoffen reageren op interne en externe signalen.

Planten reageren op veranderingen in hun omgeving en reguleren hun groei en ontwikkeling met behulp van plantenhormonen en signaalstoffen. Deze stoffen beïnvloeden processen zoals groeirichting, rijping en bescherming tegen externe invloeden.

Plantenhormonen en hun functies

Planten produceren verschillende hormonen die specifieke functies hebben:

  • Auxine: Stimuleert lengtegroei en celstrekking. Auxine wordt geproduceerd in de toppen van stengels en wortels en speelt een rol bij fototropie (groei richting het licht) en gravitropie (reactie op zwaartekracht).
  • Ethyleen: Bevordert de rijping van fruit en zorgt voor het afstoten van bladeren in de herfst.
  • Cytokininen: Stimuleren celdeling en vertragen veroudering van bladeren.
  • Gibberellinen: Bevorderen de kieming van zaden, stengelstrekking en de ontwikkeling van vruchten.
  • Abscisinezuur (ABA): Remt groei en sluit huidmondjes bij droogte om waterverlies te beperken.

Fototropie en gravitropie

Plantenhormonen beïnvloeden hoe een plant groeit:

  • Fototropie: Planten groeien naar het licht doordat auxine zich ophoopt aan de schaduwzijde van de stengel, waardoor die kant sneller groeit en de plant naar het licht buigt.
  • Gravitropie: Wortels groeien naar beneden (positieve gravitropie) en stengels omhoog (negatieve gravitropie) door een ongelijke verdeling van auxine.

Bescherming tegen vraat en uitdroging

Planten hebben verschillende verdedigingsmechanismen tegen vijanden en extreme omstandigheden:

  • Mechanische afweer: Haren, stekels en dikke celwanden beschermen tegen vraat.
  • Chemische afweer: Sommige planten produceren giftige of onsmakelijke stoffen om zich te beschermen.
  • Indirecte afweer: Planten kunnen stoffen aanmaken die natuurlijke vijanden van herbivoren aantrekken.
  • Waterbeheer: Planten sluiten hun huidmondjes bij droogte en kunnen water opslaan in speciale weefsels.

Planten reguleren hun groei en ontwikkeling met behulp van plantenhormonen, zoals auxine, ethyleen en gibberellinen. Deze hormonen beïnvloeden processen zoals fototropie, gravitropie, rijping en waterhuishouding. Daarnaast beschermen planten zich tegen vraat en uitdroging met zowel mechanische als chemische afweermechanismen.