1. Plant Anatomy and Nutrient
Transport
Hoofdstuk 42
2010/2011

2. ANATOMIE
Deel 1
6

3. Basis anatomie
• Wortel
– worteltop
– wortelharen
7

4. Wortels
• Verankeren plant in de bodem, absorberen
mineralen & water en slaan voedsel op
– bijwortels (1)
• een fijn vertakt oppervlakkig wortelstelsel
• eenzaadlobbig (monocotyl)
– penwortel (2)
• 1 sterke hoofdwortel
• veel kleine zijwortels
• tweezaadlobbig (dicotyl)
– wortelharen (3)
• verhogen oppervlak voor
absorptie
2
1
3 8

5. Basis anatomie
• Wortel
– worteltop
– wortelharen
• Stengel
– knoop
• lid
– knop
• eindknop
• okselknop
• bloemknop
9

6. Aangepaste stengels
10

7. Basis anatomie
• Wortel
– worteltop
– wortelharen
• Stengel
– knoop
• lid
– knop
• eindknop
• okselknop
• bloemknop
• Blad
– mesofyl weefsel 11

8. Bladeren
• Functie:
– fotosynthese
• energie productie
• CHO productie
– gaswisseling
– transpiratie
12

9. Aangepaste bladeren
13

10. 14

11. Wortels, stengels, bladeren
• Wortels, stengels en
bladeren zijn van
elkaar afhankelijk
– wortels hebben
suikers nodig die
gevormd zijn in de
bladeren
– stengels hebben water
& mineralen nodig die
geabsorbeerd zijn
door de wortels
water &
mineralen
suiker
15

12. Weefsels
• Dermaal weefsel
– epidermis (“huid” van de
plant)
– enkele laag cellen die de plant
bedekken en beschermen
• Grondweefsel
– meest voorkomend weefsel
– fotosynthese, opslag
• Vaatweefsel
– transportsysteem in
stengel en wortel
– houtvaten & bastvaten
16

13. Celtypen in grondweefsel
• Parenchym
– “typische” plantencel = weinig gespecialiseerd
– dunne celwand
– fotosynthese, opslag
– bladeren, stengel, fruit, wortels (opslag)
• Collenchym
– verdikte celwand
– steun
• Sklerenchym
– zeer dikke celwanden
– steun
– dood in volwassen toestand 17

14. Parenchym
• Parenchymcellen zijn niet gespecialiseerd, dun,
flexibel en voeren de meeste stofwisselingsprocessen
uit
– alle celtypen ontstaan uit parenchym
18

15. Collenchym
• Dikkere primaire celwand
• geven steun zonder de groei te beperken
• blijven levend in volwassen toestand
19

16. Sklerenchym
• Dikke, stijve celwand
– lignine (hout)
– kan niet meer verlengen
– dood in volwassen toestand
• Cellen voor ondersteuning
– vezels
• jute, sisal, hennep
– steencellen
• notendop
• zaadomhulsel
• zanderige structuur peren
20

17. Vaatweefsel - houtvaten
• Vervoeren water &
mineralen vanuit de
wortel
– Dode cellen in volwassen
toestand
• alleen celwanden blijven
over
• lege buizen kunnen H2O
efficient vervoeren
21

18. Vaatweefsel - bastvaten
• Vervoeren suiker en voedingsstoffen
22

19. Bastvaten
• Levende cellen in volwassen toestand
– celmembraan, cytoplasma
• reguleren van diffusie
– verliezen kern, ribosomen & vacuole
• meer ruimte voor transport van vloeibaar voedsel (sacharose)
• Cellen
– zeefvaten
• zeefplaat – wand - hebben poriën die ervoor zorgen dat
vloeistof tussen de cellen kan stromen
– zustercellen
• cellen met kern, verbonden met de zeefvaten
• ondersteunen zeefvaten
23

20. Vaatweefsel in stengels
24

21. Vaatweefsel in wortels: dicotyl
houtvatenbastvaten
25

22. Vaatweefsel in wortels: monocotyl
26
houtvaten
bastvaten

23. GROEI
Deel 2
27

24. Groei in de plant
• Specifieke groeiregio: meristeem
– stamcellen: embryonaal weefsel
– genereren nieuwe cellen
• apicaal meristeem (stengel)
– lengtegroei
– primaire groei
• apicaal meristeem (wortel)
– lengtegroei
– primaire groei
• lateraal meristeem
– breedtegroei
– secundaire groei
28

25. Apicaal meristeem
stengel wortel 29

26. Structuur wortel & groei
bescherming van het meristeem 30

27. • Lengtegroei vanuit de top
– primaire groei
– apicaal meristeem
• Breedtegroei vanuit de zijden
van de stengel
– secundaire groei
– lateraal meristeem
• vasculair cambium
– maakt 2° bastvasten &
2° houtvaten
• kurkcambium
– maakt schors
Groei in houtachtigen
Primary
phloem Primary
xylemSecondary
phloem
Secondary
xylem
Annual
growth
layers
Lateral
meristems
Primary
xylem
Primary
phloem
Bark
Epidermis
31

28. Secundaire groei
• Secondaire groei
– groei in diameter
• verdikt & versterkt oudere delen van de boom
– kurkcambium maakt schors
• groeiende ring rondom de boom
– vasculair cambium maakt hout- en bastvaten
32

29. Vasculair cambium
houtvaten, 1 jaar oud
vroeg
laat
bastvaten
schors
• Bastvaten aan de buitenkant
• Houtvaten aan de binnenkant
kurkcambium
vasculair
cambium
houtvaten
33

30. Boomstam kurkcambium
vasculair cambium
houtvaten
vroeg
laat
bastvaten schors
Hoe oud is
deze boom?
1
2
3
34

31. Anatomie boomstam
“tree girdling”
Wat is het resultaat?
35

32. Over 50 jaar?
36

33. TRANSPORT
Deel 3
37

34. Transport in planten
• H2O & mineralen
– transport in houtvaten
– transpiratie
• verdamping, adhesie & cohesie
• negatieve druk
• Suikers
– transport in bastvaten
– “bulk flow”
• positieve druk
• Gaswisseling
– fotosynthese
• CO2 in; O2 uit
• huidmondjes
– respiratie
• O2 in; CO2 uit
38

35. Watertransport
• Zuigkracht van de bladeren
39

36. Watertransport
• Zuigkracht bepaald door openen en
sluiten van huidmondjes
– sluitcellen
• Huidmondjes sluiten door:
– blauw licht
– dalende CO2-concentratie
– biologische klok
– evt. droogte, lage, wateropname, hoge temperaturen
40

37. Opname water & mineralen
• Wateropname uit de bodem
– osmose
– aquaporinen
• Opname mineralen
– actief transport
H2O
wortelhaar
aquaporine
41

38. Absorptie mineralen
• Protonenpomp
– actief transport van H+ ionen de cel uit
• chemiosmose
• H+ gradiënt
– creëert membraan-
potentiaal
• verschil in lading
– creëert gradiënt
• cotransport van andere
opgeloste stoffen tegen
een gradiënt in
42

39. Transport water door wortel
• Poreuze celwand
– water kan door de celwanden stromen zonder een cel te
hoeven binnengaan
– de plant moet water daarom in de cel dwingen
43

40. Transport water door wortel
• Endodermis
– cellaag rond de centrale cillinder (vaten) in de wortel
– omringt met de niet-permeabele Bandjes van Caspari
– dwingt vloeistof door een selectief celmembraan
44

41. Anatomie wortel
45
dicotyl monocotyl

42. Mycorrhizae verhogen absorptie
• Symbiose tussen schimmel en plant
– symbiotische algen verhogen het oppervlak voor
absorptie van water en mineralen
46

43. Mycorrhizae
47

44. Suikertransport
• Sacharose wordt in de bastvaten gebracht
– stroomt door cellen via plasmodesmata
– protonenpomp
• cotransport van sacharose
48

45. Suikertransport
• Drukstroommodel
– “bron naar opslag” stroom
• de richting van het transport in
debastvaten hangt af van de behoefte
van de plant
– het vullen van de bastvaten
• actief transport van sacharose naar
de bastvaten
• toenemende suikerconcentratie leidt tot
een dalende H2O concentratie
– osmose!
– water stroomt vanuit houtvaten in
bastvaten
• toenemende druk in bastvaten 49

46. Einde