Transport in vasculaire planten

Fysische wetten voor transport transport gebeurt op drie niveau’s: • Transport van water en opgeloste stoffen in individuele cellen • Korte afstand transport van stoffen tussen cellen •

Trang 1

Vorm en functie planten

Campbell and Reece Unit 6; Hoofdstuk 36

• Fysische wetten voor transport

• De rol van de wortel

• De rol van het xyleem

• De rol van stomata

• De rol van het floeem

Trang 2

Fysische wetten voor transport

transport gebeurt op drie niveau’s:

• Transport van water en opgeloste stoffen in individuele cellen

• Korte afstand transport van stoffen tussen cellen

• Lange afstand transport in xyleem en floeem

onderhevig aan fysische wetten

Trang 3

1 selectieve permeabiliteit van membranen PASSIEF

Trang 4

selectieve permeabiliteit van membranen

Trang 5

Trang 6

Trang 7

1 selectieve permeabiliteit van membranen

2 via transportproteïnen in membraan ACTIEF PASSIEF

Trang 8

actief transport

Trang 10

Trang 11

vereist energie

ATP

ACTIEF

Trang 12

2 via transportproteïnen in membraan PASSIEF ACTIEF

pompen kanalen

Trang 13

Protonpompen hebben een centrale rol

gebruiken energie (ATP) om H + uit de cel te pompen

intracellulair extracellulair cytoplasma

[H + ] binnen cel < [H + ] buiten cel

Trang 14

ψ s zuiver water = 0 MPa

in aanwezigheid van opgeloste stoffen + of - ?

opgeloste stoffen binden aan vrije watermoleculen en verhinderen de capaciteit van het water om werkzaam te zijn - x MPa

Trang 15

ψ s zuiver water ψ s = 0 MPa

in aanwezigheid van opgeloste stoffen + of - ?

opgeloste stoffen binden aan vrije watermoleculen en verhinderen de capaciteit van het water om werkzaam te zijn ψ s = – x MPa

ψ p drukpotentiaal = fysische druk op een oplossing

ψ p = + MPa ? ψ p = – MPa ?

xyleemvaten : dood en levend materiaal dode cellen bij transpiratie: ψ s = – x MPa

turgordruk

Trang 16

water loopt steeds van een hoge potentiaal naar een lagere potentiaal

Trang 17

plasmolyse turgor

Trang 18

plasmolyse turgor

Trang 19

Waterpotentiaal = kracht die water doet bewegen tussen cellen

hoe geraken deze watermoleculen door de membraan

kleine moleculen : vrij door de membraan

snel transport via transportproteïnen = Aquaporines

bepalen snelheid van transport

Trang 20

Compartimentalisatie van de plantencel:

• cytoplasma (cytosol+intracellulaire organellen)

Trang 21

• Korte afstand transport van stoffen tussen cellen

Rol van symplast en apoplast is transport ?

1 symplast-apoplast-symplast

2 symplast

3 apoplast

Trang 23

• Lange afstand transport in xyleem en floeem

cel-cel transport niet efficient voor lange afstand (<100 µm) : te traag

bomen > 100m

Bulk flow = druk-aangedreven beweging van oplossingen

• water en opgeloste stoffen

• in xyleem via tracheïden en vezels geïnduceerd door transpiratie (- druk)

• in floeem via zeefvaten geïnduceerd door opgeloste suikers (+ druk)

Trang 24

De rol van de wortel

water en minerale zouten worden initieel opgenomen door de wortel

afgelegde weg binnen de wortel:

Trang 25

• via wortelharen

• epidermis permeabel voor water

• celwand epidermis hydrofiel

• vrij transport doorheen apoplast naar wortelcortex

• tijdens dit transport gebeurt opname → symplast

• actief transport leidt tot accumulatie van b.v K

Trang 26

• via wortelharen

• epidermis permeabel voor water

• celwand epidermis hydrofiel

• tijdens dit transport gebeurt opname → symplast

• actief transport leidt tot accumulatie van b.v K

• Mycorrhizae, symbiotische fungi

mycelium zorgt voor verhoging absorptieoppervlak

verhoogde opname water en nutriënten

Trang 27

• tijdens dit transport : selectieve opname door membraan → symplast

• water in de apoplast : bereikt de endodermis, een selectieve barrière

• water in de symplast : via plasmodesmata naar vasculaire bundel

• lijsten van Caspari : een band van suberine, een wasachtig materiaal dat ondoordringbaar is voor water en zouten

enkel lading vasculair weefsel via

symplast

= controle dat niets binnenkomt

zonder selectie plasmamembraan

werkt bidirectioneel !

Trang 28

Trang 29

• tijdens dit transport : selectieve opname door membraan → symplast

• via plasmodesmata naar vasculaire bundel

opname in tracheïden en vaten van het xyleem

• deze cellen hebben geen protoplasma, enkel apoplast

• laden naar apoplast

• diffusie en actief transport van de mineralen

• vrij transport via vaten : lange afstand transport

Trang 30

Lange afstand transport van het xyleemsap

• transport water en mineralen via xyleemvaten

• via geleidingsweefsel (nerven) naar bladoppervlakte

• Transpiratie zorgt voor groot vochtverlies

1 mais plant verliest 125L water op een groeiseizoen

75000 planten per hectare

1.25 milj L water/hectare vochtverlies/groeiseizoen

• noodzaak wateropname tegen verwelking

• Transpiratie zorgt voor waterflow en aanvoer verse mineralen

Wat is de drijvende kracht, wordt water omhoog geduwd of opgezogen?

Trang 31

Worteldruk

• ‘s nachts, weinig transpiratie

• wortelcellen nemen ook ‘s nachts water op

• endodermis voorkomt terugvloeien van het water

• accumulatie van minerale zouten

verlaging waterpotentiaal in vasculaire cilinder

worteldruk wanneer worteldruk > transpiratie → guttatie

guttatie ≠ dauw

Trang 32

Worteldruk

• kan water maar enkele meter ophoogduwen

• bij zonsopgang wordt transpiratie belangrijker

Transpiratie – cohesie spanning

• zuigkracht door negatieve druk

• transpiratie = zuigkracht

• cohesie via waterstofbruggen = transmissie van de trekkracht over volledige xyleem tot de wortels

Trang 33

Transpiratie

rol stomata

• microscopische sluitbare poriën op de onderzijde van een blad

• leiden tot een net van interne luchtkamers voor een optimale blootstelling van de mesofylcellen aan CO2, grondstof voor

fotosynthese

• lucht in deze ruimte waterverzadigd door water in celwanden

• lucht in de atmosfeer heeft lagere vochtigheidsgraad

• diffusie en verdamping

Hoe leidt dit tot trekkracht ?

Trang 34

Transpiratie

rol stomata

• diffusie en verdamping

Hoe leidt dit tot trekkracht ?

• negatieve druk in de celwand van de mesofylcellen trekt water door xyleem naar boven

• waterdraad van water, via xyleem naar nerven, mesofylcellen en celwand mesofylcellen via

• adhesie van water aan cellulose microfibrillen en andere hydrofiele celwandcomponenten

• evaporatie vanuit dunne waterfilm in de luchtruimten tussen

mesofylcellen

Trang 35

Trang 36

• negatieve druk wordt nog negatiever

nieuwe watermoleculen worden aangetrokken

via cohesiekracht waterstofbrug naastliggende

watermolecule

een continue waterfilm is noodzakelijk

waterbeweging : hoge → lage potentiaal

75 cm/min

Trang 38

Stomata

• microscopische sluitbare poriën op de onderzijde van een blad

• leiden tot een net van interne luchtkamers voor een optimale blootstelling van de mesofylcellen aan CO2, grondstof voor fotosynthese = sponsmesofyl

• opening en sluiting huidmondjes optimaliseren

Trang 40

via uitwisseling K+

H+ pompenaquaporines

Trang 41

via uitwisseling K+

H+ pompenaquaporines

Trang 42

Aanpassingen xerofyten

Trang 43

Source-Sink relatie

• suikers zijn voornaamste opgeloste stoffen tot 30%

• transport van hoge naar lage concentratie

• Source = productieplaats van suiker: fotosynthese of afbraak zetmeel

• Sink = verbruiker op opslagplaats van suiker

• richting transport afhankelijk van source-sink realtie

• floeemsap bevat ook mineralen, aminozuren en hormonen

Trang 44

Floeemtransport

Trang 45

Pressure-flow theorie

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,49 MB