Eindterm subdomein B3

De kandidaat kan met behulp van de concepten orgaan, fotosynthese, ademhaling, vertering, uitscheiding en transport ten minste in contexten op het gebied van gezondheid en voedselproductie verklaren op welke wijze de stofwisseling van organismen verloopt en beargumenteren op welke wijze stoornissen daarin kunnen ontstaan en op welke wijze deze kunnen worden aangepakt.

Subdomein B3.2

Je kunt in een context:

1. beschrijven dat organismen door fotosynthese autotroof zijn;
   
   
2. voorwaarden voor het fotosyntheseproces in planten benoemen;
   
   
3. het belang van fotosynthese als basis voor de voortgezette assimilatie en dissimilatie van het organisme beschrijven.
   
   
4. Uit subdomein B3.3:
   de relatie tussen de gaswisseling van planten en fotosynthese en dissimilatie beschrijven.
   
   
5. Uit subdomein B3.6:
   het transport van water, zouten en assimilatieproducten in planten beschrijven en de relatie met fotosynthese, dissimilatie en opslag van stoffen beargumenteren.
   
   

Deelconcepten
autotroof, heterotroof, (an)organische stoffen, chloroplasten,
netto fotosynthesereactie, voortgezette assimilatie, beperkende factoren.

Uit B3.3: dissimilatie, assimilatie, beperkende factor.

Uit B3.6: verdampingsstroom, cohesie, adhesie, worteldruk.

Planten

Zijn autotroof.

• Leggen energie vast.
  • energie uit zonlicht;
    • Opgevangen met bladgroenkorrels (door het chlorofyl).
• Nemen alleen kleine anorganische stoffen op.
  • CO₂ uit de lucht;
    • Opgenomen via de huidmondjes in de bladeren.
  • H₂O en zouten uit de bodem.
    • Opgenomen via wortelharen en vervoerd via de houtvaten.
      • Van CO₂ en H₂O wordt glucose gemaakt (fotosynthese).
    • Van zouten en glucose worden aminozuren gemaakt --> eiwitten (stikstofassimilatie).
• Alle andere organismen zijn van deze productie van organische stoffen afhankelijk voor hun voedsel.

Gebruik Binas of Biodata

Organische stoffen

• Glucose
  • Gemaakt bij de fotosynthese.
  • Wordt voor een deel verbruikt bij de dissimilatie --> energie vrijmaken.
    • Glucose + zuurstof --> koolstofdioxide en water
      C₆H₁₂O₆ + 6O₂ --> 6CO₂ + 16 H₂O + E(nergie)
• Glucose kan worden omgezet in andere stoffen.
  • Omgezet in andere koolhydraten.
    Polysachariden, disachariden en monosachariden.
    • Polysachariden en disachariden zijn aaneenschakeling van monosachariden.
      Vorming van een polysacharide uit glucose:
      • 2 glucose --> disacharide (bijvoorbeeld sacharose)
        2 C₆H₁₂O₆ --> C₁₂H₂₂O₁₁ + 2 H₂O
      • n glucose --> polysacharide (bijvoorbeeld zetmeel)
        n C₆H₁₂O₆ --> C_6nH_12nO_{6 n-1} + (n-1) H₂O
  • Polysachariden
    • Zetmeel.
      • Opslag in zetmeelkorrels.
        Vooral in:
        • zaden.
          • In zaden kunnen ook eiwitten en vetten als reservevoedsel zitten.
        • verdikte delen van stengels.
        • verdikte delen van wortels.
    • Cellulose - voor de celwanden.
  • Disachariden
    Bijvoorbeeld: sacharose
    • Wordt getransporteerd via de bastvaten.
  • Monosachariden
    Bijvoorbeeld:
    • fructose;
    • ribose.
  • Omgezet in vetten.
    • Bouwstof en reservestof (in zaden).
  • Omgezet in aminozuren/eiwitten.
    • Bouwstof en enzymen.
    • Voor de vorming van eiwitten uit glucose zijn nitraten (de N-atomen) uit de bodem voor nodig.

Anorganische stoffen

• Zouten
  • Opgenomen via wortels.
    • Passief transport via de celwanden van wortelharen en het vulweefsel in de schors (diffusie).
    • Actief transport via de celmembraan van de endodermiscellen.
    • In de cellen transport door stroming van het cytoplasma.
  • O.a. nodig voor vorming van aminozuren uit glucose.
    Voorbeelden:
    • nitraat (NO₃^-);
    • sulfaat (SO₄^2-);
  • Verder vooral natrium- kalium en chloorionen (Na⁺, K⁺ en Cl^--) opgenomen^..
    
• CO₂ uit de lucht.
  • Opgenomen via huidmondjes door diffusie.
• Water
  • Opgenomen via wortels door osmose.
    • Wateropname is een gevolg van de opname van zouten.

Gebruik Binas of Biodata

Bouw plant

• Stengel
  Bevat:
  • opperhuid (epidermis)
  • vulweefsel (parenchym)
  • steunweefsel
    • Dikke celwanden.
  • vaatbundels
    Daarin:
    • houtvaten.
      • Transport omhoog.
        • Water en zouten.
      • In vroege voorjaar ook organische stoffen voor uitlopen van knoppen.
    • bastvaten.
      • Transport omlaag.
        • Opgeloste organische stoffen (vooral sacharose).
    • cambium.
      • Alleen bij tweezaadlobbige planten
      • Deelweefsel.
        • Vormt nieuwe bastvaten en houtvaten.
          • Secundaire diktegroei.
• Wortel
  Bevat:
  • opperhuid (epidermis).
    • Buitenste laag.
      • Met vlak boven worteltopjes wortelharen.
        • Oppervlaktevergroting voor opname stoffen.
  • vulweefsel
  • endodermis.
    • Omgeeft het centrale deel (centrale cilinder) van de wortel.
    • Bestaat uit aaneengesloten cellen met een kurklaagje in een deel van de celwanden.
    • Speelt rol bij opname van zouten.
  • houtvaten en bastvaten in de centrale cilinder.
• Blad
  Bevat:
  • opperhuid.
    • Aan bovenkant en onderkant.
    • Hierin zitten huidmondjes.
      • Voor de gaswisseling.
    • Bovenkant vaak bedekt met vetachtig laagje
      • Cuticula.
  • palissadenparenchym
    • Aaneengesloten laag langwerpige cellen.
    • Bevatten chlorofyl.
      • In de bladgroenkorrels (chloroplasten).
    • Fotosynthese.
  • sponsparenchym.
    • Onregelmatig gevormde cellen met grote intercellulaire ruimten ( Luchtholtes).
    • Bevatten chlorofyl.
  • Nerven met:
    • houtvaten en bastvaten.
    • steunweefsel.

Gebruik Binas of Biodata

Koolstofassimilatie (C-assimilatie)

• Vorming van glucose uit koolstofdioxide en water (of een andere waterstofdonor).
• Energie wordt uiteindelijk vastgelegd in glucose.
  • Fotosynthese en chemosynthese.

Fotosynthese

• Energie wordt geleverd door het zonlicht.
• Zonlicht wordt opgevangen door chloroplasten (bladgroenkorrels).
• Nodig:
  • water uit de bodem;
  • koolstofdioxide uit de lucht via de huidmondjes;
    Gaswisseling blad
• Gevormd:
  • glucose;
  • zuurstof blijft over.
• Bruto reactievergelijking:
  6CO₂ + 12 H₂O + E(nergie) --> C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂
  
  • Lichtreactie
    • Waterontleding m.b.v. zonne-energie.
      • Zuurstof gaat plant uit (behalve deel dat voor de dissimilatie gebruikt wordt).
      • Waterstof wordt aan een co-enzym (NADP) gekoppeld --> NADPH₂.
    • Vorming ATP.
      • ADP + P_i + E --> ATP
    • Netto reactie:
      12H₂O + 12 NADP + P_i + E --> 12 NADPH₂ + 6O₂ + ATP
  • Donkerreactie (lichtonafhankelijke reactie)
    • Vorming van glucose met behulp van producten uit de lichtreactie.
      • CO₂ wordt via de Calvincyclus gebruikt om glucose te vormen.
      • ATP uit de lichtreactie wordt gebruikt.
        • ATP --> ADP + P_i + E
      • NADPH₂ uit de lichtreactie levert de waterstof.
    • Netto reactie:
      6CO₂ + 12 NADPH₂ + ATP --> C₆H₁₂O+ 6H₂O + ADP + P_i
      

Lichtreactie en donkerreactie

• Reactiesnelheid fotosynthese hangt af van:
  • voldoende chlorofyl;
  • voldoende CO₂, water en licht;
  • temperatuur.

Gaswisseling blad

• Opname en afgifte van CO₂ en O₂ via huidmondjes.
  • Door diffusie.
• Verder transport via intercellulaire holten.
• Overdag
  • In bladcellen vindt fotosynthese plaats én dissimilatie.
  • Als de omstandigheden voor de fotosynthese gunstig zijn:
    snelheid fotosynthese > snelheid dissimilatie
  • Plant heeft nodig:
    • CO₂ voor de fotosynthese (in de bladgroenkorrels).
      • CO₂ die geproduceerd wordt bij dissimilatie wordt gebruikt bij de fotosynthese.
      • De rest wordt via de huidmondjes opgenomen.
    • O₂ voor de dissimilatie (in de mitochondriën).
      • O₂ die vrijkomt bij de fotosynthese wordt gebruikt voor de dissimilatie.
      • Wat over is verdwijnt via de huidmondjes naar buiten.
    • Zie grafiek fotosynthese.
• 's Nachts
  • Er alleen dissimilatie.
    • O₂ nodig.
    • CO₂ geproduceerd.
      
      
• Door huidmondjes ook verlies van water door:
  • verdamping.
    • Hierdoor ontstaat zuigkracht van de bladeren.
  • Verdamping neemt toe door:
    • lage luchtvochtigheid;
    • wind;
    • hogere temperatuur.
  • druppelen.
    • Water druppelt uit de huidmondjes.
      Gebeurt bij:
      • hoge luchtvochtigheid, weinig wind en lage luchttemperatuur
      • hoge bodemtemperatuur (dan veel worteldruk)

Huidmondjes

• Openingen in opperhuid blad.
  • Vooral aan de onderzijde (behalve bij drijvende waterplanten).
• Rond de opening twee sluitcellen.
  • Bevatten bladgroenkorrels.
• Werking
  • Licht --> huidmondjes open.
    • CO₂ opgenomen (voor fotosynthese).
    • O₂ afgegeven.
    • Water verdampt.
      • Osmotische waarde bladcellen neemt af.
        • Water aangezogen vanuit houtvaten.
  • Donker --> huidmondjes dicht.
  • Veel verdamping (erg warm, erg droog e.d.) --> huidmondjes gaan ook overdag dicht.

Transport van wortel naar blad

• Transport van water en zouten.
  • Naar alle delen van de plant.
• In het voorjaar ook transport van organische stoffen uit de opslagweefsels.
• Gaat via vaatbundels.
  
  • Door houtvaten.
• Transport omhoog ontstaat door:
  • zuigkracht van de bladeren.
    • Uit cellen in blad rondom de luchtholte verdampt water.
      • Naar buiten via de huidmondjes (diffusie).
        • luchtvochtigheid buiten groter dan in het blad.
    • Osmotische waarde van de cellen van het blad neemt toe.
    • Water wordt aangezogen uit de houtvaten.
      • Water wordt in de houtvaten omhoog getrokken.
        • Water bevat zouten.
        • Zo voldoende aanvoer van zouten in het blad.
  • worteldruk.
    • Wortel neemt zouten op.
      • Endodermiscellen pompen de zouten de centrale cilinder in.
      • Kost energie - actieve opname.
    • Osmotische waarde in de centrale cilinder neemt toe.
    • Water wordt aangezogen uit de bodem.
      • Kost geen energie - passieve opname - osmose.
  • capillaire werking.
    • Doordat de houtvaten erg nauw zijn.
    • Passief:
      • door de aantrekkingskracht tussen de watermoleculen en de wand van de vaten (adhesie).
      • door de aantrekkingskracht tussen de watermoleculen (cohesie).
    • adhesie en cohesie samen zijn groter dan de zwaartekracht.

Beperkende factor

• De abiotische factor waarvan de waarde het verst weg ligt van de optimumwaarde.
  • Bepaalt de levenskansen en de groei.
• Toename van de beperkende factor --> toename reactiesnelheid.
  Voorbeeld
  • Als blijkt dat als de hoeveelheid licht toeneemt de fotosynthese van een plant sneller gaat, dan is licht de beperkende factor voor de fotosynthese.
  • Als bij meer licht, de snelheid van de fotosynthese gelijk blijft, is een andere factor beperkend. Bijvoorbeeld het CO_2-gehalte of de temperatuur.
• Voorbeelden van wat beperkende factoren kunnen zijn:
  • nitraat-gehalte in de bodem (stikstofassimilatie);
  • zonlicht en CO₂-gehalte voor planten (fotosynthese);
  • temperatuur (enzymwerking).