Campbell Biology 10 th edition Chapter 35 samenvatting PDF

Preview

Summary

Nederlandse samenvatting over hoofdstuk 35 uit het boek Campbell Biology 10 th edition...

Description

Chapte Chapterr 35: p plant lant st struc ruc ructure, ture, gro growth, wth, aan nd de devvelopm elopment ent th (Biology by Cam Campbe pbe pbellll 10 ed editio itio ition) n) Zij Zijn n pl plante ante anten n comp comput ut uters? ers? Zoals bij de meeste planten leggen de groeiende scheutstips een stengelpatroon. . . blad. . . knop, steeds opnieuw. Deze repetitieve ontwikkelingspatronen zijn genetisch bepaald en onderhevig aan natuurlijke selectie. Bijvoorbeeld een mutatie, dat verkort de stengel segmenten tussen de bladeren, er zal een bozige plant genereren. Deze gewijzigde architectuur verbetert het vermogen van de plant om toegang te krijgen tot bronnen zoals licht en, door dit te doen, om meer nakomelingen te produceren, zal deze eigenschap meer voorkomen vaak in latere generaties - de bevolking zal geëvolueerd zijn. Meeste planten vertonen veel meer diversiteit in hun individuele vormen omdat de groei van de meeste planten, veel meer dan bij dieren, wordt beïnvloed door de lokale omgeving voorwaarden. Alle volwassen leeuwen hebben bijvoorbeeld vier poten en zijn ongeveer hetzelfde grootte, maar eikenbomen variëren in aantal en rangschikking van hun takken. Omdat planten reageren op uitdagingen en kansen in hun lokale omgeving door hun groei te veranderen. (In tegenstelling tot, dieren reageren meestal door beweging.) Verlichting van een plant van de zijkant, bijvoorbeeld, creëert asymmetrie in zijn basislichaamsplan. Takken groeien sneller van de verlichte kant van een shoot dan van de schaduwzijde, een architectuur verandering van duidelijk voordeel voor fotosynthese. De hoogst adaptieve ontwikkeling van planten is van cruciaal belang om hun te faciliteren verwerven ze middelen uit hun lokale omgeving. 35.1 Pla Plant nt nten en h he ebbe bben n eeen en hi hiër ër ërar ar archis chis chische che or orga ga ganisati nisati nisatie e best bestaaand ande e uit or orga ga ganen, nen, wee eefsel fsel fselss een n celle cellen n Planten, zoals de meeste dieren, zijn samengesteld uit organen, weefsels en cellen. Een orgaan bestaat uit verschillende soorten weefsels die samen bepaalde functies uitvoeren. Een weefsel is een groep van cellen, bestaande uit een of meer celtypen die samen een gespecialiseerde functie vervullen. Merk ook op dat vegetatieve groei-productie van bladeren, stengels en wortels – is slechts één fase in het leven van een plant. De meeste planten ondergaan ook groei met betrekking tot seksuele voortplanting. Bij angiospermen is reproductieve groei geassocieerd met de productie van bloemen. De drie basis pla plant nt ntorg org organe ane anen: n: w wor or ortels, tels, st sten en engel gel gelss een n bl blad ad adere ere eren n De basismorfologie van vaatplanten weerspiegelt hun evolutiegeschiedenis als terrestrische organismen die wonen en haalt middelen uit twee verschillende omgevingen- onder de grond en boven de grond. Ze absorberen water en mineralen van onder het grondoppervlak en CO2 en licht van boven het grondoppervlak. Het vermogen om deze bronnen te verwerven zijn efficiënt herleidbaar tot de evolutie van wortels, stengels en bladeren als de drie basisorgels. Deze organen vormen een wortelstelsel en een scheutsysteem, het laatste bestaande uit stengels en bladeren (figuur 35.2). Vaatplanten, op enkele uitzonderingen na, vertrouwen op beide systemen om te overleven. Wortels zijn bijna nooit fotosynthetisch; ze verhongeren tenzij ‘fotosynthese’, de suikers en de andere koolhydraten die geproduceerd zijn tijdens fotosynthese, worden geïmporteerd uit het opnamesysteem. Omgekeerd is het opnamesysteem afhankelijk van water en mineralen die wortels uit de bodem opnemen. Fig.3 Fig.35.2 5.2 5.2:: Een overzicht van een bloeiende plant. Het plantenlichaam is verdeeld in een wortelstelsel en een scheutsysteem, verbonden door vasculair weefsel (paarse strengen in dit diagram) dat continu is in de plant. De getoonde plant is een geïdealiseerde eudicot.

Wor Wortel tel telss Een wortel is een orgaan dat een vaatplant verankert in de bodem, absorbeert mineralen en water en slaat vaak koolhydraten op en andere reserves. De primaire wortel, afkomstig uit het zaadembryo, is de eerste wortel (en het eerste orgaan) om uit een ontkiemend zaad te komen. Het vertakt snel om zijwortels te vormen (zie figuur 35.2) die het vermogen van het wortelsysteem verbeteren om de plant te verankeren en hulpbronnen zoals water en mineralen uit de bodem te halen. Hoge, rechtopstaande planten met grote scheutmassa's hebben over het algemeen een taproot systeem, 1

bestaande uit een hoofd verticale wortel, de penwortel, die meestal ontstaat uit de primaire wortel en wat helpt voorkomen dat de plant omvalt. In het hoofdwortel systeem, de rol van absorptie is grotendeels beperkt tot de laterale wortels. Een hoofdwortel, hoewel energetisch duur om te maken, laat de plant groter worden, waardoor hij toegang krijgt tot meer gunstige lichtomstandigheden en, in sommige gevallen, zorgen voor stuifmeel -en zaadverspreiding. Hoofdwortels kunnen ook gespecialiseerd zijn in opslag van voedsel. Kleine planten of planten met een slepende groeiwijze zijn bijzonder gevoelig voor grazende dieren die mogelijk de plant kunnen ontwortelen en doden. Zulke planten zijn het meest efficiënt verankerd door een vezelachtig wortelstelsel, een dikke mat van slanke wortels die zich onder het bodemoppervlak uitspreiden (zie Figuur 30.16). In planten met vezelachtige wortelstelsels, waaronder de meeste eenzaadlobbige, sterft de primaire wortel vroeg en wordt er geen hoofdwortel gevormd. Kleine wortels ontstaan uit de stengel. Van dergelijke wortels wordt gezegd dat ze toevallig zijn (uit de Latijnse adventicus, vreemd), een term die een plantorgaan beschrijft dat groeit uit een ongewone bron, zoals wortels die voortspruiten uit stengels of bladeren. Elke wortel vormt zijn eigen zijwortels, die op hun beurt hun eigen zijwortels vormen. Omdat deze wortelmat de bovengrond op zijn plaats houdt, planten zoals grassen met dichte vezelachtige wortelsystemen zijn in het bijzonder goed in het voorkomen van bodemerosie. In de meeste planten treedt de opname van water en mineralen voornamelijk plaats in de toppen van langwerpige wortels, waar uitgestrekt aantallen wortelharen, dunne, vingerachtige verlengstukken van de wortel epidermale cellen, verschijnen en vergroten het oppervlak gebied van de wortel enorm (Figuur 35.3). De meeste terrestrische plantenwortelsystemen vormen ook mycorrhiza-associaties, symbiotisch interacties met bodemschimmels die het vermogen van een plant om mineralen te absorberen vergroot (zie Figuur 31.15). De wortels van veel plantenzijn aangepast voor gespecialiseerde functies (Figuur 35.4). Fig. 35 35..3: Wort Wortel el elh hare aren n van ee een n rradi adi adijs js zzaaili aaili aailin ng . Wortelharen groeien gewoon bij duizenden achter het uiteinde van elke wortel. Door het oppervlak van de wortel te vergroten, verbeteren ze de absorptie van water en mineralen uit de grond enorm. Fig. 35 35..4: SSte te teunw unw unwort ort ortels els els. Vanwege vocht omstandigheden in de tropen, zijn wortelsystemen van veel van de hoogste bomen verrassend ondiep. Luchtwortels die eruitzien als steunberen, zoals gezien in Gyranthera caribensis in Venezuela, architectonische ondersteuning geven de stammen van bomen.

↓Fi Fig. g. 335.5: 5.5: Ev Evolu olu olutio tio tionair nair naire e aan aanpas pas passin sin singen gen van wo wort rt rtel el elss Steu Steunw nw nwo ortels rtels. De antenne, toevallig wortels van maïs (maïs) zijn steunwortels, zo genoemd omdat ze lange topzware planten ondersteunen. Alle wortels van een volwassene maïsplant zijn toevallig, ze komen boven of onder de grond uit. Pn Pneuma euma eumato to topho pho phore re ress [in Su.  Man Mangro gro grove] ve] ve]. Ook bekend als luchtwortels, pneumatophores worden geproduceerd door bomen zoals mangroven. Door boven het water te projecteren bij laag getij, kunnen de wortels zuurstof verkrijgen, wat ontbreekt in de dikke, doordrenkte modder. Opsl Opslaag w wortel ortel ortels[i s[i s[in n Su. Cas Cassav sav save] e] e].Veel planten, zoals de gewone bieten, slaan voedsel en water op in hun wortels.

"Wur "Wurge ge gend nd nde" e" llucht ucht uchtwo wo wort rt rtels els els. Wurgende vijgenzaden ontkiemen in de spleten van hoge bomen. Luchtwortels groeien naar de grond, om de gastheerboom en objecten zoals deze Cambodjaanse tempel. ‘Shoots’ groeien naar boven en bedekken de gastheerboom, die het doodt

2

Een stengel is een plantenorgel met bladeren en knoppen. De bel belang ang angrijk rijk rijkste ste ffu uncti nctie e is he hett ve verl rl rleng eng engen en een n orië oriënt nt nteren eren vvaan d de e sh shoo oo oott o op p eeen en m mani ani anie er di die e de fot fotos os osynt ynt ynthes hes hese e do door or de bl blade ade aderen ren m maxi axi axim malis alise eert. Een andere fun functi cti ctie e vvan an st sten en engel gel gelss is om re repr pr produ odu oducti cti ctieve eve sstr tr tructu uctu ucturren te verh erheff eff effen, en, waa waardo rdo rdoor or d de e vve erspr rspreidin eidin eidingg vvaan stui stuifm fm fme eel een n fruit wordt ve verge rge rgem makk akkelijk elijk elijkt. t. Groene stengels kunnen ook een beperkte hoeveelheid fotosynthese uitvoeren. Elke stam bestaat uit een alternerend systeem van knopen, de punten waarop bladeren zijn bevestigd en internodiën, de steelsegmenten tussen knooppunten (zie figuur 35.2). Sommi ommigge pl plant ant anten en heb hebben ben st sten en engel gel gelss m met et al alte te terna rna rnatieve tieve functi uncties, es, zo zoals als voe voeds ds dselop elop elopsl sl slag ag o off o onge nge ngesla sla slachteli chteli chtelijk jk jke e vvoo oo oortpl rtpl rtplanti anti antin ng . Veel van deze gemodificeerde stengels, inclusief wortelstokken, stolonen en knollen, worden vaak verward met wortels (Figuur 35.5). Evolutio tio tion naire aan aanp passin assinge ge gen n vvan an stel stelen. en. ↓Figuur 35.5 Evolu Wort Wortel el elst st stokk okk okken. en. De basis van deze irisplant is een voorbeeld van een wortelstok, een horizontale scheut die net onder het oppervlak groeit. Verticale scheuten komen voort uit okselknoppen op de wortelstok. Uitl Uitlope ope opers. rs. Hier getoond op een aardbeiplant, zijn uitlopers horizontale scheuten die langs het oppervlak groeien. Deze "hardlopers" stellen een plant in staat om zich ongeslachtelijk voort te planten, zoals plantjes vormen op knopen langs elke loper. Knoll Knolle en. Knollen, zoals deze aardappelen, zijn vergrote uiteinden van wortelstokken of uitlopers gespecialiseerd voor het bewaren van voedsel. De "ogen" van een aardappel zijn clusters van okselknoppen die de knopen Blad Blader er eren en In de meeste vasculaire planten is het bla blad d het bel belan an angrij grij grijkste kste foto fotosy sy synt nt nthetis hetis hetisch ch che e org orgaa aa aan n. Naast het onderscheppen van licht wissel wisselen en bl blader ader aderen en gas gasse se sen n uit met de atm atmos os osfee fee feer, r, vver er erdri dri drijve jve jven n ze warm armte te en verd verde edige digen n zze e zi zich ch teg tegen en h her er erbiv biv bivore ore oren n een n zi ziekt ekt ekteve eve everw rw rwekk ekk ekker er ers. s. Deze functies kunnen conflicterende fysiologische, anatomische of morfologische vereisten hebben. Een dichte bedekking van haren kan bijvoorbeeld herbivore insecten helpen afstoten, maar kan ook lucht nabij het bladoppervlak vasthouden, waardoor gasuitwisseling en bijgevolg fotosynthese wordt verminderd. Vanwege deze tegenstrijdige eisen en afwegingen variëren bladeren sterk in vorm. Over het algemeen bestaat een blad echter uit een afgeplat mes en een stengel, de bladsteel, die het blad verbindt met de stengel bij een knoop (zie figuur 35.2). Mon Mono ocotyl cotylen en en eudic udicots ots vvers ers erschil chil chillen len iin n de or ordeni deni dening ng vvan an ad ader er eren, en, het vaa vaatw tw tweef eef eefsel sel vvan an bl blad ad adere ere eren. n. De meeste eenzaadlobbige planten hebben parallelle grote aderen van gelijke diameter die over het hele blad lopen. Eudicots hebben over het algemeen een vertakt netwerk van aders dat ontstaat uit een hoofdader (de hoofdnerf) die door het midden van het blad loopt Bij h het et iide de denti nti ntific fic ficeren eren va van n angi angiosp osp osper er erm men vvolg olg olgens ens str structu uctu uctuur ur ur,, ver vertr tr trouw ouw ouwen en ttax ax axonom onom onome en vo voor or ornam nam nameli eli elijk jk o op p blo bloemm emm emmor or orfol fol fologie, ogie, maa aarr zze e gebruik gebruiken en ook variati ariaties es in bla bladm dm dmorfol orfol orfologie, ogie, zo zoals als bl bladv adv advorm, orm, het vert vertakki akki akkings ngs ngspatr patr patroon oon vvan an aaders ders een n de rruimt uimt uimtelijke elijke rang rangschi schi schikkin kkin kkingg vvan an bl blader ader adere e n. Figu Figuur ur 35.6 illustreert een verschil in bladvorm: eenvoudig versus samengesteld. Samengestelde bladeren kunnen bestand zijn tegen harde wind met minder scheuren. Ze kunnen ook enkele ziekteverwekkers die het blad binnendringen beperken tot een enkele folder, in plaats van ze toe te staan zich over het hele blad te verspreiden. ▼ Afbeelding 35.6 Eenvo envoudige udige ver versus sus sam samenge enge engesstelde bl blader ader aderen. en. Een eenvoudig blad heeft een enkel, ongedeeld blad. Sommige eenvoudige bladeren zijn diep gelobd, zoals hier wordt weergegeven.

3

In een samengesteld blad bestaat het mes uit meerdere bladen. Een leaflet heeft geen okselknop aan de basis. In sommige planten wordt elke bijsluiter verder verdeeld in kleinere blaadjes.

▼ Figuur 35.7 Evoluti volutionai onai onaire re aaanp anp anpass ass assing ing ingen en van blad bladeren eren eren.. Rank Ranken. en. De ranken waarmee deze erwtenplant zich aan een steun hecht, zijn gemodificeerde bladeren. Nadat het een ondersteuning heeft gekregen, vormt een rank een spiraal die de plant dichter bij de ondersteuning brengt. Ranken zijn meestal gemodificeerde bladeren, maar sommige ranken zijn gemodificeerde stengels, zoals in wijnstokken. Stek Stekels. els. De stekels van cactussen, zoals deze stekelige peer, zijn eigenlijk bladeren; fotosynthese wordt uitgevoerd door de vlezige groene stengels. psl pslag ag bl blad ad ade e re ren. n. Bollen, zoals deze gesneden ui, hebben een korte ondergrondse stengel gemodificeerde bladeren die voedsel opslaan. Rep Reproduc roduc roductieve tieve blade bladeren. ren. De bladeren van sommige vetplanten, zoals Kalanchoë daigremontiana, produceren kiemplantjes die van het blad vallen en wortelschieten in de grond.

De morfologische kenmerken van bladeren zijn vaak producten van genetische programma's die worden geknepen door omgevingsinvloeden. Bijna alle bladeren zijn gespecialiseerd voor fotosynthese. Sommige soorten hebben bladeren met aanpassingen waarmee ze aanvullende functies kunnen uitvoeren, zoals ondersteuning, bescherming, opslag of reproductie (af (afbeeldi beeldi beelding ng 35 35.7). .7). Be Begripp gripp grippenli enli enlijst: jst: Stem (stengel): Dragen de bladeren en de bloemen van een plant. Nodes (knoppen): De plaats waar een blad aan de stengel vastzit Internodien: De leden van de stengel Apicale knop: De top van plant Okselknop: De bovenste hoek tussen een stengel en een blad heet bladoksel. In een bladoksel zit een okselknop. Daaruit kan een zijstengel groeien. Blad: Bladsteel + bladschijf, het belangrijkste fotosynthetische orgaan. Bladsteel: Of petiool is de steel waarmee het blad aan de stengel bevestigd is. Ader: Een ader of vene is een bloedvat dat zorgt voor de terugvoer van het bloed naar het hart. In dit geval voor het vervoeren van voedingstoffen in de plant. Derm Dermale ale vvascul ascul asculaa ire en gro grond nd w weefsel eefsel sy system stem stemen. en. De drie basis organen van de plant: de wortels, stengels en bladeren zijn samengesteld van de dermale vasculaire en grond weefsel systemen. Met het weefsel typen wordt er een weefsel system gevormd die de plant met de organen verbindt. De weefselsystemen zijn door de plant heen, maar door hun specifieke kenmerken en de ruimtelijke relaties met elkaar verschillen ze in organen. Fig. 35 35..8 D De ed drie rie w weefs eefs eefsel el sy sysste men. Het blauw gedeelte van het plant is de huidweefsel system, die bedekt het lichaam van de plant. Het paars gedeelte is de vasculaire weefsel system, die voor het transport van de voedingstoffen tussen de wortels en stengels zorgt. De grondweefsel system (geel) zorgt voor de metabolische functies. De huidweefsel system: is de buitenste laag van de plant die beschermt, precies als ons huid. In de niet houtige planten is enkel weefsel dat de epidermis is genoemd, een laag met 4

de cellen dicht op elkaar. In de bladeren en sommige stengels heb je de cuticula een wasachtige laag en helpt waterverlies te voorkomen. In houtachtige planten heb je een beschermende weefsel : peri periderm derm In de plaats van een epidermis heb je de periderm. Het beschermt de plant dus ook om waterverlies voor te komen. De tri tricho cho chome me men n zijn een andere klasse van zeer gespecialiseerde epidermale cellen die worden aangetroffen in scheuten. In sommige woestijnsoorten verminderen haarachtige trichomen het waterverlies en reflecteren ze overmatige licht. Sommige trichomen verdedigen insecten door vormen die de beweging belemmeren of klieren die kleverige vloeistoffen of toxische verbindingen afscheiden. De belangrijkste functies van vaatbundel zijn om het transport van materialen door de plant te vergemakkelijken en om mechanische ondersteuning te bieden. 2 typen: - Xyle Xylem m: Xylem leidt water en opgeloste mineralen omhoog vanuit de wortels naar de toppen van de plant. - Phlo Phloem em em:: Transporteert suikers, de producten van fotosynthese van waar ze zijn gemaakt (meestal de bladeren) naar waar ze nodig zijn meestal wortels en groeiplaatsen, zoals het ontwikkelen van bladeren en fruit. Het vaatweefsel van een wortel of stengel wordt collectief de steel /stam genoemd. De rangschikking van de stèle varieert, afhankelijk van de soort en het orgaan. Weefsels die noch dermaal noch vasculair zijn, maken deel uit van het grondweefselsysteem. Grondweefselsysteem dat inwendig is in het vaatweefsel dat bekend staat als merg, en grondweefsel dat zich buiten het vaatweefsel bevindt, noemt cortex cortex.. het grondweefselsysteem is niet alleen vulstof: het omvat ook gespecialiseerde cellen voor functies zoals opslag, fotosynthese, suppotie?? en transport over korte afstanden. Be Begripp gripp grippenli enli enlijst jst : Tissue system : Weefselsystemen Dermal tissue system : dermale weefsel systeem Epidermis : is in het algemeen de buitenste laag cellen van een orgaan. Cuticle : cuticula laag, een laag om die de bladeren beschermt om waterverlief voortekomen. Vascular tissue system : vasculaire weefsel systeem Verschillende meristemen genereren nieuwe cellen voor primaire en secundaire groei Hoe ontwikkelen plantorgels? Een belangrijk verschil tussen planten en de meeste dieren is dat plantengroei niet beperkt is tot een embryonale of juveniele periode. In plaats daarvan vindt groei plaats gedurende het leven van de plant, een proces dat bekend staat als onbepaalde groei. Planten kunnen blijven groeien omdat ze voortdurend delende, niet-gespecialiseerde weefsels hebben die meristemen worden genoemd die zich splitsen wanneer de omstandigheden dit toelaten, wat leidt tot nieuwe cellen die langer worden en zich specialiseren. Behalve in rustperioden, groeien de meeste planten continu. Daarentegen ondergaan de meeste dieren en sommige plantorganen zoals bladeren, doornen en bloemen een bepaalde groei; ze stoppen met groeien na het bereiken van een bepaalde grootte. Prim Primaire aire gro groe e i: ii/d /d le lengte ngte Sec. Sec.groei: groei: ii/d /d dik dikte te Er zijn twee hoofdtypen van meristemen: api apicale cale me meriste riste ristemen men en lat latera era erale le meri meristem stem stemen en (fi (figuur guur 35 35.11). .11). .11).→ → Apische meristemen, gelegen aan de uiteinden van wortels en scheuten, verschaffen extra cellen die groei in lengte mogelijk maken, een proces dat bekend staat als primaire groei. Door pr...