Cellen, fotosynthese en verbranding, transport in planten

Cellen, fotosynthese en verbranding, transport in planten

Cellen

Van cel tot organisme

Cellen en organellen

Alle planten, schimmels, bacteriën en dieren bestaan uit cellen.
Een cel is het kleinste levende deeltje van een organisme.
Cellen zijn de bouwstenen van levende wezens ofwel organismen.


Alle levende inhoud van een cel noem je samen het protoplasma.
Bij planten en dieren bestaat het protoplasma uit cytoplasma en een kern.
In het cytoplasma drijven de organellen.
Organellen zijn onderdelen van de cel met een bepaalde functie.
Met een lichtmicroscoop kun je sommige organellen waarnemen.

Dierlijke cel

Als je een dierlijke cel met een lichtmicroscoop bekijkt, kun je een aantal onderdelen herkennen.

Bekijk de toelichtingen van de celonderdelen.

Celmembraan:
De buitenste laag van het cytoplasma is een dun vlies: het celmembraan.
Het celmembraan zorgt ervoor dat alle celonderdelen binnen de cel blijven.

Celkern:
De celkern bestaat uit kernplasma. De celkern regelt allerlei processen in de cel.
In de celkern zitten de chromosomen met de erfelijke eigenschappen. De chromosomen met erfelijke eigenschappen noem je DNA.

Kernmembraan:
De buitenste laag van het kernplasma is het kernmembraan.
Dit membraan zorgt ervoor dat de chromosomen met erfelijke eigenschappen (DNA) in de kern blijven.

Cytoplasma:
Het cytoplasma bestaat uit een stroperige vloeistof waarin organellen drijven.
Het cytoplasma bestaat voor 60 tot 95% uit water.

Plantencel

Net als bij dierlijke cellen vind je bij plantencellen de onderdelen cytoplasma, celkern en celmembraan.
Plantencellen hebben ook een celwand, een vacuole en plastiden.

Bekijk de toelichtingen van de celonderdelen.

Plastiden:
In het cytoplasma van plantencellen komen plastiden voor. Voorbeelden van plastiden zijn:

  • chloroplasten bladgroenkorrels. Deze korrels geven de plant een groene kleur. Bladgroenkorrels maken glucose. Glucose is het voedsel van de plant.
  • chromoplasten gekleurde korrels, bijvoorbeeld rood of oranje; chromoplasten zijn veranderde chloroplasten.
    Een tomaat bijvoorbeeld is eerst groen en kleurt steeds roder.
  • leukoplasten zetmeelkorrels. Hier slaan planten hun reserevevoedsel op.

Celmembraan:
De buitenste laag van cytoplasma is een dun vlies: het celmembraan.

Vacuole:
Een vacuole is een blaasje gevuld met vocht. Een vacuole is omgeven door een vacuolemembraan.
Jonge plantencellen bevatten meerdere vacuolen. Oudere plantencellen hebben één grote centrale vacuole die stevigheid geeft. De cellen zijn als het ware opgepompt met water.

Cytoplasma:
Het cytoplasma bestaat uit een stroperige substantie waarin organellen drijven. Het cytoplasma bestaat voor 60 tot 95% uit water.
Bij plantencellen ligt het cytoplasma in een dunne laag tegen het celmembraan aan. Dat heet wandstandig cytoplasma.

Celwand:
Om de plantaardige cel zit een stevig laagje: de celwand. Celwanden zorgen voor stevigheid. De celwand bij planten bestaat uit cellulose. De celwanden van naburige cellen sluiten vaak niet precies aaneen. Tussen de celwanden komen dan kleine holten voor: de intercellulaire ruimten. Deze holten zijn gevuld met lucht of water.

Celkern:
De celkern bestaat uit kernplasma. De celkern regelt allerlei processen in de cel. In de kern liggen de chromosomen.

Kernmembraan:
De buitenste laag van het kernplasma is het kernmembraan.

Schimmelcel

Schimmels hebben geen bladgroen. 
Ze krijgen hun energie niet van de zon, maar door verbranding. 
Daarvoor verteren ze restanten van dode planten en dieren. 
Vervolgens nemen ze daaruit hun voedingsstoffen op. 
Schimmels zijn reducenten. Schimmelcellen hebben wel een celwand en een celkern, net als cellen van planten.

Celwand:
Het cytoplasma van een schimmelcel vormt een stevig laagje om de cel heen: de celwand. De celwand is tussencelstof en behoort niet tot de cel. Celwanden zorgen voor stevigheid. De celwand van schimmels bestaat uit chitine.

De celwanden van naburige cellen sluiten vaak niet precies aaneen. Tussen de celwanden komen dan kleine holten voor: de intercellulaire ruimten. Deze holten zijn gevuld met lucht of water.

Cytoplasma:
Het cytoplasma bestaat uit een stroperige basissubstantie waarin organellen en insluitsels drijven. Het cytoplasma bestaat voor 60 tot 95% uit water.

Celmembraan:
De buitenste laag van het cytoplasma is een dun vlies: het celmembraan.

Celkern:
De celkern bestaat uit kernplasma. De celkern regelt alles wat er in de cel gebeurt.

Kernmembraan:
De buitenste laag van het kernplasma is het kernmembraan.

Bacteriecel

Een bacterie is een eencellig organisme.
De meeste bacteriën zijn kleiner dan de cellen van dieren, planten of schimmels.
Een bacteriecel heeft geen kern, maar bevat één enkel chromosoom.
Er zijn bacteriën met bladgroen en bacteriën zonder bladgroen.
Om een bacterie zit een celwand.

Bekijk de toelichtingen van de celonderdelen.

Celmembraan:
De buitenste laag van cytoplasma is een dun vlies: het celmembraan: De celwand van bacteriesoorten lijkt op die van planten.

Cytoplasma:
Het cytoplasma bestaat uit een stroperige vloeistof waarin organellen drijven. Het cytoplasma bestaat voor 60 tot 95% uit water.

Celmembraan:
De buitenste laag van cytoplasma is een dun vlies: het celmembraan.

Chromosoom:
Bacteriën hebben een los chromosoom. Ze hebben geen kern zoals dierlijke, planten- of schimmelcellen.

Cellen en weefsels

Alle organismen bestaan uit cellen. 
Soms kunnen organismen zelfstandig leven als eencellige. Een voorbeeld is het pantoffeldiertje.

De meeste organismen bestaan uit meerdere cellen. Een groep met dezelfde cellen, zowel qua vorm als functie, heet een weefsel. 
Er zijn veel verschillende weefsels. 
Ieder weefsel heeft zijn eigen functie.

In meercellige organismen komen ook cellen voor die afzonderlijk leven.
Een voorbeeld zijn de bloedcellen. 
Witte en rode bloedcellen leven afzonderlijk van elkaar in het bloedplasma.

Extra informatie over schimmels en bacteriën

Schimmels

Schimmels zijn meestal moeilijk zichtbaar. Ze bestaan uit hele dunne schimmeldraden die hyphen genoemd worden. Een groot aantal van die schimmeldraden vormt samen een zwamvlok ofwel mycelium.

Met de draden neemt de schimmel voedsel op uit zijn omgeving. Aan de uiteinden van de draden kunnen zich sporendragers ontwikkelen. In de sporendragers ontwikkelen zich sporen. Sporen zijn voortplantingscellen. Uit een spore kan een nieuwe schimmeldraad groeien.

Sporen:
cellen waarmee een schimmel zich voortplant.

Sporendrager:
de organen van de schimmel waarin de sporen gevormd worden.

Schimmeldraad:
de draden waar een schimmel uit bestaat.
Samen heten de draden een zwamvlok ofwel mycelium.

Paddenstoelen zijn er in allerlei kleuren, vormen en afmetingen. Paddenstoelen bestaan uit schimmeldraden. Aan het eind van de schimmeldraden bevinden zich sporen. Een van de bekendste paddenstoelen is de vliegenzwam.

Hoed: zwamdraden die sporendragers gaan maken.

Vlokken of velum: resten van toen de paddenstoel nog niet uitgekomen was.

Plaatjes of buisjes: daar worden de sporen gemaakt.

Manchet of ring: resten van toen de paddenstoel nog niet uitgekomen was.

Steel: gedeelte tussen hoed en mycelium.

Beurs of knol: resten van toen de paddenstoel nog niet uitgekomen was.

Zwamvlok of mycelium: alle draden van de zwamvlok.

 

Bacteriën

In een slok zeewater komen meer dan duizend verschillende bacteriesoorten voor!
De verschillen zijn niet altijd even groot. Sommige soorten lijken erg op elkaar, andere zijn heel verschillend.

Een bacterie deelt zich in tweeën door celdeling. Elk nieuw deel groeit uit tot een nieuwe bacterie.
Dit heet ongeslachtelijke voortplanting. De tijd die nodig is voor een verdubbeling van het aantal bacteriën heet de generatietijd. 

De darmbacterie E. coli kan zich onder gunstige omstandigheden in 20 minuten verdubbelen. 
Na één uur zijn er dan al 2 x 2 x 2 x 2 =16 en na twee uur 16 x 2 x 2 x 2 = 128. 
Na zes uur zijn het er meer dan 4 miljoen!

Een dode plant of dood dier wordt opgegeten (verteerd) door bacteriën. Als hun voedsel op is, veranderen de bacteriën in sporen. Sporen bevatten nauwelijks water en kunnen jaren overleven. Ze kunnen goed tegen droogte, zuur en hoge temperaturen. De bacteriesporen worden verspreid door wind of water.
Als ze op een geschikte voedingsbodem terechtkomen, gaan de bacteriën weer groeien. 

Deze bacteriespore kan zelfs binnen een kernreactor of in de ruimte overleven! Sommige onderzoekers denken dat er misschien op deze manier buitenaards leven op aarde terechtgekomen zou kunnen zijn.

Bacteriën kom je overal tegen, in en op je lichaam, in en op voedingsmiddelen, in de grond, in het water en in de lucht.
Veel bacteriën zijn voor mensen nuttig. 

  • In de grond verteren bacteriën (resten van) dode organismen. Bacteriën zijn reducenten.
  • In je lichaam maken bacteriën vitaminen. Vitamine K wordt bijvoorbeeld door bacteriën in de dikke darm gemaakt.
  • Bacteriën in de dikke darm (darmflora) helpen mee bij het verteren van voedsel.
  • Op je huid beschermen goede bacteriën tegen het indringen van schadelijke bacteriën.
  • Bacteriën kunnen gebruikt worden voor het maken van voedingsmiddelen.

Melkzuurbacteriën

Bacteriën kunnen gebruikt worden voor het maken van voedingsmiddelen.
Een voorbeeld is de melkzuurbacterie die gebruikt wordt om producten als yoghurt, karnemelk en zuurkool te maken.

Zo maak je yoghurt:

  • Neem een liter melk en voeg er twee lepels yoghurt aan toe.
    Voeg ook één of twee theelepels suiker toe.
  • Verwarm het mengsel tot ongeveer 45°C en laat het zo een paar uur staan.
    De melkzuurbacteriën uit de yoghurt gaan hun werk doen.
    Door het zuur gaan de eiwitten in de melk 'uitvlokken'.
    Daardoor wordt de melk steviger, het wordt yoghurt.
  • De yoghurt is klaar. Zet de yoghurt in de koelkast.

 

Bacteriën kunnen net als schimmels zorgen voor het bederven van voedsel. 
Ook kunnen bacteriën zorgen voor infectieziekten. 
Er zijn honderden ziekteverwekkende bacteriesoorten. 
Veel bacteriën maken pyrogenen. Dit zijn gifstoffen die koorts veroorzaken. 



Q-koorts is een vrij nieuwe ziekte voor Nederland. 
Q-koorts wordt veroorzaakt door een bacterie die wordt overgebracht van vee op mensen. 
De bacterie veroorzaakt hoofdpijn en koorts.

De bacterie die botulisme veroorzaakt, maakt een gif waardoor mensen kunnen sterven.
De botulismebacterie groeit goed op dode vissen en vogels in warm slootwater. 
De bacterie groeit ook goed op vlees dat lang buiten de koelkast ligt.


Onder de microscoop ziet de botulismebacterie er zo uit.

Virussen bestaan een stukje erfelijk materiaal met daaromheen een laagje eiwit (eiwitmantel). Virussen kunnen zich in levende cellen explosief vermeerderen. De cellen sterven dan. 
Daarbij komen duizenden nieuwe virussen vrij, die weer nieuwe cellen kunnen infecteren. 
Zo kunnen door een virusinfectie in korte tijd miljarden cellen worden gedood. 

Sommige wetenschappers zien virussen als levende wezens, een soort versimpelde bacteriën. Een groot verschil met bacteriën is echter dat virussen zich niet zonder gastheercel kunnen voortplanten.

Bacteriën en virussen

Dierlijke weefsels

 

  Steunweefsel
  Kraakbeenweefsel
Hartspierweefsel

 

Steunweefsel
Steunweefsel zorgt voor stevigheid, bijvoorbeeld in het skelet en tussen de organen.

Bij dierlijk steunweefsel liggen de cellen niet tegen elkaar aan.
Tussen de cellen is tussencelstof gevormd. Het soort tussencelstof bepaalt de eigenschappen van het steunweefsel. De tussencelstof bevat altijd vezels van het eiwit collageen.

Beenweefsel
Beenweefsel is harder dan kraakbeenweefsel en bindweefsel.
De tussencelstof van been bevat weinig water en veel kalk.

Kraakbeenweefsel
De tussencelstof van kraakbeenweefsel bevat meer water, minder kalk en meer collageen dan bij beenweefsel.

Spierweefsel bestaat uit langgerekte cellen die kunnen samentrekken.

Zenuwweefsel
Door de zenuwcellen gaan elektrische signalen ofwel impulsen.

Er zijn drie typen zenuwcellen:

  • Gevoelszenuwcellen brengen impulsen van de zintuigen naar het centrale zenuwstelsel.
  • Schakelcellen brengen impulsen van de ene naar de andere zenuwcel.
  • Bewegingszenuwcellen brengen impulsen van het centrale zenuwstelsel naar spieren of klieren.

Plantaardige weefsels

Steunweefsel
De stevigheid bij plantencellen komt door de celwanden. 
Bij steunweefsel is er extra celwandmateriaal afgezet. 


 
Dekweefsel
De buitenste laag van bladeren bestaat uit een laag afdekkende cellen. De cellen daaronder zijn vulweefsel. 


 
Vezels
Planten krijgen ook stevigheid door vezels. De cellen van vezels hebben dikke celwanden die veel houtstof bevatten. De cellen binnen deze stevige celwanden sterven af. 

 
Vaatweefsel
Vaatweefsel bestaat uit kleine buisjes die zorgen voor het transport van stoffen in planten. De waterstroom gaat van de wortel naar de bladeren. Voedingsstoffen gaan van blad naar wortel. Doordat er verschillende celtypen zijn, heet dit een samengesteld weefsel.
 






 

Celdeling

Gewone celdeling (mitose) is nodig voor de groei of het herstel van weefsel. Door celdeling neemt het aantal cellen toe en kan het organisme groeien of kunnen er dode cellen vervangen worden.

Bij een celdeling worden eerst alle celorganellen verdubbeld. Het erfelijk materiaal in de kern (chromosomen die bestaan uit DNA) wordt ook verdubbeld en daarna deelt de kern zich. Ook het cytoplasma groeit. De kernen worden naar weerszijden van de cel getrokken en ook de organellen worden verdeeld. In het midden van de cel ontstaat een nieuw membraan.
De cel snoert in en splitst uiteindelijk in tweeën. Uiteindelijk worden de dochtercellen even groot als de oorspronkelijke cel.

Bij plantencellen vormt zich rondom de celmembraan een nieuwe celwand.

Na de celdeling zijn er cellen die zich blijven delen. Zij zorgen ervoor dat het organisme kan blijven groeien. Er zijn ook cellen die zich specialiseren. Zij gaan een bepaalde taak uitvoeren. Ze krijgen een vorm die bij die taak past (zie Van cel tot orgaan).

Video: Het kweken van weefsels

Het kweken van weefsel

Als je inzoomt op een organisme, zie je steeds kleinere eenheden. 
Van groot naar klein is dat: organisme, orgaanstelsel, orgaan, weefsel, cel. 

Van cel tot stelsel

Fotosynthese en verbranding

Fotosynthese en verbranding

Fotosynthese is een proces in een plant. Planten maken glucose met behulp van energie uit zonlicht.
Dit gebeurt in de groene delen van de plant, vooral in de bladeren.

De bladeren nemen via de huidmondjes koolstofdioxide op uit de lucht.
De wortelharen nemen water (en mineralen) op, dat via de wortels en stengels naar de bladeren wordt vervoerd. In de bladeren wordt van koolstofdioxide en water glucose gemaakt. Glucose is een soort suiker. Glucose wordt in de cellen van de bladeren direct omgezet in zetmeel.

Zonlicht levert de energie die nodig is voor de fotosynthese.
Het zonlicht wordt opgevangen door het bladgroen in de bladeren. Bij de fotosynthese ontstaat ook zuurstof.
Zuurstof verlaat het blad weer door de huidmondjes.



De fotosynthese is een belangrijke voorwaarde voor het bestaan op aarde; zonder zuurstof is immers geen leven mogelijk.

Alle levende organismen hebben energie nodig. De energie is nodig om te bewegen, waar te nemen, te reageren en voor de andere levenskenmerken.

Het deel van de stofwisseling waarbij grote stoffen worden omgezet in kleinere stoffen, heet dissimilatie. Bij dissimilatie komt energie beschikbaar. Verbranding is een vorm van dissimilatie.

 

 

 

Verbranding in dierlijke cellen (mens)

Om te bewegen heb je spieren nodig. Voor het samentrekken van spieren is energie nodig.
Ook voor andere processen in je lichaam is energie nodig. Die energie wordt geleverd door de verbranding.
De verbranding vindt plaats in alle dierlijke cellen, bijvoorbeeld in de spiercellen. De verbranding vindt plaats in kleine energiefabriekjes in de cel, de mitochondriën.
Op de foto hieronder zie je een mitochondrium.

Voor de verbranding zijn brandstof (glucose) en zuurstof nodig. De glucose komt uit voedsel.
De zuurstof adem je in. Via het bloed komt glucose en zuurstof bij de cellen.
Bij de verbranding komen water, koolstofdioxide en energie vrij. Water en koolstofdioxide verlaten je lichaam door uit te ademen.

 

Verbranding in plantaardige cellen

In plantaardige cellen vindt ook verbranding plaats, daarom zitten er in deze cellen ook mitochondriën.

Verbranding in cellen

Om te bewegen heb je spieren nodig. Voor het samentrekken van spieren is energie nodig.
Ook voor andere processen in je lichaam is energie nodig. Die energie wordt geleverd door de verbranding.
De verbranding vindt plaats in alle cellen. De verbranding vindt plaats in kleine energiefabriekjes in de cel, de mitochondriën.
Op de foto hieronder zie je een mitochondrium.

Voor de verbranding zijn brandstof (glucose) en zuurstof nodig. De glucose komt uit voedsel.
De zuurstof adem je in. Via het bloed komt glucose en zuurstof bij de cellen.
Bij de verbranding komen water, koolstofdioxide en energie vrij. Water en koolstofdioxide verlaten je lichaam door uit te ademen.

 

In plantaardige cellen vindt ook verbranding plaats, daarom zitten er in deze cellen ook mitochondriën.

Planten op het land en in het water



1 De wortels nemen water op.
2 Water gaat via houtvaten naar de bladeren.
3 Behalve water zijn voor fotosynthese koolstofdioxide en zonlicht nodig.
4 Fotosynthese vindt plaats in de bladgroenkorrels.
5 Bij fotosynthese ontstaan zuurstof en glucose.

 

 

 



1 Bladeren nemen water en koolstofdioxide op uit het water.
2 Bladeren nemen zonlicht op dat door het water op de plant schijnt.
3 Fotosynthese vindt plaats in de bladgroenkorrels.
4 Bij fotosynthese ontstaan zuurstof en glucose. Zuurstof komt in het water.

Transport in planten

Transportweefsel

In een vaatplant worden organische en anorganische stoffen vervoerd (getransporteerd) door buisjes.

Organische stoffen zijn die stoffen die groter en complexer zijn en worden gemaakt door organismen. Organische stoffen bevatten altijd de elementen koolstof (C), zuurstof (O) en waterstof (H). Anorganische stoffen komen voor in de niet levende natuur en zijn vaak eenvoudiger. Tenslotte zijn organische stoffen heel erg energierijk, terwijl anorganische stoffen dit niet zijn.


Er zijn twee soorten buisjes: bastvaten en houtvaten.
Bastvaten vervoeren organische stoffen, zoals glucose vanaf de bladeren naar alle delen van de plant.
Bastvaten bestaan uit levende cellen die water en glucose aan elkaar doorgeven.

Houtvaten vervoeren anorganische stoffen, zoals mineralen van de wortels naar de stengel, bladeren en bloemen. Houtvaten zijn holle buisjes van met elkaar verbonden dode cellen met dikke celwanden van hout.
Bastvaten en houtvaten liggen meestal naast elkaar in vaatbundels.
Om de vaatbundels heen ligt steunweefsel voor de stevigheid.

Als je een stengel bleekselderij overdwars doorsnijdt, zie je donkergroene stippen.
Dat zijn de vaatbundels met steunweefsel.
Elke vaatbundel bestaat uit bastvaten en houtvaten met steunweefsel eromheen.

Wortelharen

In de wortel zijn sommige opperhuidcellen uitgegroeid tot wortelharen. 
Wortelharen nemen water en mineralen op uit de bodem. 
Wortel vulcellen geven dit door aan de houtvaten.

Huidmondjes

In de opperhuid van de bladeren liggen huidmondjes. Door de huidmondjes kan water (vocht) verdampen. Ook gaat koolstofdioxide het blad in. Via de huidmondjes gaat zuurstof het blad uit. Het open- en dichtgaan de huidmondjes wordt geregeld door twee sluitcellen. De sluitcellen kunnen van vorm veranderen. Ze bevatten ook bladgroenkorrels.

Huidmondjes zitten bij landplanten aan de onderkant van het blad. Zo komen ze niet vol water en stof. Bij waterplanten met bladeren op het water, zitten de huidmondjes aan de bovenkant van het blad. Bijvoorbeeld bij een waterlelie. De huidmondjes zijn wel klein, om te voorkomen dat ze vol water komen zitten.



Huidmondjes: hierdoor kunnen stoffen zoals koolstofdioxide, zuurstof en water het blad in- en uitgaan.

Sluitcellen: regelen het open- en dichtgaan van de huidmondjes.

Video: Huidmondjes

Het openen en sluiten van huidmondjes

Vacuole, turgor in planten

In volgroeide plantencellen bevindt zich meestal een centrale vacuole, een grote centrale vochtholte die is gevuld met water en opgeloste stoffen. De vacuole kan zo groot zijn dat het cytoplasma alleen nog zichtbaar is als een dun laagje tussen vacuole en celwand.

Als de concentratie opgeloste stoffen in de vacuole hoger is dan in het grondplasma en daarbuiten (celomgeving), dringt er als gevolg van het verschil in waterdruk water vanuit de omgeving de vacuole binnen. Hierdoor zwelt de cel op. Uiteindelijk kan er geen water meer bij, omdat de celwand maximaal uitgerekt is. De spanning die op de celwand wordt uitgeoefend, houdt de cel stevig en wordt turgor genoemd.

Als de celomgeving meer opgeloste stoffen bevat (= een lagere waterdruk heeft) verlaat er water de cel. De cel krimpt dan, dit heet plasmolyse. De tussensituatie treedt op als er geen verschil in waterdruk is tussen de cel en zijn omgeving.
Men spreekt dan van grensplasmolyse.

Kijk hier voor een andere uitleg en animatie.

>> Terug naar Kennisbank