Roulerend practicum diffusie, osmose, plasmolyse, assimilatie en

Vakfunctionaris open teelt
Growing strong 1
Leeractiviteit: Roulerend practicum diffusie, osmose, plasmolyse, assimilatie en
dissimilatie
Doel
Oriëntatie
Werken aan de verschillende onderdelen van de plant en het
leren van de functie
In dit onderdeel ga je je bezig houden met de verschillende onderdelen van
een plant en welke soorten weefsels we daarin aan kunnen treffen. De
functie van de verschillende processen wordt in theorie maar ook in
praktijkopdrachten duidelijk gemaakt.
Deze leeractiviteit hoort bij de Oefensituatie Verzorgen van het gewas.
Uitvoering
Bronnen
Tijdens het practicum worden de theorie en praktijk aan elkaar
gekoppeld
Een uitgevoerde praktijkopdracht, met uitgewerkte grafiek.
Afsluiting
Uitwerken
Beoordelingscriteria
Bijbehorende
competenties


Verzorgen van het gewas
gewasbescherming
Inleiding
Cellen van één organisme zien er niet allemaal hetzelfde uit. Ze ontstaan uit cellen die zich kunnen
delen (deelweefsel of meristeem). Na de groei van de cel gaan de cellen zich specialiseren, dat wil
zeggen dat de vorm en de inhoud worden aangepast aan de functie die de cel krijgt. Daardoor
kunnen oudere cellen behoorlijk van elkaar verschillen.
In dit onderdeel ga je je bezig houden met de verschillende onderdelen van een plant en welke
soorten weefsels we daarin aan kunnen treffen.
Onderdelen van een plant
Alle zaadplanten hebben wortels, stengels en bladeren.
Wortels dienen voor het vastzetten van een plant in de bodem. Daarnaast zorgen wortels voor het
opnemen van water en mineralen (voedingszouten)
Stengels dienen voor de stevigheid van de plant. Stengels dragen de bladeren en de bloemen.
Verder dienen stengels vooral voor het transport van water en opgeloste stoffen van de wortels
naar de bladeren en in omgekeerde richting.
Bij het onderdeel assimilatie en dissimilatie leer je dat in bladeren fotosynthese plaatsvindt. Daartoe
nemen bladeren koolstofdioxide uit de lucht, vooral via de huidmondjes. De zuurstof die bij de
fotosynthese ontstaat, verlaat de plant vooral via de huidmondjes.
De wortel
In de directe omgeving van de wortel (niet verder dan 1.5 mm van de wortel af) is een verhoogde
biologische activiteit aanwezig. Deze zone wordt de rhizosfeer genoemd.
De overgang tussen de stengel en de wortel heet de wortelhals. Een plant probeert een bepaalde
spruit/wortelverhouding te handhaven. Als een deel van de bovengrondse delen afgevreten of
beschadigd raken probeert de plant dit zo snel als mogelijk te herstellen door het verminderen of
stoppen van de wortelgroei en soms zelfs gedeeltelijk afsterven van het wortelstelsel, zodat alle
energie in hernieuwde stengel en bladvorming kan gaan zitten. Bij beschadiging of gedeeltelijk
afsterven van het wortelstelsel treedt het omgekeerde op.
Er zijn ook planten zonder wortel, zoals het wortelloos kroos. Ook zijn er parasitaire planten zoals
vogellijm (maretak), die hun wortels in een andere plant hebben en daar hun water en minerale
voedingsstoffen uithalen.
Wortels groeien tegen de zwaartekracht in, dus gewoonlijk naar beneden. Dit wordt negatieve
geotropie genoemd. Bij sommige planten, zoals klimop (Hedera), ontstaan wortels op de stengel als
de stengel ergens tegenaan komt. Deze reactie op aanraking wordt thigmotropisme genoemd.
Wortelharen bij kiemende sla
Aan de wortel zitten wortelharen, die voor de eigenlijke opname van water en minerale
voedingstoffen zorgdragen. Wortelharen zijn uitstulpingen van bepaalde rhizodermiscellen, die
geen cuticula hebben. Ze hebben maar een beperkte levensduur en worden meestal niet ouder dan
drie dagen. Aan de toppen van de wortels bevinden zich de groeipunten. De wortels die uit deze
groeipunten ontstaan, heten primaire wortels. Aan de top van een wortel zit een beschermkapje,
het wortelmutsje (calypra). Het wortelmutsje is slijmerig, waardoor de wortel makkelijk door de
grond groeit. Het wortelmutsje beschermt de delende cellen die zich daarachter bevinden.
Tijdens de kieming komt als eerste het kiemworteltje naar buiten. Op dit kiemworteltje worden als
eerste de wortelharen gevormd.
De stengel
De stengel geeft aan de plant stevigheid en zorgt voor transport van water, mineralen en
assimilaten. Daarnaast zorgt de stengel voor de groei van de plant zowel door groei in de lengte als
in de dikte.
Een plantenstengel bestaat uit leden (internodiën) en knopen (nodiën). De knopen zijn vaak verdikt.
Op de knopen van de stengel zitten de bladeren. Bij houtachtige gewassen zijn de twijgen bedekt
met een kurklaagje. Daarom zitten op het oppervlak van deze twijgen lenticellen, vergelijkbaar met
huidmondjes bij bladeren, waardoor gasuitwisseling door de kurklaag heen toch mogelijk is. Ook
kunnen er klieren op de stengel voorkomen.
Aan de top van de stengel zit een groeipunt, dat bij kruidachtige planten in de vegetatieve fase van
de plant bladeren vormt en in de generatieve fase bloemen. Bij houtachtige gewassen, zoals appel
en peer, zijn zowel bladknoppen (vegetatieve knoppen) als bloemknoppen (generatieve knoppen)
aanwezig. In de oksels van de bladeren en aan het eind van de stengel zitten één of meer
knoppen, die scheuten (nieuwe stengels met bladeren of bloemen) kunnen vormen. Zijn deze
knoppen verdwenen of zwaar beschadigd, dan kunnen uit zogenaamde slapende (adventief)
knoppen weer nieuwe scheuten ontstaan. De stengel kan al of niet vertakt zijn.
Soms is het moeilijk te zien of het een stengel of een wortel is. Wortels hebben echter nooit
knopen. Stengels hebben altijd knopen met of zonder bladeren. Als er geen bladeren aanzitten zijn
de bladlittekens nog wel te zien.
Een stengel kan kruidachtig of verhout zijn. Bij bomen is de stam eigenlijk een sterk verhoute
stengel met een sterke diktegroei.
Houtvaten en bastvaten
Het transport in zaadplanten vindt vooral plaats via vaten. Vaten zijn lange dunne buizen, die van
de wortels tot in de bladeren lopen. We onderscheiden houtvaten en bastvaten. In stengels liggen
de vaten bij elkaar in vaatbundels. In bladeren liggen de vaten in nerven. Houtvaten ontstaan uit
boven elkaar gelegen houtcellen. De houtcellen zetten tegen de verticale celwanden verdikkingen
af van cellulose en houtstof. De dwarswanden tussen de boven elkaar liggende houtcellen
verdwijnen en ten slotte verdwijnen ook de cellen zelf.
Via houtvaten worden water en mineralen (voedingszouten) vervoerd van de wortels, via de
stengels naar de bladeren.
Bastvaten ontstaan uit boven elkaar gelegen bastcellen. Bij bastvaten verdwijnen de dwarswanden
tussen de cellen niet, maar er komen openingen in. De cellen verdwijnen niet.
Bastvaten vervoeren water en assimilatieproducten (vooral suikers) van de bladeren naar alle delen
van de plant.
Het blad
Een volledig blad bestaat uit nerven met daartussen bladmoes en een bladsteel. Bij de aanhechting
aan de stengel, aan de basis van de bladsteel, zitten soms twee steunblaadjes. Soms kunnen ook
bladkliertjes, bolvormige orgaantjes, op de bladsteel aan de voet van de bladschijf zitten. De
bladsteel kan bij sommige plantensoorten lang en dik zijn en soms gekleurd. Als groente worden
bladstelen van bijvoorbeeld rabarber gegeten.
De structuur van bladeren zorgt ervoor dat een grote hoeveelheid zonlicht kan worden gevangen
met een relatief kleine hoeveelheid materiaal. De bladeren moeten dan wel goed op het licht zijn
gericht; er zijn veel plantensoorten die over de loop van de dag de richting van de bladeren zo
veranderen dat ze de optimale hoeveelheid zonlicht vangen. Er zijn plantensoorten waarbij het blad
hoofdzakelijk horizontaal gericht is en er zijn soorten, zoals grassen, granen en ui, waarbij het blad
hoofdzakelijk verticaal gericht is.
Planten groeien onder verschillende klimaatomstandigheden en hebben zich hieraan aangepast. Zo
bezitten vetplanten dikke bladeren, waarin zij water kunnen opslaan, zodat zij langer onder droge
omstandigheden kunnen blijven leven. Planten zijn altijd in gevecht met verdamping. Via de
huidmondjes vindt bij planten de grootste verdamping plaats. Planten proberen de verdamping zo
goed mogelijk tegen te gaan door de sluitcellen van de huidmondjes te sluiten. Dit komt omdat de
turgor in deze cellen dan veranderd. Wordt de turgor lager, dan sluiten de huidmondjes en als de
turgor hoger wordt, dan gaan ze open.
Planten die altijd onder omstandigheden met een lage luchtvochtigheid moeten leven, hebben
tegen uitdroging resistente (xeromorfe) bladeren. Planten die op of onder water leven, hebben weer
andere aanpassingen. In ons land komen voornamelijk planten voor met standaard (mesomorfe)
bladeren. Planten die onder schaduwomstandigheden leven, hebben bladeren met een dunnere
bladschijf (hygromorf blad). Bladeren van zogenaamde schaduwplanten verdragen echter geen
volle zon en moeten dus altijd in de schaduw staan.
In de
afbeelding
hiernaast is
een foto van
een
dwarsdoorsne
de van de
plant te zien.
Bovenepidermis
Pallisadeparenchym
Vaatbundel
Sponsparenchym
Onder epidermis met
huidmondjes
Assimilatie en dissimilatie
Om te kunnen leven laten organisme stofwisselingsprocessen plaatsvinden. Bij stofwisseling gaat
het erom energie vrij te maken. Om energie vrij te maken moet het wel eerst ergens zijn
opgeslagen. Planten zijn de enige organismen die in staat zijn om energie op te slaan. We noemen
het proces waarbij energie in de plantencel wordt opgeslagen fotosynthese (assimilatie) en als er
energie wordt vrijgemaakt noemen we dat verbranding (dissimilatie). Fotosynthese vindt plaats in
alle groene plantendelen die in het licht staan. Voor fotosynthese zijn twee stoffen nodig:
koolstofdioxide en water. Deze stoffen worden bij fotosynthese verbruikt. Bij fotosynthese ontstaan
glucose en zuurstof.
Om fotosynthese te laten plaatsvinden is (zon)licht nodig. Licht is een vorm van energie. Deze
energie wordt gebruikt bij de vorming van glucose. Als er fotosynthese heeft plaatsgevonden, zit
deze energie in de gevormde glucose. We zeggen dat glucose een energierijke stof is.
Bij fotosynthese wordt lichtenergie vastgelegd in glucose.
We kunnen de reactie van de fotosynthese zo samenvatten:
Koolstofdioxide + water + lichtenergie  glucose + zuurstof
Als we dit scheikundig willen noteren, moeten we de stoffen eerst in een scheikundige afkorting
(elementen) omzetten. Iedere stof op aarde heeft zijn eigen afkorting. Voor dit onderdeel moeten
jullie de volgende elementen kennen.
O2 = zuurstof
H2 = waterstof
C = koolstof
Deze atomen kun je aan elkaar koppelen en zo een nieuwe stof maken. Zo krijg je als je zuurstof
en waterstof aan elkaar koppelt water. Met behulp van formules is het echter mogelijk om in zo’n
schema aan te geven hoe de stoffen er precies uitzien.
Water (g) + zuurstof (g)  water (l)
Scheikundig schrijven we dat zo op:
O2 + H2  H2O
We praten vanaf nu dan ook over reactievergelijkingen. Daarin staan de molecuulformules van de
reagerende stoffen en van de reactieproducten. Achter de molecuulformules van deze stoffen
zetten we de faseaanduiding.
Voor de faseaanduiding gebruiken we de volgende afkorting.
Als een stof in vaste vorm voorkomt (s)  solid
Als een stof in vloeibare vorm voorkomt (l)  Liquid
Als een stof in gas vorm voorkomt (g)  gas
Bij een reactievergelijking kunnen geen atomen verdwijnen en er ontstaan ook geen nieuwe
atomen. De atomen van de beginstoffen hergroeperen zich tot moleculen van de reactieproducten
(dat zijn dus nieuwe stoffen). Dat betekent dat je bij het maken van een reactievergelijking eraan
moet denken dat het aantal atomen van de beginstoffen even groot moet zijn als het aantal atomen
van de reactieproducten.
Zorg er dus voor dat het aantal atomen vóór de reactiepijl even groot is als het aantal atomen
achter de reactiepijl. Als dat het geval is, mag je zeggen dat het reactieschema klopt. Zo’n
‘kloppend’ reactieschema noem je een reactievergelijking.
Bij een reactie is het aantal atomen van de beginstoffen even groot als het aantal atomen van de
reactieproducten. Je zou een reactievergelijking kunnen vergelijken met een weegschaal, die in
evenwicht moet zijn: beginstoffen  reactieproducten
Voor de reactievergelijking O2 + H2  H2O (hierboven besproken) houdt dat in:
O2 + 2H2  2H2O ‘klopt’. Qua hoeveelheid.
Er is voor iedere keer dat er 2 keer water wordt gemaakt 1O2 nodig en 2H2.
De reactievergelijking voor fotosynthese ziet er als volgt uit:
Koolstofdioxide + water + lichtenergie  glucose + zuurstof
CO2 + H2O + energie  C6H12O6 + O2
Maak je deze kloppend dan ontstaat er het volgende:
6CO2 + 6H2O + energie  C6H12O6 + 9O2
In een uitleg omgezet betekent dat dus dat een plant om glucose te maken 6x een CO2 en 6x een
H2O nodig heeft. Het aantal atomen is nu voor en na de pijl gelijk in aantal.
De koolstofdioxide die de plant nodig heeft
haalt de plant via huidmondjes uit de lucht.
Water wordt opgenomen uit de bodem, vooral
via wortelharen. Koolstofdioxide en water zijn
anorganische stoffen. Deze stoffen bevatten
vrijwel geen energie.
Bij fotosynthese ontstaan glucose en zuurstof.
Glucose is een organische stof die veel energie
bevat. Van glucose maakt een plant allerlei
andere stoffen, bijvoorbeeld de stoffen waaruit
de plant zelf bestaat. De zuurstof die bij de
fotosynthese ontstaat, verlaat de plant vooral
via huidmondjes.
Fotosynthese kan alleen plaatsvinden in cellen
met bladgroen.
Bij sommige planten lijkt het alsof ze geen
bladgroen hebben. Een witte kool bijvoorbeeld
is wit van kleur. Toch bezit een witte kool
bladgroen.
Huidmondjes
Bij verbranding reageert brandstof met zuurstof. Hierdoor ontstaan verbrandingsproducten: Bij een
verbranding van koolwaterstoffen ontstaat altijd koolstofdioxide en water. In de cellen van
organismen is glucose meestal de brandstof. Je hebt geleerd dat bij fotosynthese energie wordt
vastgelegd in glucose. Als glucose wordt verbrand (dissimilatie) komt deze energie weer vrij. Bij
verbranding in je lichaam komt energie meestal vrij in de vorm van warmte of beweging. Deze
energie wordt gebruikt voor allerlei processen. Voor het op peil houden van je lichaamstemperatuur
bijvoorbeeld is energie nodig. Bij verbranding in de cellen van je lichaam komt energie vrij in de
vorm van warmte. Deze warmte zorgt ervoor dat je lichaam niet afkoelt. Ook als je je lichaam wilt
bewegen, is daar energie voor nodig. Deze energie wordt vrijgemaakt doordat in de spieren
glucose wordt verbrand. We kunnen de verbranding van glucose zo samenvatten.
Glucose + zuurstof  koolstofdioxide + water + energie
(brandstof)
(verbrandingsproducten)
De brandstof in cellen is altijd een energierijke, organische stof. Bij de verbranding komt energie uit
de brandstof vrij. De verbrandingsproducten zijn altijd anorganische stoffen. Deze stoffen bevatten
vrijwel geen energie meer.
Diffusie
Diffusie is de spontane, ongerichte verspreiding van moleculen, warmte of impuls. Diffusie vindt
altijd plaats van een hoge concentratie naar een lage concentratie.
Bij een afgesloten systeem zal het eindresultaat daardoor een evenwichtige verdeling van de
materie, warmte of impuls zijn.
Voorbeelden hiervan zijn:
• Een druppel kleurstof in water die zich in de loop van de tijd verspreidt, waardoor alle
vloeistof na verloop van tijd dezelfde kleur heeft. Dit proces gaat sneller in warm water dan
in koud water omdat de diffusie in warm water sneller verloopt: In warm water bewegen de
moleculen sneller.
• Voedingsstoffen die vanuit de darm door de darmwand in het bloed komen.
• Zuurstof dat vanuit de ingeademde lucht in de longblaasjes naar het bloed gaat.
Diffusie is een zeer langzaam proces. Als het toch snel lijkt te gaan, dan is er eerder sprake van
convectie of straling.
Het verschil tussen osmose en diffusie zit hem in het membraan. Bij diffusie heb je een permeabele
membraan en bij osmose een semipermeabele membraan, waar slechts water doorheen kan.
Beide processen zijn hetzelfde, alleen bij osmose vindt er dus watertransport plaats en bij diffusie
ook van de opgeloste deeltjes tot de concentratie aan beide kanten van het membraan gelijk is.
Osmose
Een wand kan voor een bepaalde stof doorlaatbaar (permeabel) of ondoorlaatbaar (impermeabel)
zijn. Door een impermeabele wand kan uiteraard geen diffusie van een stof optreden.
Een heel bijzondere situatie ontstaat als een wand selectief permeabel is, dat wil zeggen voor
sommige stoffen permeabel en voor andere stoffen impermeabel. Men spreekt ook wel van semipermeabel of halfdoorlatend, als het oplosmiddel wél en de opgeloste stof niét door de wand kan.
Omdat celmembranen zich deels gedragen als semipermeabele membranen spelen de gevolgen
daarvan - de zogeheten osmotische verschijnselen - een grote rol in de natuur. Daarom zullen
we er ruime aandacht aan besteden.
Als een semi-permeabele wand wel een oplosmiddel maar niet de opgeloste stof doorlaat kan
osmose optreden. Wanneer namelijk twee oplossingen met verschillende concentraties aan
opgeloste stoffen zich bevinden ter weerszijde van een semi-permeabele wand, kan er geen
homogene verdeling van de opgeloste stof ontstaan door diffusie van deze stof. Wel kan het
oplosmiddel (doorgaans water) diffunderen naar de zijde met de sterkste oplossing. Zolang de
concentraties aan beide zijden van de membraan verschillend zijn, zal het oplosmiddel een nettoverplaatsing in één richting vertonen. Dit watertransport noemt men osmose. In het geval van de
twee oplossingen met ongelijke concentratie noemt men de sterkste oplossing hypertoon, de
zwakste hypotoon. Het oplosmiddel beweegt zich dus naar de hypertone oplossing toe, zoals
hierboven in beeld gebracht.
Dat transport stopt pas als de concentratieverschillen teniet zijn gedaan, of als er een even grote
hydrostatische tegendruk is ontstaan. Zoals in de situatie die is afgebeeld:
Omdat osmose dus kan leiden tot drukverschillen, spreekt men ook van een verschil in
osmotische druk of van osmotische waarde tussen twee vloeistoffen (gescheiden door een
semipermeabele membraan).
Definitie:
De osmotische waarde (Os.w) van een oplossing is uitsluitend afhankelijk van het aantal
opgeloste deeltjes (ionen, moleculen enzovoort) en is te berekenen met de volgende formule:
Osmose rond biologische membranen
De meeste in en rond organismen voorkomende vloeistoffen zijn waterige oplossingen. Er blijkt een
groot aantal biologische membranen te bestaan die in levende toestand ten aanzien van waterige
oplossingen semi-permeabel zijn, met als gevolg een veelvuldig voorkomen van osmose in en rond
organismen.
Van belang is hierbij het volgende:
A. In tegenstelling tot het hierboven beschreven zuiver fysische osmotische model, is de
semipermeabiliteit van levende membranen niet altijd simpelweg toe te schrijven aan een
zeefwerking. Andere oorzaken kunnen zijn:
1. de opgeloste deeltjes zijn elektrisch geladen (ionen) en de poriën in het membraan eveneens.
De lading van het membraan beïnvloedt dan de mogelijkheid van de ionen om het membraan te
passeren. Het wordt hierdoor semipermeabel.
2. de opgeloste deeltjes zijn slecht oplosbaar in het materiaal van het membraan, met als gevolg
een zeer langzame of in het geheel geen passage door het membraan.
Hoe een celmembraan precies functioneert, komt ter sprake in het onderdeel de cel.
B. De semipermeabiliteit van levende membranen is in veel gevallen relatief, doordat bepaalde
opgeloste moleculen vaak in zeer geringe mate toch doorgelaten worden. Dit leidt tot osmotische
effecten van tijdelijke aard. Deeltjes die wel gemakkelijk door een membraan diffunderen dragen
dus niet bij aan het osmotische effect (en heten daarom osmotisch inactief). Dit geldt voor kleine
ongeladen moleculen zoals water, zuurstof en koolzuurgas, maar ook voor vetoplosbare stoffen als
alcohol, ether en ureum.
Plasmolyse
Op grond van de volgende feiten
treden vooral bij plantencellen
spectaculaire osmotische
verschijnselen op.
A. Van de verschillende
grensvlakken in en rondom een
plantaardige cel zijn er een aantal
permeabel (onder andere de
kernmembraan en de celwand
inclusief de stippels). Overwegend
semipermeabel zijn:
1. de tonoplast: de grenslaag van
het cytoplasma met de vacuole.
Dit membraan verhindert een vrije
uitwisseling van deeltjes tussen de vacuole en het cytoplasma.
2. het plasmalemma: de grenslaag van het cytoplasma gelegen tegen de celwand. Het is voor
bepaalde ionen permeabel en laat andere ionen niet door. Voor oplossingen, waarin meerdere
soorten ionen aanwezig zijn, is het plasmalemma daarom meestal semipermeabel.
B. De wortelharen van een plant zijn omgeven door een fijne waterfilm die een zeer lage (bodem)zoutconcentratie bezit, terwijl ook de andere cellen in het inwendige van de plant door een
waterfilm met een lage osmotische waarde zijn omgeven.
C. Het vacuolevocht is een waterige oplossing van onder andere suikers, zouten, kleurstoffen,
organische zuren en looistoffen, met een gezamenlijke concentratie die duizenden malen groter
kan zijn dan de concentratie van de opgeloste stoffen in de waterfilm buiten de cellen.
Het resultaat van deze gegevens is dat het vacuolevocht een netto osmotische waarde bezit van 57 atmosfeer ten opzichte
van het intercellulaire
medium, en daardoor
krachtig water zal
aanzuigen. Dit is dus de
osmotische druk van
het systeem. Het hierdoor
opgenomen water
verlaagt de osmotische
waarde van de cel, terwijl
het volume van de cel
toeneemt. Hierdoor gaat
de celinhoud een druk op de celwand uitoefenen. Deze druk heet turgordruk. De elasticiteit van de
celwand laat een zekere uitrekking toe, maar veroorzaakt tegelijkertijd een tegendruk op de
celinhoud. Deze druk heet wanddruk en is des te groter naarmate de celwand verder is uitgerekt.
De zuigspanning is steeds gelijk aan het verschil tussen de osmotische druk (zuigt water aan door
concentratieverschil) en de wanddruk (perst water weg).
De celvergroting stopt bij het bereiken van een evenwichtstoestand tussen de osmotische druk en
de wanddruk. Dit wil zeggen: per tijdseenheid worden er uit de onder spanning staande cel
evenveel watermoleculen geperst als er worden aangezogen. De zuigspanning is op dit moment tot
nul gereduceerd. De strak gespannen en een zekere stevigheid bezittende cel verkeert nu in turgor,
of zoals men ook zegt, zij is volledig
turgescent.
Doordat dierlijke cellen geen stevige
elastische wand om hun celmembraan heen
hebben, geven dierlijke cellen geen
aanleiding tot dit type osmotische
verschijnselen. Dierlijke cellen die osmotisch
te veel water aanzuigen, knappen (zie
hemolyse van rode bloedcellen).
Verwelken
Alle niet-verhoute plantedelen ontlenen hun stevigheid grotendeels aan de turgescentie van hun
cellen. Dat deze stevigheid afhankelijk is van de
waterhuishouding van de plant blijkt uit het verwelken van
afgeplukte bloemen en bladeren. De watermoleculen
verdampen in dit geval door de membranen, terwijl de plant
niet bij machte is het verlies aan te vullen.
Plasmolyse
Omgeeft men een stukje turgescent plantaardig weefsel
met een hypertonische oplossing, dan gaat er water uit de
cellen de oplossing in (zie schema hierboven). In iedere cel
wordt de vacuole kleiner, de turgordruk gaat afnemen, de
elasticiteit van de
celwand brengt de
gehele cel tot een kleiner
volume terug.
Gaandeweg daalt hierbij
de wanddruk en wordt
nul. Op dat moment heeft
de celwand zijn minimale afmeting bereikt (de gehele cel zijn
minimale volume) en is niet meer uitgerekt. Bij voortgaande
verkleining van de vacuole blijft het cytoplasma direct de vacuole
omgeven en laat los van de celwand. Deze toestand heet
plasmolyse en is microscopisch waarneembaar (zie bij
plasmolyse proeven).
Als in een weefsel circa 50% van de cellen een begin van
plasmolyse vertoont spreekt men van grensplasmolyse. De
oplossing die grensplasmolyse veroorzaakt bezit de gemiddelde
osmotische waarde van de weefselcellen. Brengt men een
geplasmolyseerde cel na een korte tijd (minder dan ongeveer één
uur) terug in zuiver water, dan treedt deplasmolyse op en
herstelt zich de normale toestand. De cel blijft dan in leven (zie bijgaande foto's van de siernetel
Coleus). Bij langdurige plasmolyse is door het watergebrek het cytoplasma klaarblijkelijk irreversibel
(onomkeerbaar)
beschadigd en sterft de cel.
Wanneer een cel zwak
plasmolyseert met een juist
hypertonische oplossing,
treedt er na enige tijd
spontaan deplasmolyse op.
Hoewel plasmolyse in
principe aan iedere
plantaardige cel gedemonstreerd kan worden, gebruikt men bij voorkeur die weefsels waarbij de
vacuolen door anthocyaan gekleurd zijn (epidermis Rhoeo, bladhaar Gynura, opperhuid rode ui) of
waarbij het cytoplasma veel plastiden bevat (blad waterpest met chloroplasten, of opperhuid
bloemkelk O.I kers met chromoplasten).
Opdracht: de osmometer
Inleiding
De osmometer (zie onder) is een eenvoudig apparaat om de osmotische druk van een oplossing
te bepalen. Letterlijk druk, want gemeten wordt tegen welke waterdruk in (= hoogte van de
waterkolom) een
osmotische
waterverplaatsing
optreedt onder invloed
van een verschil in
concentratie aan
opgeloste stoffen ter
weerszijden van een
semipermeabel
membraan.
Methode
Sluit 4 osmometers goed af met een kunstmatige semipermeabele membraan (bijv. varkensblaas,
oranje in fig.A). Vul de klok van de osmometer met sacharosenoplossingen (groen in de figuur) en
plaats de osmometer met behulp van een statief zodanig in een bak met water (figuur B) dat het
vloeistofniveau gelijk is binnen en buiten de osmometer.
Meting
Laat deze opstelling zo staan en meet elk half uur de stijging in de osmometer (noteer in tabel).
Het verschil tussen de osmotische waarde van de twee oplossingen bepaalt hoe groot de feitelijke
druk bij de start is, namelijk:
Osm.w. binnen - Osm.w. buiten (in bar eenheden uitgedrukt).
Hoe groter het verschil, hoe sterker de waterstroom bij de start.
Door de waterstroom zal in de stijgbuis een waterkolom ontstaan en deze gaat een tegendruk
vormen tegen de waterstroom door het membraan; hierbij geldt 10 meter waterkolom = 75 cm
kwikkolom = 1 bar.
Op den duur zal zich een evenwicht instellen. Geef in een vergelijking aan welke drukken in de
evenwichtssituatie aan elkaar gelijk zijn:
Resultaat
Maak een tabel als hieronder en zet de gegevens in een grafiek.