Hoofdstuk 7 en 8

HOOFDSTUK 7  Bij condensatie van 1 gram waterdamp wordt ruim 2000 J energie in de vorm van warmte aan de omgeving afgestaan. Daarmee kun je van ruim 500 gram water de temperatuur 1 graad laten staan.  Door het natuurlijk broeikaseffect koelt de aarde ’s nachts niet zo sterk af. Overdag dringt zonnestraling door de atmosfeer heen en verwarmt het aardoppervlak. ’s Nachts schijnt de zon niet en geeft de aarde warmte straling af. Door broeikaseffect wordt deze warmte grotendeels in de atmosfeer vastgehouden.  Zonnestraling plant zich voort in golven. Alle golven hebben dezelfde snelheid: de lichtsnelheid (300 000 km per seconde). Zonnestraling bevat straling met heel verschillende golflengten. Hoe korter de golflengte, hoe energierijker en ook hoe schadelijker de straling is. Bij de volgende soorten straling wordt de golflengte steeds kleiner: radiogolven, radargolven, microgolven, infrarood licht, zichtbaar licht, ultraviolet licht, röntgenstraling en gammastraling.  Alleen de aarde heeft vloeibaar water. Door leven daalde het gehalte van koolstofdioxide in de atmosfeer en steeg de hoeveelheid zuurstof.  Hoe leven op aarde mogelijk: veel (vloeibaar) water, zuurstof in de atmosfeer, geschikte temperatuur.  Atmosfeer: gas laag rond de aarde  Biosfeer: sfeer waarin leven zich afspeelt (> bovenste korst van de aarde en onderste stuk van de atmosfeer).  De atmosfeer beschermt het leven op aarde tegen schadelijke straling en ruimtepuin (> door wrijving verbranden). Water transporteert langs 2 wegen zonne-energie over het hele aardoppervlak. Namelijk: via water (oceaanstromingen) en via lucht (luchtstromingen, wind).  Het leven op aarde hangt samen met kringlopen die zich afspelen in de biosfeer.  Oeratmosfeer > veel CO2 (g) > Door de eerste plantaardige vormen van leven is CO2 omgezet in O2, zodat dierlijk leven mogelijk werd. - Nu in atmosfeer: 21% O2, 0,035% CO2  Water op aarde remt het stijgen en dalen van de temperatuur.  Temperatuurverschil tussen dag/ nacht > niet extreem groot.  Water werkt als waterpomp > water heeft een grote soortelijke warmte. Dus kan een grote soortelijke warmte opnemen/ afnemen zonder dat de temperatuur heel veel stijgt.  Door natuurlijke oorzaken verandert het klimaat op aarde regelmatig, zowel op korte als op lange termijn.  Ook zal bij veel warmte meer water verdampen, wat energie kost. Als de waterdamp later weer condenseert, zal er weer warmte vrijkomen.  Oceaanstromen voeren warmwater uit de tropen naar de rest van de aarde (warme golfstroom) > afgekoelde water als koude onderstroom terug.  Klimaatveranderingen zijn lastig te voorspellen omdat natuurlijke en menselijke invloeden niet goed uit elkaar zijn te houden.  Klimaatveranderingen in het verleden: er zijn ijstijden geweest (gemiddelde temperatuur laag), we zitten nu in een warme periode tussen 2 ijstijden.  De wereldeconomie is afhankelijk van de beschikbaarheid van fossiele brandstoffen.  Duurzame energie bronnen (raakt niet op): zonne-energie, wind energie, energie uit waterkracht.  Niet-duurzame energie (raakt op): steenkool, aardolie, aardgas, uranium.  Constatering: gemiddelde temperatuur op aarde stijgt. Verklaring: versterkte broeikaseffect (> door veelvuldig verbranden van fossiele brandstoffen zit er meer CO2 in de atmosfeer, waardoor meer warmte wordt vastgehouden), door verhoogde zonneactiviteit (zonnevlekken) wordt er meer warmte naar de aarde gestraald. > Verklaring (voor versterkte broeikaseffect) voor temperatuur stijging: dan zou je de hoeveelheid CO2 moeten beperken > minder fossiele brandstoffen gebruiken, meer bomen en planten, ontbossing tegen gaan.  Modellen kunnen voorspellen wanneer de fossiele brandstoffen op zijn. Dat hangt af van de bevolkingsomvang, het welvaartspeil en de omvang van de bewezen voorraden.  Kosten en technische problemen belemmeren toepassing van duurzame-energie bronnen.  CFK’s versnellen de afbraak van de ozonlaag. Wereldwijde maatregelen werken de afbraak tegen. Modellen voorspellen het effect van CFK-beperking.  Verdwijnen ozonlaag: narmaal evenwicht tussen afbraak van ozon (O3 ) en aanmaak ervan. Meer afbraak door CFK’s > daardoor werd de ozonlaag dunner.  Door internationale afspraken wordt er nu geen CFK meer geproduceerd en worden andere stoffen gebruikt in koelsystemen van koelkasten en als drijfgas in spuitbussen.  Menselijke activiteit brengt meer CO2 in de atmosfeer. Het is onbekend of dit veel invloed heeft op de stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde. Andere oorzaken zijn niet uitgesloten.  Broeikasmodellen hebben nog maar een geringe voorspellende waarde. Verder technisch en wetenschappelijk onderzoek is nodig. HOOFDSTUK 8  In de eicel van elke cel vind je de chromosomen. Ook is er celvocht aanwezig waarin allerlei noodzakelijke stoffen voor de opbouw en deling van de cellen te vinden zijn, onder andere de DNA-bouwstenen en de losse aminozuren.  Cellen zijn de bouwstenen van levende organismen. De meeste organismen bestaan uit miljarden cellen die alle zeer klein zijn. Al deze cellen zijn ontstaan door deling van de bevruchte eicel. Cellen van een embryo in een zeer vroeg stadium kunnen uitgroeien tot cellen met heel veel verschillende functies. Gespecialiseerde cellen kunnen na deling niet meer tot cellen met andere functie uitgroeien.  Chromosomen zijn ketens van de verschillende genen. In de kern van alle cellen van de mens zijn 23 paar chromosomen. Zaadcellen en eicellen hebben echter 23 enkele chromosomen, precies de helft van het aantal in de andere cellen.  Een enzym is een stof die als hulpstof onmisbaar is bij allerlei processen in het lichaam. Als het lichaam dit enzym zelf produceert, wordt het een hormoon genoemd. Bijvoorbeeld insuline dat in de alvleesklier gemaakt wordt. Enzymen en hormonen hebben de chemische eigenschappen van de eiwitten.  Een gen is een bouwplan voor een erfelijke eigenschap. Voor elke erfelijke eigenschap is er een ander gen. Zo heeft de ene mens het gen voor blauwe ogen, daarom krijgt hij blauwe ogen. Wie bruine ogen heeft, kreeg deze omdat hij in plaats van het gen voor blauwe ogen het gen voor bruine ogen geërfd heeft. De verschillende genen liggen in ketens aan elkaar, deze ketens heten chromosomen. Chromosomen vind je in de kern van elke cel.  Een hormoon is een hulpstof die in het lichaam allerlei processen regelt. Hormonen worden in kleine hoeveelheden door het lichaam zelf aangemaakt. Ze hebben de chemische eigenschappen van de eiwitten.  De structuur van het DNA vormde de sleutel tot het raadsel van de erfelijkheid.  DNA: erfelijk materiaal, verdeeld over 23 chromosomenparen in de kernen van lichaamscellen - Op chromosomen hebben we genen: stukjes DNA die een eigenschap bepalen. - Structuur DNA: gedraaide touwladder (helix) waarvan de sporten gevormd worden door base paren AT en GC. Dus 2 strengen die door de basen aan elkaar gebonden worden. (> bij de vorming van nieuwe cellen moet het DNA gekopieerd worden. Het DNA van een nieuwe cel is dus precies hetzelfde als het DNA van een oude cel. Eventuele fouten worden mee gekopieerd).  Het DNA-molecuul heeft de vorm van een dubbele spiraal. Beide helften van de spiraal worden aan elkaar gekoppeld door vaste basenparen AT eb CG.  DNA is drager van de code voor de opbouw van alle levensvormen.  DNA-diagnostiek is het onderzoek naar schrijffouten in de erfelijke code.  DNA-diagnostiek kanmensen voor grote dilemma’s plaatsen.  Kennis van DNA-afwijkingen hoeft niet altijd aan andere bekendgemaakt te worden.  DNA-diagnostiek: we weten zo ongeveer na voltooiing van het HUGO-project hoeveel genen menselijk DNA heeft (+/- 30 000). En waar de verschillende genen op de chromosomen liggen. - Door onderzoek kan dus bepaald worden af je in je DNA bepaalde afwijkingen hebt die een ziekte kunnen veroorzaken. Afwijkingen kunnen veroorzaakt worden door: van je ouders geërfd genetisch materiaal, verandering in genetisch materiaal door andere oorzaken (vb. toevallige fout bij kopiëren, sigarettenrook, radioactieve straling). - Technisch mogelijk om genetisch materiaal te onderzoeken: bij kinderen en volwassenen, bij ongeboren kinderen (vlokkentest, vruchtwaterpunctie). > Maatschappelijke gevolgen: leed bij mensen die weten dat ze zeer waarschijnlijk aan en erfelijke ziekte zullen overlijden, minder kans op baan of verzekering als werkgever of verzekeraar informatie heeft van je DNA. - Mogelijkheid om voor de geboorte het geslacht van het kind te bepalen.  HUGO-project (Human GenOme project): grote studiegroep met het doel om hele menselijke DNA in kaart te brengen. Dat wil zeggen de hele chemische structuur te bepalen van de 23 chromosoomparen van de mens. Bedoeling was te bepalen hoeveel genen in menselijke DNA zitten en waar ze zitten. - Verwachting 1998: we zullen +/- 80 000 genen vinden, het hele project zal zo’n 5 jaar duren. > Nu 2002 stand van zaken: al een jaar geleden is het project ongeveer afgerond, het blijkt dat er +/- 30 000 genen zijn in het menselijk DNA. - De verwachting is met de resultaten van het onderzoek: allerlei erfelijke ziekten sneller op te sporen en dus wellicht voorkomen of sneller genezen kunnen worden.  Rond 2005 zijn alle genen van de mens bekend. Die kennis is veel geld waard.  De ontwikkeling van een individu is veranderlijk en onvoorspelbaar binnen de grenzen van de erfelijke mogelijkheden.  Genetische manipulatie is het opzettelijk verwijzen van DNA.  Door DNA-modificatie kunnen erfelijke eigenschappen van dieren, planten en de mens veranderd worden.  Genetische manipulatie dwingt de samenleving tot het vaststellen van een nieuwe ethiek.  Genetische manipulatie: In het DNA worden 1 of meer genen weggeknipt en vervangen door andere genen. (vb. bacteriën insuline laten produceren)  Technische mogelijkheden op dit moment: - Bacteriën en andere micro-organismen zodanig laten veranderen dat ze menselijke eiwitten produceren (vb. insuline, groeihormoon). - Planten zodanig genetisch manipuleren dat ze bestand worden tegen vraatzuchtige insecten. - Dieren kweken met eigenschappen van andere dieren. Voorbeelden: Koeien kweken die in hun melk het natuurlijke antibioticum lactoferine produceren, varkens kweken met harten (die zozeer op menselijke harten lijken) dat ze makkelijk gebruikt kunnen worden voor harttransplantatie bij mensen.  Transgeen dier: een dier waarvan het DNA verandert is door genetische manipulatie  In de maatschappij is veel discussie over wat wel of niet zou moeten mogen op het gebied van genetische manipulatie.  Biotechnologie heeft de mogelijkheid al het leven te manipuleren. Voor veel mensen een beangstigend toekomstbeeld.  Worden al onze eigenschappen bepaald door ons DNA, door erfelijke omstandigheden dus? > NEE, omstandigheden spelen ook een grote rol.