Cellen

Biologie Thema 1 Basisstof 1 t/m 6
Basisstof 1 Wat is biologie? Biologie: studie van organismen (levende wezens). Organismen vertonen levensverschijnselen, anders noemen we het dood. Als iets nooit heeft geleefd is het levenloos. Levensverschijnselen: stofwisseling (alle chemische reacties). Er worden stoffen omgezet in anders stoffen, hierbij spelen enzymen een grote rol, ze versnellen de chemische reacties. Elk orgasme heeft een levensloop. Vanaf het ontstaan van elk individu vindt er groei en ontwikkeling plaats. Tijdens zijn levensloop kan en individu zich voortplanten. Dit is een nieuw individu met een eigen levensloop. Ook dit individu plant zich voort. Elk soort heeft dus een levenscyclus. Veel beroepen hebben met biologie te maken: natuur, milieu, voorlichting en uitleg, verzorging en bestrijding van ziekten. Er zijn ook beroepen die maar met 1 onderwerp van de biologie te maken heeft: voeding, beweging, voortplanting, de huid en zintuigen. Basisstof 2 Natuurwetenschappelijk onderzoek Al eeuwen zijn er theorieën opgesteld over het ontstaan van het leven. Heel lang is men uitgegaan van de theorie van de generatio spontanea. Volgens deze theorie kunnen organismen plotseling ontstaan uit levenloze of dode materie. Aristoteles dacht dat levenloze materie levenskrachten hadden, als het gunstig was zou er leven ontstaan uit deze levenloze materie. Anderen dachten dat organismen ontstonden uit heel andere organismen. Tot in de 19e eeuw waren er mensen die in deze theorie geloofden. Hij werd ondersteund door waarnemingen als maden die ontstaan uit rottend vlees. Van Helmont bewees dat er muizen ontstonden uit wasgoed met graankorrels. De Italiaan Redi twijfelde aan de theorie. Hij toonde aan dat ui rottend vlees uit een afgesloten pot geen maden ontstonden. Maar niet iedereen was overtuigd, er was namelijk geen verse lucht in de pot en zo kon er geen levenskracht ontstaan. Van Leeuwenhoek ontdekte met zijn microscopen veel eencelligen in water, hierdoor kreeg de theorie nog meer aanhang. Needham voerde in 1745 een experiment uit waarbij hij bouillon in een kolf deed en deze verhitte en vervolgens de kolf afsloot met een kurk, na enkele dagen was de vloeistof troebel en bleken er bacteriën in te zitten. In 1768 herhaalde Spallanzani deze proef, hij sloot de kolf echter niet af met een kurk maar smolt hem dicht, de vloeistof bleef helder en vrij van bacteriën. Maar weer kon er geen verse lucht bij de vloeistof, dus men was niet overtuigd. Pas in 1860 bewees de Fransman Pasteur dat de theorie niet klopte. Hij toonde aan dat overal micro-organismen aanwezig zijn, maar dat het heel eenvoudig mogelijk was de oplossing vrij te houden van bacteriën. Door koken maakte hij de oplossing steriel. Natuurwetenschappelijk onderzoek: Observatie; probleemstelling; hypothesevorming; experimentele fase; resultaten; conclusie. Verslag: Titel; inleiding; werkplan; resultaten; conclusie en discussie; litteratuur.
Basisstof 3 Organen, cellen en weefsels De meeste organismen hebben meerdere organen die allemaal een eigen functie hebben. Een groep organen samen voert een gezamenlijke functie uit en wordt een organenstelsel genoemd. (bladzijde 15, opdracht 8 en 9) Organen hebben vaak een vorm die past bij hun functie. Ook bij de lichaamsvorm van organismen is verband de zien tussen vorm en functie. Waterdieren hebben vaak gestroomlijnd lichaam, kop, romp en staart lopen in elkaar over. Botten zijn vaak hol (licht) en stevig, er lopen in de kop van een bot staaf- en plaatvormige beenbalkjes in de richtingen waarin de grootste krachten op het bot worden uitgeoefend. Botten in voeten hebben vaak een gewelfde vorm, om het lichaam te dragen en schokken op te vangen. Ontwerpers van technische apparaten kijken vaak oplossingen af bij organismen om het beste resultaat van hun constructie te krijgen. Zo bestaat het grootste deel van de hersens uit neuronen (zenuwcellen), ze staan met elkaar in verbinding zodat er snel signalen kunnen worden doorgegeven. De verbindingen vormen een neuraal netwerk. Dit netwerk staat model voor toepassingen in netwerken van computers. Men spreekt daarom ook wel van een kunstmatig neuraal netwerk. Het tegenstroomprincipe: aders en slagaders liggen tegen elkaar aan om zo goed mogelijk te voorkomen dat het bloed afkoelt op plaatsen waar het niet goed warm gehouden wordt. Hierbij is het belangrijk dat het bloed niet parallel loopt aan elkaar maar tegen elkaar instroomt. Organen zijn opgebouwd uit cellen. Door een microscoop zie je geen diepte meer in cellen, ze lijken plat. Ook bij cellen hangt de vorm samen met de functie. Cellen met dezelfde vorm en dezelfde functie liggen in groepen bij elkaar, dit is een weefsel. Bij veel weefsels zit er tussen de cellen tussencelstof. Dit is dood materiaal dat hard of zacht kan zijn (afhankelijk van de functie). Basisstof 4 De microscoop De meeste cellen kun je alleen onder een microscoop bekijken, je moet dan een preparaat maken van de cellen. Onderdelen van de microscoop: (bladzijde 21, opdracht 13) Tekening maken: bladzijde in 2 vlakken verdelen; grote tekeningen, potlood HB; omtrek met dunne lijnen tekenen; onderdelen tekenen; teken wat je ziet, niet wat je zou moeten zien; niet te ingewikkeld; noteer de naam van wat je hebt getekend, de vergroting, dwarsdoorsnede, kleurmiddel dat is gebruikt; namen van delen die je kent benoemen. Basisstof 5 Plantaardige en dierlijk cellen Een ui bestaat uit rokken: sterk verkorte en verdikte bladeren. Een deel van een cel met een eigen functie wordt een organel genoemd. Een cel bestaat uit cytoplasma (celplasma) en kernplasma. In het cytoplasma zitten verschillende typen organellen, daartussen bevindt zich het grondplasma (stroperige vloeistof die bestaat uit water met allerlei opgeloste stoffen). De buitenste laag van het cytoplasma is het celmembraan, dit is een dun vlies. De celkern bestaat uit kernplasma, de buitenste laag van dit kernplasma is het kernmembraan. De celkern regelt de stofwisselingsprocessen die in de cel plaatsvinden. In het cytoplasma kunnen vacuolen voorkomen. Dit is een blaasje gevuld met vocht. Een vacuole is omgeven door een vacuolemembraan. In dierlijke cellen komen niet vaak vacuolen voor en als ze er zijn blijven ze meestal klein. In plantencellen zitten vaak meerdere vacuolen die, als de plant ouder wordt, samenvloeien tot 1 grote centrale vacuole. Het cytoplasma ligt dan in een dunne laag tegen de celwand aan, we noemen dit dan een wandstandig cytoplasma. Bij plantencellen bestaat het vacuolevocht uit water met opgeloste stoffen, o.a. zouten, glucose en andere reservestoffen, afvalstoffen en kleurstoffen. De kleur van bloemen ( blauw, paars, rood of roze) wordt vaak veroorzaakt door de kleurstof anthocyaan. In het cytoplasma van jonge plantencellen (dus niet in dierlijke cellen) komen proplastiden voor, dit zijn kleine korrels die zich tot plastiden kunnen ontwikkelen. Uit plastiden kunnen chloroplasten, chromoplasten en leukoplasten ontstaan. In chloroplasten (bladgroenkorrels) vindt fotosynthese plaats. Hierbij wordt glucose gevormd met behulp van licht uit water en koolstofdioxide, en er komt zuurstof vrij. Chromoplasten (kleurstofkorrels) bevatten gele en/of rode kleurstoffen (pigmenten). De kleur van bloemen (geel, oranje, rood) wordt hier vaak door veroorzaakt. Chloroplasten en chromoplasten kunnen in elkaar overgaan, bijv. als een tomaat rijp wordt. Leukoplasten zijn kleurloos. Ze kunnen zich ontwikkelen tot chloroplasten, chromoplasten en amyloplasten (zetmeelkorrels). In dit laatste zit zetmeel opgeslagen. Het cytoplasma van een plantaardige cel vormt een stevig laagje om de cel heen: de celwand. Dit is tussencelstof en behoort niet tot de cel. De celwanden van naburige cellen sluiten vaak niet precies aan, tussen de wanden komen kleine holten voor: de intercellulaire ruimten. Ze zijn gevuld met lucht. Basisstof 6 De submicroscopische bouw van cellen Met een gewone lichtmicroscoop kun je een preparaat maximaal 1500X vergroten. Met een elektronenmicroscoop kunnen veel sterkere vergrotingen worden bereikt, waardoor meer organellen zichtbaar worden. Het endoplasmatisch reticulum is een ingewikkeld netwerk van dubbele membranen in het cytoplasma. Er liggen 2 membranen tegen elkaar een en hierdoor ontstaan afgeplatte holten en kanaaltjes. De ruimten tussen de membranen staan met elkaar in verbinding. Het vervult een functie bij het transport van stoffen in de cel. Het membranenstelsel van het endoplasmatisch reticulum gaat over in een kernmembraan. Dit is ook een dubbel membraan en er zitten openingen in, de kernporiën. Hierdoor staat het kernplasma in contact met het cytoplasma. In de kern komen een of meerdere kernlichaampjes voor, en er liggen chromosomen in die alleen tijdens de deling van een kern zichtbaar zijn. In de chromosomen bevindt zich de informatie over de erfelijke eigenschappen van een organisme. Deze informatie ligt vastgelegd in moleculen van de stof DNA. Ribosomen zijn organellen die een functie hebben bij de synthese (vorming) van eiwitten. Het grootste deel van de ribosomen ligt op de membranen van het endoplasmatisch reticulum, de rest komt vrij in het cytoplasma voor. Het Golgi-systeem bestaat uit opeengestapelde platte blaasjes die elk omgeven zijn door een celmembraan. De eiwitten die in de ribosomen zijn gevormd komen terecht in de ruimten tussen de membranen en het endoplasmatisch reticulum. Ze hebben dan nog niet hun uiteindelijke vorm. Van het endoplasmatisch reticulum komen blaasjes los die zich versmelten met het Golgi-systeem. Hier krijgen ze hun uiteindelijke vorm en ze komen los van het Golgi-systeem. Sommige blaasjes bevatten stoffen die buiten de cel worden afgegeven, deze afgifte wordt secretie genoemd. Er vindt veel secretie plaats in de cellen van slijmvlies en van klieren. In dierlijke cellen worden ook lysosomen van het Golgi-systeem losgemaakt. Lysosomen blijven in de cel. De eiwitten in de lysosomen zijn enzymen, deze hebben een functie bij stofwisselingsprocessen. Ze versnellen de reacties die in cellen optreden. Enzymen in lysosomen hebben een functie bij de vertering van stoffen in een cel. Mitochondriën zijn ronde of boonvormige organellen. Ze bestaan uit een dubbel membraan waarvan het binnenste membraan sterk is geplooid. Er vindt verbranding plaats, vooral van glucose. Hiervoor is zuurstof nodig. De enzymen die verbranding mogelijk maken liggen op het binnenste membraan. De energie die bij deze verbranding vrijkomt wordt tijdelijk opgeslagen in de moleculen van de stof ATP (adenosinetrifosfaat). Als er later energie nodig is in een cel wordt deze losgemaakt uit de ATP-moleculen. Het aantal mitochondriën per cel hangt af van de activiteit van de cel. Chloroplasten in plantaardige cellen zijn gevuld met membranen waartussen zich afgeplatte holten bevinden. Deze lijken gerangschikt te liggen als stapels munten. Op de membranen liggen de enzymen voor de fotosynthese. Het celmembraan vormt de grens tussen een cel en zijn omgeving. Het transport hiertussen vindt selectief plaats: het celmembraan laat bepaalde stoffen binnen maar houdt andere tegen. Het celmembraan regelt dus de samenstelling van het cytoplasma en beschermt het. Het celmembraan bestaat uit 2 lagen fosfolipiden (vetachtige stoffen) waarin eiwitten liggen ingebed. Deze verschillen in grote. Sommige eiwitten en fosfolipiden hebben koolhydraatketens die naar buiten steken. In bacteriën zijn vrijwel geen organellen te vinden, ze bezitten geen kernmembraan. Ze hebben 1 streng DNA die los in het cytoplasma ligt. Hierin zijn geen endoplasmatisch reticulum, mitochondriën, plastiden of vacuolen te onderscheiden. Wel hebben bacteriën een celmembraan met daaromheen een celwand.