h 5-8

Bij melkzuurfermentatie-/gisting gebruiken de bacteriën lactose in melk als een energierijke stof en zetten die o in melkzuur.

Melkzuurfermentatie is een voorbeeld van een anaerobe dissimilatie.

Door deze gisting maken ze het voedsel langer houdbaar.

Het gebruik maken van bacteriën en schimmels voor het houdbaar maken van voedsel heet klassieke biotechnologie.

Gisten zijn eencellige schimmelsoorten die overal voorkomen.

Een andere techniek is alcoholfermentatie-/gisting en heeft als bruto reactievergelijking:

C6H12O6 → 2C2H6O + CO2 + 2ATP

Dit is ook een anaerobe dissimilatie.

Niet alleen wijn wordt zo gemaakt maar ook brood, ze maken wijn van druiven en bier van granen.

H6 (1/3/4/5)

1. 1. Meer dan voedsel

Eiwitten zijn bouwstoffen die een baby goed kan gebruiken om nieuwe cellen te maken. Na een paar dagen neemt het eiwitgehalte af en komen er meer vetten en koolhydraten, die gebruikt de baby weer als brandstof.

De moedermelk is erg belangrijk voor baby's want het levert antistoffen, vitamines en mineralen. Dat zijn beschermende stoffen, nodig om het lichaam gezond te houden.

De samenstelling van de darmflora (darmbacteriën) varieert van persoon tot persoon. Daarmee lijkt de darmflora net zo uniek als een vingerafdruk.

Een gezonde voeding voorziet in de behoeften die een mens op dat moment heeft.

Eten en drinken kunnen het welbevinden van mensen vergroten.

1. 1. Enzymen

Verteringsenzymen bevorderen de afbraak van voedingsstoffen met grote moleculen. Zij werken specifiek: 1 substraat, 1 reactie. Zelf veranderen de enzymmoleculen niet tijdens de reactie,

de enzymactiviteit is het hoogst bij de optimumtemperatuur en de optimum-pH. De enzymactiviteit kun je weergeven volgens een optimumkromme.

Bij vertering van koolhydraten, eiwitten en vetten zijn diverse enzymen betrokken. Deze enzymen werken bij verschillende pH's. Na vertering zijn er kleine moleculen ontstaan.

1. 1. Opname

Je hebt bepaalde bewegingen in je darmwand om je voedsel te vervoeren. Je hebt:

• kringspieren;

• lengtespieren

De knijpende darmbeweging heet darmperistaltiek.

Een goed voorbeeld van een kringspier is de maagportier, deze spier voorkomt dat het zure voedsel in de maag meteen de darm ingaat.

In elk orgaan is een andere pH-waarde dus de pH-waarde van de maag is schadelijk voor de enzymen uit de dunne darm (bijvoorbeeld).

Door een groot aantal plooien met veel uitstulpingen, de darmvlokken, is het oppervlak van de dunne darm vergroot.

Deze cellen hebben celmembranen met microscopisch kleine uitsteeksels (de microvilli), via dat nemen ze voedingsstoffen op uit de darminhoud en geven die af aan het bloed en lymfe. Die opname heet resorptie.

Als je een ontsteking aan je dikke darm (bijvoorbeeld) hebt gehad kun je prebiotica nemen om je darmflora sneller te laten herstellen.

1 van de taken van de dikke darm is de resorptie van water. Een andere is het produceren van de ontlasting.

1. 1. Opslag en afbraak

Van hemoglobine in je maken je milt- en levercellen bilirubine, een gele kleurstof. Dat stroomt daarna naar de galblaas, van de galblaas gaat het via de galgang naar de twaalfvingerige darm en van daar naar de darm, in de darm wordt de gele vloeistof omgezet in bruine vloeistof (daar komt de kleur van je ontlasting ook vandaan).

De galzure zouten emulgeren vetten.

Als er een teveel aan glucose is zetten de alvleesklier hormonen het tijdelijk om in glycogeen.

Aminozuren bereiken via de poortader de levercellen, de cellen bouwen daar allerlei bloedeiwitten van, die een functie hebben in het bloed zelf, bijvoorbeeld stolling.

Je hebt essentiële aminozuren, die kan de lever niet maken en moet je dus doormiddel van je voedsel binnenkrijgen.

Levercellen maken ook cholesterol, een vetachtige stof die in celmembranen voorkomt. Het transport van het vetachtige cholesterol gaat via het waterige bloed met behulp van de bloedeiwitten.

De lever kan gifstoffen (bijvoorbeeld medicijnen) ook afbreken.

H7 (1/2/3/4/5)

1. 1. Waarneming: je eten bederft

Micro-organismen zijn alle organismen die zo klein zijn dat we ze niet met het blote oog kunnen zien, zoals bacteriën en schimmels.

Voedselvergiftiging ontstaat door giftige afvalstoffen van ziekteverwekkers, bij voedselinfectie zijn je darmen ontstoken.

Organismen deel je op in 4 Rijken:

• bacteriën
• schimmels
• planten
• dieren

Deze opdeling is gebaseerd op de bouw van de cellen.

Virussen horen hier niet bij want ze planten zich voort via een gastheer, niet zelf.

Ze hebben dus niet alle levenskenmerken.

1. 1. Onderzoeksvraag: hoe rem je voedselbederf?

Manieren tegen voedselbederf:

• Invloed van gassen op het voedsel:
  • bijvoorbeeld vacuüm verpakken
• Osmose toepassen:
• Conserveermiddelen:
  • bijvoorbeeld in azijnzuur want het zuur verhindert de ontwikkeling van de bacteriën
• Temperatuurbehandeling:
  • Pasteuriseren is dan een oplossing, je beperkt dan de schade aan het product maar niet alle bacteriën.
  • Steriliseren is een andere oplossing, dat dood wel alle bacteriën.
  • UTC-technologie is een oplossing waarbij de machine super hete stoom door een product blaast in korte 'schokken' (max 140 graden) die bacteriën en schimmels doden en de schade aan het product beperken.
• Doorstralen:
  • met gammastraling bijvoorbeeld.

Natuurlijk onderzoek begint bij een onderzoeksvraag. Je formuleert daarna je hypothese (verwachting) en toetst deze in het experiment. Uit deze resultaten trek je een conclusie, is de hypothese niet bevestigd, dan leidt een nieuwe hypothese tot een vervolgonderzoek.

1. 1. Experimenteren: de osmose truc met suiker en zout

In een cel houdt de celmembraan de inhoud bij elkaar. Actieve cellen bouwen stoffen en breken stoffen af.

Moleculen verplaatsen zich van een hoge naar een lage concentratie stof: diffusie.

Diffusie is een passief transport, het kost de cel geen energie.

Celmembranen bestaan uit een dubbele laag fosfolipiden, een vetachtige stof.

Watermoleculen gaan via de waterkanaaltjes ongehinderd de cel in en uit. Deze verplaatsing door een membraan heen heet osmose.

Osmose is een passief transport.

Moleculen hebben ook een apart kanaal. Gaan de moleculen met de concentratie mee door het membraan, dan heet het passief transport. Gaan ze tegen de richting in dan heet het actief transport.

Als een stukje membraan loslaat van de celmembraan dan brengt hij de deeltjes in het celplasma (de deeltjes die te groot zijn voor de eiwitkanalen), dit heet endocytose.

Als het deeltje, het deeltje is die de cel gaat verteren, dat het het transportblaasje een voedingsvacuole.

EEndo- en exocytose

Als er deeltjes via het golgi-systeem de cel weer uitgaan heet dat exocytose.

Als de watermoleculen de cel verlaten, en de cel krimpt heet dat plasmolyse. De turgor is de druk waarmee de celinhoud van binnen uit tegen de celwand aan duwt, als de cel krimpt hebben ze dat niet meer.

Als de celwant zijn spanning kwijt is maar het celmembraan laat nog niet los van de celwand heet dat grensplasmolyse.

Hoe meer stoffen er in water zijn opgelost, des te hoger de osmotische waarde van de oplossing.

Als een cel een hoge osmotische waarde heeft is dat in vergelijking met een cel met een lagere osmotische waarde de hypertonische oplossing en de cel met de lagere osmotische waarde de hypotonische oplossing.

Oplossingen met een gelijke osmotische waarde zijn isotonisch ten opzichte van elkaar.

Een turgor en een plasmolyse komen oor bij plantencellen want die hebben een celwand, dierlijke cellen hebben dat niet.

1. 1. Resultaten en conclusie: meten is weten!

Voordat je een conclusie mag trekken, hoor je controle-experimenten uit te voeren. Met een controle-experiment toon je aan dat er geen andere factoren zijn die invloed hebben op de resultaten van het experiment.

De voorwaarde voor een goed onderzoek is, dat er maar 1 variabele factor in het spel is. Dat maakt de conclusie van het onderzoek eenduidig: het resultaat van het onderzoek kan alleen veroorzaakt zijn door die ene variabele.

Een deel van de patiënten dat de placebo (nepmedicijn) krijgt, zal door het vertrouwen in het 'medicijn' goed kunnen slapen. Dit heet het placebo-effect.

De placebogroep is de controle in het onderzoek. De proefpersonen weten niet of ze een echt medicijn of ze een placebo krijgen. Daarom heet dit type onderzoek een blind-onderzoek.

Om ook uit te sluiten dat de onderzoeker, onbedoeld, invloed heeft op de proefpersonen, wordt dit onderzoek meestal dubbelblind uitgevoerd.

Meetgegevens plaats je bijeen in tabellen. Je verwerkt ze tot een lijndiagram wanneer er bij de onafhankelijke variabele sprake is van een aaneengesloten reeks meetwaarden. Anders kies je voor een staafdiagram. In een sectordiagram geef je de relatieve verdeling van meetgroepen weer.

1. 1. Discussie: mag biotechnologie?

Moderne biotechnologie voegt aan het DNA van een organisme DNA-code toe afkomstig van een organisme van een andere soort. Het organisme krijgt daarmee nieuwe eigenschappen. Dit gewijzigde DNA heet recombinant DNA, het organisme met het toegevoegde DNA een transgeen organisme.

Toepassing van moderne biotechnologie in landbouw en geneeskunde kan voordelen opleveren. Maar het is niet zonder risico's.

H8 (1/2/3/4/5)

1. 1. Energiestromen

Bij een duurzame vangst sterft de het organisme niet uit en is de invloed van (in dit geval) de visserij op het andere leven in de zee gering.

Algen zijn producenten. De hoeveelheid energie die zij vastleggen in hun organische stoffen, heet de bruto primaire productie.

Die organische stoffen zijn voor een groot deel brandstof voor de levensprocessen van de algen. Bij de dissimilatie ervan komt energie vrij.

De organische stoffen die zij overhouden, is hun netto primaire productie. Die stoffen gebruiken de algen als bouwstof voor hun cellen.

Het omzetten an organische stoffen van het ene organisme naar het andere heet voedselconversie.

Bacteriën en schimmels zijn reducenten. Zij zijn de laatste organismen die van de organische stoffen leven. Hun 'voedsel' zijn dode organismen, maar ook organische resten van organismen.

Dode planten en dieren kun je in een oven drogen en vervolgens wegen, je bepaalt dan hun biomassa (drooggewicht).

Biologen bepalen piramiden voor biomassa, energie of aantallen. Hierdoor krijgen ze inzicht in het verlies aan energie dat per niveau optreedt. Na een verstoring verandert de vorm van een piramide vaak.

1. 1. Koolstofkringloop

De route van het element koolstof in een ecosysteem heet de koolstofkringloop.

Alle elementen waaruit organismen bestaan doorlopen een kringloop. Daarbij zijn producenten, consumenten en reducenten betrokken.

In de atmosfeer is CO2 1 van de broeikasgassen, gassen die warmtestraling terugkaatsen naar de aarde. Dankzij de broeikasgassen blijft die warmte als het ware in de atmosfeer 'hangen'.

Nu mensen in relatief korte tijd veel fossiele brandstoffen gebruiken, neemt de concentratie van CO2 wereldwijd sterk toe. Er blijft nu meer warmte in de atmosfeer achter dan vroeger, er is dus een versterkt broeikaseffect.

CO2 heeft ook als effect, het water van de oceanen verzuren, dus met meer CO2 verzuren de oceanen steeds meer.

Het CO2 -gehalte van de atmosfeer is op een aantal manieren te verlagen:

• Bomen planten
• Algen in de zee
• CO2 -opslag (diep in de bodem)

1. 1. Stikstofkringloop

Planten nemen niet alle kunstmest op, een deel van de stikstofverbindingen wordt door de regen de zee in gestroomd. Door deze eutrofiëring, verrijking met voedingsstoffen, groeien er in het voorjaar veel algen. Maar in het najaar sterven ze weer en wordt het een zuurstofloos stuk zee.

Zijn er zuurstofloze omstandigheden, dan spreek jej bij eiwitafbraak van rotting. Bij die afbraak ontstaan stoffen die erg stinken, zoals ammoniak (NH3), dit heet ammonificatie.

Nitrificatie is het proces waarbij bepaalde bacteriën ammonium omzetten in nitraat. Met behulp van zuurstof zetten die bacteriën ammonium om in nitriet en nitriet in nitraat. Voor beide groepen levert dat voldoende energie op. Dit proces heet chemosynthese. De bacteriën zijn chemo-autotroof zij hebben geen zonlicht nodig.

Denitrificerende bacteriën gebruiken nitraat als energiebron. Deze bacteriën werken onder zuurstofloze, anaerobe, omstandigheden.

Boeren die nieuwe akkers beginnen, beginnen altijd met bijvoorbeeld lupine want die leeft in symbiose met de bacteriën die N2 omzetten in nitraat. Dit gebeurt allemaal in de wortelknolletjes. Als de boer het daarna ploegt kunnen de reducenten het afbreken en komt het nitraat vrij voor de volgende gewassen. Dit proces heet groenbemesting.

1. 1. Veranderingen in ecosystemen

Voor dieren/organismen zijn er biotische factoren die het leven beïnvloeden zoals voedselaanbod en vijanden maar ook abiotische factoren. Al die factoren veranderen met de tijd.

De populatiegrootte van planten en dieren is op een aantal manieren te bepalen:

• aantallen tellen
• steekproef nemen
  • in een klein gebied tellen en dat schatten over het hele gebied
• vangen, merken en terugzetten
• schatten
  • bijvoorbeeld door uitwerpselen

Van vrijwel elke populatie schommelt de grootte. Veel dieren krijgen in het voorjaar en zomer jongen: dan groeit de populatie door geboortes snel. In najaar en winter zorgt sterfte voor een daling van de populatiegrootte. Een belangrijke factor is de beschikbaarheid van voedsel.

De dieren concurreren met elkaar om voedsel.

Er is concurrentie tussen de dieren van dezelfde soort: intraspecifieke competitie. Dit leidt tot een kleine populatie doordat veel dieren van dezelfde soort dan van honger sterven.

Er is concurrentie tussen de dieren van dezelfde soort: intraspecifieke competitie. Dit leidt tot een kleine populatie doordat veel dieren van dezelfde soort dan van honger sterven.

Sommige vogels gebruiken de Waddenzee als tussenstop tijdens hun jaarlijkse migratie uit bijvoorbeeld Groenland naar hun overwinteringsgebied.

De voortdurende verandering van soorten planten en dieren in een gebied heet successie.

Successie start met pionierplanten. Dat zijn planten die zich het eerst vestigen en sterk wisselende leefomstandigheden goed kunnen verdragen.

Uiteindelijk ontstaat er een climaxecosysteem, het laatste stadium van successie.

1. 1. Duurzaamheid

De beschrijving van de kenmerken van de leefomgeving noem je de habitat.

Wanneer in een ecosysteem de populaties van organismen stabiel zijn, is er een ecologisch evenwicht. In de visserij proberen mensen via maatregelen zo'n evenwicht aan te brengen.

De draagkracht is de maximale grootte van een populatie in een bepaald gebied.

Als stoffen niet of slecht biologisch afbreekbaar zijn zijn ze persistent. Ze hopen op in een voedselketen. Als dat gebeurt is er sprake van accumulatie.