Hoofdstuk 1: vier rijken

1.1Tuin

• Organisme: leven wezens

• Levenskenmerken van organismen:

1. Ze voeden zich
2. Ze groeien
3. Ze ademen (gaswisseling)
4. Ze geven stoffen af (uitscheiding)
5. Ze nemen prikkels waar en reageren daarop
6. Ze planten zich voort
7. Ze bewegen

Om verschillen tussen de rijken goed te zien heb je een microscoop nodig. Want de verdeling van organismen in de vier rijken is gemaakt door te kijken naar de bouw van hun cellen.

Cellen = de bouwstenen waaruit organismen zijn opgebouwd. Ieder rijk heeft zijn eigen soort cel.

• Alle organismen op aarde kun je verdelen in 4 groepen:

1. Dierenrijk
2. Plantenrijk
3. Schimmelrijk
4. Bacterierijk

• Het dierenrijk kun je weer verdelen in:

1. Eencellige dieren
2. Sponzen
3. Holtedieren
4. Vormen
5. Weekdieren
6. Geleedpotigen
7. Stekelhuidige
8. Gewervelde dieren

• De gewervelde dieren kun je weer verdelen in:
1. Zoogdieren
2. Vogels
3. Reptielen
4. Amfibieën
5. Vissen
Bij gewervelde dieren is de belangrijkste eigenschap: ze hebben allemaal een wervelkolom.

Als je weer kijkt naar de ademhaling, lichaamsbedekking en voortplanting, dan zie je grote verschillen. En daarom is deze groep opnieuw ingedeeld in 5 groepen. Ook die 5 groepen kun je weer verder indelen. Uiteindelijk kom je op soorten uit.

• Voedselkringloop: Het begint met de planten. De planten moeten zich voeden met water, mineralen (voedingsstoffen) en koolstofdioxiden. Dit zijn anorganisch stoffen.

• Anorganische stoffen: afkomstig uit de levenloze natuur, dus uit de bodem of uit de lucht.
• De planten maken van 2 anorganische stoffen (koolstofdioxide en water) glucose. Planten hebben daarbij energie uit zonlicht nodig.
• Fotosynthese (het maken van glucose).
• Uit glucose maakt de plant alle stoffen waaruit hij bestaat:

- Zetmeel
- Eiwitten
- Vetten
Om die stoffen te kunnen maken hebben planten ook de mineralen nodig, die ze met hun wortels hebben opgenomen.

• Organische stoffen: alle stoffen die levende organismen zoals planten zelf maken.
• Je hebt 4 groepen organismen in de kringloop:

1. Producenten (planten) maken de voedingstoffen
2. Consumenten eten planten of dieren en krijgen zo de voedingsstoffen binnen
3. Afvaleters (bodemdieren) maken het afval klein en geven zelf ook afval af: hun poep.
4. Reducenten (bacteriën/schimmels) eten en verteren de kleingemaakte organische stoffen uit die poep tot mineralen. De producenten nemen deze mineralen weer op en zo is de kringloop rond.

1.2. Planten

Uit welke delen bestaat de plant?
1. Wortels – zorgen ervoor dat de plant stevig in de grond staat. Met de wortels zuigt een plant water op. In water zitten mineralen (voedingsstoffen) opgelost, die nodig zijn voor de groei.
2. Stengels – belangrijk voor het vervoer van water en opgeloste stoffen. De bladeren en bloemen zitten aan de stengels vast en de stengel houdt de plant overheid.
3. Bladeren – hierin maakt een plant zijn eigen voedingsstoffen. Dat gebeurt als de plant in het licht staat (fotosynthese).
4. Bloemen – zorgen voor de voortplanting. Er ontstaan zaden in de bloemen, waaruit jonge planten groeien.

• De organen van een plant zijn opgebouwd uit weefsels (groep cellen die dezelfde vorm hebben en dezelfde functie).

• De cellen zijn de kleinste bouwstenen waaruit een organisme is opgebouwd.
• Een planten bestaat voor een groot gedeelte uit water en verder uit de organische stoffen die de plant zelf gemaakt heeft (glucose).

Onderdelen van een plantencel van buiten naar binnen.

1. Celwand. Stevig laag om de cel heen. Deze laag bestaat vooral uit cellulose. Cellulose is een taaie, vezelige stof.
   2. Celmembraan. Buitenste vlies van de cel. Alle stoffen die de cel ingaan of verlaten, passeren dit vlies. Het celmembraan bepaalt welke stoffen de cel in en de cel uit gaan.
   3. Cytoplasma. Stroperige vloeistof. In het cytoplasma liggen de celkern en de bladgroenkorrels.
   4. Celkern. Is een klein bolletje in de cel. In de celkern zit DNA die de erfelijke eigenschappen van een organisme bepaalt.
   5. Bladgroenkorrels. Groene korrels in het cytoplasma en bevatten een groene kleurstof. In de bladgroenkorrels vindt fotosynthese plaats, waarbij glucose ontstaat.
   6. Vacuole. Is een soort blaasje in het midden van de cel en is helemaal volgepompt met water. Vergelijkbaar met een binnenband van een fiets vol met lucht die tegen de buitenband drukt.

• Kruidachtige planten (tulp/paardenbloem) hebben water nodig voor de stevigheid. De cellen in de stengel zuigen zich helemaal vol water. Dat water komt in de vacuole. De volle vacuole drukt, via het cytoplasma, tegen de celwand. Als de plant watertekort heeft loopt de vacuoles leeg.

• Houtachtige plant (roos/eik) De stam en de takken bestaan uit houtcellen; cellen met dikke celwanden. Die dikke celwanden bevatten veel houtstof (een stof die veel harder is dan cellulose). Al die dikke celwanden zorgen samen voor de stevigheid van de tak of van de stam. De binnenkant van de houtcellen zijn afgestorven, alleen de celwanden zijn nog over.
• Sequoia”s zijn de grootste planten (bomen) en komen uit Californie.

• Miniplantjes (algen) zijn de kleinste planten.

1.3 Dieren
De meeste dieren bestaan uit verschillende organen.
Organen: een deel van het dier met een eigen functie. Het hart pompt bijvoorbeeld het bloed rond.
Orgaanstelstel: het samenwerken van meerdere organen aan 1 grote taak, bijvoorbeeld spierstelsel/bloedvatenstelsel. Niet alle dieren hebben een ingewikkelde lichaamsbouw. Sommige dieren, zoals wormen en weekdieren, hebben minder uitgebreide orgaanstelsel. 

Hoe ziet een dierlijke cel eruit?

• Zenuwcellen: zijn heel lang en kunnen berichten door het lichaam sturen.
• Slijmvliescellen: zorgen voor het schoonhouden van de luchtpijp.
• Beencellen: geven stevigheid aan het bod

Cellen van hetzelfde type liggen dicht tegen elkaar aan en vormen een weefsel (bestaan uit cellen met dezelfde vorm en functie). Bijvoorbeeld beencellen vormen samen beenweefsel en zenuwcellen vormen samen zenuwcellen.

Alle dierlijke cellen bestaan uit 3 onderdelen:

1. Celkern
2. Cytoplasma
3. Celmembraan
Dierlijke cellen hebben geen stevige celwand, zoals plantencellen. Dit komt omdat veel dierlijke cellen van vorm kunnen veranderen en plantencellen niet. Daardoor kunnen spiercellen bijvoorbeeld samentrekken.

Hoe blijven dieren stevig?

De meeste organen van dieren zijn zacht en kwetsbaar. Dat komt doordat er om de cellen geen stevige celwand zit, zoals bij planten. Veel dieren hebben een skelet.
Inwendig skelet: het skelet ligt in het lichaam , zoals vogels en andere gewervelde dieren.
Uitwendig skelet: het skelet ligt aan de buitenkant, zoals insecten, kreeften, krabben en sommige weekdieren.

Het grootste dier ter wereld: de blauwe vinvis (bestaat uit miljarden cellen)

Het kleinste dier ter wereld: amoebe (bestaat uit 1 cel en hebben dan ook geen weefsels en organen. Wel hebben deze diertjes alle levenskenmerken. Behalve de celkern zitten er in de amoebe allerlei cel onderdelen voor de verschillende functies. Bijvoorbeeld blaasjes voor de vertering van voedsel.
Pantoffeldiertjes

• Eencellig dier (bestaat uit 1 cel)
• Alleen zichtbaar onder een microscoop
• Leven in het water
• Bewegen zich voort met trilhartjes (aan de buitenkant)
• Hebben geen bloedvaten, longen en verteringsorganen
• Gebruiken de trilhaartjes om hun voedsel naar de ‘mond’ te brengen. Opening waardoor het diertje voedseldeeltjes in de cel opneemt. Het voedsel komt terecht in kleine blaasjes: de vacuolen. Deze verplaatsen zich door de cel en geven overal voedingsstoffen af.
• Ze nemen zuurstof rechtstreeks op uit het water via hun celmembraan. Afvalstoffen, zoals koolstofdioxide, worden langs dezelfde weg weer uit de cel verwijderd.

1.4 Schimmels en bacteriën
Wat is een schimmel?
Een schimmel bestaat uit een wirwar van dunne draden. De meeste schimmels ontstaan uit 1 spore.
Sporen: zijn de voortplantingscellen van een schimmel. Zo’n spore bestaat uit 1 cel en kan zich makkelijk delen en worden bovendien heel lang. Op deze manier vormen ze een netwerk van lange dragen: de zwamvlok of het mycelium.

Zwamvlok: de cellen van de zwamvlok halen water en voedingsstoffen uit de omgeving waarin ze leven. Als het zwamvlok groot genoeg is kan het een vruchtlichaam vormen (paddestoel). Aan de onderkant van de hoed vormt de paddenstoel miljoenen sporen, die via de lucht verspreid worden. Als een spore op een gunstige plek terechtkomt, ontwikkelt zich daaruit opnieuw een zwamvlok.

Schimmels nemen voedingsstoffen op uit het organische afval waar ze op leven. De cellen scheiden stoffen af en verteren daarmee het afval buiten de cel. Pas daarna worden de opgeloste voedingsstoffen opgenomen in de cel.
Hoe ziet een schimmel eruit?

• Lijken op plantencellen.
• Om de cel zit een stevige celwand.
• Bevat 1 of meer vacuolen.
• Het cytoplasma ligt in een dun laagje tegen de celwand
• In het cytoplasma zit de celkern
• Tegen de celwand zit het celmembraan.
• Er komen geen bladgroenkorrels voor
• Ze kunnen erg lang worden
• Bij sommige schimmels verdwijnen de tussenwanden tussen de cellen en ontstaan er heel grote cellen, waarin dan meerdere celkernen zitten.
Uit welke delen bestaat een bacterie?
• Zijn heel klein
• Om de cel zit een stevige celwand
• Cel is gevuld met cytoplasma
• Het celmembraan ligt tegen de celwand aan
• Heeft geen celkern
• De DNA zit als lange lossen draden in het cytoplasma
• Bacteriën bevatten geen bladgroenkorrels.
Wat doen schimmels en bacteriën?

Doordat ze geen bladgroenkorrels hebben, kunnen ze geen voedingsstoffen maken. Ze halen de voedingsstoffen uit de ondergrond waarop ze leven.
Door het afbreken van die organische stoffen krijgen schimmels en bacteriën energie en bouwstoffen om te groeien. Wat overblijft, zijn anorganische stoffen die de planten weer nodig hebben: koolstofdioxide, water en mineralen. Daarom vormen bacteriën en schimmels de groep van Reducenten.
Bacteriën en sporen van schimmels zijn heel klein en licht en verspreiden zich daardoor makkelijk. Op plaatsen met veel organisch afval groeien ze snel (20 minuten)

Ons voedsel vinden schimmels en bacteriën ook een prima voedingsbodem om op te leven. Een paar bacteriën of enkele sporen van schimmels kunnen je voedsel binnen de kortste tijd oneetbaar maken. Doordat sommige giftige stoffen afscheiden, kun je via besmet voedsel een voedselvergiftiging oplopen.
Hoe kan je ze tegen houden?

Er zijn allerlei manier om de werking van schimmels en bacteriën tegen te gaan en zo je voedsel langer houdbaar te maken. Dat heet conserveren.
1. Bacteriën en schimmels doden. Steriliseren, pasteuriseren of door het te bestralen.
2. Bacteriën en schimmels te remmen in hun groei. Invriezen, drogen, vacuüm verpakken of met conserveermiddelen.

Bacteriën zijn overlevers

Veel bacteriën kunnen overleven op plaatsen waar andere organismen het niet volhouden.
- 30.000 jaar ingevroren = ontdooien = weer tot leven komen
- Bij een temperatuur van 120 graden leven

• 3,5 miljard jaar geleden waren er al bacteriën op aarde. Als bacteriën op aarde een van de 1e levende wezen waren, waarom dan niet op de planeet Mars? Onderzoekers speuren daarom op die planeet naar sporen van ‘ruimte bacteriën’ die op Mars kunnen overleven. Dat doen ze met onbemande mar verkenners. Het nadeel is dat er altijd bacteriën mee reizen. Dus als men bacteriën tegenkomt zijn dit wel echte marsmannetjes.

1.5 Biotechniek
Van bepaalde schimmelsoorten eten mensen de paddenstoelen (vruchtlichamen) de champignon.

Ook bij de bereiding van voedingsmiddelen worden schimmels ingezet. Je kunt er zelfs een geneesmiddel van maken.

1. Schimmelkaas. Bij het maken van witten en blauwe schimmelkazen worden de sporen van schimmels toegevoegd. Tijdens het rijpen van de kazen delen de sporen zich en ontstaan er schimmeldraden.

2. Brood bereiden. Gist bestaat uit losse gistcellen. De gistcellen eten de glucose uit het deeg. Er ontstaan dan alcohol en het gas koolstofdioxide. De alcohol verdampt tijdens het bakken en het koolstofdioxide laat het deeg rijzen. Wordt ook gebruikt bij het maken van bier en wijn.
3. Geneesmiddelen maken. Penicilline is een stof die door een schimmel wordt gemaakt. Penicilline doodt die bacteriën in je lichaam, door hun celwanden stuk te maken.

Yoghurt bacteriën maken melkzuur. Melkzuur maakt de eiwitten in melk dikker. Zo ontstaat er dikke melk die zuur smaakt; yoghurt.
Ook andere bacteriën geven fijngesneden witte kool een zure smaak (zuurkool).
 

Biotechniek: Met een speciale werkwijze (techniek) laat je levende wezens (bio) voor je werken.

Wat is moderne biotechniek?

Moderne biotechnologen kunnen de erfelijke eigenschapen van organismen veranderen. Dit doen ze door wat DNA weg te halen uit de ene organisme en toe te voegen aan een ander organisme. Omdat de erfelijke eigenschappen van organismen daardoor veranderen, noem je dat genetische modificatie.
• Bacteriën worden bijvoorbeeld gebruikt om insuline te maken. Insuline is een regelstof (hormoon) voor ons lichaam. Genetische gemodificeerde bacteriën maken menselijke insuline.

Hoe dit in zijn werk gaat zie je hieronder:
1. De draden DNA (chromosomen) bestaat uit bandjes (gen). 1 gen bepaalt 1 erfelijke eigenschap, zoals de kleur van je ogen etc.
2. Dat losgemaakte gen wordt vervolgens aan een bacteriechromosoom toegevoegd.
3. De bacterie kan nu menselijk insuline produceren. Deling gebeurt in grote kweektanks in de fabriek.