Hoofdstuk 5 t/m 8

1 Seks is voordeliger
(Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting)

Je leert
- het verschil tussen geslachtelijke- en ongeslachtelijke voortplanting.

Doordat individuen zich voortplanten overleeft de soort. De meeste soorten planten zich geslachtelijk (seksueel) voort. Bij geslachtelijke voortplanting ontstaan genetisch verschillende nakomelingen. Elke nakomeling heeft een unieke nieuwe allelencombinatie (mix) van zijn ouders. Hoe meer genetische verschillen (genetische variatie), hoe groter de kans dat enkele nakomelingen overleven bij veranderende milieuomstandigheden. Deze best aangepaste planten zich dan weer voort en geven hun gunstige allelencombinatie weer door aan hun nakomelingen. Dit proces heet natuurlijke selectie. Er zijn ook organismen die zich ongeslachtelijk (aseksueel) voortplanten. Hierbij zijn alle nakomelingen identiek aan hun ouder (kloon).

5.2 Omgangsvormen bij dieren
(Seksueel gedrag bij dieren)

Je leert
- welke gedragssystemen onder seksueel gedrag vallen.
- variatie in seksualiteit bij dieren.
- de functies van seksueel gedrag.

Het veroveren van een seksuele partner, seksuele selectie, is een onderdeel van de natuurlijke selectie. De verschillen in seksueel of voortplantingsgedrag tussen de verschillende diersoorten zijn vaak biologisch te verklaren. Solitair levende dieren zullen elkaar tijdens de paai- of paartijd moeten lokken met bijvoorbeeld geur of geluid. Bij in groepen levende dieren vechten de mannetjes vaak onderling uit wie de sterkste is en met de vrouwtjes mag paren. Onder seksueel gedrag valt echter niet alleen het vinden van een partner en de paring zelf, ook het verdedigen en verzorgen van het nageslacht valt daaronder. Broedzorg vergroot de kans op bijv. het uitkomen van eieren en dus op het krijgen van volwassen nakomelingen die zich op hun beurt ook weer kunnen voortplanten (zie 5.1).
Bij dieren komen verschillende typen relaties voor. Dieren kunnen polygaam of monogaam zijn.
Er zijn ook dieren , vooral bij in groepen levende dieren, waarbij seksueel gedrag een rol kan spelen bij het verminderen van sociale spanningen.

5.3 Seks van jong tot oud
(Seksuele ontwikkeling bij de mens)

Je leert
- de effecten van de geslachtshormonen op de lichamelijke en seksuele ontwikkeling.
- hoe verschillen in seksuele beleving afhankelijk zijn van erfelijke en omgevingsfactoren.

Bij de seksuele ontwikkeling spelen de geslachtshormonen een belangrijke rol. Bij de geboorte zijn de primaire geslachtskenmerken al aanwezig. Onder invloed van de geslachtshormonen, testosteron bij de jongens en oestrogeen bij de meisjes, ontwikkelen zich de secundaire geslachtskenmerken. De geslachtshormonen zijn ook van invloed op de stemming, het gedrag en de psyche. Tertiaire geslachtskenmerken (kleding, kapsel etc.) zij afhankelijk van de cultuur waarin je opgroeit.
Mensen verschillen in veel aspecten van elkaar, ook waar het gaat om seksuele voorkeur en beleving. Die voorkeur kan gericht zijn op het andere geslacht (heteroseksueel), het eigen geslacht (homoseksueel) of beide (biseksueel). In hoeverre voorkeur bepaald wordt door erfelijke ('nature') en door omgevingsfactoren ('nurture') is nog steeds bron van onderzoek. In de puberteit gaat seksualiteit een rol spelen in je denken en handelen. Bij het leren omgaan met de eigen seksuele gevoelens en die van een ander, spelen waarden (eerlijkheid, respect, rechtvaardigheid, trouw) en normen(regels) een grote rol. Of je een bepaalde voorkeur als normaal of afwijkend ervaart, hangt onder andere af van je culturele en religieuze achtergrond en van je opvoeding.

5.4 Mensen en seks
(Seksueel gedrag bij de mens)
Je leert
- de verschillende functies van seksualiteit bij de mens.
- dat seksueel gedrag van de mens dierlijke- en menselijke kanten kent.
- cultuur en religie van invloed kunnen zijn op de beleving van seksualiteit.

Seksualiteit heeft bij de mens meer functies dan alleen voortplanten. Of seksualiteit aangenaam is hangt onder meer af van de intimiteit (gevoel van nabijheid) van het contact. Intimiteit kun je uiten door met elkaar te vrijen, dan is er sprake van seksualiteit. Seksualiteit is te omschrijven als het gedrag dat direct of indirect met de paring samenhangt. Je opvattingen over seksualiteit worden sterk beïnvloed door opvoeding, religie en cultuur.
Erfelijke eigenschappen heb je van je vader en moeder meegekregen bij de bevruchting. Je bezit ook eigenschappen die je hebt overgenomen of hebt (aan)geleerd. Je ouders en anderen in je omgeving vertellen je dingen, ze doen bepaalde dingen, ze leren je regels, normen en waarden. Dat alles bij elkaar noem je cultuur.
De grens tussen dierlijk gedrag en menselijk gedrag als het om seksualiteit gaat is moeilijk te trekken.

5.5 Ziek van de liefde
(Soa's)

Je leert
- welke seksueel overdraagbare aandoeningen (soa's) er zijn.
- hoe je soa's kunt herkennen.
- relatie te leggen tussen seksueel gedrag en soa's.

Het bestaan van voorbehoedmiddelen heeft de mens meer seksuele vrijheid gegeven. Het gevaar van veel wisselende contacten is echter dat de kans op het oplopen van seksueel overdraagbare aandoeningen (soa's) toeneemt. Soa's veroorzaakt door virussen zijn aids, herpes en genitale wratten. Deze zijn niet (aids) of moeilijk te genezen. Soa's veroorzaakt door bacteriën zijn syfilis, gonorroe en chlamydia. Deze zijn, mits bijtijds ontdekt, goed te genezen met antibiotica. Veilig vrijen, dat wil zeggen met een condoom, beschermt tegen soa's. Het aantal mensen met soa's neemt toe. Bij het vaststellen van een besmetting is vaak contactopsporing noodzakelijk.

6 Voortplanting
6.1 Het begin is er
(Embryonale ontwikkeling)

Je leert
- hoe de ontwikkeling van de bevruchte eicel tot baby verloopt.
- hoe moeder en vrucht stoffen uitwisselen.

Bij de bevruchting versmelt de kern van de zaadcel met de kern van de eicel. De bevruchte eicel (zygote) ondergaat in de eileider een aantal klievingsdelingen (mitose zonder plasmagroei). Na ongeveer 5 dagen komt het zo gevormde klompje cellen aan in de baarmoeder waar het zich innestelt in het baarmoederslijmvlies.
De buitenste laag cellen, de trofoblast vormt vlokken die in het baarmoederslijmvlies groeien. Deze vlokken vormen het embryonale deel van de placenta. Het baarmoederslijmvlies vormt het moederlijk deel. Binnen de trofoblast ligt een laagje cellen dat het uiteindelijke embryo vormt, de zogenaamde kiemschijf. In de kiemschijf ontstaan twee holten gevuld met vocht: de amnionholte en de dooierholte. De amnionholte neemt sterk in omvang toe en de dooierholte verdwijnt. De wand van de amnionholte vormt samen met de trofoblast de vruchtvliezen.
Na 8 weken zijn alle organen in aanleg aanwezig en spreken we van een foetus. De foetus is via een navelstreng verbonden met de placenta. Door de navelstreng lopen twee slagaders ( o.a. voor vervoer koolstofdioxide en een ader (o.a.voor vervoer zuurstof).

6.2 Zaadcel / eicel
(Vorming van de geslachtscellen bij de mens)

Je leert
- hoe geslachtscellen gevormd worden.

Geslachtscellen ontstaan door meiose. Een meiose bestaat uit twee delingen: meiose I waarbij de homologe chromosomen verdeeld worden over twee cellen en meiose II waarbij de chromosomen gedeeld worden in twee chromatiden. Er ontstaan uiteindelijk vier haploïde geslachtscellen, met in elke cel de helft van het aantal chromosomen van een diploïde lichaamscel. Tijdens profase I treedt crossing-over op. Hierdoor kunnen homologe chromosomen stukjes met elkaar uitwisselen.
Bij vrouwen begint de meiose al in het foetale stadium. Onder invloed van hormonen voltooit tijdens elke menstruatiecyclus meestal één follikel de meiose. Pas als er bevruchting optreedt, wordt meiose II afgemaakt. Dan zijn er uiteindelijk drie poollichaampjes en één eicel gevormd.

6.3 Een oproep aan de organen
(Werking van geslachtshormonen)

Je leert
- de mannelijke en vrouwelijke geslachtshormonen.
- de werking van de hormonen in de menstruatiecyclus.

Bij mannen begint de meiose in de puberteit. Bij mannen is de meiose een kortdurend proces. In de zaadballen vinden mitosen plaats. Hieruit ontstaan spermamoedercellen. Uit deze cellen ontstaan na meiose zaadcellen. De gevormde zaadcellen liggen in de bijballen opgeslagen. Bij een zaadlozing komt er sperma vrij dat uit zaadcellen en vocht van de zaadblaasjes en prostaatklier bestaat.
De puberteit begint met een verhoogde afgifte van geslachtshormonen uit de hypofyse. Bij een meisje gaan elke cyclus onder invloed van FSH enkele onrijpe follikels rijpen. Tijdens deze rijping maken de follikels oestrogenen. Deze hormonen remmen de FSH-productie en stimuleren en LH-productie door de hypofyse. De toename van LH veroorzaakt de ovulatie en de voltooiing van de meiose. De eicel barst uit de follikel en komt vrij uit het ovarium. De achterblijvende lege follikel neemt veel vetachtige stoffen op, krijgt hierdoor een gele kleur (het geel lichaam) en gaat het geslachtshormoon progesteron vormen. Dit zorgt ervoor dat een nieuwe menstruatie achterwege blijft.
Bij zwangerschap maakt de trofoblast het hormoon HCG. Dit hormoon houdt het geel lichaam in stand. Na ongeveer 9 maanden is de foetus volgroeid. De foetus zorgt voor de aanmaak van prostaglandinen door de placenta. Deze hormonen veroorzaken samentrekkingen van de baarmoederwand. Onder invloed van de druk van de baby op de baarmoeder maakt de moeder oxytocine. Dit hormoon stimuleert de samentrekking van de spieren van de baarmoederwand. De geboorte komt op gang. Doordat de hypofyse van de moeder ook het hormoon prolactine vormt, komt de melkvorming op gang.

6.4 Ingrijpen in de vruchtbaarheid
(Voorkomen en bevorderen van zwangerschappen)

Je leert
- welke middelen er zijn om zwangerschap te voorkomen en af te breken.
- hoe artsen onvruchtbaarheid kunnen verhelpen.

Bekende anticonceptiemiddelen zijn het condoom en de pil (diverse soorten). Noodmaatregelen om een ongewenste zwangerschap af te breken zijn de morning-after pil, curettage en de abortuspil. Bij sterilisatie snijdt een arts bij een man de zaadleiders en bij een vrouw de eileiders door en maakt ze dicht. Wanneer bij een vrouw de eileiders geblokkeerd zijn, kan een arts IVF toepassen. De bevruchting vindt plaats in een schaaltje en na enkele delingen brengt de arts een klompje cellen via de vagina in de baarmoeder.
Bij ICSI brengt een arts onder een microscoop met een glazen naald één zaadcel in een eicel. De rest van de behandeling is gelijk aan die bij IVF.

6.5 Virussen
(Vermeerderen van het HIV en Herpes virus)

Je leert
- hoe HIV en Herpes simplex zich in een gastheercel vermeerderen.
- de gevolgen van besmetting met HIV.

HIV is het virus dat aids veroorzaakt. HIV is een retrovirus: zijn erfelijk materiaal bestaat uit RNA. Het virus gebruikt T-cellen (T-lymfocyten)als gastheercellen. Dit virus nestelt zich in deze witte bloedcellen. Je lichaam maakt vervolgens antistoffen tegen het virus. Iemand is seropositief als er antistoffen tegen het HIV-virus in zijn bloed zitten. Als er te veel witte bloedcellen worden aangetast gaat het immuunsysteem slechter werken. Op zichzelf onschuldige bemettingen kunnen dan tot de dood leiden. Tegen aids is nog geen medicijn. Er zijn wel middelen die het leven van HIV-patienten aanzienlijk kunnen verlengen.
Herpes simplex is een DNA-virus. Het virus veroorzaakt pijnlijke blaasjes rond o.a. de geslachtsorganen. Bij de geboorte kan een baby geïnfecteerd raken.

7.1 Je bent uniek
( Oorzaken van variatie)

Je leert
- hoe het komt dat mensen verschillend zijn.

De erfelijke eigenschappen liggen vast in genen. Ieder mens is uniek. De oorzaak is recombinatie van chromosomen tijdens meiose en bevruchting (H6). Ook crossing-over (het uitwisselen van stukjes chromosomen) en mutaties (veranderingen in het erfelijk materiaal, DNA) dragen bij aan de variatie.

7.2 Wat je chromosomen 'vertellen'
(Erfelijke afwijkingen)

Je leert
- welke chromosomen het geslacht bepalen.
- dat je in een chromosomenportret bepaalde chromosomale afwijkingen kunt herkennen.

In een chromosomenportret of karyogram hebben onderzoekers de chromosomen (behalve het 23e paar) op lengte gerangschikt . Karyogrammen van mannen en vrouwen zijn verschillend. Vrouwen hebben in hun karyogram twee gelijke geslachtschromosomen (XX), mannen twee verschillende (XY). In vrouwelijke cellen is meestal één van de X-chromosomen inactief. Dit inactieve X-chromosoom is met een microscoop zichtbaar als een klein korreltje in de kern, het lichaampje van Barr. Op het Y-chromosoom ligt het SRY-gen. Dit gen speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van de geslachtsorganen van de man.
Door karyogrammen zijn bepaalde chromosomale afwijkingen te ontdekken. Bij het Down syndroom zie je in het karyogram in plaats van twee, drie exemplaren van het 21e chromosoom. Bij een translocatie is een stukje van een chromosoom losgeraakt en terechtgekomen op een ander chromosoom.

7.3 Een mens is meer dan zijn genen
(Invloed genotype en milieu op het fenotype)

Je leert
- dat genen en het milieu samen je fenotype bepalen.
- dat uit tweelingonderzoek de invloed van het milieu en genotype op een eigenschap af te leiden is.

Het fenotype of verschijningsvorm wordt bepaald door het genotype en het milieu. Een aangeboren eigenschap hoeft niet erfelijk te zijn. Het is voor veel eigenschappen, met name bij gedrag, onduidelijk of ze vastliggen in de genen of dat omgevingsfactoren (milieu) bepalend zijn. Gegevens hierover komen vooral uit tweelingonderzoek.

7.4 Je genen geef je door
(Verschillende vormen van overerving)

Je leert
- verschillende vormen van overerving.
- met kruisingsschema's de kans op mogelijke genotypen en fenotypen te bepalen.

Allelen zijn variaties van genen op overeenkomstige plaatsen op een homoloog chromosomenpaar. Deze allelen kunnen ongelijk zijn. Het ene allel overheerst dan het andere. Het overheersende allel heet het dominante allel; het ondergeschikte allel het recessieve allel. Een drager of draagster van het recessieve allel is heterozygoot; het dominante allel bepaalt het fenotype. Je waarneembare eigenschappen, je fenotype komen tot stand door je genen en het milieu. Een organisme is homozygoot voor een bepaalde eigenschap als beide allelen van een paar gelijk zijn. Verschillen de allelen voor een bepaalde eigenschap dan is het organisme heterozygoot. Als bij een heterozygoot genotype beide allelen tot uiting komen, is een intermediair fenotype het gevolg. Bij de overerving van bloedgroepen is sprake van co-dominatie: er is sprake van meer dan één dominant allel voor deze eigenschap. Via stambomen en kruisingsschema's kun je voorspellingen doen over de eigenschappen van de nakomelingen.Kruisingen waarbij gelet wordt op een kenmerk heten monohybride kruisingen. Kleurenblindheid en hemofilie (bloederziekte) zijn aandoeningen die X-chromosomaal overerven.

7.5 Als genen afwijken
(Prenatale diagnostiek)

Je leert
- hoe artsen eventuele afwijkingen bij een embryo opsporen.
- de kans op erfelijke afwijkingen te berekenen.
- de problemen rond prenataal onderzoek onderkennen.

Door middel van erfelijkheidsonderzoek (bijv. een vruchtwaterpunctie of vlokkentest) kunnen artsen al ver voor de geboorte vaststellen of een embryo erfelijke afwijkingen heeft. Ook uit het bloed van de moeder zijn embryonale cellen (afkomstig van de placenta) voor deze zogenaamde prenatale diagnostiek te halen. Soms kiezen ouders bij ernstige afwijkingen van hun ongeboren kind voor het afbreken van de zwangerschap (abortus).

8 Werken met genen
8.1 Melk, melk en nog eens melk
(Veredelen van rassen)

Je leert
- hoe door steeds de beste ouderdieren te selecteren een ras verbetert.

Een ras is door selectie te verbeteren. Door alleen de organismen met de bepaalde gewenste erfelijke eigenschappen te gebruiken bij de geslachtelijke voortplanting kunnen gewenste veredelde nakomelingen ontstaan. Dergelijke combinaties van erfelijke eigenschappen komen alleen onder gunstige milieuomstandigheden optimaal tot uiting.

8.2 Mientje en Adelheid
(Kruisingsschema's en kansberekening)

Je leert
- hoe je een kruising kunt oplossen.
- hoe inteelt soms leidt tot het tot uiting komen van recessieve allelen.

Door kruisingsschema's te maken krijg je inzicht in de overerving van eigenschappen. Bij dihybride kruisingen, dat zijn kruisingen waarbij je op twee genen tegelijk let, kun je de kans op een bepaald type nakomeling aflezen in een kruisingsschema. Je kunt deze kans ook berekenen door de dihybride kruising te splitsen in twee monohybride kruisingen en de kansen van de afzonderlijke monohybride kruisingen met elkaar te vermenigvuldigen.
Bij kruising van nauw verwante individuen (inteelt) is de kans groter dat in de nakomelingen eigenschappen tot uiting komen die horen bij de recessieve allelen dan bij kruisingen van niet verwante individuen.

8.3 Runderen uit glas
(Kloneren van dieren)

Je leert
- wat kloneren is.
- hoe onderzoekers dieren klonen.

Een kloon is door ongeslachtelijke voortplanting uit één voorouder ontstaan. Schimmels, bacteriën en gisten klonen gemakkelijk door celdeling. Dieren kunnen door embryosplitsing gekloond worden.
Bij biotechnologische voortplanting gebruiken onderzoekers technieken als superovulatie, kunstmatige inseminatie, embryo-en kerntransplantatie en overbrengen van embryo's in draagmoederdieren.

8.4 Runderen met een menselijk trekje
(Recombinant-DNA- technieken)

Je leert
- hoe onderzoekers de erfelijke eigenschappen van organismen kunnen veranderen.

Onderzoekers kunnen met recombinant-DNA technieken stukjes DNA met de erfelijke informatie voor een gewenste eigenschap inbouwen in het DNA van een ander organisme. Dit organisme is dan transgeen. Andere technieken om een organisme transgeen te maken zijn:
micro-injectie (het inspuiten van vreemd DNA in de kern van een bevruchte eicel), infectie met retrovirussen (in het RNA van deze virussen is een stukje vreemd erfelijk materiaal ingebouwd dat na infectie omgezet wordt in DNA en terechtkomt in het DNA van een gastheercel) en embryocellen (in ongedetermineerde embryonale cellen wordt het DNA veranderd; deze cellen worden vervolgens in een embryo ingebracht). Deze gemodificeerde cellen worden een onderdeel van het embryo. Bij celfusie laten onderzoekers twee cellen samensmelten. De dan gevormde cel krijgt alle eigenschappen van beide cellen. Dit is het geval bij de productie van monoklonale antistoffen.

8.5 Biotechnologie ter discussie
(Mag alles wat kan?)

Je leert
- keuzes maken over het veranderen van de erfelijke eigenschappen van organismen.

Bij biotechnologische technieken speelt vaak de volgende ethische vraag: Mag alles wat kan? Sommige mensen maken zich grote zorgen over de veiligheid en welzijn van mens, dier en milieu. De risico's bij biotechnologische technieken dienen zorgvuldig in kaart te worden gebracht.