Havo 4 Thema 1 B4 Celorganellen

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

HAVO 4 - biologie

Biologie voor jou Max

  Thema 1 Inleiding in de biologie

B4

Celorganellen

0

Lesprogramma B4

• Controleren B3 (3 minuten)
• Leerdoelen Basisstof 4 Celorganellen (2 minuten)
• Uitleg B4 (10-15 minuten)
• Zelfstandig opdracht 33 t/m 41 maken (10 minuten)
  
• Oefen de Flitskaarten en maak Test Jezelf als laatste (5 minuten)
  

Eerder klaar? 

• Neem context Leefwereld 'Motoreiwitten als pakketbezorger' en maak de bijbehorende opdrachten 42

• Lesafsluiter B4 (5 minuten)

Zet kruisjes...

Antwoorden

Welk onderdeel komt niet voor bij dierlijke cellen?

1. Celmembraan
2. Celkern
3. Celwand
4. Cytoplasma

Onderdelen in een cel zijn:
1) celmembraan
2) leukoplast
3) celwand
4) grote vacuolen
Welke onderdelen komen alleen voor in plantaardige cellen?

1. Alleen 2 en 3
2. 1, 2, 3 en 4
3. Alleen 2, 3 en 4
4. Alleen 3

Wat is de functie van de celkern?

1. Beschermen cel
2. Stofwisseling
3. Eiwitten maken
4. Bevat DNA en stuurt cel aan

Een wortel is oranje. De delen die boven de grond uitkomen zijn groen. Hierbij gaat de ene soort korrel (A) over in een andere soort korrel (B). Welke korrel is A en welke is B?

1. A: Chromoplast B: Leukoplast
2. A: Leukoplast B: Chloroplast
3. A: Chloroplast B: Chromoplast
4. A: Chromoplast B: Chloroplast

Leerdoelen B4

1.4.1 Je kunt een cel beschrijven als een zelfstandig functionerende  

          biologische eenheid.

1.4.2 Je kunt beschrijven hoe transport van stoffen via (cel)membranen 

          plaatsvindt.

Welke organellen en processen?

• Celkern
  
• Endoplasmatisch reticulum (Ruw en glad)
  
• Golgisysteem en lysosomen
• Processen: exocytose en endocytose
• Mitochondriën
  
• Bladgroenkorrels/chloroplasten
  
• Membranen
• Proces: transport via blaasjes

Celkern

• Groot, meestal zichtbaar met lichtmicroscoop.
  
• Chromosomen: lange moleculen DNA gewikkeld rondom eiwitten (erfelijke eigenschappen).
• Kernlichaampje: delen van ribosomen worden hier gemaakt.
  
• Kernporie: opening in kernmembraan die transport in/uit kern regelt. 

Endoplasmatisch reticulum (ER)

• Netwerk van membranen dicht op elkaar met afgeplatte holten en kanaaltjes.
  
• Verbonden met kernmembraan

• Twee typen:
  

       - ruw ER (RER)
       - glad ER (GER)

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een uitgebreid netwerk van dubbele membranen dat aansluit op het kernmembraan (zie afbeelding 28). De membranen liggen dicht tegen elkaar aan en vormen afgeplatte holten en kanaaltjes. De ruimten tussen de membranen staan met elkaar in verbinding. Er zijn twee typen endoplasmatisch reticulum: ruw en glad.

Op het membraan van het ruw endoplasmatisch reticulum (RER) komen ribosomen voor. Ook in het cytoplasma komen ribosomen voor. Ribosomen op het ruw endoplasmatisch reticulum geven hun eiwitten af in de holten van het endoplasmatisch reticulum. De eiwitmoleculen worden verpakt in een blaasje dat wordt afgesnoerd van het membraan van het RER.

Glad endoplasmatisch reticulum (GER) heeft geen ribosomen. GER speelt een rol bij de stofwisseling in de cel, zoals bij de productie van vetten of het afbreken van gifstoffen.

Het RER heeft een transportfunctie. De eiwitmoleculen in de blaasjes die het ruw endoplasmatisch reticulum afsnoert, hebben nog niet de uiteindelijke vorm en worden naar het golgisysteem getransporteerd. 

Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)

• Ribosomen op membraan: geven eiwitten af in holten.
  
• Eiwitten worden bewerkt en verpakt in blaasjes.
• Blaasje snoert af van van RER-membraan.
  
• En verder getransporteerd voor bewerking, dus transportfunctie!

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een uitgebreid netwerk van dubbele membranen dat aansluit op het kernmembraan (zie afbeelding 28). De membranen liggen dicht tegen elkaar aan en vormen afgeplatte holten en kanaaltjes. De ruimten tussen de membranen staan met elkaar in verbinding. Er zijn twee typen endoplasmatisch reticulum: ruw en glad.

Op het membraan van het ruw endoplasmatisch reticulum (RER) komen ribosomen voor. Ook in het cytoplasma komen ribosomen voor. Ribosomen op het ruw endoplasmatisch reticulum geven hun eiwitten af in de holten van het endoplasmatisch reticulum. De eiwitmoleculen worden verpakt in een blaasje dat wordt afgesnoerd van het membraan van het RER.

Glad endoplasmatisch reticulum (GER) heeft geen ribosomen. GER speelt een rol bij de stofwisseling in de cel, zoals bij de productie van vetten of het afbreken van gifstoffen.

Het RER heeft een transportfunctie. De eiwitmoleculen in de blaasjes die het ruw endoplasmatisch reticulum afsnoert, hebben nog niet de uiteindelijke vorm en worden naar het golgisysteem getransporteerd. 

Ribosomen

• Kleine bolvormige organellen die eiwitten
  maken met behulp van de informatie uit DNA.
  
  
• Werken met andere organellen samen
   in eiwitsynthese. 
  
  
• Vrij in cytoplasma of vast aan ER of
  kernmembraan.

De celkern, vacuolen en plastiden zijn relatief grote organellen die met een lichtmicroscoop meestal goed zichtbaar zijn. Wanneer je cellen met een elektronenmicroscoop bekijkt, zie je dat er ook andere organellen in de cel aanwezig zijn. Ook zie je meer eigenschappen van de organellen die je al kent.

Je kunt bijvoorbeeld zien dat de kern is omgeven door het kernmembraan en kernplasma bevat (zie afbeelding 27). In het kernplasma liggen chromosomen. Deze bestaan uit lange moleculen DNA die rond een aantal eiwitten zijn gewikkeld. Het DNA bevat informatie over de bouw van eiwitten. Eiwitten bepalen de erfelijke eigenschappen van een organisme, zoals de bouw en functie van een cel, de kleur van de ogen en de bloedgroep.

In het kernplasma kun je het kernlichaampje onderscheiden. Dit is de plaats waar delen van ribosomen worden gemaakt. Deze delen verlaten de celkern via de kernporiën in het kernmembraan en gaan naar het cytoplasma. Een kernporie is een opening die het transport van stoffen in en uit de kern kan regelen. Ribosomen zijn kleine bolvormige organellen die eiwitten maken met behulp van de informatie die is vastgelegd in het DNA. Ribosomen werken samen met andere organellen bij het maken van eiwitten (eiwitsynthese).

Glad endoplasmatisch reticulum (GER)

• Functie: rol bij stofwisseling in cel, zoals productie van vetten en afbreken gifstoffen (zoals alcohol).
  

• Geen ribosomen op membraan. 

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een uitgebreid netwerk van dubbele membranen dat aansluit op het kernmembraan (zie afbeelding 28). De membranen liggen dicht tegen elkaar aan en vormen afgeplatte holten en kanaaltjes. De ruimten tussen de membranen staan met elkaar in verbinding. Er zijn twee typen endoplasmatisch reticulum: ruw en glad.

Op het membraan van het ruw endoplasmatisch reticulum (RER) komen ribosomen voor. Ook in het cytoplasma komen ribosomen voor. Ribosomen op het ruw endoplasmatisch reticulum geven hun eiwitten af in de holten van het endoplasmatisch reticulum. De eiwitmoleculen worden verpakt in een blaasje dat wordt afgesnoerd van het membraan van het RER.

Glad endoplasmatisch reticulum (GER) heeft geen ribosomen. GER speelt een rol bij de stofwisseling in de cel, zoals bij de productie van vetten of het afbreken van gifstoffen.

Het RER heeft een transportfunctie. De eiwitmoleculen in de blaasjes die het ruw endoplasmatisch reticulum afsnoert, hebben nog niet de uiteindelijke vorm en worden naar het golgisysteem getransporteerd. 

Eiwitten afgesnoerd van ruw ER: nog geen uiteindelijke vorm!

Eiwitten gaan in blaasjes van RER naar golgisysteem

Het RER heeft een transportfunctie. De eiwitmoleculen in de blaasjes die het ruw endoplasmatisch reticulum afsnoert, hebben nog niet de uiteindelijke vorm en worden naar het golgisysteem getransporteerd. Het golgisysteem bestaat uit series opeengestapelde platte membranen in het cytoplasma van de cel (zie afbeelding 29). Het golgisysteem neemt de blaasjes op en bewerkt de eiwitmoleculen totdat ze hun definitieve vorm hebben. Dan snoert het golgisysteem de eiwitten in blaasjes af.

Golgisysteem

• Serie opeengestapelde platte membranen. 
  
  
• Functie: neemt blaasjes op en geeft
   eiwitten definitieve vorm. 
  
  
• Dan snoeren de eiwitten in blaasjes af. 

Het RER heeft een transportfunctie. De eiwitmoleculen in de blaasjes die het ruw endoplasmatisch reticulum afsnoert, hebben nog niet de uiteindelijke vorm en worden naar het golgisysteem getransporteerd. Het golgisysteem bestaat uit series opeengestapelde platte membranen in het cytoplasma van de cel (zie afbeelding 29). Het golgisysteem neemt de blaasjes op en bewerkt de eiwitmoleculen totdat ze hun definitieve vorm hebben. Dan snoert het golgisysteem de eiwitten in blaasjes af.

Exocytose

Versmelten van blaasjes met het celmembraan om stoffen naar buiten de cel te transporteren.

Secretie = het afgeven van stoffen door cellen (bijvoorbeeld cellen van klieren (speekselklier) of in cellen van slijmvlies). 

Blaasjes die afgesnoerd zijn van het golgisysteem, kunnen versmelten met het celmembraan en de eiwitten afgeven, zodat ze buiten de cel terechtkomen. Het afsnoeren van blaasjes door het celmembraan om stoffen naar buiten de cel te transporteren, noem je exocytose (zie afbeelding 30). Het afgeven van stoffen door cellen noem je secretie. In cellen van klieren (bijvoorbeeld een speekselklier) en cellen van slijmvlies vindt veel secretie plaats.

Er zijn ook blaasjes die van het golgisysteem afsnoeren en in de cel blijven, zoals lysosomen. De eiwitten in lysosomen zijn enzymen en kunnen stoffen afbreken. Lysosomen kunnen samensmelten met blaasjes die zijn gevuld met voedingsstoffen of afvalstoffen. Vervolgens zetten de enzymen deze stoffen om in andere producten, die in de cel worden gebruikt of worden uitgescheiden.

In afbeelding 31 zie je de processen van eiwitsynthese tot secretie schematisch weergegeven.

Lysosomen

• Sommige blaasjes blijven in de cel. 
  
  
• Eiwitten in lysosomen zijn enzymen
  --> breken afval- en voedingsstoffen af. 

 Het afgeven van stoffen door cellen noem je secretie. In cellen van klieren (bijvoorbeeld een speekselklier) en cellen van slijmvlies vindt veel secretie plaats.

Er zijn ook blaasjes die van het golgisysteem afsnoeren en in de cel blijven, zoals lysosomen. De eiwitten in lysosomen zijn enzymen en kunnen stoffen afbreken. Lysosomen kunnen samensmelten met blaasjes die zijn gevuld met voedingsstoffen of afvalstoffen. Vervolgens zetten de enzymen deze stoffen om in andere producten, die in de cel worden gebruikt of worden uitgescheiden.

In afbeelding 31 zie je de processen van eiwitsynthese tot secretie schematisch weergegeven.

https:

Mitochondriën

• Ovaalvormig met dubbel membraan (binnenmembraan geplooid). 

Functie = ATP (energie) maken:

1. Glucose wordt via verbranding (met enzymen en O2) afgebroken. 

2. Met energie die vrijkomt wordt ATP (adenosinetrifosfaat) gemaakt. 

• ATP gaat naar plaatsen in cel waar energie nodig is. 

Voor veel processen in de cel is energie nodig, die geleverd wordt door mitochondriën. Mitochondriën (enkelvoud: mitochondrium) zijn ovaalvormige organellen. Ze hebben dubbele membranen waarvan het binnenmembraan sterk is geplooid (zie afbeelding 32). In het binnenmembraan van mitochondriën wordt via verbranding glucose afgebroken. Daarvoor zijn onder andere enzymen en zuurstof nodig. Met de energie die hierbij vrijkomt worden energierijke moleculen van de stof ATP (adenosinetrifosfaat) gemaakt. Als ergens in de cel energie nodig is, wordt die geleverd door de ATP-moleculen.

De enzymen die nodig zijn voor de productie van ATP liggen in het binnenmembraan van een mitochondrium. Door de plooiing van dit binnenmembraan is de oppervlakte wel 5× zo groot als die van het buitenmembraan. Hierdoor is er veel ruimte voor de productie van ATP-moleculen. De ATP-moleculen worden vanuit het mitochondrium getransporteerd naar plaatsen in de cel waar energie nodig is. Het aantal mitochondriën in een cel is afhankelijk van de activiteit van de cel.

Chloroplasten

• Zetten CO2 en H2O om in glucose en O2 met behulp van licht (fotosynthese)
  
  
• Ook opgebouwd uit dubbel membraan met daarin platte blaasjes. 
  
  

Bij fotosynthese zetten de chloroplasten in plantaardige cellen koolstofdioxide en water om in glucose en zuurstof met behulp van licht. Chloroplasten bezitten, net als mitochondriën, een dubbel membraan (zie afbeelding 33). Binnenin bevinden zich membranen die een soort platte blaasjes vormen met daartussen verbindingen. De platte blaasjes lijken gerangschikt te liggen als stapels munten. In deze membranen liggen het lichtgevoelige pigment chlorofyl en de enzymen voor de fotosynthese.

Maak opdracht 33 en 34

Cytoskelet

Binnen in cellen bevindt zich een netwerk van eiwitvezels dat het cytoskelet heet (zie afbeelding 34). Het cytoskelet zorgt ervoor dat cellen hun vorm behouden. Het kan er ook voor zorgen dat cellen van vorm kunnen veranderen en zich kunnen verplaatsen. Het cytoskelet kan, zoals bij een amoebe, uitstulpingen (schijnvoetjes) vormen, doordat de vezels langer of korter worden. Met die schijnvoetjes kan een amoebe zich voortbewegen of voedsel insluiten (zie afbeelding 35).

Ciliën (enkelvoud cilium) of trilharen zijn organellen die eiwitvezels bevatten en ook behoren tot het cytoskelet. Ze kunnen signalen uit de omgeving waarnemen en doorgeven aan de cel. Daarnaast hebben ze ook een functie bij de voortbeweging. Zo kunnen pantoffeldiertjes zich met de ciliën op de buitenkant van hun cel snel verplaatsen. Ze kunnen er ook voedseldeeltjes mee naar hun celmond toe bewegen. Sommige eencelligen (bijvoorbeeld oogdiertjes) en voortplantingscellen hebben een flagel (zweephaar) waarmee ze zich kunnen voortbewegen (zie afbeelding 36).

Speciale eiwitten, de motoreiwitten, gebruiken het cytoskelet als transportsysteem. Motoreiwitten lijken op een lichaam met twee voetjes die om de beurt een stapje zetten. Zo verplaatsen zij zich langs het cytoskelet en transporteren organellen of blaasjes die zijn gevuld met eiwitten, bijvoorbeeld een lysosoom (zie afbeelding 37). Op die manier kunnen bijvoorbeeld zenuwcellen eiwitten over een afstand van wel 1 meter vervoeren (zie afbeelding 38).

Microtubuli zorgen met name voor de localisatie van organellen in de cel en langs microtubuli kan er transport plaatsvinden met behulp van motoreiwitten.

Cytoskelet

• Ciliën (trilharen):
  1. Signalen uit omgeving waarnemen en doorgeven aan cel. 
  2. Voortbewegen.
  
  
• Flagel (zweephaar): voortbewegen. 

Binnen in cellen bevindt zich een netwerk van eiwitvezels dat het cytoskelet heet (zie afbeelding 34). Het cytoskelet zorgt ervoor dat cellen hun vorm behouden. Het kan er ook voor zorgen dat cellen van vorm kunnen veranderen en zich kunnen verplaatsen. Het cytoskelet kan, zoals bij een amoebe, uitstulpingen (schijnvoetjes) vormen, doordat de vezels langer of korter worden. Met die schijnvoetjes kan een amoebe zich voortbewegen of voedsel insluiten (zie afbeelding 35).

Ciliën (enkelvoud cilium) of trilharen zijn organellen die eiwitvezels bevatten en ook behoren tot het cytoskelet. Ze kunnen signalen uit de omgeving waarnemen en doorgeven aan de cel. Daarnaast hebben ze ook een functie bij de voortbeweging. Zo kunnen pantoffeldiertjes zich met de ciliën op de buitenkant van hun cel snel verplaatsen. Ze kunnen er ook voedseldeeltjes mee naar hun celmond toe bewegen. Sommige eencelligen (bijvoorbeeld oogdiertjes) en voortplantingscellen hebben een flagel (zweephaar) waarmee ze zich kunnen voortbewegen (zie afbeelding 36).

Speciale eiwitten, de motoreiwitten, gebruiken het cytoskelet als transportsysteem. Motoreiwitten lijken op een lichaam met twee voetjes die om de beurt een stapje zetten. Zo verplaatsen zij zich langs het cytoskelet en transporteren organellen of blaasjes die zijn gevuld met eiwitten, bijvoorbeeld een lysosoom (zie afbeelding 37). Op die manier kunnen bijvoorbeeld zenuwcellen eiwitten over een afstand van wel 1 meter vervoeren (zie afbeelding 38).

Microtubuli zorgen met name voor de localisatie van organellen in de cel en langs microtubuli kan er transport plaatsvinden met behulp van motoreiwitten.

Membranen

• Dubbele laag fosfolipiden (vetachtige stof) met daarin eiwitmoleculen.
  
• Veel membraaneiwitten spelen een rol bij transport van stoffen in en uit de cel.
• Fosfolipiden in beweging dus geen vaste of harde wand maar een dun vloeibaar vliesje
• Trilharen aan buitenkant membraan: voortbeweging of verplaatsing stoffen
• Zweephaar aan cel maakt voortbeweging mogelijk (zoals bij spermacel)
• Koolhydraatketens: rol bij herkenning cel

Cellen nemen stoffen uit hun omgeving op en geven stoffen aan hun omgeving af. Deze stoffen passeren hierbij het celmembraan. Stoffen passeren in de cel ook membranen van organellen.

Membranen in de cel bestaan uit een dubbele laag fosfolipiden (vetachtige stoffen, BiNaS tabel 67G3) met daartussen eiwitmoleculen (zie afbeelding 39). Een fosfolipidemolecuul bestaat aan de ene kant uit een fosfaatgroep die in water oplosbaar is. In water oplosbaar noem je hydrofiel (polair). De andere kant is waterafstotend of hydrofoob (apolair) en bestaat uit twee lange vetzuurstaarten. Apolaire moleculen zijn oplosbaar in vetachtige stoffen. In een membraan trekken de hydrofiele koppen van de fosfolipidemoleculen naar de waterige omgeving toe. De hydrofobe staarten trekken elkaar aan en keren zich juist van water af. Zo ontstaat een dubbele laag van fosfolipiden. De fosfolipiden in het membraan zijn voortdurend in beweging, waardoor een membraan geen vaste of harde wand is, maar een dun vloeibaar vliesje. Membranen kunnen hierdoor allerlei vormen aannemen.

In een celmembraan liggen membraaneiwitten. Veel van deze eiwitten spelen een rol bij het transport van stoffen in en uit een cel. Daarnaast zijn er receptoreiwitten waaraan koolhydraatketens zitten, net als aan sommige fosfolipiden. Die koolhydraatketens spelen een rol bij de herkenning van de cel door eiwitten in het membraan van andere cellen.

Transport via blaasjes

• Endocytose: het afsnoeren van blaasjes door het celmembraan om stoffen in de cel op te nemen.

• Zo'n blaasje noem je dan een endosoom

• In de cel versmelt het endosoom met een lysosoom, waarna enzymen de stoffen in het endosoom afbreken.

Blaasjes die zijn afgesnoerd van het golgisysteem, kunnen versmelten met het celmembraan. Veel cellen kunnen hun membraan ook instulpingen naar binnen toe laten maken en zo stoffen uit de omgeving opnemen. Het afsnoeren van blaasjes door het celmembraan om stoffen in de cel op te nemen, noem je endocytose (zie afbeelding 40). Het blaasje dat zich afsnoert van het celmembraan noem je een endosoom. In de cel versmelt het endosoom met een lysosoom, waarna enzymen uit het lysosoom de stoffen in het endosoom afbreken. Via transporteiwitten komen de afbraakproducten in het cytoplasma.

Maak nu opdracht 35 t/m 41

• Oefen de Flitskaarten en Test Jezelf van B4

Klaar?

• Neem de Context leefwereld 'Motoreiwitten als pakketbezorger' door en 

maak de opdrachten 42

Lesafsluiter B4

1.4.1 Je kunt een cel beschrijven als een zelfstandig functionerende

          biologische eenheid.

1.4.2 Je kunt beschrijven hoe transport van stoffen via (cel)membranen

          plaatsvindt.

https:

Wat was je score?

https:

Wat was je score?

https:

Wat was je score?

https:

Wat was je score?