E3 hst. 2 v4 reproductie

• Biologie
• WO
• Studiejaar 6

E3 hst. 2 en 3  v4 reproductie

Basisstof 1

Ongeslachtelijke voortplanting

Celcyclus, mitose (binas 76A-B)

Doelen

1. Je kunt de gebeurtenissen tijdens de celcyclus beschrijven en toepassen.
   
2. Je weet dat door ongeslachtelijke voortplanting nakomelingen ontstaan die identiek zijn aan de ouder.
   
3. Je kunt standpunten over klonen van organismen toelichten met ethische en biologische argumenten.
   

Ongeslachtelijke voortplanting

• Een ouder produceert nakomelingen door middel van mitose (gewone celdeling)
• Cellen ontwikkelen als genetisch identieke nakomelingen
• Voordeel?

Natuurlijk en kunstmatig klonen

weefselkweek in laboratoria: uit ongedifferentieerd weefsel nieuwe identieke plantjes kweken

Klonen en weefselkweek

Parthogenese

• Gameten ontwikkelen tot embryo zonder bevruchting

Uit onbevruchte eicellen ontwikkelen zich embryo's. Wanneer de omstandigheden (weer) gunstig zijn, kunnen zij weer aan geslachtelijke voortplanting doen.

Bij bepaalde vissen, reptielen, en vele insecten.

Verschil met ongeslachtelijke --> altijd uit een gameet ipv somatische cel.

Celcyclus

Verschillende signalen van binnen en buiten de cel bepalen of 'het stoplicht' op groen, of op rood staat.

De meeste cellen in het menselijk lichaam bevinden zich voor het grootste deel in de G₀ fase

DNA replicatie in de S-fase

Centromeer pas op een chromatide (= de plek waar de zuterchromatiden aan elkaar zitten.

Chromosomenparen

Celcyclus

Klonen: embryosplitsing

Fasen Mitose

In de anafase worden de chromtiden weer een chromosoom genoemd.

Klonen: celkerntransplantatie

Ethische en biologische bezwaren...

Basisstof 2

Geslachtelijke voortplanting

Meiose binas 76B, spermatogenese, oögenese

Bevruchting binas 86A-E

Doelen

1. Je kunt uitleggen hoe door meiose geslachtscellen ontstaan en hoe bevruchting verloopt.
   
2. Je kunt de delen en werking van het voortplantingsstelsel van de mens beschrijven.
   

Geslachtelijke voortplanting

• Nakomelingen resultaat van fusie twee gameten (geslachtscellen) 
• Vrouwelijke gameet (haploïd) groot, bevat voedingsstoffen
• Zygote (diploïd) genetisch verschillend van ouders en elkaar

DNA replicatie in de S-fase

Centromeer pas op een chromatide (= de plek waar de zuterchromatiden aan elkaar zitten.

Meiose

Poollichaampje

Meiose II is 'gelijk' aan mitose.

Spermatogenese

Vindt plaats in (de wand van) de zaadbuisjes

Uit een interstitiële cel (2n) ontstaat een spermatogonium (2n), daaruit ontstaat een primaire spermatocyt (2n) -> secundaire spermatocyt (n)-> spermatide (n) 

Spermatozoïden leven 24 - 48 uur (buiten het lichaam ca. 5 minuten)

Oögenese

De poollichaampjes geven hun cytoplasma aan de eicel.

De ovulatie

• De oöcyt (eicel) omgeven door de zona pellucida (een gelei-achtige massa) komt vrij uit het ovarium
• Dit kan wel tot 15 minuten duren
• Een oöcyt kan 12 tot 24 leven

De oöcyt kiest de spermazoïd

maar voordat de oöcyt wat te kiezen heeft, heeft de spermazoïd al een lange weg vol obstakels volbracht: het zure milieu van de vagina (deels geneutraliseert door het basische sperma), de linker- of rechter eileider en tijdsdruk (want leeft maar ca 48 uur)

Basisstof 3

Hormonenregulatie mannen (opdracht 20) en vrouwen (opdracht 21) binas 86C en 89A+C

Doel

1. Je kunt de werking van de hormoonklieren en hormonale regeling van de voortplanting van de mens beschrijven en toelichten. 

 klieren

• geslachtshormonen zorgen voor secundaire geslachtskenmerken in de pubertijd
• bij mannen vanaf pubertijd vrij constant
• bij vrouwen schommelt het

Hypothalamus en hypofyse

• Hypothalamus = regelcentrum
• stuurt hypofyse aan dmv allerlei Releasing Hormones (RH)
• In pubertijd wordt hypofyse gevoeliger voor Gonadotropine Releasing Hormoon (GnRH)
• Hypofyse maakt Follikel Stimulerend Hormoon (FSH) en Luteïniserend Hormoon (LH)

'Thermostaat'

Basisstof 4

Innesteling

Zwangerschap binas 86E

Bevalling

Doelen

1. 7 Je kunt de ontwikkeling van zygote tot volgroeide baby toelichten.
   
2. Je kunt fasen van de geboorte toelichten.
   

HCG tijdens begin zwangerschap

Humaan ChorionGonatropine = het 'zwangerschapshormoon' (basis van de zwangerschapstest).

HCG-> +progestoron

- GnRH

Klievingsdelingen

Morula

Innesteling

• Trofoblast beschermt embryoblast (cellen die embryo gaan vormen), zorgt voor innesteling, vormt chorion (buitenste vruchtvlies)
• het chorion omsluit de chorionholte

Embronale ontwikkeling

• Chorionvlokken nemen zuurstof en voedingsstoffen op, ontwikkelen zich tot placenta
• Placenta deels baby, deels mams
• Uit cellen tussen amnionholte en dooierzak ontwikkelt embryo
• Embryo omgeven door vruchtwater, omsloten door amnion

Placenta en navelstreng

Transport van voedings- en afvalstoffen, en O2 en CO2 door navelstreng. 

Slagader: van moeder naar baby

ader: van baby naar moeder.

Ook ziekteverwekkers en (medicinale)drugs.

Celdifferentiatie

fate maps: specifieke regio's (ecto-/meso-/endoderm) worden specifieke delen in ouder embryo

Cellen beïnvloeden elkaar.

Een cel wordt wat ie wordt obv zijn plaats, welk deel van het DNA actief is.

Geprogrammeerde celdood: apopthose.

binas 80A

embryonale stamcel

binas 80A

somatische/

adulte stamcel

Tot het 8-cellige stadium

Geboorte

Nageboorte: placenta, navelstreng en vliezen

Basisstof 7

Kunstmatige inseminatie

In-vitrofertilisatie

ICSI

Doelen

1. Je kunt oorzaken noemen van verminderde vruchtbaarheid.
   
2. Je kunt standpunten over het ingrijpen in het voortplantingsproces door middel van ivf en ki toelichten.
   

Infertiliteit

• 30% de man
• 30% de vrouw
• 30% beiden
• 10% onbekend

ongezonde leefstijl
(aangeboren) ziekte
leeftijd

Kunstmatige Inseminate (Donorzaad) KI(D)

• eicellen zijn in orde
• zaadcellen kunnen niet via de normale weg de eicel bereiken (traag, erectiestoornis ed)
• (eigen/donor)zaadcellen via een dun slangetje rechtstreeks de baarmoeder in (Intra Uteriene Inseminatie)

Thema 3

Genetica

Basisstof 1

Fenotype en genotype

Chromosomen, genen, allelen

Feno- en genotype

• Fenotype: alle waarneembare eigenschappen individu
• Genotype: informatie voor alle erfelijke eigenschappen

Chromosomen

• 22 gelijke chromosomenparen (autosomen), 
• 1 paar geslachtschromsomen
• Chromosomenpaar = 2 homologe chromosomen

DNA

• Twee ketens in dubbele spiraal (dubbele helix)
• Vier verschillende nucleotiden (fosfaatgroep, desoxyribose, stikstofbase)
• A-T, C-G basenparing
• Genoom

Genen en allelen

• Gen deel chromosoom, bevat informatie over erfelijke eigenschap
• Variatie in DNA-sequentie zorgt voor verschillende vormen gen (allelen)
• Genexpressie (heeft oa te maken met de locatie vd cel: locus)

Genen en allelen

fenotype = genotype + milieu

veranderingen in het fenotype door:

 milieu -->modificaties (in de baarmoeder al; aangeboren)

verandering van genotype: mutatie

wanneer dit in een geslachtscel gebeurt --> overgedragen op nageslacht (erfelijke aandoening)

Basisstof 2

Dominant en recessief

Homozygoot en heterozygoot

Onvolledig dominant, intermediair, codominant

Recombinatie en tweelingen

Doel

• Je kunt uitleggen hoe het fenotype van een organisme tot stand komt en hierbij de begrippen homozygoot, heterozygoot, dominant en recessief gebruiken.
  
• Je kunt uitleggen hoe door mutatie en recombinatie nieuwe combinaties van allelen ontstaan.
  

Wat klopt er niet?

Dit zijn geen homologe chromosomen, dus zullen het geen allelen van dezelfde erfelijke eigenschap zijn

Homozygoot: DD/dd - heterozygoot: Dd

Onvolledig dominant

• Het recessieve allel komt een beetje tot uiting in het fenotype
• Allelen aangegeven als superscript van een gekozen letter (I^A of I^a)

Intermediair

• Geen van beide allelen is recessief, komen beide tot uiting
• Allelen aangegeven als superscript van een gekozen letter (IA of Ia)

Codominant

• Beide allelen komen volledig tot uiting
• Allelen aangegeven als superscript van een gekozen letter (I^A of I^a)

Recombinatie

Herverdeling van de erfelijke eigenschappen door meiose:2ⁿ mogelijkheden

Crossing over

Mutaties

Tweelingen

• Tweelingen (A-B-C) zijn genetisch 'gelijk'.
• Twee(een)ling (D) zijn genetisch 2 verschillende kinderen

D

Bij A is uit één eicel twee baby’s ontstaan. De eicel is zich eerst gaan delen tot een bolletje cellen. Dat bolletje cellen is zich gaan splitsten en zijn er twee baby’s gaan groeien met beiden een eigen vlies.

Bij B is er uit één bevruchte eicel twee baby’s ontstaan. Eerst is de bevruchte eicel zich gaan delen op twee verschillende plekken in de cel. Hierdoor zijn er twee baby’s in één vlies zijn gaan groeien. Tussen de twee baby’s is een vlies gegroeid en groeien ze los van elkaar.

Bij C is er ook uit een bevruchte eicel twee baby’s ontstaan die samen in één vlies groeien. Ook hier is eerst een bolletje cellen gaan groeien dat later zich splitste in het vlies. Hier is geen vlies tussen gaan groeien. Hier is er kans op de groei van een Siamese tweeling.

Basisstof 3

Monohybride kruisingen

Monohybride kruisingen

• Overerving van één eigenschap, waarbij één genenpaar betrokken is
• Ouders met letter P, nakomelingen F₁, hun nakomelingen F₂
• _{Allelen aangegeven met een enkele gekozen letter}

Rekenen met verhoudingen

AA = 1/4

Aa = 1/4 + 1/4 = 1/2

aa = 1/4

 

	A	a
A	1/4	1/4
a	1/4	1/4

Verhoudingen en testkruisingen

P: Aa x aa

Als één ouder heterozygoot is, en de ander homozygoot recessief, is de ratio in het fenotype altijd 1 : 1  (genotype ook)

	A	a
a	Aa	aa
a	Aa	aa

P: heterozygoot

F₁ Genotype: 1 : 2 : 1

F₁ Fenotype: 3 : 1

Recessief

Ouders hebben een recessieve aandoening/eigenschap niet, maar een kind wel. Ouders moeten heterozygoot zijn.

Huntington

Opdracht 37: 

Huntington wordt veroorzaakt door een dominant gen.

Noteer de genotypen

Mensen met Huntington krijgen te maken met ernstige motorische symptomen, met verstandelijke achteruitgang en met psychiatrische problemen. Dit is een geleidelijk toenemend proces (progressief). Huntington is nog niet te genezen of te vertragen.

Stambomen

Opdracht 35

uit welke kruising kan je afleiden dat CF recessief overerfbaar is?

Basisstof 4

Geslachtschromosomen

X-chromosomale overerving

2n op een rij

22 paar/homologe autosomen

1 paar geslachtschromosomen

In formule

Karyotype: [46,XY]

Karyogram

Geslachtschromosomen

X-chromosomale overerving

• Genen die alleen op het X-chromosoom voorkomen
• Allelen aangegeven als superscript van de letter X^A
• Waarom bijna geen genen op het Y-chromosoom?

vrouwtje is 

draagster

X-chromosomaal recessief

Eigenschap komt vaker voor bij mannen. Ze hebben maar één X-chromosoom en dus grotere kans dat het tot uiting komt.

X-chromosomaal dominant

Als de vader het heeft, hebben alle dochters het

Basisstof 5

Dihybride kruisingen

Onafhankelijke overerving

Doel

Je kunt kruisingsschema’s maken voor dihybride kruisingen met onafhankelijke overerving (voor autosomale genen). Uit deze kruisingen of uit stambomen kun je de frequentie van genotypen en fenotypen van nakomelingen afleiden. 

Dihybride kruising

• Kruising waarbij je let op twee verschillende eigenschappen
• Onafhankelijke overerving: de eigenschappen liggen op verschillende chromosomen en kunnen dus onafhankelijk van elkaar in geslachtscellen terecht komen

Stappenplan

• Genotype ouders opschrijven (zoals monohybride, maar met twee verschillende letters voor de twee eigenschappen)
• Mogelijke allelen in geslachtscel
• Mogelijke allelen combinaties na bevruchting

Dyhibride kruising

Bij heterozygote ouders altijd een verhouding in het fenotype van 9 : 3 : 3 : 1 (AB : Ab : aB : ab)

Bij homozygote ouders AABB x aabb, altijd een een fenotype van 100% (AaBb)

Genotype ouders

• Bepaal voor één van de eigenschappen de verhouding in het fenotype nakomelingen
• Leidt hieruit genotype ouders af
• Bepaal voor de andere eigenschap de verhouding in het fenotype nakomelingen
• Leidt hieruit genotype ouders af
• Voeg de genotypen samen tot dihybride formule

Pleiotopie

meer dan een gen verantwoordelijk voor één fenotypische eigenschap

 Bij cavia’s is het allel voor zwarte haarkleur (A) dominant over witte haarkleur (a). Het allel voor ruwe vacht (B) is dominant over dat voor een gladde vacht (b). Beide genen erven onafhankelijk over en zijn niet X-chromosomaal. Men kruist twee dieren die heterozygoot zijn voor beide allelen. Welk deel van de nakomelingen is homozygoot voor zowel zwart als ruw haar? 

De ouders zijn AaBb x AaBb; de kans op AA = 1/4 en de kans op BB = 1/4 dus de totale kans is 1/4 . 1/4 = 1/16. 

Basisstof 6

Multipele allelen

Letale factoren

Gekoppelde overerving (Afhankelijke overerving)

Polygene overerving

Mitochondriaal DNA

Multipele allelen

• Voor een eigenschap zijn meer dan twee allelen mogelijk binnen een populatie

Letale factoren

• Allel dat in homozygote toestand geen levensvatbare nakomelingen oplevert
• Ratio fenotypen in F1 is 
  2 : 1 (Aa : aa of Aa : AA)

Gekoppelde overerving

• Dihybride kruising met twee genenparen op hetzelfde chromosoom, deze erven vaak gezamelijk over

Gekoppelde overerving

• Bij twee heterozygote ouders vind je geen 9 : 3 : 3 : 1 zoals bij onafhankelijke overerving

Polygene overerving

• Meerdere genenparen bepalen een erfelijke eigenschap

Aantal genotypen in gameet

• Bepaal voor elk genenpaar het aantal typen geslachtscellen 
• Vermenigvuldig deze met elkaar
• Voorbeeld: AabbCc = 2 x 1 x 2 = 4 genotypen mogelijk

Mitochondriaal DNA

Basisstof 7

Nature vs. nurture

Epigenetica

Doel

• Je kunt het doel van tweelingonderzoek beschrijven.
  
• Je kunt verklaren dat epigenetica kan leiden tot een ander overervingspatroon dan volgens de wetten van Mendel.
  

Nature - Nurture

De mate van invloed van genotype (nature) en milieu (nurture) op een organisme

afbeelding: @nina_van_tilbeurgh

Epigenetica

Genexpressie kan worden beïnvloed door wijzigingen in chromatine (DNA + eiwitten) zonder dat de nucleotidevolgorde wordt veranderd.

Spiralisatie

Wel of niet transcriptie?

Methylering en acetylering histonen

Acetylering (toevoeging van een -COOH groep):minder spiralisatie

Methylering en acetylering histonen

Methylering (toevoeging van een -CH3 groep) van een histonstaart zorgt voor meer spiralisatie

Genexpressie

Cellen kunnen de genexpressie regelen door:

• epigenetica - chromatinestructuur
• epigenetica - DNA structuur
• regelen van de transcriptie
• regelen van translatie

Methylering en acetylering DNA

Methylering (toevoeging van een -CH3 groep) van de Cytosine-base bij de promotor (aanhechtingsplaats van RNA polymerase) voorkomt de transcriptie