Les 1 Activatie voorkennis: cellen - chromosomen - DNA - celdelingen

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Les 1 Activatie voorkennis

Onderwerpen:

organismen, de bouw van een organisme, cellen van dieren en planten, chromosomen, mitose, meiose, voortplanting (ongeslachtelijk en geslachtelijk). 

En het verlies van de soortenbiodiversiteit.

Leerdoelen

1. Ik ken de verschillende vormen van biodiversiteit benoemen en waarom biodiversiteit belangrijk is.
2. Ik kan benoemen wat wordt bedoeld met evolutie en kan deze in verband brengen met de verschillende vormen van biodiversiteit.
3. Ik kan de verschillende biologische organisatieniveaus van complexe organismen benoemen en herkennen.
4. Ik kan de verschillende voortplantingswijzen (ongeslachtelijk en geslachtelijk) onderscheiden en relateren aan biodiversiteit.
5. Ik begrijp de processen van mitose en meiose en kan deze koppelen aan groei en voortplanting.

Belangrijke begrippen

Biodiversiteit: de “verscheidenheid aan leven, in allerlei vormen, op aarde” ofwel soortenrijkdom.

Evolutie: het proces waarbij levende organismen in de loop van generaties veranderen. 

Soort: organismen die zich onder natuurlijke omstandigheden kunnen voortplanten en vruchtbaree nakomelingen produceren.

Ongeslachtelijke voortplanting: nakomelingen worden geproduceerd door slechts één ouder.

Geslachtelijke voortplanting: nakomelingen worden geproduceerd door twee ouders.

Mutatie: plotselinge verandering van de sequentie DNA-nucleotiden.

Cellen: de kleinste bouwstenen waarmee organismen gevormd worden.

Chromosomen: lange dunne draden in de celkern bestaande uit eiwitten en DNA.

Mitose: gewone celdeling waarmee nieuwe lichaamscellen gemaakt worden voor groei, ontwikkeling en herstel.

Meiose: reductiedeling waarmee geslachtscellen gevormd worden.

0

Biodiversiteit is meer dan alleen soortenrijkdom.

Verschillende vormen van biodiversiteit

Soortenbiodiversiteit: De verscheidenheid aan verschillende soorten organismen op aarde.

Genetische biodiversiteit: Verwijst naar de variatie in het genetisch materiaal binnen een soort. 

Ecosysteemdiversiteit: Het is de mozaïek van verschillende habitats, zoals bossen, graslanden, wetlands en koraalriffen. 

Soortenbiodiversiteit: De verscheidenheid aan verschillende soorten organismen op aarde. Het gaat om alle planten, dieren, schimmels, bacteriën en andere levende wezens die er zijn. Van de kleinste micro-organismen tot de grootste walvissen, alle soorten dragen bij aan de rijkdom en complexiteit van het leven op onze planeet.

Genetische biodiversiteit: Verwijst naar de variatie in het genetisch materiaal binnen een soort. Met andere woorden, het is de verscheidenheid aan genen die aanwezig zijn in een populatie. Denk aan het als een recept: hoewel alle mensen dezelfde basis-ingrediënten (genen) hebben, zijn er talloze variaties in de hoeveelheden en combinaties van deze ingrediënten, wat leidt tot de enorme verscheidenheid aan menselijke eigenschappen.

Ecosysteemdiversiteit: Ecosysteembiodiversiteit gaat verder dan alleen de verscheidenheid aan soorten. Het omvat de variatie in ecosystemen zelf, de gemeenschappen van planten, dieren en micro-organismen die samenwerken in een bepaalde omgeving. Het is de mozaïek van verschillende habitats, zoals bossen, graslanden, wetlands en koraalriffen, die samen de biodiversiteit van onze planeet vormen.

Ontstaan van de biodiversiteit

• Genetische variatie: Binnen elke soort zijn er individuele verschillen. Deze verschillen kunnen ontstaan door mutaties in het DNA en geslachtelijke voortplanting (genetische biodiversiteit).

• Natuurlijke selectie: Individuen met eigenschappen die hen beter helpen om te overleven en zich voort te planten in hun omgeving (ecosysteembiodiversiteit), hebben meer kans om hun genen door te geven aan de volgende generatie.

• Adaptatie: Door natuurlijke selectie passen soorten zich aan hun omgeving aan (soortbiodiversiteit). Dit proces wordt adaptatie genoemd.

is het proces is waarbij levende organismen in de loop van generaties veranderen. Een proces wat voor de wonderbaarlijke biodiversiteit heeft gezorgd. 

Bouw van dieren

Alle organismen worden gevormd door cellen. 

Dieren kunnen eencellig of meercellig zijn.

Meercellige dieren hebben verschillende weefsels en organen.

In deze lessenserie zal de nadruk gelegd worden op meercellige organsimen uit het rijk van de planten en dieren die zich geslachtelijke voortplanten.

Bouw van planten

Planten kunnen ook eencellig of meercellig zijn.

Meercellige planten hebben verschillende weefsels en organen.

Ongeslachtelijke versus geslachtelijke voorplanting

Alle eencellig planten en dieren zorgen voor nakomelingen door middel van ongeslachtelijke voortplanting.  Er is slechts één ouder nodig. Alle nakomelingen krijgen dezelfde genetische informatie als de moedercel.

De meeste meercellige planten en dieren zorgen voor nakomelingen door middel van geslachtelijke voorplanting. Er zijn twee ouders nodig. Alle nakomelingen krijgen een uniek pakketjes genetische informatie.

Welke vorm van voortplanting zorgt voor een bijdrage aan de biodiversiteit; en hoe?

Hoe zorgen meercellige organismen voor nakomelingen?

1. Door geslachtelijke voortplanting.
2. Door ongeslachtelijke en geslachtelijke voortplanting
3. Door ongeslachtelijke voortplanting.
4. Alleen door celdeling

Wat veroorzaakt genetische variatie?

1. Mutaties in het DNA.
2. Mutaties in het DNA en geslachtelijke voortplanting
3. Heslachtelijke voortplanting.
4. Natuurlijke selectie en adaptatie

Wat is soortenbiodiversiteit?

1. Variatie in het genetisch materiaal binnen soorten
2. Verscheidenheid aan verschillende soorten organismen
3. Mozaïek van verschillende habitats

Cellen van planten en dieren

1. Celmembraan

Scheidt de cel van de omgeving en reguleert het transport van stoffen in en uit de cel.

2. Cytoplasma

Stroperige vloeistof met daarin de organellen en opgeloste stoffen die de cel noig heeft om te kunnen functioneren.

3. Celkern

Bevat het erfelijk materiaal (DNA) en controleert alle celactiviteiten en is omgeven door een kernmembraan.

4 Mitochondriën

Energiefabrieken van de cel, produceren ATP (energierijke stof) via celademhaling (verbrandingsproces).

5. Ribosomen

Verantwoordelijk voor de eiwitsynthese.

Celmembraan: een dun vliesje dat voor een afscheiding zorgt met de externe omgeving waardoor er een biochemisch intern milieu mogelijk gemaakt wordt en bepaald welke stoffen er in of uit de cel gaan.

Cytoplasma: een stroperige vloeistof waarmee de cel gevuld is waarin alle stoffen opgelost zitten die de cel nodig heeft om goed te kunnen functioneren.

Chromosomen: lange dunnen draden bestaande uit eiwitten en DNA. DNA is de stof ofwel het molecuul die de erfelijke informatie bevat.  

Verschillende weefsels en organen worden mogelijk gemaakt door...

• Celdifferentiatie: Dit is het proces waarbij een ongespecialiseerde cel (zoals een stamcel) waarbij de cel in vorm en grootte veranderd en specifieke eiwitten bevat die het specialisatie proces aansturen.

• Celspecialisatie: Dit is de eindtoestand van celdifferentiatie. Een gespecialiseerde cel heeft een specifieke functie binnen het lichaam, zoals een zenuwcel die signalen overdraagt of een spiercel die samentrekt.

• Samenvattend: Celdifferentiatie is het proces van verandering, terwijl celspecialisatie de eindtoestand is, de specifieke functie die de cel uiteindelijk uitvoert.

De vorm en functie van een cel zijn onlosmakelijk verbonden!

Verschillende soorten cellen ontstaan uit stamcellen.  Alle cellen hebben een bepaalde vorm en formaat.

Chromosomen

• Ieder soort plant of dier heeft altijd een specifiek even aantal chromosomen in de celkern van de lichaamscellen. 

mens = 46 chromosomen / sneeuwluipaard = 38 chromosomen  / muis =20 chromosomen / maïs = 20 chromosomen / tulp = 24 chromosomen

• Chromosomen zijn lange dunnen draden die uit eiwitten en DNA bestaan. DNA is het molecuul die de genetische informatie bevat. 

• In de volgende les gaan we een practicum uitvoeren waarbij jullie leren om de DNA uit een cel te extraheren (eruit te halen). 

Wat is DNA?

DNA staat voor desoxyribonucleïnezuur. en dient als een soort 'blauwdruk' voor alle erfelijke eigenschappen. DNA bevat de instructies voor de ontwikkeling, het functioneren, de groei en de voortplanting van alle organismen.  Denk aan DNA als een kookboek met alle recepten om een organisme te bouwen en te laten functioneren. 

DNA heeft een unieke structuur die lijkt op een gedraaide ladder, ook wel een dubbele helix genoemd. De 'spiegels' van de ladder bestaan uit suikermoleculen (desoxyribose) en fosfaatgroepen. De 'treden' van de ladder bestaan uit stikstofbasen.  Er zijn vier verschillende soorten stikstofbasen: adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). Deze basen vormen altijd paren: A met T en C met G. 

De volgorde van deze basenparen vormt de genetische code.

Wat zijn de treden van de DNA-ladder?

1. Suikermoleculen en fosfaatgroepen
2. Stikstofbasen zoals A en T

Wat bevat DNA?

1. Eiwitten voor celgroei
2. Genetische informatie van organismen
3. Chromosomen

Wat is celdifferentiatie?

1. Proces van verandering van cellen
2. Eindtoestand van celspecialisatie

Hoe werkt DNA?

Genen: Een gen is een stukje DNA dat de code bevat voor een specifiek eiwit. Eiwitten zijn de 'werkpaarden' van de cel en bepalen veel van de eigenschappen van een organisme.

Transcriptie en translatie: Het DNA wordt eerst overgeschreven naar RNA (een soort kopie), een proces dat transcriptie heet. Het RNA wordt vervolgens vertaald in een eiwit, een proces dat translatie heet.

Mutaties: Soms treden er fouten op bij het kopiëren 

van DNA, wat leidt tot veranderingen in de 

genetische code. Deze veranderingen worden 

mutaties genoemd en kunnen leiden tot nieuwe eigenschappen of ziektes.

Lichaamscellen

Lichaamscellen zijn diploïde cellen. Dat betekent dat ze chromosoomparen bevatten. Een set van de vader en een set van de moeder. 

Een  sneeuwluipaard heeft 38 chromosomen (19 chromosoomparen). 

18 chromosoomparen worden door twee chromosomen gevormd die dezelfde erfelijke informatie bevatten.  

1 chromosoompaar dat zijn de geslachtschromosomen. Dez bepalen het geslacht van een organisme. 

Net zoals bij de mens heeft een vrouwtjes sneeuwluipaard twee X chromosomen en een mannetje een X en een Y chromosoom.

Gewone celdeling

mitose

Stel je een cel voor als een klein fabriekje. Net als een fabriek heeft een cel een bepaalde levenscyclus. Deze cyclus, die we de celcyclus noemen, bestaat uit een serie gebeurtenissen die leiden tot de groei en deling van de cel. Mitose maakt deel uit van de celcyclus. 

Dit is essentieel voor groei, ontwikkeling en het vervangen van oude of beschadigde cellen.

Mitose

Mitose is een proces waarbij een cel (moedercel) zich deelt in twee genetisch identieke dochtercellen. De genetische variatie die nodig is voor de biodiversiteit ontstaat niet door mitose. 

Wat zijn mutaties?

1. Normale celprocessen
2. Ziekte zonder genetische veranderingen
3. Nieuwe eiwitten
4. Fouten in DNA

Wat is mitose?

1. Cel verandert in een andere cel
2. Cel sterft af
3. Cel deelt in twee identieke dochtercellen
4. Cel creëert genetische variatie

Wat zijn lichaamscellen?

1. Cellen met 38 chromosomen
2. Diploïde cellen met chromosoomparen
3. Enkelvoudige cellen
4. Cellen zonder chromosomen

Wat gebeurt er tijdens transcriptie?

1. RNA wordt vertaald naar DNA
2. DNA wordt overgeschreven naar RNA
3. Mutaties ontstaan
4. Eiwitten worden gekopieerd

Wat is een gen?

1. Een stukje DNA voor eiwitcode
2. Een celtype
3. Een type van eiwit
4. Een chromosoom

Geslachtscellen

Meiose

Meiose ofwel reductiedeling

Reuctie betekent halvering'.

Een celdeling waarmee haploïde geslachtscellen worden geproduceerd uit diploïde stamcellen omwille de voortplanting. 

Meiose zorgt wel voor genetische variatie, want alle geslachtscellen krijgen verschillende pakketjes van genetische informatie.  

Een van de voorwaarden die nodig is voor evolutie en daarmee een belangrijke bijdrage levert aan het ontstaan van de biodiversiteit.