Leerdoelen biologie 4 VWO voor Meesterproef 2021
Hoofdstuk 2 – CellenLeerdoelen: (Je kunt...) § Bron Uitwerking Organisatieniveaus noemen en kunnen herkennen Verbanden tussen de verschillende niveausbenoemen Uitleggen wat een emergente eigenschap is en eenvoorbeeld geven.
2 2 Organisatieniveaus: - Molecuul: scheikundige stof opgebouwd uit atomen. - Organel: een onderdeel van een cel met een bepaalde taak. - Cel: kleinste eenheid die alle levenskenmerken vertoont. Een cel bevat cytoplasma, erfelijk materiaal (DNA) en is omringd door een membraan. - Weefsel: verzameling cellen van hetzelfde type en functie. - Orgaan: verschillende weefsels verzorgen een taak. - Orgaanstelsel: meerdere samenwerkende organen met dezelfde taak. - Organisme: verzameling van samenwerkende orgaanstelsel, levend wezen. - Populatie: groepje organismen van 1 soort in een bepaald gebied. - Soort: groep van organismen die onderling voorplanten en vruchtbare nakomelingen krijgen. - Levensgemeenschap: alle populaties van organismen in een bepaald gebied met onderlinge relaties. - Ecosysteem: relaties van verschillende populaties en de levenloze natuur in een gebied. - Systeem aarde: alle ecosystemen op planeet aarde.
Op elk organisatieniveau is ersamenwerking tussen de onderdelen.Interactie tussen delen van eenbepaald organisatieniveau kan leidentot een emergente eigenschap ophoger niveau.
Emergente eigenschap:Een emergente eigenschap is een eigenschap die ontstaat doorsamenwerking van organen die een orgaan alleen niet kunnen uitvoeren,maar in samenwerking wel. - Voorbeeld: Je longen en je hart maken het mogelijk om te kunnen ademhalen.
De levenskenmerken kunnen herkennen De levenskenmerken kunnen toelichten
2 3 Levenskenmerken: - Opgebouwd uit één of meer cellen: - Groei: het groter en zwaarder worden van een organisme, ze nemen voeding en water op om te groeien. - Voortplanting: elk organisme plant zich voor, dieren krijgen jongen, planten maken zaden en bacteriën planten voort door zichzelf te delen. - Stofwisseling: opnemen, omzetten en afgeven van stoffen. - Waarnemen: als er iets in de omgeving verandert wordt dit waargenomen door een organisme, bijvoorbeeld bij het vinden van voedsel of het signaleren van gevaar. - Bewegen: lopen, vliegen, zwemmen en een bloem die zich opent in het licht. - Reageren: iets verandert in het organisme of het doet iets, dit gebeurt als er in de omgeving iets verandert. Je neemt dus eerst iets waar en vervolgens ga je reageren. - Ontwikkelen: van vorm veranderen, een organisme ziet er niet zijn hele leven hetzelfde uit. - Ademhalen: elk organisme ademt, mensen en zoogdieren met hun longen, vogels hebben ook longen en daarnaast een paar luchtzakken, vissen gebruiken hun kieuwen om zuurstof uit het water te halen en ook planten ‘ademen’, zij nemen koolstofdioxide op door huidmondjes in de bladeren.
- Eten/voeden: uit het voedsel halen organismen de energie voor alles wat zedoen en de stoffen om te groeien. De rol van cel-differentiatie bij de ontwikkelingvan organismen kunnen beschrijven, enuitleggen hoe dit tot stand komt De rol van stamcellen kunnen toelichten en
2 5 Cel-differentiatie: Ontstaan van cellen die verschillen in grootte, vorm en functie.
Het begint bij een bevruchte eicel. Deze begint met delen, nat als daarna haar
een cel stevigheid en vorm. Langs deze draden verplaatsen organellen,bijvoorbeeld het centrosoom en de transportblaasjes, zich door de cel.
- Centrosoom: bestaat uit twee loodrecht op elkaar staande buisjes vaneiwitten: de centriolen. Hieraan hechten zich eiwitdraden die nodig zijnvoor de splitsing van DNA-moleculen bij een celdeling. De elektronenmicroscopische bouw van eenplantaardige cel kunnen beschrijven (dus metalle organellen!). Deze bouw kunnenherkennen in je BINAS De bouw en functies van organellen kunnentoelichten
2 8 Plantaardige cel: Een plantencel bevat dezelfde organellen als een dierlijke cel, alleen een centrosoom ontbreekt. Andere verschillen zijn: - Celwand: een plantencel is omgeven door een celwand van cellulose en soms lignine (houtstof). De celwand biedt bescherming en weerstand. Het is GEEn organel.
- Vacuole: volwassen plantencellen hebben dikwijls een grote centralevacuole, gevuld met water en opgeloste stoffen, waaronder kleurstoffen.
- Chloroplasten: de cellen in de groene delen van planten hebbenchloroplasten (bladgroenkorrels) in het grondplasma. Hierin vindtfotosynthese plaats.Planten zijn autotrofe organismen; ze leven van energierijke stoffen, zoals glucose,die ze zelf kunnen maken uit anorganische stoffen.
Plastiden:Naast chloroplasten bevatten (sommige) plantencellen ook oranje, rode of gelekleurstofkorrels in het grondplasma: chromoplasten. Zij geven bijvoorbeeld wortels,tomaten en citroenen hun kleur.Aardappel hebben in het grondplasma zetmeelkoorrels zonder kleur: amyloplasten.Chloroplasten, chromoplasten en amyloplasten heten samen plastiden. De verschillen en overeenkomsten in vorm enfunctie op cel- en organelniveau tussendierlijke cellen, plantencellen, schimmels enbacteriën kunnen noemen.
2 7-10 Dierlijke cel Plantencel Bacteriecel Schimmelcel Kern Ja Ja Nee Ja Vacuole Nee Ja Nee Ja Celwand Nee Ja Ja Ja ER Ja Ja Nee Ja Ribosoom Ja Ja Ja Ja DNA Ja Ja Ja JaBacteriecel:
- Celwand: de celwandbiedt de bacteriebescherming enweerstand. Zondercelwand zal eenbacteriecel uit elkaarknappen.
- Celmembraan: het celmembraan is een uiterst dun vliesje dat zorgt vooreen scheiding tussen de cel en zijn omgeving. Op deze manier is de inhoudvan de cel beschermd. In het celmembraan zitten openingen, deze wordengebruikt voor de uitwisseling van eiwitten, suikers en andere stoffen met deomgeving.
- Kapsel of slijmlaag: het (bacterie)kapsel of slijmlaag ligt om de cel heen enheeft een beschermende functie.
- Cytoplasma: het cytoplasma is een waterige oplossing in de cel. Dit bestaatuit eiwitten, suikers en mineralen. Deze vloeistof dient als beschermingvoor het inwendige van de cel.
- Ribosomen: ribosomen zorgen voor de productie van eiwitten in cellen. Zebevinden zich vrij in het cytoplasma. Ribosomen produceren eiwitten opbasis van de erfelijke informatie zoals deze staat op het DNA en RNA (bevathet recept voor het maken van nieuwe eiwitten dat de ribosomen
bestaat uit eiwitten, suikers en mineralen. Deze vloeistof dient alsbescherming voor het inwendige van de cel.
Zie leerdoelen hierboven voor dierlijke en plantaardige cel. De bouw van een celmembraan kunnenbeschrijven De functies van de onderdelen van eencelmembraan kunnen toelichten
2 11 Celmembraan Vloeistoffen in de omgeving (weefsel, vloeistof, etc) worden gescheiden door het celmembraan. Dit celmembraan bestaat uit een dubbele laag vetachtige moleculen; fosfolipiden. De ‘staarten’ van deze fosfolipiden liggen naar elkaar toe en vormen een waterafstotende hydrofobe laag. De ‘koppen’ van de fosfolipiden vormen de binnen- en buitenzijde van het membraan. Een celmembraan bevat nog een andere vetachtige stof, cholesterol, dat de fosfolipiden sterk in hun bewegingen remt en zo het celmembraan stabiliseert.
Hydrofoob: waterafstotend (houden van vet)Hydrofiel: trekt water aan (houden niet van vet) De verschillende manieren van transport viaeen celmembraan kunnen beschrijven Het transport van verschillende stoffen dooreen celmembraan kunnen toelichten aan dehand van de volgende processen:a. Diffusie (passief)b. Osmose (passief)c. Actief transport
2 12 Verschillende manieren van transport: Diffusie Moleculen kunnen zich in een ruimte verplaatsen, wat de concentratie in de ruimte overal gelijk maakt. Dit heet diffusie. - Hoe hoger de temperatuur, des te sneller de verplaatsing - Netto transport: de berekende molecuulverplaatsing van twee tegengestelde routes. Diffusie is een passief transport: het kost de cel geen energie.
Grote vetachtige stoffen zoals het hormoon testosteron, kunnen ook via diffusiedoor een celmembraan heen. Andere grote moleculen, zoals glucose, geladendeeltjes (ionen) en polaire moleculen (moleculen waarbij de elektrische lading nietgelijkmatig verdeeld is), kunnen niet door de fosfolipidelaag heen. Zij gaan via eiwitmoleculen. Voor elk type molecuul heeft een celmembraan een eigen type transporteiwit. Een celmembraan zit vol met ‘eiwitpoorten’. Transport via transporteiwitten heet gefaciliteerd transport. De moleculen en ionen kunnen door de eiwitpoorten twee kanten op. Net als bij O 2 gaat het netto-transport van een hoge naar een lage concentratie. Cellen kunnen
die gefaciliteerd transport controleren door de eiwitpoorten te openen of sluiten.
Osmose:Watermoleculen kunnen slechts heel beperkt door de laag fosfolipiden heen. Voorsnel watertransport door een celmembraan bezitten cellen speciale eiwitpoorten,de zogenaamde waterkanalen (= eiwitpoorten in het celmembraan voor transportvan water). Gaat het om watertransport door een membraan dan heet het osmose.Osmose is diffusie van water (door een semi-permeabel membraan). Bij osmosestroomt het water van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen naareen gebied met een hoge concentratie opgeloste stoffen. Door dezewaterverplaatsing wordt de oplossing die water verliest geconcentreerder, dus stijgtde osmotische waarde en wordt de oplossing die water ontvangt verdunt en daaltde osmotische waarde.
De hoeveelheid opgeloste stoffen bepaalt de osmotische waarde van een oplossing. - Een hoge concentratie opgeloste stoffen en (relatief) weinig watermoleculen betekent een hoge osmotische waarde. De rol van het celmembraan bij het opnemenvan grote deeltjes kunnen beschrijven(endocytose, fagocytose) De rol van het celmembraan bij de afgifte van(afval)stoffen kunnen beschrijven (exocytose)
2 13 Niet alle stoffen kunnen door een celmembraan: celmembranen heten daarom selectief permeabel. Voor stoffen die niet kunnen passeren, bijvoorbeeld grote vetachtige stoffen en ijzerionen, past de cel een ‘membraantruc’ toe. Heel veel receptoreiwitten (vervoering binnen de cel) binden een deeltje en het celmembraan stulpt er omheen. Daarna snoert het celmembraan een blaasje af, de cel in, met het deeltje erin: endocytose (= opname van deeltjes door afsnoering van een stukje van het celmembraan, van de cel naar buiten).
Cellen kunnen op een vergelijkbare manier stoffen afgeven: exocytose. Blaasjes metproducten uit bijvoorbeeld het golgi-systeem versmelten met het celmembraan,waarna de producten buiten de cel belanden. Via exocytose brengen cellen van jealvleesklier insuline in het bloed en cellen van je speekselklieren speeksel in jemond, Deze ‘membraantruc’ is mogelijk, doordat alle membranen zijn opgebouwduit fosfolipiden: ergens anders in de cel een stukje membraan ‘hergebruiken’, isgeen probleem. Osmose in plantencellen en dierlijke cellenkunnen beschrijven. Uit kunnen leggen wat de rollen zijn van devacuole en de celwand voor de osmotischedruk in een plantencel
2 14 Plantencellen: Planten hebben een celwand en een celmembraan. De celwand laat water met opgeloste stoffen door, celwanden zijn doorlaatbaar, dit noemen we permeabel. Celmembranen zijn selectief-permeabel, het celmembraan kan regelen welke stoffen er doorgelaten worden. De vacuole van de plantencel kan zich dus door de permeabele celwand vullen met water en uitzetten maar ook het tegenovergestelde (zich leeg laten lopen en krimpen). Hierdoor kan de osmotische druk gereguleerd worden in de plantencel.
Als plantaardige cellen in zout water doet dan is er sprake van plasmolyse. Buiten decel is er meer zout dan binnen de cel, daardoor gaat het water de cel uit.Uiteindelijk zit er zoweinig water in de cel dathet celmembraan losgaat laten van decelwand.Het omgekeerde kanook gebeuren, als jeplantaardige cellen ingedestilleerd water legt zwellen ze op. In de cel zit meer zout dan in de omgeving,daardoor gaat het water de cel in en zwelt de cel op. We noemen dit turgor, deinhoud van de cel duwt dan heel hard tegen de celwand aan.Dierlijke cellen: Osmose in dieren lijkterg op osmose in planten, er isalleen één groot verschil.Plantaardige cellen hebben eencelwand, dierlijke cellen hebbengeen celwand. Als dierlijke cellen ineen hypotone (de relatief lageosmotische waarde van eenoplossing vergeleken met eenandere oplossing) omgeving zijnzwellen ze op, net zoalsplantaardige cellen, alleen hebben zegeen celwand waardoor de cel gaatknappen. Nu weet je hoe osmosewerkt, maar hoe zit dat nou met diesla? Als je sla maakt doe je daarvaak dressing overheen, de osmotische waarde van de dressing is meestal niet gelijkaan de osmotische waarde in de slacellen. De dressing is vaak hypertonisch,daardoor gaat er water uit de sla cellen en word je sla zachter en wordt het nat. De bouw van een DNA-molecuul kunnenbeschrijven De bouw van een nucleotide kunnen
2 16 DNA bestaat namelijk uit nucleïnezuren. Een nucleïnezuur is opgebouwd uit verschillende
De rol van DNA bij het vormen van een eiwit kunnen beschrijven De rol van DNA, RNA en ribosomen bij de eiwitsynthese kunnen toelichten
2 18 Enzymen in de celkern schrijven het DNA over naar mRNA (1). mRNA verlaat de celkern (2). Ribosomen. Vormen polypeptideketens die in de juiste vorm vouwen tot een functioneel eiwit. Bij ribosomen aan het ruw ER komen de eiwitten in het ER (3). Het ER snoert blaasjes met gesorteerde eiwitten af (4). Die gaan naar het Golgi- systeem (5), waar de eiwitten hun uiteindelijke vorm krijgen. Het Golgi-systeem verpakt de eiwitten in blaasjes: transportblaasjes exocytose (6), lysosomen voor vertering (7) en blaasjes met eiwitten in hun membraan voor het celmembraan. De celcyclus kunnen beschrijven De gebeurtenissen tijdens de verschillendefasen van de celcyclus kunnen toelichten (endit kunnen uitleggen aan de hand van de juisteBINAS-tabel).
2 22 Celcyclus: De periode waarin een cel ontstaat, groeit, actief is en opnieuw deelt, heet de celcyclus. Een celcyclus bestaat uit 4 fasen: G 1 -, S-, G 2 - en M-fase. De eerste 3vormen de interfase, de voorbereiding op een celdeling.
Verschillende fasen: - G 1 -fase: veel genen zijn actief om eiwitten te maken en de cel te laten groeien. - S-fase: de DNA-moleculen verdubbelen (replicatie) en bij dierlijke cellen, ook het centrosoom. Enzymen werken in een DNA-molecuul op heel veel
plaatsen tegelijk. Net als bij het maken van mRNA verbreken ze dewaterstofbruggen, zodat de helix ‘openritst’. Maar nu gebruiken ze DNA-nucleotiden uit het kernplasma om beide helften weer compleet te maken:A tegenover een T, C tegenover een G. Er ontstaan nieuwewaterstofbruggen. Met als resultaat twee identieke DNA-moleculen, die nuchromatiden heten (elk bestaand uit 1 oude en uit 1 nieuwe DNA-streng).Beide chromatiden blijven in de centromeer met elkaar verbonden.
- G 2 -fase: de cel groeit en het aantal organellen neemt toe.
- M-fase: in de mitose is het DNA niet actief voor het maken van mRNA. Ineen aantal stappen splitst de cel de verdubbelde DNA-moleculen enverdeelt die over twee nieuwe dochterkernen.o Chromosomen splitsen in 2 gelijke DNA-strengen (chromatiden).
Binas tabel 76A!!
- Het proces van DNA-duplicatie kunnenbeschrijven, en nucleotiden kunnenvoorspellen van zowel gevormd DNA als RNAop basis van de tegenovergesteldenucleotiden.
2 23 S-fase: de DNA-moleculen verdubbelen (replicatie) en, bij dierlijke cellen, ook het centrosoom. Enzymen werken in een DNA-molecuul op heel veel plaatsen tegelijk. Net als bij het maken van mRNA verbreken ze de waterstofbruggen, zodat de helix openritst. Maar nu gebruiken ze DNA-nucleotiden uit het kernplasma om beide helften weer compleet te maken: een A tegenover een T, een C tegenover een G. Er ontstaan nieuwe
Helaas gaat het ook weleens mis en treedt geen apoptose op in een cel met een ofmeer DNA-fouten. Gaat het hierbij om schade in genen die betrokken zijn bij deceldeling, dan kan ditongecontroleerde celgroeibetekenen en ontstaat een tumor.De schade voor de gezondheidvarieert met de groeisnelheid en deplaats van een tumor: een wrat opeen hand bijvoorbeeld geeft weiniggezondheidsschade, eenhersentumor veel. Kanker is eenkwaadaardige tumor. Kankercellenkunnen loslaten en zich via debloedbaan en de lymfe verspreidendoor het lichaam. Op een andereplek kunnen ze in een orgaanuitgroeien tot nieuwe tumoren en deorganen beschadigen. Dit heet metastaseren (uitzaaien). De rol van ongecontroleerde celgroeibeschrijven voor het ontstaan van kanker. Weten wanneer je spreekt van kanker Verschillende behandelingen van kankerkunnen beschrijven.
2 nvt ^ (leerdoel hierboven)
De term 'kanker' verwijst naar een groep ziektes waarin abnormale cellen zich opeen chaotische manier delen en verspreiden. Meestal vormen die abnormale celleneen massa, ook wel tumor genoemd. Echter, eigenlijk betekent een “tumor”gewoon dat er een opstapeling van cellen is, die al dan niet kankerachtig kunnenzijn.
Chirurgie: De arts verwijdert de tumor uit het lichaam. Daarbij moet hij alletumorcellen verwijderen om te voorkomen dat een nieuwe tumor ontstaat.
Bestraling: Door middel van radioactieve bronnen heeft als doel de tumorcellen tevernietigen.
Chemotherapie: Bij uitzaaiingen moet chemotherapie met cytostatica voorkomendat cellen, dus ook kankercellen, kunnen delen. Andere stoffen kunnen voorkomendat er bloedvaten naar de tumor groeien. Zonder zuurstof en glucose sterft de
tumor af. Nadeel van chemotherapie is, dat niet alleen de kankercellen, maar ookgezonde cellen met de cytostatica in aanraking komen. Dat leidt vaak totbijwerkingen als kaalheid en misselijkheid.
Immunotherapie: Een behandeling die het afweersysteem stimuleert, waardoor hetkankercellen gaat doden.
De eerste stadia uit de embryonale ontwikkeling kunnen benoemen en beschrijven (klievingsdelingen)
4 2 Na ongeveer 30 uur vindt de eerste deling plaats. De eerste delingen zijn klievingsdelingen, delingen waarbij geen plasmagroei optreedt. Deze delingen inden plaats zolang de bevruchte eicel zich in de eileider bevindt. Na ongeveer 3 dagen is de zygote uitgegroeid tot een embryo van 16 cellen. Trilharen aan de binnenkant van de eileiders vervoeren de zygote in ongeveer 5 dagen naar de baarmoeder. De bouw van de placenta kunnen beschrijven De bloedsomloop in de placenta kunnen beschrijven De koppelingen van de bloedsomlopen van moeder enkind met de placenta kunnen beschrijven en toelichten
4 3 Ontstaan placenta: 5 dagen na de bevruchting bestaat het embryo uit zo’n 100 cellen. 1 of 2 dagen later vindt de innesteling plaats, dit is het ingroeien van het embryo in het baarmoederslijmvlies. Het embryo bestaat dan uit een blaasje, een blastula. De meeste cellen zitten aan de buitenkant van het blaasje. Die laag heet de trofoblast. Binnenin bevat het een klompje cellen, de embryoblast, waaruit de kiemschijf ontstaat en de blastocyste, die het dooierblaasje levert. De trofoblast produceert verschillende stoffen, onder andere het hormoon HCG. Dat scheidt de aanstaande moeder uit in haar urine. Met een zwangerschapstest is deze stof zo’n 2 weken na de bevruchting aan te tonen. De trofoblast vormt uitstulpingen: vlokken die tussen de cellen van het baarmoederslijmvlies ingroeien en het embryonale deel van de placenta vormen. Cellen van de kiemschijf groeien uit tot het kind. Cellen tussen de trofoblast en de kiemschijf vormen de hechtsteel: het begin van de navelstreng. Aan beide zijden van de kiemschijf ontstaat een holte. Een kleine, de holte van het dooierblaasje, en een grote, de amnionholte. Het dooierblaasje, vormt de eerste bloedcellen. Later neemt de lever dit over en verdwijnt het dooierblaasje. Uiteindelijk vormt het rode beenmerg de bloedcellen. De amnionholte groeit en vult ten slotte de gehele blastulaholte. Hij is gevuld met vruchtwater dat het embryo beschermt tegen schokken en stoten. Het embryo is nu omgeven door vruchtwater binnen 2 vruchtvliezen, het amnion (afkomstig van het amnionblaasje) en het chorion (afkomstig van het trofoblast). De vruchtvliezen groenen met het embryo mee.
Bloedsomloop placenta:3 weken na de bevruchting is het bloedvatenstelsel van het embryogevormd. Via de navelstreng gaat bloed van het embryo naar de placenta.
De placenta bevat bloedvaten van zowel de moeder als het embryo. Hetbloed van de moeder omspoelt de met bloed gevulde vlokken van hetembryo. De uitwisseling van stoffen tussen beide bloedsomlopen vindtplaats via de celmembranen van de vlokken. Beide bloedsomlopen blijverechter strikt gescheiden.De navelstreng bevat 1 ader en 2 slagaders. Slagaders en aders in denavelstreng zijn onderdeel van de bloedsomloop van het embryo. Het hartvan het embryo levert de druk voor het stromen van het bloed. Denavelstrengslagaders vervoeren bloed, met afvalstoffen zoals CO2, vanuithet embryo naar de placenta. De navelstrengader voert voedingsstoffen enzuurstof vanuit de placenta naar het embryo toe. De naamgeving van embryo en foetus in de tijd kunnenplaatsen. Een voorbeeld kunnen geven van een orgaan dat al vroegwordt aangelegd in de basis, en een voorbeeld kunnengeven van een orgaan dat pas relatief laat wordtaangelegd.
4 nvt De bevruchting begint met een zygote (bevruchte eicel). Na ongeveer 3 dagen is de zygote uitgegroeid tot een embryo (van 16 cellen). Na 8 weken zijn alle organen aangelegd, vanaf nu heet het embryo een foetus.
Ongeveer 13 dagen na de bevruchting begint uit het klompje cellen deplacenta zich te ontwikkelen.Bij 5 weken zwanger begint de eerste aanleg van het hartje te komen. Aanhet einde van week 5 begint het hartje met kloppen, er is echter nog geenbloedcirculatie. Ook de aanleg van de lever, het maagje en de nieren begintdeze week.In de 9de week beginnen de longen zich langzaam te ontwikkelen. De embryonale ontwikkeling van de geslachtsorganen vande man en de vrouw kunnen omschrijven en daarbij aankunnen geven wat de rol is van het SRY-gen
4 4, 5 en 6 Na 6 weken is het geslacht nog onduidelijk. Bij beide seksen ontstaan eerst de gangen van Wolff en Müller en de genitale knop en groeve. In de eerste weken is er geen verschil te zien tussen jongens en meisjes. Meisjes hebben in hun celkernen tweemaal een X-chromosoom. Jongens hebben in hul celkernen een X- en een Y-chromosoom. Op het Y-chromosoom ligt het SRY- gen (sex-determinating region Y).