Biologie samenvatting hoofdstuk 1 (annelore)

SV Bio H1

§1: Biologie: studie van organismen (levende wezens): schimmels, bacteriën, planten en dieren.

Elk individueel organisme heeft een levensloop: Ontstaan v.h. organisme à groei&ontwikkeling à dood v.h. organisme. Ontwikkeling: optreden v. veranderingen in bouw en functioneren van een (deel van het) individu. Voortplanting: kan gebeuren tijdens de levensloop v.h. organisme, deze maken groei&ontwikkeling door, die planten zich weer voort enz. Elke individu ve. soort gaat dood, de soort heeft een levenscyclus.

Dood: organisme heeft ooit geleefd. Levenloos: organisme heeft nooit geleefd. Als een organisme levend is, vertoont het levensverschijnselen (o.a. groei, ontwikkeling, voortplanting en stofwisseling (alle chemische reacties in een individu)). In de cellen ve. individu worden voortdurend moleculen omgezet in andere moleculen. Hierbij spelen enzymen een rol (katalysatoren).

§2: Generatio Spontanea: theorie waarbij men ervan uitgaat dat uit dode of levenloze materie, organismen kunnen ontstaan (dateert van vóór Christus). Aristoteles (384-322 v. Chr.) dacht dat alle levenloze en dode materie levenskrachten hadden. Bij gunstige omstandigheden ontwaakten deze en ontstond er leven. Latere aanhangers van Generatio Spontanea dat uit (de resten v.) een organisme, een heel ander organisme kon ontstaan. De theorie werd ondersteund door waarnemingen: maden uit vlees.

Van Helmont: bedacht proef waarbij uit vuil wasgoed en graan, muizen ontstonden.

Redi: bedacht dat maden misschien door vliegen kwamen, bedacht proef met vlees in pot met deksel, en vlees in pot zonder deksel (zonder deksel à maden) maar ze waren niet overtuigd (er was geen lucht à levenskracht)

Van Leeuwenhoek: ontdekte bacteriën (stimuleerde het bewijs van Generatio Spontanea)

Needham: bedacht proef met verhitte bouillon in afgesloten kolf (à werd troebel+bacteriën)

Spallenzani: herhaalde proef v. Needham, maar liet de bouillon doorkoken en smolt de kolf dicht (i.p.v. afsluiten) à bouillon bleef helder&bacterieloos. Maar lucht zorgde voor levenskracht à aanhangers v. Generatio Spontanea niet overtuigd.

In 1860 bewees Louis Pasteur dat overal micro-organismen waren en dat die weg te houden waren door steriliseren (koken). Hij bewees dus dat Generatio Spontanea onzin was.

Natuurwetenschappelijk onderzoek: men gaat steeds op de volgende manier te werk:

·         observatie (je neemt een natuurverschijnsel waar dat verder onderzoek waard is)

·         probleemstelling (de onderzoeker formuleert het natuurverschijnsel als probleem)

·         hypothesevorming (de onderzoeker probeert een logische verklaring te geven (veronderstelling))

·         experimentele fase (probleemstelling à onderzoeksvraag, hypothese à verwachting, tijdens het experiment wordt gewerkt met de experimenteergroep en de controlegroep (blanco proef), zoveel mogelijk organismen, en er mag maar 1 invloed getest worden)

·         resultaten (waarnemingen worden verricht, meetgegevens verzameld)

·         conclusie (als de resultaten overeenkomen met de hypothese, is deze juist. Zo niet dan moet de onderzoeker een nieuwe hypothese en experiment voorbereiden. Elke theorie is geldig tot het tegendeel is bewezen)

§3: Orgaan: deel ve. organisme met 1 of meer functies. Orgaanstelsel: aantal organen die samen een bep. functie uitoefenen.

Stroomlijnvorm: kop, romp en staart gaan geleidelijk in elkaar over. Er is verband tussen vorm en functie (bijv. gewelfde voet, mergholte&kop met beenbalkjes in een dijbeen). De verbindingen in de hersenen vormen een neuraal netwerk (alle neuronen staan met elkaar in verbinding en geven snel signalen door) à computer. Tegenstroomprincipe: (bijv. bij CV ketels) meer warmte uitwisselen in minder opp./tijd. (zie fig. 20, blz. 14). Bij dieren: de slagaders liggen tegen de aders, zodat de aders (koud bloed) ook een beetje verwarmd worden en er geen onderkoeling optreedt.

Organen zijn opgebouwd uit cellen. Weefsel: groep cellen met dezelfde vorm en/of functie. Bij veel weefsels liggen de cellen niet tegen elkaar, maar zit er tussencelstof tussen. Tussencelstof bestaat uit dood materiaal.

§4: (experimenten, niet belangrijk)

§5: Organel: Elk deel ve. cel met een eigen functie. Een cel bestaat uit cytoplasma en kernplasma. Cytoplasma bestaat uit grondplasma (stroperige vloeistof, bestaat uit water en opgeloste stoffen, o.a. zouten, eiwitten en vetachtige stoffen) en organellen. Om het cytoplasma heen zit een dun vlies: het celmembraan. Celkern bestaat uit kernplasma met daar omheen het kernmembraan. De celkern regelt de stofwisselingsprocessen in de cel. In het grondplasma kunnen vacuolen voorkomen (“blaasje” gevuld met vocht) met daaromheen het vacuolemembraan. In dierlijke cellen komen heel weinig heel kleine vacuolen voor. Jonge planten hebben veel kleine vacuolen en oudere planten hebben een grote centrale vacuole. Het cytoplasma ligt dan in een dunne laag tegen de celwand aan (wandstandig cytoplasma). Bij plantencellen bestaat het vacuolevocht uit water met o.a. zouten, glucose, reserve-, afval-, en kleurstoffen. Anthocyaan: zorgt voor blauwe, paarse, rode of roze kleur van bloemen. In het cytoplasma van jonge planten komen proplastiden voor. Die kunnen zich tot chloroplasten, chromoplasten of leukoplasten ontwikkelen. Chloroplasten zijn bladgroenkorrels à fotosynthese. Chromoplasten bevatten gele en/of rode kleurstoffen (pigmenten). Leukoplasten zijn kleurloos en kunnen zich ontwikkelen tot chloroplasten, chromoplasten of amyloplasten (zetmeelkorrels, hier wordt zetmeel opgeslagen).

Het cytoplasma ve. plantaardige cel vormt een stevig laagje om de cel: celwand. De celwanden van meerdere cellen sluiten niet helemaal precies aaneen, er zijn kleine ruimtes tussen (intercellulaire ruimtes)

§6: Kern = centrale regelpunt v.d. cel. In het kernplasma liggen chromosomen (die bestaan uit DNA) en daar vanuit kunnen boodschappen naar het cytoplasma gaan.

Een bepaald molecuul kan info bevatten voor productie v. eiwitten. Dat molecuul gaat door een kernporie in het kernmembraan naar buiten richting cytoplasma. Het komt dan in het membranenstelsel dat is aangesloten op de kernmembraan: het endoplasmatisch reticulum. Die bestaat uit 2 heel dicht tegen elkaar aan liggende membranen waardoor afgeplatte holtes en kanalen ontstaan. Die ruimten staan met elkaar in verbinding. Het endoplasmatisch reticulum heeft een functie bij het vervoeren van moleculen. Op de membranen v.h. ER bevinden zich ribosomen: bolvormige organellen waarop synthese v. eiwitten plaatsvindt. De meesten liggen op de membranen, de rest komt vrij voor in het cytoplasma.

Die eiwitten die zijn gesynthetiseerd, komen terecht in de ruimten tussen de membranen v.h. ER. Ze hebben nog niet hun uiteindelijk vorm. Ze worden langzaam afgesnoerd in blaasjes, en die versmelten zich weer met het Golgi-systeem. Hier krijgen de eiwitten hun uiteindelijke vorm. Het bestaat uit opeengestapelde, platte blaasjes. Het Golgi-systeem snoert ook weer blaasjes (met eiwitten) af, sommige gaan naar buiten de cel (afgifte v. stoffen door een cel heet secretie). In dierlijke cellen snoert het ook lysosomen af. Lysosomen blijven in de cel, en de eiwitten in de lysosomen zijn enzymen à versnellen de vertering in de cel.

Mitochondrium: rond/boonvormig organel, bestaat uit een dubbel membraan, hier vindt verbranding plaats, vooral van glucose. Hiervoor wordt zuurstof gebruikt, de enzymen liggen op het binnenste membraan. Er komt energie vrij die in de vorm van ATP (adenosinetrifosfaat) wordt opgeslagen. Als later energie nodig is, wordt die gevormd uit de ATP (er wordt ADP + P van gemaakt). Aant. mitochondriën hangt af v.d. activiteit v.d. cel.

In chloroplasten: gevuld met membranen, daartussen afgeplatte holten. Op de membranen: enzymen voor fotosynthese.

Celmembraan: scheiding tussen cel en zijn omgeving. Transport v. stoffen tussen cel&omgeving vindt selectief plaats: bep. stoffen mogen de cel in. Celmembraan zorgt ook voor bescherming. Het membraan bestaat uit 2 fosfolipidenlagen, bestaande uit een deel dat waterfobisch en een deel dat wateraantrekkelijk is à dubbellaag (zie afb 41, blz. 21)

Alles wat hier genoemd is, kan voorkomen in plantaardige en/of dierlijke cellen, niet te zien in bacteriën. Bacteriën bevatten geen kernmembraan, mitochondrium, endoplasmatisch reticulum, plastiden of vacuolen. Alleen 1 streng DNA (los in cytoplasma) celmembraan en celwand.

§7: Bij opname en afgifte v. cellen&omgeving, zijn diffusie, osmose en actief transport belangrijk.

Oplossing: bestaat uit oplosmiddel en 1 of meer opgeloste stoffen (bij organismen: water = belangrijkste oplosmiddel). Concentratie: hoev. opgeloste stof per volume-eenheid (in volumeprocent of gram/liter (g*l^-1)) of in gewichtseenheid (massaprocenten of mg per m³ (mg*m^-3)). Lage concentraties: PPM (parts per million = 0,00001%%). Bij gassen wordt het begrip druk gebruikt in Pa of kPa.

Diffusie: verplaatsing ve. stof v. plaats met hoge concentratie naar plaats met lage concentratie doordat moleculen bewegen met ongerichte bewegingen. Dit leidt tot homogene (gelijkmatige) verdeling. Nettoverplaatsing ve. stof per tijdseenheid = diffusiesnelheid. Afh. v. temperatuur (hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de diffusiesnelheid), het medium waarin het zich bevindt, en de aard v.d. stof.

Diffusie kan ook optreden door een wand waar alle moleculen doorheen kunnen (doorlatend ofwel permeabel). Sommige wanden hebben zulke kleine poriën, dat maar bep. stoffen er doorheen kunnen (semi-permeabel ofwel half-doorlatend). Door een semi-permeabele wand met aan elke kant een oplossing met een andere concentratie, treedt osmose op (nettoverplaatsing van water, van laagste concentr. naar hoogste concentr. zodat de concentraties ongeveer gelijk worden, op een gegeven moment tegengewerkt door zwaartekracht) Hoe hoger de concentratie, hoe hoger de osmotische waarde (die is afhankelijk van het aantal opgeloste deeltjes per volume-eenheid.

§8: Voor eencelligen is het celmembraan de scheiding met de omgeving: het externe milieu. Bij veelcelligen hebben de meeste cellen geen rechtstreeks contact met het externe milieu. Elke individuele cel wordt omgeven met een laagje vloeistof: weefselvloeistof. Dit vormt een geheel. Weefselvloeistof + bloedplasma = interne milieu.

Het celmembraan ve. veelcellige is selectief-permeabel: laat maar bepaalde moleculen binnen. Zuurstof en CO₂-moleculen gaan makkelijk door de fosfolipidenlagen. Doordat de fosfolipiden vetacht_­ige stoffen zijn, kunnen stoffen die niet goed in vet oplossen niet door het membraan en kan zo concentratie in het cytoplasma geregeld worden. Watermoleculen en moleculen die makkelijk in water oplossen, kunnen door de eiwitten die in de fosfolipidenlagen liggen ingebed (transport v. water wordt veroorzaakt door osmose à celmembraan = semi-permeabele wand).

Andere eiwitten in het celmembraan werken als transportenzymen. De werking v. transportenzymen kosten de cel geen energie. Door diffusie komen molecuul of ion en transportenzym in contact en het transportenzym versnelt de diffusie van het molecuul/ion door de celwand. Dit vind alleen plaats met het concentratieverval mee. Dat betekent van plaats met hoge concentratie naar plaats met lage concentratie. Transport dat tegen het concentratieverval in plaatsvindt, kost energie en heet actief transport. De energie wordt geleverd door ATP-moleculen. In de cel is de Na⁺ concentratie lager en de K⁺ concentratie hoger dan buiten de cel. Een bep. transportenzymen pompt elke keer Na⁺ naar binnen en K⁺ naar buitenànatrium-kaliumpomp. Het celmembraan kan ook bep. eiwitten bevatten die aan de buitenkant stoffen kunnen binden à receptoreiwitten.

Fagocytose: opname v. stoffen zonder dat ze door het celmembraan hoeven. Ze worden dan ingesloten en in blaasjes van het celmembraan afgesnoerd à bij vaste stof. Pinocytose: fagocytose maar dan bij vloeibare stof. Het blaasje versmelt met verteringsstof (lysosoom, niet zulke grote verschillen tussen die membranen) en de verteringsproducten gaan via actief transport door het membraan vh. blaasje het cytoplasma in. Afvalstoffen&celproducten worden zo naar buiten geleid (maar dan omgekeerd). En zo werkt ook bijv. een pantoffeldiertje/amoebe.

Om bijna elke organel zit een celmembraan. Daarom kan tussen die organellen (waardoor de cel in compartimenten is verdeeld) cytoplasma als geheel stromen à plasmastroming. Door die compartimentering kunnen de concentraties in een cel verdeeld zijn.

§9: Bloedcel in water à water de cel in door osmose à bloedcel knapt. Als je dat met plantencel doet à knapt niet door stevigheid vd. celwand. Die druk vd. cellen tegen celwanden heet turgor (plantencellen met turgoràturgescent), hierdoor zijn plantencellen heel stevig. Tegendruk vd. celwand tegen cel heet wanddruk. Cel neemt water op uit celwand: osmotische waarde daalt iets. Door wanddruk wordt waterstroom naar binnen tegengehouden. Osmotische waarden niet gelijk, maar geen nettoverplaatsing meer (evenwicht).

Plasmolyse: de osmotische waarde buiten de cel is groter dan in de cel à water stroomt de cel uit tot osmotische waarde gelijk is à cel laat los vd. celwand. Bij langdurige plasmolyse gaat de cel dood.