Samenvattingen: Samenvatting Biologie H1 + 2 (klas 5)

H1 BS 1; Taxonomie; houdt zich bezig met de regels van het ordeningssysteem, waarin organismen worden ingedeeld in grote/kleine groepen (taxon, mv taxa), bijv. wijze waarop wordt ingedeeld, naamgeving.

Systematiek; houdt zich bezig met het indelen vd. organismen volgens de taxonomie. Indelingscriteria; kenmerken die worden gebruikt bij het indelen in groepen.

Tot halverwege de vorige eeuw dachten systematici dat de organismen uit 2 rijken bestonden; planten en dieren. Deze indeling was gebaseerd op duidelijk zichtbare criteria; wel/geen celwand, planten zag je niet eten enz. Maar steeds meer micro-organismen werden ontdekt en die vertoonden kenmerken van zowel planten als dieren. Toen kwamen er het 3^e, 4^e en 5^e rijk (planten, dieren, schimmels, bacteriën en virussen. Die laatsten worden buiten de indelingen gehouden omdat ze niet zelfstandig levensverschijnselen vertonen).

Typen kenmerken;

· Morfologisch; vorm en structuur (buitenkant) (eerst)

· Anatomisch; bouw (binnenkant) (eerst)

· Biochemisch; met betrekking tot de omzet van stoffen in organismen (later)

Indelingscriteria;

1. Aantal cellen; eencellig of meercellig

2. Celgrootte

3. Organellen; deel ve. cel met eigen functie, bijv. vacuole chloroplasten, celkern.

· Prokaryoten; organismen zonder celkern

· Eukaryoten; organismen met celkern

4. Bezit van celwanden

5. Voedingswijze; organismen kunnen organische of anorganische stoffen uit het milieu opnemen;

· Organische stoffen; afkomstig van organismen of producten van organismen (grote, ingewikkeld gebouwde moleculen)

· Anorganische stoffen; komen zowel in organismen als in de levenloze natuur voor (relatief kleine, eenvoudige moleculen)

Op grond van de voedingswijze zijn organismen in te delen in;

· Autotroof; zelfvoedend, nemen alleen anorganische stoffen op, waaruit ze organische stoffen maken waaruit ze bestaan. Hebben geen andere organismen nodig voor hun voedsel

o Foto-autotroof; dmv. fotosynthese, de zon is de bron (organismen met chlorofyl = bladgroen), glucose wordt gevormd

o Chemo-autotroof; dmv. chemische stoffen omzetten

· Heterotroof; een ander organisme nodig hebben voor voedsel, eigen organische stoffen maken dmv. andere organische én anorganische stoffen

Indeling op volgorde;

1. Rijk

2. Afdelingen/Phyla

3. Klassen

4. Orden

5. Families

6. Geslachten/Genera

7. Soorten/species

Aantekeningen; Ordening is erg belangrijk. Naar schatting zijn er 3-10 miljoen soorten op aarde waarvan 2 miljoen ontdekt. Insecten = de meest soortenrijke groep.

Waarom geven we namen aan soorten? (Latijn/Griekse wetenschappelijke naam)

1. Verwantschap tussen soorten/groepen wordt duidelijk

2. Communiceren; hebben we het over dezelfde soort? (NB: onomatopee, dier is vernoemd naar het geluid dat hij maakt)

3. Inzicht in natuurlijk rijkdom vh. ecosysteem

Bacterie	geen celkern
Planten	bladgroenkorrels
Dieren	geen celwand
Schimmels	geen bladgroenkorrels

BS 2; Wat is een soort?

1. Groep van organismen die veel op elkaar lijken

2. Kunnen zich onderling voortplanten (onder natuurlijke omstandigheden)

3. Ze kunnen vruchtbare nakomelingen krijgen

Er zijn twijfelgevallen; wanneer organismen tot dezelfde soort behoren maar niet op een natuurlijke manier kunnen kruisen omdat het grootteverschil te groot is (sint-bernardshond en dwergpoedel) of omdat sommige organismen alleen ongeslachtelijk voortplanten (paardenbloem produceert onvruchtbaar stuifmeel en diploïde eicellen)

Soorten kunnen worden onderverdeeld in rassen of ondersoorten; soort die zich nog niet heeft ontwikkeld tot een andere soort, maar wel verschillen vertoont (kunnen nog wel vruchtbare nakomelingen krijgen).

Individuen van soorten komen voor in populaties; groep individuen van 1 soort die in een bepaald gebied leven & zich onderling voortplanten. Bij geslachtelijke voortplanting vindt recombinatie plaats; uitwisseling van genen. Het uitwisselen van genen tussen verschillende populaties gebeurt zelden.

Betere omschrijving vh. begrip “soort”; de grootste verzameling van populaties waartussen een effectieve uitwisseling van genen plaatsvindt of plaats kan vinden.

Lïnnaeus (Carl von Linné) heeft de binaire (tweedelige) naamgeving bedacht. De soortnaam bestaat uit geslachtsnaam (met hoofdletter) en soortaanduiding (met kleine letter). L. staat voor degene die de naam heeft gegeven. Zelfde geslacht & andere soort = zelfde geslachtsnaam.

Aantekeningen; Nieuwe soort?

1. 1 of 2 exemplaren naar het museum; type exemplaar

2. Beschrijf het organisme volgens vaste regels

3. Geef een naam volgens vaste regels

4. Publiceren in een wetenschappelijk tijdschrift

BS 3; Microbiologie; houdt zich bezig met het bestuderen van bacteriën. Chromosomen van planten & dieren zijn lineair (met een begin en eind).

Bacteriën;

· Zeer klein (ca. 1 mm)

· Prokaryoot (geen kern)

· 1 circulair chromosoom (groot DNA-molecuul, dat spiraalsgewijs opgerold ligt rond duizenden eiwitmoleculen)

· Geen organellen

· Wel ribosomen

· Bevat plasmiden; kleinere circulaire chromosomen die genen bevatten die resistentie veroorzaken tegen bepaalde gifstoffen. Het is makkelijk bereikbaar omdat het chromosoom los in het cytoplasma ligt (hier wordt gebruik van gemaakt in de biotechnologie bij de recombinant-DNA-techniek)

Voortplanting;

· Ongeslachtelijk (deling); DNA-chromosoom wordt gerepliceerd, de beide kringvormige DNA-moleculen hechten zich op een bepaalde plaats aan het celmembraan vast, de bacterie deelt zich (onder gunstige omstandigheden heel snel)

· Geslachtelijk (uitwisseling van genetisch materiaal)

o Conjugatie; plasmide wordt gerepliceerd, er wordt een buis gevormd naar een andere bacterie, het replica gaat door de buis naar de andere bacterie.

o Transformatie; opnemen van DNA-resten van dode bacteriën

o Transductie; overdracht van DNA via bacteriofagen.

· Verandering van genetisch materiaal dmv. mutatie. Mutaties zijn zeldzaam, maar door snelle deling en het grote aantal is mutatie toch van betekenis.

Pathogene bacteriën; ziekteverwekkende. Sommige bacteriën worden door de mens ingezet. Bacteriën die melksuiker (lactose) omzetten in melkzuur (kaas, yoghurt, zuurkool), die hormonen en geneesmiddelen maken (deze zijn meestal genetisch gemodificeerd) en bij vormen van milieuverontreiniging. Hierbij zorgt men voor de gunstigste omstandigheden voor de bacterie (optimalisering).

Celwand van bacteriën bestaat uit peptidoglycaan. Indeling verder voornamelijk door biochemische kenmerken.

- Grampositief; kunnen makkelijk violette kleurstof absorberen (zoniet -> gramnegatief)

- Autotroof of heterotroof

- Cyanobacteriën; bevatten (in tegenstelling tot de meeste andere bacteriën) chlorofyl en blauwe pigmenten. Ze kunnen het water een blauwgroene kleur geven (waterbloei)

Er worden steeds nieuwe groepen bacteriën ontdekt;

· Extremofielen; kunnen leven onder extreme omstandigheden

· Bacteriën die tijdelijk onder ongunstige omstandigheden kunnen leven door een endospore te vormen; bevat het DNA vd. bacterie en een klein beetje cytoplasma met een ondoorlaatbaar, beschermend kapsel (cyste). Bij gunstige omstandigheden ontwikkelt het zich weer tot een bacterie

Aantekeningen; Veel onderzoek aan bacteriën gebeurt aan Escherichia coli (zit in tienmiljardvoud in je darmen) ca.2∙10¹⁰ worden per dag gevormd (omdat je ze uitscheidt). Stel; kans op een mutatie bij E. coli is 1 : 10 000 000 voor 1 gen per dag. E. coli bevat 4300 genen -> 2∙10¹⁰ ∙ 10^-7 ∙ 4300 = 8600 000 miljoen mutaties per dag.

BS 4; Kenmerken van schimmels;

· 1 of meercellig

o Gisten zijn eencellig

o Meercelligen bestaan uit hyfen (lange schimmeldraden) een netwerk van hyfen heet een mycelium. Hyfen scheiden enzymen af die voedingsstoffen verteren. Die verteringsproducten worden weer opgenomen door de hyfen. Soms zijn de hyfen door schotten verdeeld in aparte cellen met 1 of 2 kernen. Zonder tussenschotten -> grote, veelkernige cellen

· Eukaryoot (met kern)

· Celwanden met chitine -> deze stof vormt ook het pantser van insecten

· Heterotroof

o Saprofyt; leven van dood organisch materiaal

o Parasiet; leven van levend organisch materiaal

Sporen zijn haploïd. Ze ontstaan aan de uiteinden van hyfen of worden gevormd in een paddenstoel. Bij geslachtelijke voortplanting moeten de hyfen van 2 verschillende mycelia in aanraking komen.

Net als bacteriën kunnen schimmels zowel schadelijk zijn voor mensen, als worden ingezet bij bereiding van voedingsmiddelen (denk aan gist bij brooddeeg) of bereiding van geneesmiddelen (penicilline, verstoord de celwand van bacteriën).

Ongeslachtelijke voortplanting;

Geslachtelijke voortplanting;

BS 5; Planten hebben celwanden om hun cellen, die bestaan grotendeels uit cellulose. Planten hebben chloroplasten in hun cellen, die chlorofyl bevatten, waarmee energie uit zonlicht kan worden vastgelegd in moleculen van organische stoffen (fotosynthese). Planten zijn dus autotroof.

Het plantenrijk is ingedeeld in 5 afdelingen:

· Wieren (algen) (wel sporenplant, geen vaten)

· Mossen (wel sporenplant, geen vaten)

· Paardenstaarten (wel sporenplant, wel vaten)

· Varens (wel sporenplant, wel vaten)

· Zaadplanten (geen sporenplant, wel vaten)

Wieren, mossen, paardenstaarten en varens planten zich voort door sporen. Deze vier afdelingen worden samen sporenplanten genoemd.

Paardenstaarten, varens en zaadplanten hebben houtvaten en bastvaten, waardoorheen stoffen worden vervoerd in de plant. Deze drie afdelingen worden vaatplanten genoemd.

Wieren en mossen hebben geen vaatstructuur en blijven daardoor klein.

Planten	Bouw	Stoffen	De cel
Wieren	Geen wortels, stengels of bladeren	Hebben naast chlorofyl nog andere kleurstoffen, zodat we groenwieren, roodwieren en bruinwieren onderscheiden	Haploïde cel, kunnen eencellig of meercellig zijn
		Voortplanting door (o.a.)…	Ontstaan in…
Mossen	Stengels en bladeren, geen echte wortels	Sporen	In een sporendoosje, dat op een steeltje boven het mosplantje uitgroeit
Paarden-staarten	(kleine) bladeren, stengels en wortels	Sporen	In een sporenvormend orgaantje aan het uiteinde van een stengel
Varens	Bladeren, stengels en wortels	sporen	In sporenhoopjes aan de onderzijde van de bladeren
Zaad-planten	Bladeren, stengels en wortels	Zaden	In de bloemen

WIEREN – zie schema
Tot de eencellige wieren behoort o.a. de boomalg. Deze vormt de groene aanslag op bomen en muren.
Tot de meercellige wieren behoort o.a. het spiraalwier. Deze komt in het water voor, en kenmerkend is de grote spiraalvormige bladgroenkorrel in iedere cel. In het voorjaar kan dit wier zich erg snel voortplanten, zodat er grote massa’s draadwier op het water drijven.

Andere voorbeelden van meercelligen zijn zeesla en blaaswier. Zeesla groeit als een groene massa op havenhoofden en zeeweringen. Het lijkt op een blad van een zaadplant, maar heeft een hele andere bouw. Het ‘blad’ van wieren wordt thallus genoemd. Blaaswier kun je op het strand vinden.

Plankton is de verzamelnaam voor micro-organismen die in water drijven, vooral in het water van zeeën en oceanen. Plantaardig plankton heet fytoplankton, en dierlijk plankton zoöplankton. Bij bepaalde groepen fytoplankton (de diatomeeën) kunnen de celwanden heel verschillende, fraaie vormen aan nemen, zoals driehoeken, rondjes met stippen, vierkanten etc.

Korstmossen zijn samenlevingsvormen van schimmels en algen. Ze kunnen onder barre omstandigheden leven; hoog in de bergen, op kale roten of bevroren grond.

Wieren kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten door sporen die uitgroeien tot nieuwe individuen. Soms planten ze zich geslachtelijk voort; een wier vormt dan geslachtscellen. Bij bevruchting vindt er in de diploïde zygote gelijk meiose plaats. Hieruit ontstaan weer haploïde cellen.

Bij het spiraalwier kan conjugatie voorkomen, waardoor twee kernen versmelten en bevruchting plaatsvindt. Ook de zygote die hierbij ontstaat, ondergaat direct meiose. Bij geslachtelijke voorplanting is in de levenscyclus van een wier een haploïd en een diploïd stadium te onderscheiden. Bij de meeste wieren duurt het diploïde stadium maar heel kort. AFBEELDING32

MOSSEN, PAARDENSTAARTEN EN VARENS – zie schema
Er is een haploïd en diploïd stadium te onderscheiden bij elke afdeling.
Bij mossen onderscheiden we levermossen en bladmossen. Levermossen, zoals steenlevermos, komen veelal voor op vochtige, schaduwrijke plaatsen voor.

Bladmossen (bijv. haarmos) groeien vaak in grote groepen bij elkaar.

Bij paardenstaarten zijn de bladeren klein en schubvormig. De stengels zijn opgebouwd uit een soort ‘buisjes’ die je er een voor een af kunt trekken.

Bij varens zijn de bladeren groot en ingesneden. Je kunt ze ook herkennen aan de manier waarop nieuwe bladeren zich ontvouwen uit opgerolde toestand.

ZAADPLANTEN – zie schema
Er is een haploïd en diploïd stadium. Zaadplanten zijn het grootste deel van hun levenscyclus diploïd (het tegenovergestelde van de wier!). Alleen de geslachtscellen (stuifmeelkorrels en eicellen) zijn haploïd.
De afdeling wordt verder ingedeeld in naaktzadigen en bedektzadigen.

Bij naaktzadigen zitten de zaden tussen de schubben van een kegel. De bladeren zijn meestal naaldvormig of schubvormig. Tot de naaktzadigen behoren o.a. naaldbomen.

Bij bedektzadigen zitten de zaden in vruchten. De bladeren van bedektzadigen hebben meestal een platte bladschijf. Tot de bedektzadigen horen o.a. de loofbomen (appel-, peerbomen), de grassen en andere kruidachtige planten. AFBEELDING36

BS 6; Dieren hebben geen celwanden om hun cellen. Ze hebben geen chlorofyl, waardoor ze heterotroof zijn. Vrijwel alle dieren zijn diploïd. Het haploïde stadium komt vrijwel alleen voor in de geslachtscellen.
Twee belangrijke indelingscriteria bij de indeling van het dierenrijk zijn de symmetrie en het skelet.

Symmetrie van dieren:

· Bilateraal symmetrisch: tweezijdig symmetrisch; op één manier in twee ongeveer gelijke helften te verdelen.

· Radiaal symmetrisch: straalsgewijs/veelzijdig symmetrisch; op meerdere manieren in twee ongeveer gelijke helften te verdelen.

· Asymmetrisch: op geen enkele manier in twee ongeveer gelijke helften te verdelen

Skeletten kunnen in verschillende vormen voorkomen. Een exoskelet (= uitwendig skelet) en een endoskelet (= inwendig skelet). Er zijn ook dieren die geen skelet hebben, zoals een kwal. De meeste dieren zonder skelet leven in het water.

Indeling van het dierenrijk:

Afdeling	Symmetrie	Skelet	Overige informatie	Klasse
Eencellige dieren	Asymmetrisch	Geen skelet	Leven in het water	Pantoffeldiertje, amoebe
Sponzen	Asymmetrisch	Een skelet van naalden tussen de cellen	Vast op bodem van de zee	Badspons
Holtedieren	Radiaal s	Meestal geen skelet	Leven in water, vangen hun prooi met tentakels	Zeeanemoon, kwal
Platwormen	Bilateraal s	Geen skelet	Lichaam is lang en dun, dwarsdoorsnede is plat, veel soorten leven als parasiet	Lintworm
Rondwormen	Bilateraal s	Geen skelet	Lichaam is lang en dun, dwarsdoorsnede is rond, veel soorten leven als parasiet	Rondwormen
Ringwormen	Bilateraal s	Geen skelet	Lichaam is lang en dun, dwarsdoorsnede is rond, lichaam is opgebouwd segmenten (schijfjes)	Regenworm
Weekdieren	Bilateraal s	Meestal shelp/huisje als skelet		Slakken, inktvissen, tweekleppigen
Geleedpotigen	Bilateraal s	Exoskelet van chitine	De kop draagt ogen en antennen	Insecten, spinachtigen, duizendpoten, kreeftachtigen
Stekelhuidigen	Radiaal s	Endoskelet van kalk	Huid is bedekt met stekels, leven op bodem van de zee	Zee-egel, zeester
Gewervelden	Bilateraal s	Endoskelet (geraamte) met een wervelkolom		Zoogdieren, vogels, amfibieën, reptielen, vissen

EENCELLIGE DIEREN – zie schema

leven in zoet water. Door osmose nemen ze voortdurend water op. Eencellige dieren hebben geen celwand die een uitdijend cytoplasma tegengaat. Eencellige dieren verzamelen het door osmose opgenomen water in kloppende vacuolen. Deze vacuolen trekken zich regelmatig samen en persen het water naar buiten. Deze dieren planten zich voort door deling.

Een amoebe kan van vorm veranderen, door de vorming van schijnvoetjes kan het zich voortbewegen. Die schijnvoetjes ontstaan doordat het cytoplasma in een bepaalde richting uitvloeit.

Het kan daardoor zijn voedsel bereiken en insluiten. Deze manier van voedselopname wordt fagocytose genoemd. Het voedsel van amoeben bestaat vooral uit bacteriën die in voedingsvacuolen worden verteerd. Onverteerde resten gaan weg via het celmembraan.

Bij een pantoffeldiertje zijn meer organellen te zien dan bij een amoebe. Trilhaartjes zorgen voor de voortbeweging. Ook zorgen ze ervoor dat er voedsel terecht komt in de celmond. Aan het eind van de celslokdarm ontstaan voedingsvacuolen waar vertering plaatsvindt. Onverteerde voedselresten gaan weg via de celanus.

Een oogdiertje beweegt zich voort met een lange zweephaar. De oogvlek is een lichtgevoelige plek in de cel. Oogdiertjes bevinden zich op de grens tussen planten en dieren. Oogdiertjes die in het donker leven hebben geen chlorofyl en bezitten alle kenmerken van dieren, maar in het licht ontwikkelen zich chloroplasten in de cel.

WEEKDIEREN –zie schema
Tweekleppige hebben een schelp die uit twee delen bestaat. Denk aan de mossel en de oester.
De meeste soorten slakken hebben een gedraaide schelp: een huisje. Ook de naaktslakken hebben een huisje tijdens het eerste deel van hun leven. Op een bepaald moment in hun ontwikkeling verliezen ze hun huisje.

De meeste soorten inktvissen hebben een inwendige schelp. Je kunt deze op stranden vinden en in vogelkooitjes hangen.

GELEEDPOTIGEN – zie schema

Bij de duizendpoten is het gehele lichaam opgebouwd uit segmenten (schijfjes). Elk segment heeft één of twee paar poten.

Bij kreeftachtigen bestaat het lichaam gedeeltelijk uit segmenten. Bij de meeste kreeftachtigen zijn in het achterlijf de segmenten goed te zien. Ze hebben 10 poten of meer.

Bij de spinachtigen zijn geen segmenten te zien. Spinachtigen hebben 8 poten.
Bij de insecten bestaat het lichaam uit een kop, borststuk en een achterlijf. De kop heeft ogen en antennen, aan het borststuk zitten 6 poten (en soms vleugels).

Het exoskelet van alle geleedpotigen bevat chtitine. Bij de kreeftachtigen bevat dit skelet ook kalk. Door de stijfheid van het exoskelet is groei alleen mogelijk tijdens vervelingen. Bij insecten vervelt de larve 4 keer. Als de larve is uitgegroeid, vindt metamorfose plaats.

De geleedpotigen vormen de meest soortenrijke afdeling van het dierenrijk, er zijn al meer dan een miljoen soorten beschreven. Ongeveer driekwart van alle ontdekte diersoorten behoort tot de insecten.

H2 BS 1; Levensvormen zijn ontstaan en ontwikkeld à evolutie.

Evolutie gaat uit van het ontstaan, veranderen en/of verdwijnen van soorten. Tot de 19^e eeuw waren er vele mensen van overtuigd van de theorie generatio spantanea. Tegenover de evolutietheorie staat het creationisme. à de theorie van de schepping van God. Creationismen proberen waarnemingen te combineren met een scheppingstheorie.
Jean de Lamarck à een van de eerste die met een evolutietheorie kwam. Hij geloofde in geleidelijke verandering van soorten. Zoals dat giraffen langere nekken kregen omdat ze steeds verder moesten strekken voor het eten van bladeren uit bomen.
De evolutietheorie die algemeen aanvaard is, is door verschillende onderzoekers onafhankelijk van elkaar ontwikkeld.
Charles Darwin à The origin of species (1859). De grondgedachten van Darwin zijn in de huidige evolutietheorie terug te vinden. We spreken van neodarwinistische evolutietheorie of van het neodarwinisme. Deze evolutie gaat uit van (3):
•diversiteit (verscheidendheid) in genotypen
•natuurlijke selectie
•soortvorming door reproductieve isolatie

Bij geslachtelijke voortplanting treedt recombinatie op. Er kunnen mutaties bij optreden. Hierdoor is er een grote diversiteit in genotypen binnen een populatie, en soms ook fenotypen.
Draagkracht à de hoeveelheid organismen waar een plek voedsel voor heeft.
De draagkracht van een vijver is maar goed voor een paar kikkers. Er treedt dan strenge selectie op. Darwin noemt dit verschijnsel natuurlijke selectie. Hij zegt dat alleen de sterkste organismen overleven, survival of the fittest.
Door het optreden van mutaties wordt de genetische diversiteit binnen een populatie groter. De selectiedruk bepaalt wat er met de verschillende genotypen en fenotypen binnen een populatie gebeurt.
Selectiedruk laag à veel varianten blijven leven
Selectiedruk hoog à individuen met de oorspronkelijke neklengte (bij giraffen) zullen sterven.
In de nakomelingschap komt dan alleen nog het genotype met de langere nek voor. De soort is dan geëvolueerd.
Een populatie met een grote genetische diversiteit heeft een grote overlevingskans. Als een populatie besmet raakt door een ziekteverwekker is de kans groot dat enkele individuen de genen bezitten die resistensie hebben. Of als het milieu veranderd, is de kans groot dat enkele individuen het genotype bevatten om een goede adaptatie te hebben.
Darwin zei dat verschillende soorten uit elkaar zijn ontstaan, zich hebben gesplitst. Hij zei alleen niet hoe, maar sinds de twinigste eeuw weten we dat er reproductieve isolatie voor nodig is. Daarbij vindt gedurende lange tijd geen voortplanting plaats tussen individuen van verschillende populaties.

BS 2; Paleontologie; wetenschap die zich bezighoudt met het verzamelen en bestuderen van fossielen; versteende overblijfselen van organismen of afdrukken van organismen in gesteenten. Die ontstaan doordat dode organismen niet vergaan, omdat ze snel worden bedekt door sedimenten (zand, klei). Er worden meestal delen van organismen gevonden, dus paleontologen maken ook reconstructies van organismen.

Studie van fossielen;

- Toont afstammingslijnen, verwantschappen en overgangen tussen groepen aan bijv. reptielen & vogels

- Toont verandering aan in levensvormen en levensomstandigheden in de loop van miljoenen jaren.

Ouderdomsbepalingen;

1. Relatieve ouderdomsbepaling (betrekkelijk); aan de hand van fossielen die in een gesteentelaag worden gevonden, stelt men vast hoe oud de laag is. De bepalende fossielen heten gidsfossielen die over de hele aarde (groot gebied) verspreid is en in een “korte” tijd heeft geleefd.

2. Absolute ouderdomsbepaling; op basis van verval van radio-isotopen (instabiele vorm ve. atoom, valt uiteen bij straling) vallen uiteen na verloop van lange tijd in andere atomen. Kernbegrip; halfwaardetijd (HWT); tijd die nodig is om 50% vh. materiaal uiteen te doen vallen/laten vallen. Dus radio-isotopen zijn zgn. klokken in atomen.

Isotoop	Verandert in	HWT
U²³⁵	Pb²⁰⁷	704 miljoen jaar
Thorium²³²	Pb²⁰⁸	14 miljard jaar
U²³⁸	Pb²⁰⁶	4.5 miljard jaar

Stel; je hebt een steen gestolde lava. Na stolling vd. lava ligt de hoevh. U²³⁵ vast. Heden; bepaal hoevh. U²³⁵ + hoevh. Pb²⁰⁷ verhouding van die 2 geeft bepaling vd. ouderdom (bij 1 : 1 -> 704 miljoen jaar). Maar steen kan al Pb²⁰⁷ bevatten, er zijn elementen genoeg om te verifiëren.

BS 3; In de vergelijkende anatomie wordt de lichaamsbouw van verschillende soorten bestudeerd. De overeenkomsten die worden gevonden, leveren aanwijzingen op voor verwantschap van soorten. Ook de embryologie en de biochemie hebben argumenten opgeleverd voor de evolutietheorie.

Organen die hetzelfde bouwplan hebben heten homologe organen. Denk hierbij aan de arm van een mens, vleugel van een vleermuis en de voorpoot van een mol. Deze organen blijken ook een gelijke embryonale ontstaanswijze te hebben. Homologe organen zijn ontstaan uit dezelfde grondvorm.
Door aanpassing aan verschillende milieus hebben de organen een verschillende functie gekregen. Homologie duidt op verwantschap van organismen: ze hebben een gemeenschappelijke voorouder.
Organen die niet berusten op verwantschap noemen we analoog. Analoge organen zijn niet ontstaan uit dezelfde grondvorm. Door aanpassing aan hetzelfde milieu zijn bij niet-verwante organismen organen met een vergelijkbare functie ontstaan.
Door aanpassing aan het milieu kunnen organen hun functie verliezen. Denk aan de achterpoten bij walvissen en de poten bij slangen. Wanneer er nog resten terug te vinden zijn noemen we ze rudimentaire organen of rudimenten. Deze organen onstaan op dezelfde manier als homologe organen bij verwante soorten. Ze komen echter niet meer tot ontwikkeling en hebben geen functie meer. Voorbeelden van rudimenten: bekken bij walvis, blindedarm bij de mens.
Bij veel plantenetende zoogdieren is de blinde darm veel langer en heeft een functie bij de vertering, bij ons niet meer. Door rudimentaire organen wordt het aannemelijk dat verschillende soorten organismen een gemeenschappelijke voorouder hebben.

Embryonale ontwikkeling: vooral in het begin van de ontwikkeling is er veel overeenkomst in de bouw van het embryo. Door deze overeenkomst wordt het aannemelijk dat bepaalde gewervelden een gemeenschappelijke voorouder hebben.

Biochemie: hoe meer stoffen bij twee soorten organismen overeenkomen, des te groter is de verwantschap.

Cytochroom C is een enzym dat een rol speelt bij verbranding in cellen. Het komt voor in de cellen van planten en dieren. Enzymmoleculen zijn opgebouwd uit een aantal aan elkaar gekoppelde aminozuurmoleculen. Er zijn 20 verschillende aminozuren. Men heeft de aminozuursamenstelling van cytochroom c bij verschillende soorten bepaald. Een grote overeenkomst in het cytochroom c is een aanwijzing dat soorten een grote verwantschap hebben. Behalve in samenstelling van stoffen is er ook veel overeenkomst in de processen die zich afspelen in de cellen van verschillende soorten organismen. Mitose en meiose lopen bij vrijwel alle organismen op dezelfde manier.

BS 4; Als er geen selectiedruk voorkomt, worden de genen op een willekeurige manier doorgegeven.

Elk allel heeft binnen een populatie een eigen genfrequentie (of allelfrequentie). Als er geen andere beïnvloedende factoren zijn, blijven de genfrequenties binnen een (grote) populaite door de generaties heen constant. Dit wordt de regel van Hardy-Weinberg genoemd.

Stel van een gen in een populatie komt allel A met een genfrequentie p voor en een allel a met een genfrequentie q. De regel geldt dan: p + q = 1.
Bij bevruchting kunnen gameten (=geslachtscellen) de volgende combinaties vormen:

	p (A)	q (a)
p (A)	p² (AA)	pq (Aa)
q (a)	pq (Aa)	q² (aa)

In de populatie is het aantal aan genotypen in de volgende generatie p² + pq + q² = 1 waarbij geldt:
- p² = de frequentie van AA
- 2pq = de frequentie van Aa
- q² = de frequentie van aa
De genfrequenties blijven gelijk, ongeacht of een allel dominant of recessief is.
De genfrequentie in een populatie kan niet direct worden gemeten, omdat aan het fenotypen niet te zien is of een individu homozygoot of heterozygoot is. Maar degene met het recessieve kenmerk dat in het fenotype te zien is, kunnen we wel meteen meten. Hieruit kan de genfrequentie worden berekend (aa = q²).

De regel van Hardy-Weinberg geldt alleen voor populaties en genen waarbij geen andere factoren dan de genfrequentie de overerving beïnvloeden. Beïnvloedbare factoren:
• mutaties; nieuwe allelen van een gen ontstaan.
• micro-evolutie; de verandering van genfrequenties in een populatie (mutatie van dominant allel).
•macro-evolutie; het ontstaan van nieuwe soorten en groepen van organismen.
•co-evolutie; een evoluerende soort beïnvloed de andere waardoor deze ook evolueert.

Resistent worden kan komen door een mutatie. Stel voor dat een plant resistent wordt tegen rupsenvraat. Door natuurlijke selectie blijven de resistente planten in leven en evolueert de soort. Gevolk kan zijn dat bij de rupsen natuurlijke selectie optreedt. Daardoor evolueert de rupsensoort ook. De meest gemuteerde allelen zijn recessief.Als een kleine groep individuen van een soort egïsoleerd raakt, kan de genfrequentie van een gemuteerd recessief gen snel toenemen. Als de parende individuen beide een recesskief gemuteerd gen van de voorouders hebben gekregen, kan dit gen in de nakomelingschap tot uiting komen. Soms kan het alleen juist bij heterozygoot geuit worden, zoals het allel voor sikkel-celanemie. In homozygote toestand veroorzaakt dit een afwijking in de aminozuursamenstelling van hemoglobine (anemie = bloedarmoede). Heterozygoot geeft dit allel juist een verhoogde weerstand tegen malaria.

Van allelen zonder selectiedrukvoordeel kan toch door toevallige gebeurtenissen de genfrequentie veranderen. We spreken dan van genetische drift. Dit kan bijvoorbeeld zo zijn bij migratie, of als een klein deel ve populatie geïsoleerd raakt (dan kunnen bij toeval de individuen zonder het recessieve allel dood gaan).

BS 5; Voor het ontstaan van nieuwe soorten is reproductieve isolatie nodig tussen populaties van dezelfde soort: er moet dan gedurende lange tijd geen voortplanting plaatsvinen tussen de individuen van twee of meer populaties. Mutaties die in de ene populatie optreden, bereiken de andere populaties niet. In de loop van miljoenen jaren ontstaan er dus grote verschillen.

Geografische isolatie treedt op wanneer een soort wordt opgesplitst en niet meer naar elkaar toekan door geografische omstandigheden, zoals een rivier of een scheur in de aarde door een aardbeving.
Reproductieve isolatie kan ook gevolg zijn van verschillen ingedrag. Veel dieren vertonen baltsgedrag voor paring. Blijkt het andere dier ‘vreemd’ baltsgedrag te vertonen, dan wordtr het dier niet als voortplantingskandidaat herkend. De voorbereiding op de paring wordt dan afgebroken en de paring vindt niet plaats.
Reproductieve isolatie kan ook worden veroorzaakt door de factor tijd. Het ene dier leeft ’s nachts de ander overdag.

Een bekend voorbeeld van reproductieve isolatie zijn de darwinvinken. Darwin ontdekte vinken op een paar eilanden. De vinken leken erg opelkaar, alleen de bouw van de snavel is verschillend. Hij veronderstelde dat deze vinken uit één soort voorouders zijn ontstaan. Waarschijnlijk is milijoenen jaren geleden een kleine groep vinken van het vasteland op de eilanden terecht gekomen. Er heeft adaptie plaatsgevonden, de snavel is veranderd aan het beschikbare voedsel en dit is op de diverse eilanden verschillend. Er ontstonden verschillende soorten door reproductieve isolatie. -afb 28 blz54

BS 6; Na de vraag “Hoe ontstaan soorten?” is de ultieme vraag “Hoe is het leven ontstaan?”

Miljard jr. geleden	Gebeurtenis
4.6	Ontstaan vd. aarde
4.1	Aardkorst gestold
3.8	Ontstaan vh. leven
3.5	Oudste fossielen van prokaryoten
1.5-2.0	Ontstaan van 1^e eukaryoten

1951; experimenten van Miller/Urey; gesloten systeem met oeratmosfeer (H_2, NH₃, CO, CO₂, CH₄, H₂O en H₂S). Toevoegen van warmte + elektrische ontlading en na enkele maanden ontstonden organische moleculen (nucleotiden en aminozuren). Dit is zoals het waarschijnlijk vroeger ook is gebeurd; de elektrische ontlading kwam van vulkaanuitbarstingen en bliksem.

De eerste organische verbindingen kwamen terecht in de binnenzeeën en zo ontstond oersoep. Hierin verenigden kleine organische moleculen zich tot grotere moleculen (bijv. DNA of RNA). Het ontstaan van leven uit levenloze materie = biogenese

Alle fossielen ouder dan 1.4 miljard jaar geleden zijn prokaryote eencelligen die anaëroob waren; ze konden alleen leven in een milieu zonder zuurstof en verkregen energie door organische stoffen uit de oersoep. Deze waren beperkt, dus ontstonden autotrofe organismen (2.8 miljard jaar geleden). Dit had 1 nadeel; ze produceerden zuurstof dmv. fotosynthese (cyanobacteriën) en dit was giftig voor alles wat toen leefde. 2 miljard jaar geleden waren er zoveel cyanobacteriën, dat de atmosfeer zuurstofrijk werd, anaërobe organismen vergiftigd werden en aërobe bacteriën ontstonden; deze hadden in hun cel een systeem ontwikkeld om zuurstof te benutten.

Ontstaan vh. leven (hypothetisch); chemische evolutie -> Ontstaan van complexe organische moleculen -> Biologische evolutie.

Details in 4-fasenmodel;

· Abiotische (niet-levende) synthese van kleine organische moleculen

· Koppeling van kleine moleculen tot polymeren (ketens van eenvoudige schakels, complex) bijv. eiwitten & nucleïnezuren (RNA & DNA)

· Ontstaan van zelfreplicerende moleculen (bijv. RNA)

· Vorming van protobiont; druppel vloeistof omgeven door lipide-membraan (vet) waarin chemische reacties plaatsvinden afgesloten vh. buitenmilieu. Protobiont = de eerste cel (prokaryoot? Dat weten we niet)

Speculatie ontstaan van eukaryotische cel; endosymbiosetheorie; eukaryotische cel is ontstaan uit de samenleving van prokaryoten met elkaar in 1 cel (dit waren voorheen vrij levende bacteriën). Het kernmembraan is ontstaan doordat het ringvormig DNA vastzat aan het celmembraan en is ingesnoerd. Ook het Endoplasmatisch reticulum is zo ontstaan door het celmembraan.

Dit is de theorie van Lynn Margulis, argumenten vóór endosymbiose;

1. Het is bekend dat bacteriën in andere bacteriën kunnen leven zonder schade aan te richten

2. Mitochondriën en bacteriën hebben eigen DNA

3. Chloroplasten lijken veel op cyanobacteriën; fotosyntheseproces en DNA komen sterk overeen

4. Mitochondriën lijken sterk op bepaalde heterotrofe bacteriën bijv. Rickettsia. Ademhalingsprocessen en het DNA van mitochondriën vertonen grote gelijkenis met die van Rickettsia.

BS 7; De tijd is door geologen ingedeeld in tijdperken die opgedeeld worden in perioden (NB je hoeft alleen de perioden te kennen_;

· Precambrium; 4600 (in miljoenen jaren) tot 600

o 670 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste veelcelligen, 600 de eerste gepantserde dieren, vanaf dit moment zijn er veel fossielen.

· Paleozoïcum;

o Cambrium tot 430

o Siluur tot 395; tot hier speelde alle leven zich in zee af. Ong. 400 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste landplanten en vrij snel hierna ook landdieren (voornamelijk geleedpotigen). Die konden ontstaan doordat landplanten O₂ produceren.

o Devoon tot 345; ong. 350 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste gewervelden -> amfibieën. Deze hebben zich waarschijnlijk gevormd uit de kwastvinnigen (soort vis). In deze periode ontstonden ook de eerste vaatplanten.

o Carboon tot 280; hierin ontstonden varens en paardenstaarten, reptielen en insecten maakten een bloeiperiode door.

o Perm tot 225; 250 miljoen jaar geleden ontstonden naaktzadige planten

· Mesozoïcum; tijdperk van de reptielen; dit zijn de eerste echte landdieren omdat ze voor voortplanting niet meer afhankelijk zijn van water (amfibieën en vissen wel).

o Trias tot 190; 200 miljoen jaar geleden ontstonden bedektzadige zaadplanten. Vanaf nu gaan de continenten bewegen en is het land niet 1 geheel meer.

o Jura tot 135; bloeitijd van reptielen, er ontstond een grote verscheidenheid aan sauriërs (hagedissen). In deze bloeitijd ontstonden ook de eerste zoogdieren en vogels

o Krijt tot 65; dino’s stierven 65 miljoen jaar geleden in heel korte tijd uit (wss meteoriet van 2 km). Het was jarenlang donker (zwarte stofwolken), veel bosbranden -> de sauriërs overleefden dit niet maar de zoogdieren en vogels wel.

· Neozoïcum;

o Tertiair tot 2; oudste fossielen van wezens met menselijke kenmerken van 5 miljoen jaar geleden.

o Kwartair tot nu; eerste primitieve mensen ontstonden 1 miljoen jaar geleden, de huidige mensenrassen 30 000 jaar geleden.

Biografie onderscheidt 6 gebieden op aarde waarin soorten en geslachten duidelijk anders zijn dan die in naburige gebieden (zie afb. 35, blz 61)

VS 2; De mens stamt niet af van de mensapen, maar we hebben wel een gezamenlijke voorouder. 2 soorten ontstonden die zich verder ontwikkelden;

1. Australopithecus africanus (3.5 miljoen jr); liep rechtop, had een chimpanseeachtige schedel, menselijk gebit. Ontwikkelde zich tot;

· Australopithecus robustus; zwaar gespierde lichaamsbouw, grote kauwspieren, stierf 1 miljoen jaar geleden uit door natuurlijke selectie

2. Homo habilis (2.5-1.5 miljoen jr); lichte lichaamsbouw & kleine kaken, maakte gebruik van werktuigen en vuur. Hieruit ontwikkelde;

· Homo erectus (1.8-0.5 miljoen jr); liep duidelijk rechtop, verspreide zich vanuit Afrika over de andere werelddelen, kleine holbewoners die joegen met stenen wapens. Hieruit ontwikkelden;

- Homo sapiens Neanderthalensis; ze begroeven voor het eerst hun doden, wat wijst op de eerste cultuur (gevonden in het Neanderthal in Düsseldorf)

- Cro-Magnon (Homo sapiens sapiens); bekend vanwege zijn grotschilderingen in Frankrijk (dit zijn wij).

NB; in het geslacht Homo werd met elke evolutie de grootte vd. kaak in verhouding met de rest kleiner en het hersenvolume groter.

Samenvattingen

donderdag 15 november 2012

Samenvatting Biologie H1 + 2 (klas 5)

Geen opmerkingen:

Een reactie posten