Samenvatting Biologie Hoofdstuk 4: cel en leven+ Hoofdstuk 5: onderzoek

Transcriptie

1 Samenvatting Biologie Hoofdstuk 4: cel en leven+ Hoofdstuk 5: onderzoek Samenvatting door een scholier 2472 woorden 2 juli ,3 10 keer beoordeeld Vak Methode Biologie Nectar Hoofdstuk 4: cel en leven 4.1 levende cellen van systeem aarde tot molecuul verschillende organisatieniveaus (waarop het leven kan worden bestudeerd): Levenskenmerken: Opgebouwd uit 1 of meer cellen. Groei. Volume groeit (x 3 ) sneller dan opp. (x 2 ) van een dier. Voortplanting. Stofwisseling (opnemen, omzetten en afgeven van stoffen). Waarnemen en reageren op veranderingen in de omgeving. Organisatie van erfelijk materiaal. Eencellig of meercellig Alle organismen zijn opgebouwd uit een of meerdere cellen Cellen Prokaryoot: zonder aparte celkern, DNA ligt los in de cel. Eukaryoot: met celkern kleinste eenheid van leven. bevat een of meer microscopisch kleine structuren: organellen bevat DNA-moleculen. kunnen variëren van afmeting µm Eencelligen (bacteriën, agea): staan met hun hele opp. in direct contact met de omgeving waarmee ze stoffen uitwisselen uitwisseling tussen cel en milieu hangt af van opp./vol verhouding: Indien opp. groot genoeg is, kan er directe uitwisseling plaatsvinden. Als het volume in verhouding te groot wordt is de uitwisseling met de kern van het organisme te traag => er zijn speciale voorzieningen nodig (longen, kieuwen, darmen). volume bepaalt de mate van zuurstofbehoefte grootte opp. bepaalt de snelheid stofuitwisseling verschillende cellen, weefsels en organen cel differentiatie: samenwerking van organen weefsels en cellen. Organen hebben specifieke taken die door verschillende typen cellen worden uitgevoerd. D.w.z. dat alle cellen gespecialiseerd zijn (speekselklier => slijmcellen: cellen die enzym produceren cellen die ionen uitscheiden of terugwinnen. Pagina 1 van 9

2 Weefsel: groepen cellen met de zelfde bouw en functie. Organen: gevormd uit verschillende weefsels Hebben binnen het organisme gespecialiseerde taken (hart pompt bloed door de aderen). Zieke cellen Ziekten ontstaan vaak op celniveau en verspreid zich dan met celdeling. Bijv. slabobbel bladvirus, diabetes type 1: cellen van het afweersysteem vallen bepaalde cellen in de alvleesklier aan => geen productie van insuline => verstoorde suikeropname. Problemen op celniveau kan doorwerken op andere organisatieniveaus. Bij diabetes werkt het weefsel niet goed meer => alvleesklier functioneert niet goed => organisme (suikerpatiënt) is niet in staat het glucosegehalte van het bloed goed te regelen. Stamcellen Ongedifferentieerde cellen die kunnen blijven delen. kunnen in de toekomst uitkomst bieden voor suikerpatiënten die nu verplicht zijn insuline te spuiten door manipulatie van wetenschappers. Embryo: kunnen differentiëren tot elk gewenst type cel. Komen uit embryo s die overblijven na een ivf-behandeling. Navelstreng: kunnen niet meer tot elk type cel uitgroeien. Lijken al sterk op volwassen stamcellen. Volwassen organen: Maken in je beenmerg continu nieuwe bloedcellen aan. bijv. in je huid: na een verwonding herstellen deze stamcellen je huid. Bijv. stamcellen die haarcellen vormen waardoor het blijft groeien. Zijn te zo beïnvloeden dat ze veranderen in cellen met een bepaalde functie. bijv. het maken van insuline. industrie op miniformaat Recept voor insuline zit in de celkern Je lichaam bestaat uit ca. 5x10x13 cellen die allerlei typen eiwitten maken. In de celkernen bevindt zich een dradenmassa van DNA-moleculen, die verstevigd wordt met eiwitten: chromosomen. De bouwinstructies voor het bouwen van de eiwitten opgeslagen in het DNA. Het deelproces begint wanneer de cel een soort kopietje maakt van het stukje DNA waar de bouwinstructies op staan: RNA molecuul. Hierna gaan deze door de kernporiën van het kernmembraan en komen ze terecht in de ribosomen van het ER, oftewel het endoplasmatisch reticulum, waar ze tot eiwitten worden gemaakt. Endoplasmatisch reticulum ER: een netwerk van 2 membranen met tussenruimte. Ruw ER: Hier bevinden zich ribosomen die de aminozuren aaneen koppelen tot eiwitten. de eiwitten krijgen hun juiste structuur door enzymen (ook eiwitten). Glad ER: Vormt fosfolipiden = vetachtige stoffen voor de celmembraan, In Testis en eierstokken: steroïde hormonen. In spieren: opslagplaats is voor calciumionen in levercellen: rol bij het ontgiften van drugs en alcohol. Golgi-systeem bestaat uit een stapel platte schijven, gevormd uit membranen. Wanneer de blaasjes met eiwitten daar terecht komen, versmelten die met de membranen. => toegang tot golgi-symsteem. Pagina 2 van 9

3 Hier worden de laatste aanpassingen gedaan aan de eiwitten zodat ze hun juiste vorm krijgen. Het golgi-systeem verpakt de eiwitten in stukjes membraan. Zo snoert het golgi-systeem de blaasjes af die de eiwitten naar het celmembraan vervoeren. Als ze door de celmembraan heen gaan, versmelten de stukjes membraan met het celmembraan en kunnen de eiwitten zo de cel verlaten. Ze gaan naar Verteringsklier: afvoerbuisje. Eiwithormoon: bloed Energiecentrales van de cel ATP (adenosine tri fosfaat): Energiebron van een cel. Molecuul waarin energie wordt opgeslagen Cellen halen energie om ATP op te laden, in mitochondriën, uit brandstoffen zoals glucose, Mitochondriën: staafvormige, ronde vorm met een sterk opgevouwen binnen membraan en een glad buitenmembraan. Lysosomen Stevigheid Celdeling Afbraak versleten organellen: verpakt versleten organellen in blaasjes. Blaasje versmelt met een lysosoom: blaasje met enzymen, afkomstig uit het Golgy-syst. Enzymen breken versleten organellen af. Afbraakproducten worden hergebruikt in de cel of uitgescheiden, Afbraak moleculen die de cel opneemt via endocytose. Witte bloedcellen: afbraak opgenomen van bacteriën. Celskelet/cytoskelet Bestaat uit een netwerk van verschillende eiwitdraden. Geeft vorm. Is constant in beweging => organellen verplaatsen zich in het cytoplasma. de zweephaar van een zaadcel behoort ook tot het celskelet, Centriolen komen alleen in dierlijke cellen voor. Cilindervormig Spelen een rol bij celdeling: verdubbelen en gaan elk naar een tegenovergestelde kant van een cel (Binas 76B) van hieruit kunnen ze elk, met behulp van eiwitdraden, de chromosomen splitsen en verdelen over beide helften van de cel. => cytoplasma deelt : er ontstaan van 2 dochtercellen. Plantencellen Chloroplasten: organellen die specifiek zijn voor planen en enkele eencelligen. (bladgroenkorrels). Vangen lichtenergie op m.b.v. chlorofyl. Hiermee worden ATP-moleculen opgeladen. Fotosynthese: 6CO 2 + 6H 2 O => C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Geven bladeren en stengels een groene kleur. Buitenkant: omgeven door een glad membraan. Inwendig: stapels membranen met daarin chlorofyl (bladgroen). Glucose is voor planten de grondstof om andere organische stoffen te maken (m.b.v H 3 ) Plastiden: komen niet voor bij dieren Chromoplasten: kleurstofkorrels geven citroenen, tomaten, worteltjes hun kleur). Pagina 3 van 9

4 Amyloplasten: zetmeelkorrels => korrels zonder kleur. Geven aardappelen geen kleur. De verschillende plastiden hebben een overkomende structuren en kunnen in elkaar overgaan: komt er een aardappel/winterwortel boven de grond dan veranderen de cromo- en amyloplasten onder invloed van licht in chloroplasten. Rijpt een tomaat, verandert de chloroplast in een rode chromoplast. Vacuole Vacuole = een membraan opgevuld met water. Het vocht ervan bevat vele opgeloste stoffen (suikers, zouten, afvalstoffen, kleurstoffen = anthocyanen). Jonge plantencellen bestaan uit meerdere vacuolen. Door veel water op te nemen groeien cellen vooral in de lengte en ontstaat er 1 grote centrale vacuole =>groei door celstrekking. Bij volgroeide cellen kan de vacuole wel 90 % volume van de cel innemen. Het grondplasma met de organellen bewegen in een dunne laag om de vacuole heen. Eiwitten bestaan uit aminozuren (de bouwstenen van eiwitten). Alle aminozuren hebben eenzelfde basisstructuur: Peptideverbinding Eiwitten (peptiden) worden gevormd door het aan elkaar koppelen van aminozuren via een peptidebinding. 4.3 transport bij cellen Cellen begrensd Het celmembraan zorgt ervoor dat de cel gescheiden is van zijn omgeving. Celmembraan bestaat uit een dubbellaag van fosfolipiden met eiwitten en cholesterol. Hydrofobe starten van de fosfolipidemolculen naar binnen. De hydrofiele koppen liggen aan de buitenkant. Aan beide zijden van het membraan bevindt zich water. De bewegelijkheid van de fosfolipidemoleculen is groot. Aan de buitenkant van de celmembraan steken koolhydraatketens uit: receptoren. Stoffen uit de omgeving van de cel (medicijnen, hormonen, antistoffen) koppelen zich hieraan. Cellen hebben een groot aantal receptoren die per celtype kunnen verschillen. Elke receptor bindt maar 1 bepaalde stof en de cel reageert daar op een specifieke manier op. (receptoren voor insuline bijv). Oorzaak dat het afweersysteem lichaamseigen/lichaamsvreemd kan onderscheiden: Verschillen in de koolhydraatketens in celmembranen. Belangrijk bij besmetting door ziekteverwekkers en transplantaties van organen. Bijv. verschillende koolhydraatketens in de membranen van rode bloedcellen => het verschil tussen bloedgroep A/B/nul. Passief transport: kost de cel geen extra energie. Passief transport door de membraan gaat via: Diffusie tussen de fosfolipiden in het membraan door (O2, H2O). Pagina 4 van 9

5 Diffusiesnelheid: netto-verplaatsing van een stof per tijdseenheid, afhankelijk van: - temperatuur - grootte van deeltjes - wrijving (medium) Gefaciliteerd transport: eiwitpoorten voor glucose en ionen zoals Na+ en K+ Cellen kunnen deze eiwitpoorten openen en sluiten. Gefaciliteerd transport: eiwitpoorten voor water, zogenaamde waterkanalen. Transport van water via een membraan: osmose. Passief transport kan door openen en sluiten van eiwitpoorten sterk variëren. Celmembranen zijn selectief-permeabel. Osmotische waarde: de concentratie opgeloste stoffen. Osmose Diffusie van water door een semi-permeabele (halfdoorlatende) membraan van de lage concentratie naar de hoge concentratie. Tot de concentraties gelijk zijn. Celmembraan is semi-permeabel! Hoe hoger de concentratie opgeloste stof(fen) des te hoger de osmotische waarde van de oplossing. Is afhankelijk van het aantal deeltjes. Zouten opgelost in water splitsen zich in ionen, eiwitten en suikers splitsen zich niet. Dus eenzelfde hoeveelheid (deeltjes) zout heeft opgelost een hogere osmotische waarde dan dezelfde hoeveelheid suiker. Hongeroedeem (bollebuikjes bij ondervoede kinderen), gevolg van eiwittekort in bloed, bloed kan vocht niet meer terughalen uit weefsel. Osmotische waarde bloed te laag. Oplossing Water is ons belangrijkste oplosmiddel. Concentratie: hoeveel opgeloste stoffen in gram/liter of ppm (parts per milion). Bij gassen spreken we van druk in plaats van concentratie. Druk wordt bepaald door aantal botsingen per tijdseenheid tegen de wand uitgedrukt in Pa (pascal). isotonisch: oplossingen met een gelijke concentratie Een oplossing met een hogere concentratie opgeloste stoffen is hypertonisch ten opzichte van een hypotonische oplossing die een lagere concentratie opgeloste stoffen heeft. De selectief-permeabele membranen zijn gewoonlijk goed (snel doorlaatbaar) voor water, niet voor opgeloste stoffen. Plantencelwanten zijn permeabel. Turgor: de inhoud van de cel duwt tegen de celwand. c grensplasmolyse: turgor = 0 => celmembraan laat los van de celwand. b plasmolyse: er is ruimte tussen de celmembraan en de celwand. a Gefaciliteerd en actief transport gaan langzamer dan osmose Actief transport Membranen van cellen bevatten transportenzymen => transporteren actief moleculen door het celmembraan (fig. 13). Molecuul bindt zich aan het enzym Enzym brengt de molecuul naar de andere zijde van het membraan. Molecuul komt nu los van het enzym. De cel kan het enzym vervolgens opnieuw gebruiken voor transport. Transport enzymen maken het de cel mogelijk moleculen in en uit de cel te verplaatsen tegen de concentratie richting in. ATP moleculen leveren energie voor deze enzymen. Pagina 5 van 9

6 Deeltjes opnemen Wanneer sommige deeltjes te groot zijn om door actief/passief transport het celmembraan te passeren, gaat de cel over op deeltjesopname het celmembraan sluit een deeltje in m.b.v een blaasje. Edocytose: het blaasje (met daarin de het grote deeltje) brengt het deeltje de cel in. Lysosomen met verteringsenzymen kunnen met het blaasje vermelten en zo het opgenomen deeltje verteren -> verteringsproducten => cytoplasma. Exocytose: het celmembraan geeft de afvalstoffen af. Ook brengen de cellen hiermee de door hen geproduceerde eiwitten door het celmembraan heen. 4.4 DNA: het besturingssysteem van de cel DNA (deoxyribonucleic acid) Heeft de structuur van een moleculaire wenteltrap, een dubbele helix. -> beide helften bestaan uit een ketenvan aan elkaar gekoppelde nucleotiden: bouwstenen van DNA. Bestaan uit Fosfaatgroepen een suikermolecuul een stikstofbase Adenine + Thymine Cytocine + Guranine 1 DNA-triplet (drie opeenvolgende stikstofbazen) vormt de code voor 1 aminozuur in een eiwitmolecuul. Er zijn twintig verschillende aminozuren om eiwitten mee te bouwen. De variatie van eiwitten hangt af van: Het aantal aminozuren De volgorde van aminozuren De keuze van aminozuren Eén DNA triplet vormt één aminozuur. Er zijn 4 3 =64 verschillende tripletten mogelijk. Het aantal tripletten bepaalt de lengte van de polypeptideketen. Startcodon: speciaal triplet aan het begin van een codezin TAC Stopcodon: speciaal triplet aan het einde van een codezin ATT,ACT,ATC (coderen voor geen enkel aminozuur). Gen: complete codezin (met start- en stop codon) met de info om een eiwit te maken. Ribosomen: code lezen en vertalen Replicatie: verdubbeling DNA strengen Transcriptie: van DNA naar RNA, kopiëren van de basenvolgorde van een gen, dit wordt het RNA (ribonucleic acid). De enzymen in de celkern beginnen het aflezen altijd bij de startcodon (TAC). Tegenover C komt in het RNA G, en tegenover A komt U (T zit niet in RNA. U=uracil). De RNA-keten heeft als suiker ribose i.p.v. deoxyribose. Via de kernporiën verlaat het RNA-molecuul de kern en de ribosomen lezen de RNA-code af en vertalen deze naar een polypeptide = Translatie. Celcyclus Pagina 6 van 9

7 De celcyclus bestaat uit: Interfase (de chromosomen zijn nog niet zichtbaar): G 1 - groei S- verdubbeling van DNA-moleculen De twee chromatiden (identieke helften) blijven bij het centromeer vast.. G 2 - DNA wordt gecontroleerd op kopieerfouten. M-fase. mitose: treedt op bij normale celdeling. Bij de mitose (M-fase) ontstaan twee nieuwe kernen. Hiervoor rollen de chromosomen zich extra op. Vier fasen binnen de mitose: Profase: Chromosomen rollen meer op, kernmembraan valt uiteen, trek- en steundraden. Metafase: Chromosomen liggen op equatorvlak Anafase: Enkele chromosomen ontstaan door splitsing, deze vormen de chromosomen voor dochtercellen. Telofase: Er zijn twee kernen, cytoplasma verdeelt zich: - Dierlijke cellen: insnoering celmembraan. - Plantencellen: vorming nieuw celmembraan en celwand. 5. ongecontroleerde celgroei Genen aan- of uitzetten Elke cel heeft hetzelfde DNA. Omdat niet alle cellen dezelfde functie hebben, zetten regelgenen genen aan of uit. Sommige stukken DNA zijn actief, andere niet. De eiwitten (regelgenen) blijven op hun plek tijdens de celcyclus. Noodrem op celdeling Er vindt continu celdeling plaats, het is dus erg belangrijk dat er geen kopieerfouten worden gemaakt. Daar zorgt p53 voor, deze regelt de duur van de G 1 -fase. Als een cel de fouten niet meer kan herstellen, pleegt hij zelfmoord (apoptose). Ook geeft apoptose je lichaam vorm. Goedaardige en kwaadaardige tumoren Tumor: overmatige celdeling. Alle cellen krijgen dus dezelfde mutatie. Een tumor kan een weefsel beschadigen. Metasteren/uitzaaien: tumorcellen laten los en verspreiden zich via bloedvaten of lymfevaten verspreiden ze zich, waarna deze uitgroeit tot een nieuwe tumor.. In nauwe haarvaten lopen de cellen vaak vast. Goedaardige tumor: groeit andere weefsels niet in en kan zich niet uitzaaien omdat hij een laagje bindweefsel om zich heeft. Behandeling van kanker Er zijn drie meest gebruikte behandelingen: Radiotherapie: hoge energetische straling. Maar maakt niet alleen kankercellen kapot, ook gezonde -> vermoeidheid. Chirurgie: Tumor wordt uit het lichaam gehaald, maar alle tumorcellen moeten verwijderd worden om herhaling te voorkomen. Chemotherapie: kan via injectie, infuus of pillen. Ook gezonde cellen komen hiermee in aanraking -> kaal- en misselijkheid Verwijderen Primaire tumor Op tijd erbij zijn Nieuwe therapieën Een tumor heeft veel voedingsstoffen nodig, daarom wordt er een aanvoerend bloedvat gevormd. Nieuwe geneesmiddelen hechten zich aan de receptoren waardoor deze niet kan groeien. Hoofdstuk 5: onderzoek Bio 5.1 en 5.2 nadruk, 5.3 makkelijk Pagina 7 van 9

8 5.1 & 5.2: (Goede hypotheses en vragen stellen etc). Reden van het onderzoek: begint met een ontdekking/probleem. Stappen in een onderzoek met goede kwaliteit: -Slechts één afhankelijke variabele factor. -De afhankelijke variabele hangt af van de onafhankelijke variabele (de zuurstofafgifte hangt af van de lichtsterkte, andersom slaat namelijk nergens op). -Controle experiment. -Eenduidige conclusie. -Placebo-effect. -Blind: onderzoek: proefpersoon weet niets van behandeling. -Dubbelblind: proefpersoon én onderzoeker weten niets van behandeling. Onderzoeker kan (keuze van) proefpersonen niet beïnvloeden. En als laatste: -Moet te herhalen zijn met precies dezelfde resultaten. -Dus goed de materiaal en methode beschrijven. -Vergeet de bronvermelding niet! Controle op betrouwbaarheid: collegiale toetsing. De maatschappij en politiek stellen ethische en wettelijke grenzen waar wetenschappers zich aan moeten houden. 5.3 en 5.4 grafieken maken Assen X as: vooraf bepaalde waarden Y as: de gegevens die je meet Assen benoemen Grootheid en eenheid benoemen Temperatuur Tijd graden celsius min/sec/uren Wat voor grafiek kies je? - Staafdiagram - Vloeiende lijn - Staafdiagram Is het logisch om de lijn (0,0) punt te trekken? Gemeten of niet/waar of niet? Binas blz -79 B - indeling van dierlijke en plantaardige cel (pas op = lysosoom staat niet in de tekening bij plantaardig, microfilamenten= celskelet, centrosoom= centriolen) Pagina 8 van 9

9 selectief = voorkeur voor een bepaald ion. Pagina 9 van 9