CELLEN VERTELLEN Leerlingenhandleiding

Transcriptie

1 CELLEN VERTELLEN Leerlingenhandleiding INHOUD Leerdoelen 2 Context 1: Forensisch laboratorium 4 Schakelles 1 12 Context 2: Lorenzo s Oil: het specialistenteam 15 Schakelles 2 21

2 LEERDOELEN Je kent: - de betekenis van de begrippen in de tabel hieronder (door jezelf aan te vullen) - de tekenregels, - de verschillende onderdelen van de microscoop. Je kunt: - de schema s in Binas over onderstaande begrippen probleemloos lezen en begrijpen. - begrippen uit de tabel in andere context gebruiken, - de microscoop gebruiken voor het beoordelen van preparaten, - verschillende preparaten maken en kleuren, - het begrip osmose toepassen, - de tekenregels op juiste wijze gebruiken. Begrippenlijst Cellen vertellen Begrip gevonden in boek Binas Bioplek amyloplast ATP Actief transport Axon Celkern Cellichaam Celmembraan Celorganel Celwand Chloroplast Chromoplast Chromosomen Cytoplasma Dendriet Diffusie Dissimilatie DNA 8.1 (10voorBiologie) Eiwit Endocytose Endoplasmatisch reticulum Enzym Exocytose Fagocytose 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 2

3 Begrip gevonden in boek Binas Bioplek Fosfolipidemolecuul Genen Golgi-systeem Hydrofiel Hydrofoob Hypertoon/hypotoon/isotoon Impermeabel Insnoering van Ranvier Katalysator Kernmembraan Lysosoom Metabolisme Mitochondrium Motorische zenuwcel Myeline NADH Neuron Nierdialyse Osmose Passief transport Permeabel Pinocytose Plasmolyse Plasmide Prikkel Prikkelgeleiding Ribosoom Schakelcellen Schwann-cellen Semipermeabel Sensorische zenuwcel Tonoplast Transporteiwit Vacuole Zenuw Zenuwcel 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 3

4 Context 1 FORENSISCH LABORATORIUM 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 4

5 Forensisch laboratorium Handleiding voor stagiair-analist Dit is het geval Je bent aangenomen als leerling-analist op een forensisch laboratorium. In je inwerkperiode ga je met behulp van de microscoop cellen van verschillende organismen bekijken. Van elk celtype maak je één (soms twee) tekening, die je in je verslagmap stopt. Deze map is voor je werkbegeleider. (Zie voor aanwijzingen over biologisch juist tekenen de volgende bladzijden.) Laboratoriumregels Lees alle aanwijzingen goed door voordat je aan een practicum begint. Dat scheelt een hoop tijd en frustraties. Tip: lees de handleiding van de practica die je gaat uitvoeren thuis alvast door. Zowel de trainingsopdrachten als de zelfstandige opdracht worden beoordeeld. Schrijf daarom de antwoorden op de antwoordbladen die je van de docent krijgt. In het laboratorium (de klas) gelden strenge regels over het gebruik van materialen. 1. Mesjes, prepareernaalden en dergelijke zijn niet bedoeld om tafels en/of mensen te beschadigen. Bij misbruik word je dan ook onmiddellijk uit de les verwijderd. 2. Eten en drinken is niet toegestaan in de gewone les en zeker niet in een practicumles. 3. Er mag gelopen worden tijdens de les, maar alleen indien dit noodzakelijk is. Om dit goed te laten verlopen moeten alle tassen in de tassenkast. 4. Zorg er voor dat je jas voor aanvang van de les in je kluisje ligt. Volg altijd de aanwijzingen van de docent of de TOA Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 5

6 Tekenregels tekeningen zijn afkomstig van Bioplek ( Teken altijd met potlood. Teken dun zodat fouten onzichtbaar uitgegumd kunnen worden. Teken met rechte lijnen, dus niet schetsend (zie A). Teken alleen wat je ziet dus niet arceren als er geen strepen staan (zie B en C). Maak overzichtstekeningen door alleen de grenzen van de weefsels zo nauwkeurig mogelijk weer te geven. Zet verwijsstrepen met potlood en liniaal. Schrijf de namen van de onderdelen horizontaal. Teken afzonderlijke cellen groot (1 cel minstens 10 cm.). Teken celwanden van planten altijd met twee lijnen om de dikte aan te geven. Geef altijd het begin van de aangrenzende cellen aan (zie figuur) Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 6

7 Bladindeling van een tekening Gebruik maar één kant van het papier. Voorbeeld bladindeling Zet linksboven aan het blad: o Je naam o De titel van het practicum (onderwerp) o De gebruikte vergroting Zet links van de kantlijn ook de namen van de onderdelen Gebruik een liniaal om de lijnen naar de onderdelen te trekken. Laat de aanwijsstrepen niet kruisen! Zet de antwoorden op eventuele vragen onderaan de tekening Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 7

8 Trainingsopdracht A: De microscoop Bekijk de microscoop nog eens goed. A1. Vul de juiste namen in bij de verschillende onderdelen van de microscoop op het antwoordblad. Je krijgt van de docent of TOA een preparaat van een stengel en een miniliniaal. Leg het preparaat op de tafel van de microscoop tussen de objectklemmen. Bekijk het preparaat met de verschillende vergrotingen. A2. Welke vergroting zou je gebruiken voor een overzichtstekening? Leg nu de miniliniaal op een droog leeg objectglas, en schuif het zo dat je de schaalverdeling midden in beeld hebt. Verander nu stapsgewijs de vergroting en schat steeds hoeveel millimeter je in beeld hebt. A3. Maak een tabelletje van de beelddiameter in millimeters bij elke vergroting; werk daarbij in twee cijfers nauwkeurig (dus bijv. 0,012 mm of 2,3 mm). Bekijk nu weer je preparaat bij een geschikte vergroting. Schat van een gemiddelde cel hoe vaak die over de diameter van je beeld past. A4. Bereken uit die schatting en de gegevens uit je tabelletje hoe groot de grootste afmeting van een gemiddelde cel is in mm. Trainingsopdracht B: Waterpest Maak een preparaat in water van een blaadje waterpest. Teken vijf cellen in verband. Benoem alle onderdelen van een cel. Beantwoord de volgende vragen B1. Waaraan kun je zien dat dit een plantaardige cel is? B2. Hoe groot is een gemiddelde cel in mm? Gebruik de in opdracht A gemaakte tabel. B3. Hoeveel cellagen heeft dit blaadje? 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 8

9 Trainingsopdracht C: Rode Ui Maak een preparaat van het buitenste vlies van de rode ui in een druppel kraanwater. Teken vijf cellen in verband van het preparaat in water. Beantwoord de volgende vragen C1. Waaraan kun je zien dat dit een plantaardige cel is? C2. Waarom zie je geen bladgroenkorrels in dit preparaat? Leg nu een druppel gedestilleerd water naast het dekglaasje en zuig dit terwijl je blijft kijken, met behulp van een filtreerpapiertje onder het dekglaasje. C3. Wat neem je waar? Herhaal dit met zoutoplossing in een steeds hogere concentraties. C4. Wat neem je waar? Teken nu vijf cellen in verband bij de hoogste zoutconcentratie. Beantwoord de volgende vraag C5. Beschrijf wat er gebeurt in de uiencel bij oplopende zoutconcentratie. Trainingsopdracht D: Tomaat Maak een squash-preparaat (to squash = pletten) van het vruchtvlees in water door voorzichtig een beetje vruchtvlees fijn te drukken tussen twee objectglazen of tussen een dekglaasje en het objectglas. Teken één losliggende cel met inhoud. Benoem alle zichtbare onderdelen van de cel Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 9

10 Trainingsopdracht E: Aardappel Snijd van een plakje aardappel een frietje. Snijd vervolgens van de kopse kant van het frietje een aantal superdunne plakjes. Je moet er doorheen kunnen kijken!! Maak een preparaat van het dunste plakje aardappel in water. Teken een cel met inhoud. Teken één bolletje bij de grootste vergroting. Benoem alle zichtbare onderdelen van de cel. Leg een druppel jodiumoplossing naast het dekglaasje op het preparaat en zuig dit met behulp van een filtreerpapiertje onder het dekglaasje. Beantwoord de volgende vragen. E1. Wat neem je waar? E2. Wat is de biologische naam en de functie van de bolletjes? Trainingsopdracht F: Wangslijmvlies Schraap wat materiaal van de binnenzijde van je wang en maak hiervan een preparaat in een druppeltje jodiumoplossing. Maak een tekening van een losliggende cel. Benoem alle onderdelen Maak een nieuw preparaat en kleur dat met methyleenblauw. Maak weer een tekening van een losliggende cel. Beantwoord de volgende vragen. F1. Waaraan kun je zien dat dit een dierlijke cel is? F2. Hoe groot is een gemiddelde cel in mm? Gebruik de in opdracht A gemaakte tabel. F3. Welke onderdelen van de cel worden door de jodiumoplossing gekleurd? F4. Welke onderdelen van de cel worden door methyleenblauw gekleurd? Leg een druppel water naast het dekglaasje op het preparaat en zuig dit met behulp van een filtreerpapiertje onder het dekglaasje, terwijl je blijft kijken. F5. Wat neem je waar? 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 10

11 EEN ZELFSTANDIGE OPDRACHT Nu je redelijk bent ingewerkt mag je met de nachtdienst meedraaien. Op het moment dat je chef even weg is, komt er een spoedgeval binnen. Er is iemand overleden na terugkeer uit de Nevada-woestijn. Aan de verkrampte houding van het lichaam valt af te leiden dat het slachtoffer waarschijnlijk een vergiftiging heeft opgelopen. In de bagage van zijn vriendin vond de politie resten van een giftige plant. Men vermoedt dat het slachtoffer iets van deze plant heeft binnengekregen. Zijn vriendin ontkent alle betrokkenheid. De politie wil graag weten of ze deze vrouw als verdachte kunnen uitsluiten. Aan jou de taak om de in een potje aangeleverde maaginhoud te onderzoeken. Leg je onderzoek in verslag en tekeningen vast, zodat je chef bij terugkeer snel de maaginhoud kan beoordelen. Gebruik de volgende handleiding. Maak een preparaat van de maaginhoud door een klein beetje materiaal aan te brengen op een objectglas. Voeg een druppel kraanwater toe en dek het preparaat af met een dekglas. Bekijk het preparaat onder de microscoop met de kleinste vergroting. Zoek tussen de celresten naar twee tot drie hele cellen. Misschien dat het gebruik van een kleurstof een duidelijker beeld van het materiaal geeft. Maak een nieuw preparaat met een door jou uitgekozen kleuring en vergelijk deze met het oorspronkelijke preparaat. Je mag meerdere kleuringen gebruiken. Kies een geschikte vergroting en kleuring om een tekening te maken van twee verschillende cellen. Geef in je tekening zoveel mogelijk celonderdelen aan. Als je klaar bent met de tekening, vul dan deel 1 van de vragenlijst in. Een simpele manier om aan te tonen of je te maken hebt met een dierlijke of plantaardige cel is te kijken hoe een cel zich gedraagt in oplossingen met een verschillende zoutconcentratie. Je neemt het zekere voor het onzekere en test je preparaat door een oplossing toe te voegen met een hele hoge of juist een hele lage osmotische waarde. Vul nu deel 2 van het formulier in en leg uit, in de daarvoor bedoelde ruimte, waarom je voor een van beide oplossingen hebt gekozen. Geef bij de materialen aan wat je gaat gebruiken voor jouw test en vul bij methode in welke handelingen je gaat verrichten voor de test. Maak een tekening van het resultaat van de test. Vul nu het laatste gedeelte van het formulier in. NB. Vergeet niet het document te dateren en je handtekening te zetten! 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 11

12 SCHAKELLES 1 Hieronder staat een lijst met begrippen. Een aantal van deze begrippen ben je de afgelopen lessen waarschijnlijk tegengekomen in de informatie die je hebt gevonden. Niet alle begrippen zijn op dit moment even belangrijk. Wel belangrijk is dat je een onderscheid kunt maken tussen een begrip dat staat voor een structuur en een begrip dat staat voor een proces. Zoek indien nodig de begrippen die je niet (her)kent op in Binas, de reader of op Geef bij de onderstaande begrippen of het gaat om een structuur (S) of een proces (P) Amyloplast ATP Axon Celkern Cellichaam Celmembraan Celorganel Celwand Chloroplast Chromoplast Chromosomen Dendriet Diffusie Dissimilatie DNA Eiwitten Endocytose Endoplasmatisch reticulum Enzym Fagocytose Fosfolipidemolecuul Genen Golgi-systeem Hydrofoob Hydrofiel Hypertoon Hypotoon Impermeabel Insnoering van Ranvier Katalysator Kernmembraan Lysosoom Mitochondriën (bouw en functie) Motorische zenuwcel Myeline NADH Neuron Nierdialyse Osmose Permeabel Pinocytose Plasmolyse Plasmiden Prikkel Prikkelgeleiding Schakelcellen Schwann-cel Semipermeabel Sensorische zenuwcel Tonoplast Transporteiwitten Vacuole Zenuw Zenuwcel 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 12

13 Plaats vervolgens de begrippen uit de lijst die je de afgelopen lessen bent tegengekomen bij het juiste organisatieniveau in het schema hieronder. begrippen uit begrippenlijst organisatieniveau in deze kolom zet je structuren in deze kolom zet je processen molecuul cel orgaan orgaansysteem organisme 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 13

14 f Context 2 LORENZO S OIL HET SPECIALISTENTEAM 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 14

15 De film: LORENZO S OIL Je krijgt een stukje van de film Lorenzo s Oil te zien. Naar aanleiding van de film maak je een aantal opdrachten. Opdracht A: MAAK EEN TEAM Jullie vormen een team van specialisten in het ziekenhuis (bedenk zelf een naam voor het ziekenhuis) dat de verbijsterde ouders gaat uitleggen hoe organen, weefsels en cellen in elkaar zitten en samenwerken. Ieder van jullie heeft een eigen specialisme. Gebruik voor de theorie één van de handboeken in het lokaal of de computers in het ICT-lab. De specialisten in het team en hun opdrachten zijn de volgende Klinisch chemicus Internist Neuroloog uitleg over actief transport in cellen en energieomzettingen (o.a. ATP en mitochondriën) uitleggen eiwitsynthese uitleg over de organisatie niveaus van het menselijk lichaam en met name het zenuwstelsel (myeline) Tijdens een congres (opdracht B) ga je samen met collega s op zoek naar de antwoorden op de vragen van je vragenblad Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 15

16 SPECIALIST: DE KLINISCH CHEMICUS Vragenblad Lorenzo kan bepaalde vetzuren niet omzetten. Deze vetzuren stapelen zich op in zijn cellen, met name in de zenuwcellen. Door de cellen kunnen deze overtollige vetzuren niet verwijderd worden. Het transport uit de cel lukt niet. Om straks aan de ouders goed uit te leggen welke transportprocessen in de cellen van Lorenzo plaats vinden, moet je in elk geval de volgende vragen kunnen beantwoorden. Vraag 1 De ouders van Lorenzo weten niet zoveel van bouw van de cel, terwijl dit wel nodig is om de processen in de cel te begrijpen. Geef in een duidelijke (schematische) tekening aan welke celorganellen er in een dierlijke cel aanwezig zijn. Geef aan welke verschillen er zijn tussen dierlijke en plantaardige cellen. Vraag 2 Maak een zo compleet mogelijke tekening van de bouw van een celmembraan om straks het transport door de membaan uit te kunnen leggen aan de ouders. Vertel aan de hand van de bouw van een fosfolipide molecuul, waar de hydrofobe delen en de hydrofiele delen van het membraan zich bevinden. Vraag 3 Er gaat iets niet goed met het transport van vetzuren in de cellen van Lorenzo. Leg uit in eenvoudige bewoordingen wat de termen permeabel, semi-permeabel en impermeabel betekenen, ook in relatie tot de celmembraan. Vraag 4 Geef hierop aansluitend tenminste drie voorbeelden van transport door de celmembraan waarbij energie nodig is. Leg bij elk voorbeeld goed uit hoe het transportsysteem werkt. Welk energierijk molecuul is voor deze vormen van transport als het ware de brandstof? Vraag 5 Veel transportprocessen zijn passief. Verklaar de processen diffusie en osmose. Vertel wat een hypertone oplossing, isotone oplossing en hypotone oplossing doen met cellen (dierlijk en plantaardig) Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 16

17 SPECIALIST: DE INTERNIST Vragenblad Lorenzo kan bepaalde vetzuren niet omzetten. Deze vetzuren stapelen zich op in zijn cellen, met name in de zenuwcellen. Voor de omzetting van deze vetzuren zijn bepaalde eiwitten, enzymen, nodig. Bij Lorenzo is de aanmaak van deze eiwitten verstoord. Om straks aan de ouders goed uit te leggen hoe enzymen gemaakt worden en waarom dat bij Lorenzo niet lukt, moet je in elk geval de volgende vragen kunnen beantwoorden. Vraag 1 De code voor elk eiwit ligt opgeslagen in de chromosomen. Leg in eenvoudige bewoordingen uit wat chromosomen zijn. Geef aan dat chromosomen in paren voorkomen. Probeer ook aan te geven hoe de afwijking van Lorenzo, niet aanwezig als ziekte bij beide ouders, toch bij Lorenzo kon ontstaan (dragerschap en erfelijkheid) Vraag 2 Defecte eiwitten zijn een belangrijke oorzaak van de ziekte van Lorenzo. Leg uit welke celorganellen betrokken zijn bij het aanmaken van eiwitten. Geef kort aan hoe het organel opgebouwd is, waar het zich in de cel bevindt en wat er met het gemaakte eiwit in het organel gebeurt. Vraag 3 Leg uit hoe het eiwit van het ene naar het andere organel wordt vervoerd. Je mag dit met tekeningen duidelijk maken. Is het transport van een defect eiwit anders? Vraag 4 Zoek op wat de bouw en functie van mitochondriën is. Geef aan hoe bouw en functie elkaar ondersteunen (waarom is dit celorganel zo gebouwd??). Vraag 5 De cellen halen hun energie uit de verbranding van glucose. Dit gaat in kleine stapjes. Via de glycolyse, de citroenzuurcyclus en de ademhalingsketen. Waar in de cel vinden deze processen plaats? Welke energie transporteurs zijn bij deze processen betrokken? 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 17

18 SPECIALIST: DE NEUROLOOG Vragenblad Door een ophoping van bepaalde vetzuren in de zenuwcellen, wordt bij Lorenzo de myeline rond zijn zenuwuitlopers afgebroken. Hierdoor kan de overdracht van signalen van zijn hersenen naar zijn spieren niet goed meer plaatsvinden. Om straks aan de ouders goed uit te leggen hoe het zenuwstelsel functioneert, of juist niet bij Lorenzo, moet je in elk geval de volgende vragen kunnen beantwoorden. Vraag 1 De biologie kent verschillende organisatie niveaus, maar ook het menselijk lichaam. Om de effecten van de afwijking van Lorenzo te begrijpen, is het belangrijk dat je deze niveaus kunt weergeven. Leg uit aan de hand van het zenuwstelsel wat deze niveaus zijn en hoe ze zijn opgebouwd. Gebruik hierbij de termen organisme, orgaan, orgaanstelsel, weefsel en cel. Vraag 2 Lorenzo heeft problemen met de geleiding van signalen door zijn zenuwen. Leg uit welke soorten zenuwcellen er zijn en hoe deze in bouw verschillen. Vraag 3 Hoe worden de signalen uit de hersenen naar de spieren geleid? Wat voor signaal is het? Vraag 4 Vertel wat myeline is en welke functie myeline heeft bij de signaaloverdracht van een zenuw. Vraag 5 De ophoping in de cellen, waardoor de geleiding wordt verstoord, wordt veroorzaakt door een slecht functionerend enzym. Leg uit wat een enzym is Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 18

19 Opdracht B: HET SPECIALISTENCONGRES Gelukkig zijn in andere ziekenhuizen ook teams actief bezig met dit onderwerp, zodat er onderling door de specialisten overleg kan plaatsvinden. Tijdens een congres zoek je collega s van de andere ziekenhuizen met hetzelfde specialisme op en maakt met elkaar de opdrachten op het vragenblad van de specialist. Opdracht C: TERUG IN HET ZIEKENHUIS Na terugkeer in het ziekenhuis kunnen jullie als team gelukkig de vragen van de ouders beantwoorden. Ga dus als team bij elkaar zitten en beantwoord samen de vragen van de ouders (blz. 20) Lever de uitgebreide antwoorden in bij het team van een ander ziekenhuis, zodat ze gecontroleerd kunnen worden. Elke specialist krijgt vervolgens een kopie van de eigen (gecorrigeerde) antwoorden Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 19

20 DE VRAGEN VAN DE OUDERS VAN LORENZO Onze zoon is getroffen door een vreselijke ziekte. Jullie zeggen dat hij niet oud zal worden. We begrijpen als eenvoudige mensen niet wat ons als gezin te wachten staat. Help ons door in ieder geval de vragen die we hebben te beantwoorden. (Geef uitgebreide antwoorden, gebruik hierbij de informatie van de specialisten) Vraag 1 We zijn beiden gezonde jonge mensen. Hoe is het mogelijk dat onze Lorenzo wel ziek is? In onze families komt deze ziekte zover wij weten ook niet voor. Vraag 2 In Lorenzo s cellen stapelen zich slechte vetten op. U zegt dat de cel deze er niet gewoon uit kan gooien. Hoe doet een cel dit met andere stoffen? Vraag 3 Bij Lorenzo is een enzym niet in orde of misschien zelfs niet aanwezig. Wat is een enzym en waarom is een enzym zo belangrijk? Vraag 4 Nu blijkt dat een foutje in een enkele cel onze hele Lorenzo ziek maakt. Hij heeft toch heel veel cellen, waarom nemen de andere cellen deze taak niet over? Vraag 5 Lorenzo kan steeds minder met zijn lichaam omdat de myeline om de zenuwen verdwijnt. Is myeline ook een enzym en wat is de werking van myeline? Vraag 6 Voor alle processen in Lorenzo s cellen is energie nodig. Waar haalt een cel dat vandaan? Vraag 7 Als een enzym een eiwit is dat wordt gemaakt in de cel, hoe en waar worden enzymen dan gemaakt? 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 20

21 SCHAKELLES 2 Vul de matrix uit de eerste schakelles aan met begrippen die je in het tweede deel van het blok bent tegengekomen. Voor de zekerheid is een lege matrix bijgevoegd. Als je dit moeilijk vindt, kun je ook beginnen met het vullen van deze lege matrix met de begrippen die je bent tegengekomen bij de microscopieopdrachten. Vervolgens vergelijk je de eerste matrix met de tweede en kun je met kleurtjes aangeven welke begrippen in teruggekomen zijn, en welke begrippen nieuw zijn. Contoleer met behulp van de kennen en kunnen lijst (bijna gelijk aan de begrippenlijst) welke begrippen nog onduidelijk zijn. Zoek deze op en voeg de omschrijving toe. Maak de oefenopgaven Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 21

22 begrippen uit begrippenlijst organisatieniveau in deze kolom zet je structuren in deze kolom zet je processen molecuul cel orgaan orgaansysteem organisme 2011 Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap 22