Inhoud Een verhaal over het leven

Transcriptie

1 Inhoud Een verhaal over het leven Menselijke voortplanting 1 Voortplantingsorganen en gameten 1.1 Waarom voortplanting noodzakelijk is 1.2 Vrouwelijke voortplantingsorganen en de vorming van eicellen Voortplantingsorganen: een korte opfrissing met wat aanvullingen Eicellen, de vrouwelijke gameten 1.3 Mannelijke voortplantingsorganen en de vorming van zaadcellen Voortplantingsorganen: een korte opfrissing met wat aanvullingen Zaadcellen, de mannelijke gameten Verwerkings tips Menselijke voortplanting 2 Hormonen regelen de voortplanting 2.1 Wat zijn hormonen? Inleiding De ontdekking van hormonen Kenmerken van hormonen 2.2 Vrouwelijke geslachtshormonen Een overzicht De rol van hersenen in hormonale regulatie Hormonen en de regulatie van de menstruatiecyclus 2.3 Mannelijke geslachtshormonen Een overzicht Testosteron en inhibine worden gemaakt in de teelballen Hormonen en regulatie van de zaadcelproductie Verwerkings tips Menselijke voortplanting 3 Van coïtus tot geboorte 3.1 Coïtus of geslachtsgemeenschap Biologisch onderzoek naar coïtus Coïtus volgens het Masters en Johnson-model 3.2 Bevruchting en het ontstaan van een zygote Zaadcellen onderweg naar het eitje Het binnendringen van zaadcellen in de eicel en de vorming van een zygote De eicel voorkomt dat meer dan één zaadcel binnenkomt Tijdens een menstruele cyclus is de periode voor bevruchting vrij kort Soms kan een bevruchting aanleiding geven tot meerlingen 3.3 De verdere ontwikkeling van de zygote Inhoud Een verhaal over het leven 1

2 3.3.1 De eerste delingen van de zygote leiden tot het ontstaan van een blastula De blastula nestelt zich in het baarmoederslijmvlies Vorming van de vruchtvliezen Vorming en werking van de placenta Hormonale regulatie van de zwangerschap De placenta produceert enkele cruciale hormonen Verschillende hormonen regelen het verloop van de zwangerschap Negen maanden zwangerschap: een overzicht De geboorte Lactatie De borsten bevatten melkklierweefsel Moedermelk bevat alle nodige voedingsmiddelen voor de baby, en nog veel meer! Productie en afgifte van moedermelk is een sterk geregeld proces 53 Verwerkings tips 55 4 Menselijke voortplanting 4 Vruchtbaarheidsregulatie 4.1 Enkele inleidende beschouwingen Een overzicht van enkele methodes van vruchtbaarheidsregeling Methodes zonder voorbehoedsmiddelen Methodes met voorbehoedsmiddelen Onomkeerbare anticonceptie Zwangerschapsafbreking De morning-afterpil of noodpil De abortuspil Abortus provocativus En wat als zwanger worden niet lukt? 71 Verwerkings tips 73 5 Erfelijkheidsleer 1 Mendels werk en het prille begin van de genetica 5.1 Erfelijkheid: een nieuwe wetenschap met een lange voorgeschiedenis Mendel en het prille begin van de genetica Wat bepaalde het succes van Mendel? De wetten van Mendel Een kruising tussen twee erwten die slechts in één kenmerk verschillen: de monohybride kruising Een kruising tussen twee erwten die in twee kenmerken verschillen: de dihybride kruising Met de techniek van terugkruising kunnen hetero- en homozygoten onderscheiden worden Kruisingen met meer dan twee verschillende erffactoren: polyhybride kruisingen Vraagstukken over de wetten van Mendel: afspraken en enkele oefeningen Verfijning van Mendels wetten Intermediaire overerving Multipele allelen 94 2 Solanum

3 5.3.3 Letale factoren Polygenie 97 Verwerkings tips 99 6 Erfelijkheidsleer 2 Geslachtsgebonden overerving en gekoppelde genen 6.1 De relatie tussen Mendels wetten en chromosomen Geslachtsgebonden overerving Een historisch drama Geslachtsgebonden erfelijkheid Morgans werk met fruitvliegen: de ontdekking van gekoppelde genen en recombinatie Wie was Morgan? De voordelen van fruitvliegen als proefdier Gekoppelde genen en recombinatie 111 Verwerkings tips Erfelijkheidsleer 3 Over modificaties, mutaties en genetische manipulatie 7.1 De veranderlijkheid van het fenotype en modificatie De informatie voor het maken van eiwitten ligt op DNA Mutaties zorgen voor overerfbare veranderingen in het genotype Genmutaties Chromosoommutaties Genoommutaties Mutagenese Mitochondriale overerving Genetische manipulatie Werktuigen voor biotechnologische manipulatie Een algemene werkwijze om een genetisch gewijzigd organisme te maken Enkele voorbeelden van genetisch gewijzigde organismen De ethische dimensie van genetische manipulatie: problemen en vragen 140 Verwerkings tips Evolutie 1 Het ontstaan van de evolutiegedachte en het klassieke darwinisme 8.1 Over het ontstaan van de evolutie-idee Het ontstaan van de evolutiegedachte Sommige mensen hebben het moeilijk met de gedachte van evolutie Lamarckisme, een historisch voorbeeld van een evolutietheorie Het klassieke darwinisme Charles Robert Darwin ( ) en het ontstaan van de evolutietheorie Bronnen voor Darwins evolutietheorie Darwins evolutietheorie Problemen met Darwins evolutietheorie 154 Verwerkings tips 155 Inhoud Een verhaal over het leven 3

4 9 Evolutie 2 De moderne evolutietheorie-inzichten en toepassingen 9.1 Moderne evolutietheorie of het neodarwinisme Verdere aanwijzingen voor evolutie Overzicht van de moderne evolutietheorie Evolutie van de mens als voorbeeld van evolutie De mens als een succesvol primaat Wat mensen van apen onderscheidt Beknopt overzicht van de evolutie van de eerste primaten naar echte apen De menselijke stamboom: een overzicht van enkele vertegenwoordigers 169 Verwerkings tips 176 Begrippenlijst Solanum

5 0 Een inleiding op het gebruik van Solanum 0.1 Solanum, een verhaal over het leven Welkom bij Solanum, een verhaal over het leven. Wat je nu in je handen hebt, is het tweede deel voor niet-wetenschappelijke richtingen met de component wiskunde in de derde graad aso. Op de voorpagina vind je een foto van Solanum tuberosum L., de aardappel. Aardappels vormen slechts één van de vele soorten levende wezens op aarde. Het aantal verschillende soorten levende wezens is enorm en loopt in de miljoenen. Het is overduidelijk dat alleen al het kennen van de namen van al deze soorten een onmogelijke opgave is; laat staan dat je iets zinnigs te weten kan komen over het voedsel, de leefgewoonten, de bouw van al deze organismen. Toch is dit de opgave van dit jaar: iets te weten komen over de manier waarop levende wezens functioneren. Onmogelijk? Toch niet! Alle levende wezens worden namelijk met dezelfde problemen geconfronteerd. En de wetten van de natuur laten maar een beperkt aantal oplossingen toe voor deze problemen. Als we bij één goed gekozen organisme een bepaalde oplossing voor een probleem bestuderen, dan komen we veel te weten over een groot aantal verschillende soorten. Maar welke problemen zijn er nu? Een goede manier om dit te benaderen, is te vertrekken vanuit de vraag: wat is leven? Biologie is trouwens letterlijk de studie van het leven. Leven in een definitie gieten is niet zo eenvoudig. Daarvoor is leven te ingewikkeld. Het is gemakkelijker om leven te beschrijven aan de hand van een aantal kenmerken die, minstens in één levensfase van een organisme, allemaal aanwezig zijn. Een aantal kenmerken die regelmatig terugkeren in dergelijke beschrijvingen zijn: Levende wezens vertonen een hoge graad van organisatie. Levende wezens verbruiken energie om in leven te blijven. Levende wezens reageren op allerlei prikkels. Levende wezens groeien en planten zich voort. Levende wezens geven hun eigenschappen door aan hun nakomelingen. Levende wezens kunnen zich aanpassen aan hun omgeving. De leerstof biologie van de tweede en derde graad behandelt in grote lijnen deze zes kenmerken. Kenmerk drie kwam in de leerstof van het derde en vierde jaar aan bod toen jullie de invloed van prikkels op individuen bestudeerden (derde jaar) en de invloed van de omgeving op een individu (vierde jaar). Kenmerken één en twee werden in Solanum 5.1 bestudeerd. Kenmerk vier (studie van celdeling) werd al gedeeltelijk behandeld in Solanum 5.1. In dit deel zullen we het eerst nog verder hebben over kenmerk vier (voortplanting van de mens), daarna komen kenmerken vijf (erfelijkheidstheorie) en zes (evolutietheorie) aan bod. Een inleiding op het gebruik van Solanum 5

6 Elk hoofdstuk begint met de korte voorstelling van een organisme. Het gekozen organisme toont altijd op een of andere manier een bijzonder voorbeeld van de problematiek die in het hoofdstuk verder besproken wordt. 0.2 Enkele weetjes om je weg doorheen de tekst te vinden De leerstof biologie in de derde graad is heel wat omvangrijker dan deze van de voorgaande jaren. Om de verwerking van de leerstof tot een goed einde te brengen, vind je hieronder enkele weetjes die je zeker moet gelezen hebben: De cursustekst bevat alle essentiële informatie. Dit betekent niet dat alles gesneden brood is. Op bepaalde plaatsen zal het nodig zijn om zelf de cursus aan te vullen. Niets belet je om nota s te nemen. In de tekst zijn sommige begrippen vet gedrukt. Deze begrippen zijn belangrijk als je de taal van de biologie wil begrijpen. Je moet elk van deze woorden kort kunnen uitleggen. De begrippen staan in de tekst uitgelegd, maar je vindt geen apart uitgeschreven definitie. Een manier om dit in te studeren is de begrippen te verzamelen op een blad en de definitie ernaast te schrijven. Je vindt de volledige lijst ook achteraan terug. Na elk deel vind je Verwerkingstips. Hierin zul je altijd een opsomming vinden van de vetgedrukte woorden uit dit deel. Daarnaast zul je steeds een aantal voorbeelden van examenvragen vinden. Het gaat steeds om vragen die op een examen in het verleden gesteld zijn door de auteur. Ze geven je een idee in welke richting de evaluatievragen kunnen gaan. De toetsvragen zijn ook (delen van) examenvragen. Soms vind je in de verwerkingstips afspraken rond de leerstof (bv. krijg je een bepaalde tabel op examen of moet je hem van buiten kennen). Je leerkracht kan deze afspraken nog aanvullen. Tot slot krijg je ook materiaal om een concept map te maken. Een goede manier om inzicht te verwerven in de leerstof is het leggen van verbanden. Dit is niet zo eenvoudig. Om je hierbij te helpen, vind je regelmatig in de tekst vraagjes die peilen naar kennis uit een vorig hoofdstuk of uit leerstof van vroegere jaren of naar leerstof uit andere vakken. Door deze vraagjes op te lossen leer je verbanden leggen tussen verschillende onderdelen van de leerstof. Een andere manier om inzicht te verwerven is het opstellen van zogenaamde concept maps. Het komt erop neer dat je een reeks begrippen krijgt. Je schrijft die begrippen op een blad en probeert zoveel mogelijk begrippen met elkaar te verbinden met pijlen. Bij elke pijl schrijf je welk verband er bestaat tussen die twee. Door te zoeken naar deze verbanden krijg je meer vat op de leerstof en worden de leemtes in je kennis vrij snel duidelijk. Het opstellen van dergelijke concept maps is een prima hulpmiddel om nieuwe kennis te verbinden met oude kennis. Bij enkele hoofdstukken krijg je een voorbeeld van zo n concept map. Na elk deel vind je een aantal begrippen om een dergelijke concept map zelf op te stellen. Je kunt ook de lijst met begrippen gebruiken als uitgangspunt voor een concept map. Het werken met concept maps heeft enkel nut als je ze zelf probeert op te stellen. Wie hier verder wil op ingaan kan op internet heel wat informatie vinden. Je kunt ook verschillende gratis softwarepakketten vinden met de zoekterm concept map. Af en toe vind je in de tekst een studietip onder de vorm van een ezelsbruggetje, een handig schema In deze tekst werd geprobeerd om een duidelijke structuur aan te brengen. Figuren, schema s en tekeningen worden enkel gegeven op die plaatsen waar ze helpen de leerinhoud beter te begrijpen. Elk deeltje begint met een korte voorstelling van een organisme. Dit stukje leidt het 6 Solanum

7 thema van het betreffende deeltje in. Om toch iets te laten zien van de grote verscheidenheid in de natuur vind je af en toe het rubriekje biologische feiten. In dit rubriekje worden een of meer weetjes gegeven over levende wezens en de leerstof die zojuist behandeld werd. Zowel het inleidende verhaaltje als de biologische feiten zijn louter informatief. Je leerkracht zal mondeling toelichting geven over hoe diepgaand je bepaalde leerstofonderdelen moet kennen. Je bent zelf verantwoordelijk om hierover nota te nemen. De brede kantlijn geeft je hiertoe de mogelijkheid. In sommige richtingen moeten leerlingen nog een deel uitbreidingsleerstof behandelen. Deze leerstof staat niet in de modules maar wordt via Knooppunt door je leerkracht aangeleverd. 0.3 Verdere afspraken Goede afspraken maken goede vrienden. Onder dit motto vind je hieronder ruimte om eventueel nog enkele afspraken te noteren die je leerkracht met jullie maakt over lessen, practica, toetsen, examens 0.4 Verklaring picto s Hier vind je een vraag. Deze peilt naar kennis uit een vorig hoofdstuk, leerstof van vroegere jaren of leerstof uit andere vakken. Hier zul je een oefening moeten invullen. Hier vind je een studietip. Dit kan een ezelsbruggetje, een handig schema zijn. Hier vind je biologische feiten, weetjes die te maken hebben met het onderwerp van het hoofdstuk. Hier vind je noten. Deze geven meer uitleg bij bepaalde delen. Hier vind je opmerkingen. Hier vind je verdiepingsleerstof. Verdiepingsleerstof spit een onderwerp wat verder uit. Hier vind je uitbreidingsleerstof. Uitbreidingsleerstof is enkel voor groepen met 4 graadsuren Biologie in de 3de graad. Hier vind je de verwerkingstips die je helpen bij het instuderen van dit hoofdstuk. Een inleiding op het gebruik van Solanum 7

8