Celdelingen

Celdelingen
1
Doelstellingen
Cellen ontstaan alleen maar uit andere cellen, doordat een moedercel zich deelt in twee dochtercellen. (Hoe de
eerste cel er dan wel is gekomen, is een ander paar mouwen. Daar hebben we het later nog wel eens over.) Dat is
dus een uiterst belangrijk proces voor alle levende wezens.
Je moet de celdeling in de eerste plaats bekijken als een kerndeling. In de kern vinden immers de belangrijkste
gebeurtenissen plaats die verband houden met de celdeling. We zullen ook zien dat er naast de ‘gewone’
celdeling, de mitose, nog een tweede, de meiose, bestaat. Die laatste neemt een belangrijke plaats in de seksuele
voortplanting van organismen in.
Nodige voorkennis:

bouw van chromosomen;

structuur en replicatie van DNA.
Na het doorlopen van deze module moet je in staat zijn:

de verschilpunten tussen mitose en meiose op te sommen;

het belang van beide soorten delingen aan te tonen;

de diverse fasen in een celdeling te beschrijven (in woorden en in een eenvoudige schets) en te herkennen
(op een foto of schematische weergave);

aan te tonen dat de mitose een cyclisch proces is en de voornaamste fasen in de celcyclus te beschrijven.
2
Studieactiviteiten
2.1 Wat weet je al over dit onderwerp?
Datum
Wat moet je doen?
Tijdsduur in
minuten
Werk in groepjes van drie. Schrijf in enkele korte zinnen of in de vorm van een
concept map op wat er in jullie groepje al geweten is over celdelingen.
Belangrijk is ook dat je aandacht besteedt aan de redenen waarom celdelingen
belangrijk zijn voor een organisme. (Uiteraard blijft je handboek gesloten!)
10 min
We bespreken met de hele klas de resultaten van de diverse groepjes. Noteer
wat er in andere groepjes werd gezegd, dat in jullie verslag niet voorkomt. Duid
vooral goed de zaken aan waarvan tijdens deze bespreking blijkt dat je het bij
het verkeerde eind had.
10 min
Celdelingen — pag. 1
2.2 Microscopische studie van cellen in mitose
Datum
Wat moet je doen?
Tijdsduur in
minuten
Bekijk een microfoto van cellen in de worteltop van een ui. In dergelijk weefsel
zijn namelijk heel veel cellen te zien die bezig zijn met de gewone celdeling, de
mitose.
De mitose is een continu-proces, maar voor de overzichtelijkheid delen
biologen dat in diverse stappen op.
a. Zoek in je handboek op welke fasen die klassieke indeling inhoudt.
(Vermeld ook de zg. ‘interfase’ in je antwoord.) Je antwoord moet per fase
in enkele zinnen telkens twee zaken vermelden:
wat je tijdens die fase kunt zien in een cel;
wat er (op submicroscopische schaal) gebeurt op dat moment.
b. Duitd op de microfoto voor elke fase telkens één voorbeeld aan.
30 min
2.3 Belang van de mitose voor organismen
Datum
Wat moet je doen?
Tijdsduur in
minuten
Op de vraag naar de functie van de mitose, krijg je vaak als antwoord: “Voor de
groei van een organisme”. De meiose (die verder aan bod komt) zou dan weer
voor de voortplanting dienen. Maar is de indeling echt zo eenvoudig?
Zoek in je handboek (en eventueel in andere bronnen) informatie over de rol die
de mitose speelt in het leven van organismen. Schrijf dat uit in een tekst van
ongeveer 100 woorden. Vergeet niet, als je informatie van buiten het handboek
hebt opgenomen, de bronnen te vermelden.
20 min
Het groeivermogen van cellen is beperkt: vroeg of laat gaat ze tot deling over.
Waarom kan een cel zoals ze bij de bevruchting ontstaat, niet gewoon blijven
groeien tot ze pakweg een meter doorsnede heeft?
a. Verzamel minstens drie redenen waarom het voor een cel voordelig is op
een bepaald ogenblik tot deling over te gaan. Geef bij elke reden ook enkele
zinnen uitleg.
Je kunt deze informatie vinden in je handboek en/of in andere bronnen.
b. Wat gebeurt er met een cel die de grens van haar groeipotentieel heeft
bereikt. (Onderscheid verschillende mogelijkheden.)
c. Het antwoord op vraag b kun je best weergeven in een schema, dat ook laat
zien dat je na de mitose weer bij af bent: er zijn nu twee jonge cellen, die
opnieuw kunnen beginnen groeien tot ook zij de grens van hun
groeipotentieel hebben bereikt. Met andere woorden: de mitose is een
onderdeel van een cyclisch gebeuren.
Teken dat schema en duid de belangrijkste fasen aan. (Uiteraard moet je
ook telkens in enkele zinnen kunnen zeggen wat in elke fase gebeurt.)
30 min
Celdelingen — pag. 2
2.4 Het belang van de meiose
Datum
Wat moet je doen?
Tijdsduur in
minuten
a.
Welk nut heeft de meiose voor een organisme? Je kunt het antwoord het
best formuleren vanuit de absurde situatie dat er geen meiose zou bestaan.
Wat zou er dan allemaal fout lopen?
We bespreken dit probleem klassikaal. Neem dus deel aan het klassegesprek en
formuleer nadien zelf het antwoord op de bovenstaande vragen.
10 min
b. Welk nut heeft de geslachtelijke (seksuele) voortplanting voor organismen?
Je mag het antwoord op deze vraag ook combineren met dat op vraag 2.3.a, in
die zin dat je dan een vergelijking dient te maken tussen de rol van mitose
respectievelijk de meiose in de voortplanting.
Ook dit punt bespreken we klassikaal.
10 min
2.5 Het verloop van de meiose
Datum
Wat moet je doen?
Tijdsduur in
minuten
Zoek in je handboek een overzicht waarop je het verloop van de meiose kunt
volgen. Op de microfoto’s is op het eerste zicht weinig verschil te zien met wat
in de mitose gebeurt. We zullen daarom vooral de geschematiseerde weergave
van het proces bekijken.
De meiose omvat heel wat meer stappen dan de mitose. Daarom enkele hints die
je wellicht helpen om het beter te begrijpen:
a. De meiose omvat twee delingsprocessen (aangeduid met meiose I en
meiose II). De tweede deling is eigenlijk gewoon een mitose die aan de
eerste deling ‘vasthangt’. Voor het doel van de meiose is ze helemaal niet
nodig, maar in de loop van de evolutie heeft dit mechanisme zich nu
eenmaal zo ontwikkeld.
b. De eerste deling is de eigenlijke meiose. De vraag gaat daarom ook alleen
maar over die eerste deling.
Ze vertoont een aantal gelijkenissen respectievelijk verschillen met de mitose.
Zet die even op een rijtje. Houd je antwoord zo schematisch mogelijk. Vergelijk
dus best de twee delingstypen fase per fase. Leg eventuele nieuwe termen die je
in je antwoord gebruikt, wel telkens even uit.
c. Omschrijf in enkele zinnen wat het verschil is tussen mitose en meiose, als
je naar het resultaat van het proces kijkt?
30 min
Celdelingen — pag. 3
Evaluatie
2.6 Toets je kennis (zelfevaluatie)
Je vindt een reeks meerkeuzevragen over mitose en meiose op
http://www.trq.nl/school/B4003OT01.php
2.7 Evaluatie
Op het einde van dit hoofdstuk volgt een toets met open vragen over het onderwerp. Enkele voorbeeldvragen, die
op eerdere toetsen al zijn gesteld:
1. Welke rol speelt de mitose in het leven van een organisme? (Je moet hierbij rekening houden metmeerdere
aspecten!)
2. Een cel kan (na door mitose uit een andere cel ontstaan te zijn) twee kanten uit: ‘out of cycle’ (G0-fase) of
G1-fase (op weg naar een volgende deling).
a.
Welk verschil kun je — op het niveau van DNA — aangeven tussen G0 en G1?
b.
Wat doet een G0-cel dan wél (als ze zich niet meer deelt)?
3. De mitose draait om drie belangrijke zaken: deling, replicatie en ordening. Hoe zijn deze drie deelprocessen
geïntegreerd in de mitose als geheel?
4. Behalve in science-fiction-films zul je nooit amoebes of andere eencelligen van mensenformaat ontmoeten.
Verklaar waarom zulks wetenschappelijke onzin is en waarom de groeimogelijkheden van een cel beperkt
zijn. Wat loopt er namelijk fout als een cel de limiet van haar groeimogelijkheden bereikt? En hoe reageert ze
als ze die limiet bereikt?
5. Als je in een cel onder de microscoop geen chromosomen kunt zien, is de cel in de zg. ‘interfase’. Wil dat
meteen zeggen dat de cel op dat ogenblik in rust is? (Niet alleen met ‘ja’ of ‘nee’ antwoorden, maar ook
enige bijkomende uitleg geven.)
6. Sommige chemische stoffen — bijvoorbeeld colchicine — beschadigen de draden van de spoelfiguur in een
(delende) cel. Verklaar dat dergelijke stoffen het normale verloop van de mitose verstoren (en daardoor zelfs
bijzonder giftig zijn voor levende wezens).
7. Maak een schets van een cel met 8 chromosomen (n = 4) in de metafase I van de meiose (dus kort na het
begin, als de chromosomen goed individueel te zien zijn). Geef voldoende bijkomende uitleg om de
chromosomen te kunnen onderscheiden. (Gebruik bijvoorbeeld kleuren of letters om chromosomen die iets
met elkaar te maken hebben, als dusdanig aan te duiden.)
8. Veronderstel dat een bepaalde plantensoort normaal 18 chromosomen per cel bezit. Door een fout bij de
meiose ontstaan stuifmeelkorrels met 1 chromosoom minder dan normaal. Eén van deze stuifmeelkorrels
komt bij de bestuiving op de stamper van een bloem terecht. De bevruchte eicel groeit uit tot een kiemplantje.
Hoe groot is dan het aantal chromosomen in de kernen van de cellen van dit plantje?
(Verklaar ook kort je antwoord.)
9. De meiose wordt ook wel eens ‘reductiedeling’ genoemd. Om welke reden?
10. Het verschijnsel ‘meiose’ blijkt maar voor te komen bij in de evolutie later ontstane (hoger ontwikkelde)
typen van organismen.
a.
Wat — in het mechanisme van de meiose — wijst erop dat deze deling is geëvolueerd uit het mitosemechanisme?
Celdelingen — pag. 4
b.
c.
d.
De reden dat dit nieuwe delingstype in de loop van de evolutie tot stand kwam, ligt in het feit dat het
voorplantingssysteem van vele organismen zich wijzigde. In welke zin? Zeg er ook meteen bij welke
voordelen dit nieuwe systeem bood (en biedt), maar ook welk probleem erbij opduikt.
Waarom is een meiose eerder nodig bij hoger ontwikkelde organismen dan bij primitieve?
Toch proberen onderzoekers bij tal van organismen pogingen om louter op basis van het mitose-proces
nakomelingen te kweken. (Bij planten is dat relatief eenvoudig, bij dieren is het tot nu toe niet gelukt om
het proces zodanig op punt te stellen dat het een herhaalbare routine-klus is geworden.) Waarin ligt het
economische belang van deze techniek? (De verkregen nakomelingen hebben een eigenschap, die je bij
‘normale’ voorplanting niet krijgt. Welke is dat?)
Celdelingen — pag. 5
Bijlage: verdere informatie
Interessante sites over dit deel van de leerstof:

animatiebeelden van de mitose: http://www.cellsalive.com/mitosis.htm;

Bioplek (http://www.digischool.nl/bioplek/inhoudbovenbouw.html): schema’s en animaties;

originele kijk op de mitose: http://www.life.umd.edu/CBMG/faculty/wolniak/wolniakmitosis.html: een
sequentie van foto's van een levende cel die zich aan het delen is. Je kijkt dwars door de celwand heen.
(Eigenlijk zie je niet de binnenkant maar de afdrukken van chromosomen en spoelfiguur op de buitenkant.)
Interessant is ook dat het tijdstip waar elke foto is genomen, is genoteerd. Op die manier krijg je een indruk
van de duur van het proces.

een mooi gestructureerd verhaal, bedoeld voor universiteitsstudenten:
o mitose: http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities/cell_cycle/cell_cycle.html — er zit
zelfs een oefening bij waarbij je van een reeks foto's van cellen moet zeggen in welke fase elke
opname thuishoort;
o meiose: http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials/meiosis/main.html, met onder meer
ook een animatie;

nog zo'n verhaal voor wie het allemaal mooi uitgespeld wil zien:
http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookmeiosis.html - Comparison of Mitosis and
Meios.
Celdelingen — pag. 6
Bijlage: Studiebegeleidingstips voor de leraar
Geef opdracht 2.1 vooraleer je de studiewijzer uitdeelt. Pas na de bespreking van deze brainstorming krijgen de
leerlingen de tekst met de rest van de opdrachten en vragen.
De lijst met vragen onder 2.7 kan wellicht een stuk ingekort worden. Ik heb ze hierbij gevoegd als voorbeelden
voor collega’s.
Celdelingen — pag. 7