Kennisbasis biologie master

Kennisbasis
docent biologie
master
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 3
Voorwoord
Wat ligt er aan de basis van echte kennis? Ervaring, inzicht, maar vooral ook: samenwerking.
Kennis wordt nooit alleen gemaakt.
Zo is ook deze Kennisbasis er gekomen. Hierin staat de basiskennis die iedere startbekwame
leraar aan het einde van de opleiding minimaal dient te beheersen. Dat begon in 2009 bij de
lerarenopleidingen voor het primair en voortgezet onderwijs, voor een groot aantal vakken.
Vervolgens zijn de andere lerarenopleidingen aan de slag gegaan om hun eigen kennisbasis te
beschrijven. En afgelopen jaar heeft een grote groep docenten van de lerarenopleidingen met
veel enthousiasme hard gewerkt aan het beschrijven van deze nieuwe set van kennisbases.
Hun concept is weer door inhoudelijke experts (deskundigen per vakgebied) bestudeerd en
waar nodig van aanwijzingen voorzien. Met inzet van zoveel betrokken mensen wordt dit
eindresultaat breed gedragen. Nu dit product er ligt zullen lerarenopleidingen aan de slag
gaan met het gebruik van deze kennisbases in de opleidingen.
Al dat werk heeft ook nog iets anders opgeleverd. De auteurs zijn uitgedaagd hun eigen kennis
te overzien, te beschrijven en te toetsen aan de expertise van hun collega’s elders in het land.
Dat bracht collega’s van diverse instellingen met elkaar in contact. Dat bood gelegenheid om
met vakgenoten te discussiëren en daarmee hun eigen expertise aan te scherpen. Hoewel
niet in kennisbases uit te drukken mag deze opbrengst beslist niet worden vergeten: ervaring
en inzicht groeien zelf ook door samenwerking.
Velen uit de sector zijn zo op enigerlei wijze betrokken bij de ontwikkeling en implementatie
van de kennisbasis of bij het construeren van de kennistoetsen. Door het harde werk en de
grote betrokkenheid van al deze mensen tonen de lerarenopleidingen dat ambitieuze doelstellingen, in combinatie met nauwe samenwerking en kennisuitwisseling, kunnen resulteren
in nieuwe kwaliteit: een vaste basis onder goed gedeelde kennis. Een kwaliteitsslag die de
nieuwe generatie leraren degelijk zal voorbereiden op hun toekomst als pedagoog, zodat
men met recht kan zeggen: Een tien voor de leraar!
Ik dank allen die hieraan hebben bijgedragen.
dr. Guusje ter Horst
voorzitter HBO-raad
4 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Inhoud
1. Algemene inleiding
6
2. Preambule
10
3. Kennisbasis Biologie
12
1. Biologische eenheid
14
2. Zelfregulatie en organisatie
16
3. Interactie
22
4. Reproductie
26
5. Evolutie
28
6. Grondslagen en ontwikkeling
30
7. Vakdidactiek
32
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 5
1. Algemene inleiding
Doelen
De voorliggende kennisbasis vormt een systematische beschrijving van de vakinhoudelijke en
vakdidactische kennis en vaardigheden waarover studenten beschikken aan het eind van hun
hbo-masteropleiding tot bevoegd docent biologie in het voorbereidend hoger onderwijs (havo
en vwo). Het belangrijkste doel van de kennisbasis is om studenten, lerarenopleiders, verwante
opleidingen, het werkveld en de samenleving duidelijkheid te verschaffen over de ‘body of
knowledge’. De kennisbasis is verder geschikt als referentiekader voor leerplanontwikkeling, als
instrument voor kwaliteitszorg, en desgewenst als inhoudelijk raamwerk voor samenwerking
tussen hbo-masteropleidingen.
De algemene inleiding geeft achtergrondinformatie over:
t de positionering van de hbo-masteropleidingen leraar vho;
t de totstandkoming van de kennisbases binnen het landelijke project Werken aan Kwaliteit
(WAK);
t de ijkpunten voor de inhoudelijke keuzes bij de samenstelling van de kennisbases.
Positionering van de hbo-masteropleidingen leraar vho
In Nederland bestaan twee routes die leiden naar een bevoegdheid voor het eerstegraads gebied.
t De universitaire route: aansluitend aan het behalen van een Master of Arts/Science volgt
een student een eerstegraads opleiding in voltijd. De vakinhoudelijke kennis verwerft de
student binnen een wetenschappelijke opleiding. Daarna maakt hij zich (vak)didactische en
onderwijskundige kennis eigen tijdens de (meestal eenjarige) universitaire lerarenopleiding.
t De hbo-route: een tweedegraads bevoegde docent volgt, na zijn hbo-bacheloropleiding en
meestal na enige jaren werkervaring, een driejarige eerstegraads hbo-masteropleiding in
deeltijd. Binnen de hbo-masteropleiding worden vakinhoudelijke, (vak)didactische en
onderwijskundige kennis in samenhang verworven. Het geheel van de vakinhoudelijke en
vakdidactische kennis van de student is beschreven in de kennisbases voor de bacheloren de masteropleidingen.
Beide routes leiden tot hetzelfde civiele effect, namelijk een bevoegdheid voor de bovenbouw van het vho (havo en vwo).
Totstandkoming van de kennisbasis hbo-masteropleidingen leraar VHO
De kennisbases van de hbo-masteropleidingen vormen een onderdeel van het project ‘Werken
aan Kwaliteit’ (WAK). Dit project is ontstaan als uitwerking van de ‘Kwaliteitsagenda voor het
opleiden van leraren 2008-2011’ van toenmalig staatssecretaris Van Bijsterveldt en valt onder
verantwoordelijkheid van de HBO-raad. De uitkomsten van het project zijn daarnaast beïnvloed
door beleidsmatige ontwikkelingen, zoals het advies ‘Kwaliteitsborging van het eindniveau van
aanstaande leraren’ van de Onderwijsraad en de aanbevelingen voor een toekomstbestendig
hoger onderwijs van de commissie Veerman.
6 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
De activiteiten in het WAK-deelproject waren erop gericht om in onderlinge samenwerking de
kwaliteit van de vakinhoudelijke en vakdidactische kennis van toekomstige eerstegraadsleraren
te versterken. De uitkomsten vormen een gemeenschappelijk kader dat recht doet aan het
eigen karakter van hbo-masteropleidingen. Het kader legt een brede, gemeenschappelijke basis
vast, maar biedt opleidingen leerplanruimte voor eigen indeling, inkleuring en aanvullingen.
Het deelproject ging van start in februari 2010 en heeft kennisbases gerealiseerd voor de
volgende schoolvakken:
t Nederlands, Engels, Frans, Duits, Spaans, Fries;
t wiskunde, scheikunde, natuurkunde, biologie;
t geschiedenis, aardrijkskunde, maatschappijleer, algemene economie, bedrijfseconomie,
godsdienst/levensbeschouwing.
Alle kennisbases zijn opgezet volgens een gezamenlijke, vaste indeling, die voortbouwt op
de indeling van de kennisbases voor de bacheloropleidingen van tweedegraads leraren. Elke
kennisbasis benoemt de vakinhoudelijke en vakdidactische domeinen en subdomeinen, licht
deze toe, formuleert de bijbehorende indicatoren (eindtermen) voor het masterniveau, en
geeft per subdomein voorbeelden van kenmerkende toetsvragen en opdrachten.
Elke kennisbasis is samengesteld door een redactieteam bestaande uit lerarenopleiders van alle
hogescholen die de betreffende hbo-masteropleiding aanbieden. Een projectleider bewaakte
de voortgang en zorgde voor afstemming samen met de voorzitters van de redactieteams en
het landelijk overleg van de ADEF-werkgroep hbo-masteropleidingen.
Redactieteams hebben een conceptversie van de kennisbasis beschikbaar gesteld voor commentaar door de vakgroepen in de hogescholen. De herziene versie van de kennisbasis is
vervolgens ter legitimatie voorgelegd aan een onafhankelijk panel met vertegenwoordigers uit
wetenschap, docenten uit het vho en vakverenigingen. De commentaren van de panels zijn
verwerkt in de eindversies van de kennisbases.
De namen van de leden van het redactieteam en de namen van de leden van het legitimeringspanel staan vermeld bij de kennisbasis. Een geaccordeerd verslag van het gesprek tussen
redactieleden en het panel is beschikbaar.
Kaders en bronnen voor de kennisbases
Voor een systematische beschrijving van de vakinhoudelijke en vakdidactische kennis en
vaardigheden vormt competentie 3 uit de wet Beroepen in het Onderwijs (BiO) het uitgangspunt: de bevoegde leraar vho kan theoretische, methodische en praktische kennis over het
schoolvak tijdig en gepast inzetten in beroepspraktijk.
De kennisbases geven een overzicht van de vakinhoudelijke en vakdidactische kennisdomeinen
in de opleidingen. De gekozen (sub)domeinen weerspiegelen die van de leerinhoud van het vho.
Daarnaast bieden ze voldoende aangrijppunten om de ontwikkelingen in de wetenschappelijke
discipline een belangrijke plaats te geven in de opleiding. De indicatoren en de voorbeeldvragen
en -opdrachten tonen een niveau dat duidelijk uitstijgt boven het niveau van de voorafgaande
bacheloropleiding.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 7
1
Een leraar vho begeleidt leerlingen op weg naar hoger onderwijs. Mede daarom is aandacht
voor wetenschap en onderzoek belangrijk in een hbo-masteropleiding. De betekenis ervan vormt
een kenmerkend onderscheid met de voorafgaande bacheloropleiding. Er is in de kennisbasis
voor gekozen het vakgerichte onderzoek niet in een apart domein onder te brengen. Het doen
van vakgericht onderzoek kan immers in elk domein tot uitdrukking komen. Het is de verantwoordelijkheid van een opleiding de plaats van vakgericht onderzoek te expliciteren in het
eigen leerplan. De keuze om het domein ‘Wetenschappelijke grondslagen en ontwikkelingen’
op te nemen, benadrukt het belang dat de hbo-masteropleidingen hechten aan kennis van en
inzichten in de wijze waarop in het eigen vakgebied aan kennisontwikkeling werd en wordt
gedaan. Het doen van onderzoek is evenwel geen doel op zichzelf, maar een middel dat
studenten in staat stelt ontwikkelingen in de wetenschappelijke wereld ten aanzien van hun
vakgebied te duiden en daaraan als leraar vho binnen het schoolvak betekenis te geven.
N.B. Onderzoek in de hbo-masteropleidingen is breder dan het terrein van de eigen discipline.
Het betreft ook vraagstukken die betrekking hebben op ontwikkeling en duurzame innovatie
in de eigen onderwijspraktijk. De hierbij behorende vormen van onderzoek worden aangeduid
als praktijkgericht onderzoek en behoren niet direct tot de vak- en vakdidactische kennisbases.
De kennisbases van de hbo-masteropleidingen zijn tot stand gekomen onder invloed van een
aantal richtinggevende documenten.
t De wet Beroepen in het Onderwijs (BiO) en de beschrijving daarin van de leraar vho, die in
staat is om ‘leerlingen te introduceren in de kennis, principes, onderzoekswijzen en toepassingen van de wetenschappelijke discipline(s) waaraan het schoolvak is gerelateerd.’
t De zeven onderwijscompetenties voor de leraar vho, zoals beschreven door de Stichting
Beroepskwaliteit Leraren. De competentiebeschrijvingen plaatsen de vakinhoudelijke en
vakdidactische domeinen van de kennisbasis in een context van beroepshandelingen.
t De Dublin-descriptoren, die in Europa worden gehanteerd als kwalificaties voor het niveau
van onder meer masteropleidingen. De Dublin-descriptoren impliceren onder meer de
noodzaak van kennis van onderzoeksmethoden en kennis van de wetenschapsfilosofische
achtergronden van het vakgebied.
t De kennisbasis van de voorafgaande bacheloropleiding, die de voorkennis definieert
van de instromende studenten in de masteropleiding.
t De eindtermen van het betreffende schoolvak in havo en vwo, die onder meer van
invloed zijn op de keuze van domeinen binnen het wetenschappelijk vakgebied.
t De brochure ‘Vakinhoudelijk Masterniveau’ van de Interdisciplinaire Commissie
Lerarenopleidingen (ICL), waarin per vakgebied het vakinhoudelijke masterniveau van
de universitaire lerarenopleidingen wordt beschreven.
8 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Een leven lang leren
De diplomering van de student vormt het eindpunt van de opleiding en een beginpunt van het
levenslang verder leren. De Commissie Veerman adviseert om via een ruim aanbod van masteropleidingen een Leven Lang Leren te bevorderen. De masteropleidingen zijn een goed voorbeeld van wat de Commissie voor ogen staat, want zij bieden leraren doorgroeimogelijkheden
tijdens hun loopbaan. Op de leraren en op de school als goed werkgever rust vervolgens de
verantwoordelijkheid om voort te bouwen aan de professionele ontwikkeling waarvoor de
kennisbasis per vakgebied één van de pijlers vormt.
Drs. A.W. van der Stouwe
Projectleider kennisbasis hbo-masteropleidingen leraar vho
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 9
2. Preambule
Inleiding kennisbasis hbo-masteropleiding biologie
Voor u ligt de kennisbasis van de Educatie Masteropleidingen tot docent biologie. Deze kennisbasis verwijst naar het geheel van kennisvereisten waaraan een educatieve master biologie moet
voldoen. Bij het opstellen van de kennisbasis is het redactieteam ervan uit gegaan dat de masterstudent bij aanvang van de studie de kennisbasis bachelordocent biologie beheerst, zowel wat
betreft vakinhoud als vakdidactiek. Het beheersen van de kennisbasis biologie voor de master
is een voorwaarde voor het competent handelen van de afgestudeerde eerstegraads docent.
De kennisbasis bevat een overzicht van de cognitieve kennis in zeven domeinen (kolom 1) die
iedere startbekwame leraar voor het eerstegraadsgebied tijdens de opleiding heeft doorlopen.
In de tweede kolom van de kennisbasis zijn bij elk domein de bijbehorende subdomeinen
weergegeven. Deze subdomeinen zijn geoperationaliseerd door het benoemen van de onderliggende concepten in de derde kolom. Al deze concepten worden in de opleiding behandeld.
Opleidingen hebben de vrijheid om accenten te leggen. De kennisbasis die bij elk domein wordt
aangeduid, is gebaseerd op de in beide opleidingen gebruikte boeken. Deze zijn voor die
opleidingen voor een belangrijk deel gelijk of anders vergelijkbaar. Daarmee is tevens de
niveauaanduiding van de diverse concepten vastgelegd. In kolom vier is van de concepten waar
de masteropleiding zich het duidelijkst onderscheidt van de bacheloropleiding door middel
van een indicator een definitie (eindterm) gegeven op basis van meetbaar gedrag. Deze kolom
pretendeert niet de kennisbasis volledig te dekken en kan dus niet worden gebruikt als dekkende uitwerking van alle domeinen. In de vijfde kolom zijn ten slotte voorbeeldtoetsvragen
opgenomen om een aantal indicatoren nader te specificeren. Deze toetsvragen zijn gericht
op beheersing van vakkennis. De formuleringen sluiten aan bij de hogere niveaus van Bloom.
De relatie tussen de kennisbases voor de bachelor- en
de masteropleiding
De kennisbasis voor de masteropleiding bouwt voort op die voor de bacheloropleiding.
De redactie heeft ervoor gekozen om de kennisbasis van de bachelor geheel op te nemen
in die voor de master. Op deze wijze is de samenhang tussen beide documenten goed te zien.
Daar waar de masteropleiding aan nieuwe domeinen of subdomeinen werkt, zijn deze duidelijk
gemarkeerd in de tekst. Vetgedrukte teksten betreffen subdomeinen die met meer diepgang
worden behandeld. Vet- en schuingedrukte teksten betreffen (sub)domeinen die nieuw zijn in
de masteropleiding.
In de kennisbasis voor de bacheloropleiding is het domein vakdidactiek nog niet volledig uitgewerkt. De tekst voor vakdidactiek in de kennisbasis voor de master is daarom nieuw en heeft
zowel betrekking op vakdidactiek zoals die in de bacheloropleidingen aan de orde komt als op
vakdidactiek die meer specifiek voor de masteropleiding geldt. In aansluiting op de opmaak
van de overige domeinen, geeft de kennisbasis master vet- en eventueel schuin gedrukt weer
waar in de masteropleiding de diepgang groter is dan of (sub)domeinen nieuw zijn in vergelijking met die in de bacheloropleiding.
Op 1 februari 2011 is het advies van de Commissie Vernieuwing Biologie-onderwijs (CVBO)
opgeleverd aan de minister van OCenW. In dit advies hanteert de CVBO een nieuwe indeling
van de conceptentabel als basis voor de advies-eindexamenprogramma’s voor havo en vwo.
Aangezien de kennisbasis voor de bachelor gebaseerd is op de eerdere publicatie van de
conceptentabel in ‘De leerlijn van 4-18 jaar’ (Boersma et al., 2007), sluit de kennisbasis voor de
masteropleiding nog niet aan op de meest recente versie van de conceptentabel van de CVBO.
10 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Leerlijn van 4-18 jaar
Met de keuze voor de aansluiting bij de kennisbasis voor de bachelor sluit die voor de master
direct aan bij de keuze om de leerlijn van 4-18 jaar van de CVBO (Boersma et al., 2007) uit te
bouwen naar de hbo lerarenopleidingen.
In de kennisbasis voor de bachelor- en de masteropleidingen is de ordening van de domeinen en
subdomeinen direct afgeleid van de conceptentabel in de leerlijn van 4-18 jaar. Ook sluiten we
aan bij het idee dat leerlingen en docenten biologische kennis betekenis geven in contexten,
relevante handelingspraktijken, die aansluiten bij het niveau van leerlingen en studenten.
De concept contextbenadering als didactisch principe is in de lerarenopleiding een van de
mogelijkheden die wordt verkend en onderwezen.
Contextrijke leeromgeving en vakdidactiek
Net als bij de kennisbasis van de bachelor bezit de afgestudeerde master naast een gedegen
vakkennis een goed beeld van de concept contextbenadering. Onder deze benadering wordt
biologieonderwijs verstaan dat uitgaat van leefwereld-, beroepswereld- en wetenschappelijke
contexten. De contexten fungeren als brug tussen alledaagse werkelijkheid en de biologische
concepten die aan het vak ten grondslag liggen. De concept contextbenadering komt ook aan
de orde bij vakdidactiek.
Onderzoek
Een onderzoekende houding en beheersing van onderzoeksvaardigheden is voor een masterdocent van wezenlijk belang in het licht van ‘een leven lang leren’ en de noodzakelijk continue
professionalisering gedurende de beroepsloopbaan. Een eerstegraads docent dient via een
systematische, onderzoeksmatige benadering vraagstukken in de eigen beroepspraktijk op te
pakken en kan daardoor een bijdrage leveren aan de schoolorganisatie als geheel. Daarnaast
dient de docent te beseffen hoe groot zijn invloed kan zijn op leerlingen voor wie hij als
onderwijsgevende verantwoordelijkheid draagt.
Boersma, K. Th, Graft, M. van, Harteveld, A, Hullu, E. de, Knecht-van Eekelen, A.de, Mazereeuw,
M., Oever, L. van den & Zande, P.A.M. van der (2007). Leerlijn biologie van 4 tot 18 jaar. CVBO.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 11
3. Kennisbasis biologie
4
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
DNA
Cel
Weefsel
Orgaan orgaanstelsel
Drie Domeinen Systeem
Organisme
Populatie
Ecosysteem
Biosfeer
14
14
14
14
14
14
14
14
14
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
2.20
2.21
2.22
2.23
2.24
2.25
2.26
Enzymkinetiek
Transport
Metabolisme
Celdifferentiatie
Apoptose
Instandhouding en groei
Gaswisseling
Transport
Spijsvertering
Uitscheiding
Afweer
Stevigheid en beweging
Homeostase
Fotosynthese
Voeding
Levenscyclus
Gezondheid
Verscheidenheid binnen populaties
Patronen in verspreiding en migratie
Life-History
Abundantie
Energiestroom
Kringloop
Dynamiek en evenwicht
Duurzame ontwikkeling
Bescherming en beheer
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Genexpressie
Genetische modificatie
Celcommunicatie
Zintuig
Zenuwstelsel
Hormoonhuishouding
Gedrag
Interactie met (a-)biotische factoren
Dynamiek
22
22
22
22
22
22
22
22
22
12 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
Voedselrelaties
Competitie
Structuur van gemeenschappen
Eilandecologie
Klimatologische invloeden
22
22
22
22
22
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
DNA-replicatie
Celcyclus
Voortplanting
Erfelijkheid
Seksualiteit en relaties
26
26
26
26
26
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
Mutatie
Recombinatie
Endosymbiose
Fossiel
Genetische variatie
Evolutiemechanismen
Evolutie van sociaal gedrag
Soortvorming
Macro-evolutie
Biodiversiteit
Ontstaan van het leven
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
Geschiedenis van het denken over de
wetenschappelijke methode
Waarneming en theorie
Toetsing van theorieën
Status en betrouwbaarheid van theorieën
Verklaren
Redeneren en kritisch denken
Ethisch denken en handelen in de biologie
30
30
30
30
30
30
30
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
De leerling: biologie leren
De docent: biologie lesgeven
Het schoolvak: biologie curriculum
De (fysieke) leeromgeving
Toetsen en evaluatie in het schoolvak biologie
Professionele ontwikkeling van biologiedocenten
32
32
32
32
32
32
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 13
3
Domeinen
Subdomeinen
1 Biologische
eenheid
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
DNA
Cel
Weefsel
Orgaan orgaanstelsel
Drie Domeinen Systeem
Organisme
Populatie
Ecosysteem
Biosfeer
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
1.1 DNA
1.1 De student kan de werking van moderne DNA-technologieën, zoals PCR,
recombinatie en hybridisatie, toelichten en aan de hand van diverse toepassingen analyseren wat de maatschappelijke betekenis is van het gebruik van deze
technieken.
1.2 De student kan spiercontracties en zenuwpulsen beschrijven op moleculair niveau en met behulp van modellen voor transport en signaaltransductie
analyseren hoe samentrekken van spieren wordt gereguleerd.
1.3 De student kan de anatomische bouw van het blad van C3-, CAM en
C4-planten vergelijken, koppelen aan de fysiologische mechanismen die deze
planten hanteren en de geografische verspreiding van deze mechanismen verklaren.
1.4
1.5
1.6
1.7
De student kan het begrip maximaal duurzame oogst toelichten en beargumenteren wat in een concrete casus de gevolgen voor de betreffende soort
zijn.
1.8 De student kan publicaties rondom klimaatverandering analyseren en met
elkaar vergelijken en op grond daarvan tot een onderbouwd standpunt komen
ten aanzien van de effecten van klimaatverandering op de biosfeer in het algemeen en voorbeeldecosystemen in het bijzonder.
1.9
1.1 Het in vitro gebruik van DNA-polymerase om snel DNA te vermeerderen
heeft geleid tot een enorme versnelling van het onderzoek aan DNA.
a. Leg uit hoe DNA-polymerase werkt.
b. Verklaar op welke wijze de introductie van Taq-polymerase heeft geleid tot
een veel snellere en efficiëntere PCR-techniek.
1.2 Calcium speelt een belangrijlke rol bij het samentrekken van spiervezels.
a. Laat met behulp van modellen voor ‘ion-gated channels' en ‘voltage-gatedchannels’ zien hoe een zenuwpuls leidt tot transport van calcium over de
membranen van spiercellen.
b. Geef aan op welke wijze Calcium een rol speelt bij de verschuiving van
actine- en myosine-elementen in spiercellen en verklaar hoe een tekort
aan calcium kan leiden tot kramp.
1.3 C4- en CAM-planten beschikken over hetzelfde enzymapparaat in de
Calvincyclus.
a. Beschrijf de overeenkomsten en verschillen tussen deze twee manieren van
vastleggen van CO2 door planten.
b. Laat aan de hand van een CO2-responscurve zien op welke wijze
PEP-carboxylase de ligging van het CO2-compensatiepunt beïnvloedt.
c. Spartina anglica is de enige in de Nederlandse natuur voorkomende
C4-plant. Verklaar met behulp van het begrip Water Use Efficiency (WUE)
dat deze soort juist onder natte omstandigheden aan de kust voorkomt.
1.4
1.5
1.6
1.7 Leg met behulp van de termen ‘maximaal duurzame oogst’ MSY en ‘economisch optimale oogst’ EOY uit dat economisch denken toch kan leiden
tot overbevissing.
1.8 Schrijf een betoog onder de titel ‘Exoten, bedreiging of verrijking voor de
Nederlandse zoet wateren?’ over het effect van exotische vissoorten op
de biodiversiteit in Nederlandse beken en rivieren. Maak daarbij gebruik
van recent wetenschappelijk onderzoek aan invasies van minimaal twee
verschillende zoetwaterorganismen.
1.9
t De bouw en eigenschappen van DNA en RNA en de punten waarop
deze macromoleculen van elkaar verschillen;
› structuur van eukaryote chromosomen en de rol van histonen;
› regulatie van eukaryote chromosoomstructuur;
› intron en exon;
› structuur van prokaryote chromosomen en plasmiden;
t onderscheiden van hetero- en euchromatine
› DNA-technologie
t sequencing als methode voor het bepalen van de nucleïnezuurvolgorde
van DNA;
t de functies van DNA, mRNA, tRNA, rRNA en de verschillende sRNA’s en
het verband tussen hun vorm en functie;
t de primaire structuur van een eiwit is af te leiden uit de nucleotiden
volgorde van het voor dat eiwit coderende gen (c.q. genen);
t eiwitten bepalen de bouw en werking van biologische eenheden.
1.2 Cel
t De cel is de kleinst mogelijke zelfstandig functionerende eenheid van
leven;
t celorganellen van eukaryote cellen (zowel plant als dier) en de functies
van die organellen;
t meercellig leven bestaat uit een complex van (onderling afhankelijke)
cellen;
t vorm en functie van cellen als onderdeel van een weefsel;
› bouw van prokaryote cellen;
› de rol van het cytoskelet bij spiercontractie en intracellulair transport.
1.3 Weefsel
› Herkennen van cel- en weefseltypen in zowel plant als dier;
› plaats en functie van diverse cel- en weefseltypen in verschillende
organen;
t groepen cellen oefenen door hun rangschikking in een weefsel, een
orgaan of een orgaanstelsel een gezamenlijke functie uit.
1.4 Orgaan orgaanstelsel
t Vorm en functie van organen en orgaanstelsels bij eukaryoten, zowel
planten als dieren;
t vorm, opbouw en functie van orgaanstelsels voor transport, gaswisseling, vertering, uitscheiding, voortplanting, stevigheid, beweging,
bescherming, afweer en neurale en hormonale regulatie;
t samenhang tussen orgaanstelsels zowel bij planten als dieren.
1.5 Drie Domeinen Systeem
t Geschiedenis van de systematiek als wetenschapsgebied en de invloed
van de evolutietheorie en moleculaire genetica daarop;
t drie domeinen systeem van Woese et al. (1990) en de Ring of Lifehypothese (Rivera & Lake, 2004);
t classificatie en fylogenie van de drie domeinen.
1.6 Organisme
t Virus;
t biologisch, morfologisch, ecologisch en fylogenetisch soortconcept en
de criteria op basis waarvan soorten van elkaar worden onderscheiden
en de problemen die zich daarbij kunnen voordoen.
1.7 Populatie
t Populatie en de begrenzing van dat concept; de relatie tussen soorten
en populaties; verschillende typen relaties tussen organismen
onderling;
t het modelmatig karakter van populaties;
t het onderscheid tussen een populatie en de individuele organismen
daarin;
t populatiedynamica.
1.8 Ecosysteem
t Ecosysteem en de componenten die daar deel van uitmaken;
t de relatie tussen levensgemeenschappen en ecosystemen;
t het modelmatig karakter van ecosystemen en het veelal discutabele
karakter van systeemgrenzen;
t verschillen tussen ecosystemen op basis van verschillen in populaties,
biotische en abiotische factoren;
t benoemen en kwantificeren van verbanden in ecosystemen;
› aspecten die bepalend zijn voor beheer van natuurgebieden;
biodiversiteit;
› Gradiënten.
1.9 Biosfeer
t De biosfeer en de componenten die daar deel van uitmaken;
t benoemen en kwantificeren van componenten en relaties tussen
componenten van de biosfeer;
t interpretatie van informatie over maatschappelijke vraagstukken op
het gebied van biosfeer als global warming.
14 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 15
3
Domeinen
Subdomeinen
2 Zelfregulatie 2.1 Enzymkinetiek
en organisatie 2.2 Transport
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
2.20
2.21
2.22
2.23
2.24
2.25
2.26
Metabolisme
Celdifferentiatie
Apoptose
Instandhouding en groei
Gaswisseling
Transport
Spijsvertering
Uitscheiding
Afweer
Stevigheid en beweging
Homeostase
Fotosynthese
Voeding
Levenscyclus
Gezondheid
Verscheidenheid binnen populaties
Patronen in verspreiding en migratie
Life-History
Abundantie
Energiestroom
Kringloop
Dynamiek en evenwicht
Duurzame ontwikkeling
Bescherming en beheer
16 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
2.1 Enzymkinetiek
t Thermodynamische basis van reacties met gebruikmaking van de
termen Gibbs vrije energie en entropie;
t de wijze waarop enzymen reacties, zoals assimilatie en dissimilatieprocessen, katalyseren en hoe pH, temperatuur en substraatconcentratie
de werking van enzymen beïnvloeden – bovenstaande beschrijven met
Michaelis-Menten kinetiek (Km en Vmax) en competitieve en allosterische regulatie;
t eiwitsynthese.
2.2 Transport
› Een actiepotentiaal bestaat uit diverse stadia waarin de membraanpotentiaal varieert als gevolg van de werking van Na/K-kanalen en –pompen;
t selectief doorlaatbare membranen maken de cel tot een zelfstandig te
reguleren en organiseren eenheid die in staat is tot interactie met de
omgeving;
t passief transport, gefaciliteerde diffusie, actief transport en endocytose,
gerelateerd aan de eigenschappen van getransporteerde stoffen en
aan de bouw en eigenschappen van membranen (fluid mosaic model);
› membraaneiwitten spelen een rol bij diverse vormen van membraantransport;
› intracellulair transport;
t het verschil in effect van osmose bij plantaardige en dierlijke cellen.
2.3 Metabolisme
t Reactieschema’s van assimilatie- en dissimilatieprocessen, inclusief
deelreacties;
t de plaats waar in een cel assimilatie en dissimilatie plaatsvindt en de
voorwaarden waaronder dit gebeurt;
t stofwisselingsprocessen vinden plaats in een netwerk van voortdurend
veranderende relaties, waarbij zelfregulatie door terugkoppeling
optreedt;
t enzymen, producten, substraten, mechanismen, regulatie en metabole doelen van reacties van de volgende metabole routes: Glycolyse,
gluconeogenese, citroenzuurcyclus, electronentransport-ketens,
pentose-fosfaatroute, fotosynthese, vetzuur-, glycogeen-, ureumen aminozuurmetabolisme;
t het metabolisme van micro-organismen.
2.4 Celdifferentiatie
t Regulatie van eukaryote genen door processen zoals epigenese;
differentiatie door hox-genen; genomic imprinting en methylering
van DNA en histonen;
t door differentiatie ontstaan cellen met een verschillende vorm en functie;
t celdifferentiatie komt tot stand door het aan- en/of uitschakelen van
genen;
› specifieke eigenschappen van stamcellen en de doelen waarvoor
stamcellen op grond van die eigenschappen gebruikt kunnen worden.
2.5 Apoptose
t Een cel is in staat tot apoptose (geprogrammeerde celdood);
t apoptose speelt een cruciale rol tijdens de (embryonale) ontwikkeling
van meercellige eukaryoten;
t eiwitcascades bij apoptose.
2.6 Instandhouding en groei
t De relatie tussen de celcyclus en groei, ontwikkeling en instandhouding
van organen;
t het belang van DNA-herstel voor de instandhouding van cellen en
organismen en de wijze waarop dit DNA-herstel plaatsvindt.
2.7 Gaswisseling
t De bouw, werking en functie van gaswisselingsorganen, in het bijzonder
bij zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van gaswisselingsorganen;
t wijzen en regeling van longventilatie;
t opname, transport en afgifte van CO2 en O2 en de rol van hemoglobine;
t de relatie tussen gaswisseling, fotosynthese en dissimilatie bij planten.
2.1
2.1
De student kan op basis van de uitkomsten van experimenten waarin
substraatconcentratie wordt gevarieerd en de reactiesnelheid wordt
bepaald, met behulp van een Lineweaver-Burke-plot de Km en Vmax
van het enzym bepalen.
2.3 De student kan de pentosefosfaatroute vergelijken met de Calvincyclus.
2.4 De student kan met behulp van het begrip epigenese verklaren dat
enkele binnen een generatie verworven eigenschappen kunnen worden
doorgegeven aan het nageslacht.
2.13 De student kan de relatie leggen tussen stress en de regulatie van processen als transport, ademhaling en spijsvertering.
2.17 De student kan diverse voorkomende ziekten beschrijven en toelichten
op welke wijze deze in de neuropathologie, oncologie en met behulp van
gentherapie worden behandeld.
2.18 De student kan toelichten op welke manier de aanwezigheid van een
predator een positief effect kan hebben op de diversiteit onder prooidieren.
2.20 De student kan het verschil tussen semelpariteit en iteropariteit
uitleggen en toelichten met duidelijke voorbeelden.
2.21 De student kan uitleggen hoe populatiecycli binnen een voedselrelatie
elkaar beïnvloeden.
2.24 De student kan aan de hand van recente wetenschappelijke artikelen
illustreren dat een ecosysteem veelal niet in evenwicht verkeert.
2.26 De student kan actualiteiten op het gebied van natuurbeheer becommentariëren en binnen de schoolpraktijk de discussie over deze actualiteiten leiden.
In het laboratorium probeert een onderzoeker het bierbrouw proces
kunstmatig na te doen. Aan een overmaat zetmeel voegt hij het enzym
amylase toe dat zetmeel omzet in maltose dat een zoete smaak aan het
bier zal gaan geven voor zover het niet wordt vergist in een latere stap.
De vloeistof bevat ook een zeer lage concentratie eiwit. De onderzoeker
heeft ook een protease toegevoegd dat dit eiwit omzet in aminozuren,
die het bier een fruitig smaakje geven.
Zodra alles is toegevoegd beginnen de enzymen te werken en gaat de
onderzoeker de temperatuur verhogen, na enkele uren kookt de vloeistof en pas dan worden alle enzymen gedenatureerd en stopt de katalyse.
Wat blijkt? Het eindproduct smaakt veel te zoet en veel te fruitig.
De onderzoeker gaat het met andere enzymen proberen.
Wat raad je hem aan wat betreft de Vmax en de Km van de nieuw te proberen amylase en protease?
Moeten die hoger of lager liggen, of maakt het niet uit, als hij een
minder zoete en minder fruitig bier wil maken?
Leg uit waarom.
2.3 Leg uit aan de hand van de schema’s van de reacties van de pentosefosfaatweg en de Calvincyclus, bij welke van de twee routes energie
verbruikt wordt en bij welke energie vrijkomt.
2.13 Een sporter vertoont na het beëindigen van een duurinspanning diverse
verschijnselen die duiden op verstoring van regulatiemechanismen en
werking van diverse orgaanstelsels. Zo kan een marathonloper waggelend over de finish komen en flauwvallen, leidt eten gemakkelijk tot
braken en gaan spieren ongecontroleerd trillen.
Neem een van deze casussen als voorbeeld en ontwikkel een eenvoudig
model in Excel of met PowerSim waarin de regulatie van bijvoorbeeld de
waterhuishouding of de bloedsuikerspiegel gemodelleerd wordt.
2.18 De introductie van grote grazers in Nederlandse natuurgebieden wordt
vaak onderbouwd met redeneringen over effecten op de diversiteit van
ecosystemen.
a. Leg uit hoe de aanwezigheid van Heckrunderen de soortenrijkdom in
een graslandvegetatie kan beïnvloeden.
b. Vogelaars trekken het positieve effect van begrazing op de broedvogelstand in de Oostvaardersplassen in twijfel. Analyseer aan de hand van
recente inventarisatiegegevens in dit gebied de diversiteit van de
broedvogels en onderbouw met een berekening van de Simpsondiversiteitsindex of deze vogelaars gelijk hebben of niet.
2.20 Geef een voorbeeld van een zich semelpaar voortplantende soort die
voorkomt binnen Nederland en leg aan de hand van dit voorbeeld uit op
grond waarvan deze soort semelpaar te noemen is.
2.21 Leg uit op welke manier de piek in de populatiecyclus van de Sneeuwschoenhaas in relatie staat met de piek in de populatiecyclus van de
Lynx.
2.24 Huisman en Beninca schetsen in een reeks artikelen dat in een levensgemeenschap in een model zoutwaterecosysteem de populatiegrootte
van de aanwezige soorten chaotisch varieert. (Beninca et al. 2009,
Coupled predator-prey oscillations in a chaotic food web. Ecology
Letters 12: 1367-1378. Beninca et al. 2008. Chaos in an long-term
experiment with a plankton community. Nature 451; 822-826)
a. Vergelijk de uitkomsten van dit onderzoek met de successie van ecosystemen die leidt tot een climax ecosysteem en geef aan in hoeverre
in dit zoutwaterecosysteem sprake is van een climax.
b. John Kricher betoogt in het artikel “Het natuurlijk evenwicht bestaat
niet” in Bionieuws 18, 31 oktober 2009, dat het denken in evenwichten
in ecosystemen vooral een filosofisch uitgangspunt en geen wetenschappelijk onderbouwd gegeven is. In het Europese en Nederlandse
natuurbeschermingsbeleid staan de bescherming van individuele
soorten en ecosystemen centraal. Zet de argumenten in dit betoog
bondig op een rij en vergelijk dit met de uitgangspunten voor het
Europese en Nederlandse natuurbeschermingsbeleid.
2.26 Maak een opzet voor een debat in een klas rond de discussie over ‘het
bijvoederen van grote grazers in de Oostvaardersplassen’ . Betrek in
dit debat de ideeën zoals die in de jaren ’90 zijn geïntroduceerd in ‘het
plan Ooievaar’ van Frans Vera e.a. en de regelgeving rond Nederlandse
natuurbescherming zoals vastgelegd in onder andere Natura 2000 en
de Ecologische Hoofdstructuur.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 17
3
Domeinen
Subdomeinen
2 Zelfregulatie
en organisatie
18 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
2.8 Transport
t De bouw, werking en functie van de bloedsomloop met hart en
bloedvaten, in het bijzonder van zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van hart en bloedvaten;
t overeenkomsten en verschillen van de bloedsomloop voor en na de
geboorte;
t samenstelling van bloed en de functie en plaats(en) van vorming van
bloedbestanddelen, weefselvloeistof en lymfe;
t het verband tussen bloedvatenstelsel en lymfevatenstelsel;
t functie en samenstelling van hemolymfe bij Arthropoda en Mollusca;
t de relatie tussen het transport in planten en fotosynthese, dissimilatie
en opslag van stoffen.
2.9 Spijsvertering
t De bouw, werking en functie van de spijsverteringsorganen, in het
bijzonder van zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van spijsverteringsorganen;
t plaats en wijze van vertering van voedingsstoffen en de randvoorwaarden (zoals pH) die daarop van invloed zijn;
t enzymen die bij de spijsvertering betrokken zijn en de manier waarop
zij afgescheiden worden.
2.10 Uitscheiding
t De bouw, werking en functie van uitscheidingsorganen, in het bijzonder
bij zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van uitscheidingsorganen;
t de rol van de lever, nieren, longen en huid in uitscheidingprocessen.
2.11 Afweer
t De bouw, werking en functie van bij de afweer betrokken organen, in
het bijzonder van zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van bij afweer betrokken
cellen en organen;
t de werking van en verschillen tussen aspecifieke en specifieke afweer
als reacties op lichaamsvreemde en lichaamseigen stoffen en cellen;
t de werking van het immuunsysteem op cellulair en moleculair niveau
waarbij de begrippen B-, Tc- en Th-lymfocyten, T-celreceptor, MHCeiwitten, somatische recombinatie, somatische hypermutatie, klonale
selectie, immunoglobulines, cytokines en complement een rol spelen.
2.12 Stevigheid en beweging
t De bouw, werking en functie van bij de beweging betrokken organen,
in het bijzonder van zoogdieren;
t de relatie tussen de bouw, functie en werking van bij de beweging
betrokken organen.
2.13 Homeostase
t De principes van een regelkring: registratie, vergelijking met interne
norm, reactie, handhaven van een dynamisch evenwicht;
t organismen handhaven zich door de gecoördineerde activiteiten van
cellen, weefsels, organen en orgaanstelsels;
t het belang van de lever, longen, huid en nieren voor de homeostase bij
zoogdieren;
t de complexiteit van de regeling van lichaamsprocessen en de relatie
met emoties en gezondheidstoestand.
2.14 Fotosynthese
t Lichtenergie wordt tijdens de licht- en donkerreacties vastgelegd in
organische stoffen;
t het belang van fotosynthese voor de (voortgezette) assimilatie en
dissimilatie van de plant; productie van secundaire plantenstoffen;
t de verschillen tussen fotosynthese en chemosynthese.
2.15 Voeding
t Het belang van verschillende groepen voedingsstoffen voor de gezondheid en het welbevinden van de mens;
t de voorwaarden waaraan een gezonde en evenwichtige voeding voldoet.
2.16 Levenscyclus
t De ontwikkeling van een zoogdier van de zygote tot aan de geboorte;
t de invloed van voeding, genotmiddelen en stress op de prenatale ontwikkeling;
t de lichamelijke ontwikkeling van zoogdieren gedurende hun levensloop
en de invloed van inwendige en uitwendige factoren daarop;
t de fasen in de levenscyclus van eukaryoten, zowel planten als dieren.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 19
3
Domeinen
Subdomeinen
2 Zelfregulatie
en organisatie
20 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
2.17 Gezondheid
t Verschillende interpretaties van het begrip gezondheid;
t oorzaken en gevolgen van verstoring van gezondheid in relatie met
homeostase;
t herstel van zelfregulerend vermogen;
t enkele erfelijke, besmettelijke en aangeboren ziekten, de wijze
waarop ze ontstaan en hun wijze van behandeling;
t vanuit biologisch perspectief een aantal mogelijkheden tot voorkomen
van verstoring van gezondheid en tot herstel van gezondheid.
2.18 Verscheidenheid binnen populaties
t Invloed competitie op structuur gemeenschap;
t nichedifferentiatie, nichecomplementariteit;
t co-existentie door uitbuiting, predatoren en parasieten.
2.19 Patronen in verspreiding en migratie
t Dispersiepatronen, migratie;
t ruimtelijke heterogeniteit, turn-over, invasies, metapopulaties.
2.20 Life-History
t Variatie in Life-History;
t Semelpariteit, iteropariteit;
t cohort life table, vruchtbaarheidsschema;
t r- en K-strategen.
2.21 Abundantie
t Ecologische abundantie, diversiteitsindices, fluctuatie, stabiliteit;
t demografische factoren, populatiecycli.
2.22 Energiestroom
t Energiestromen in een ecosysteem, factoren die daarop van invloed
zijn en de oorzaken en gevolgen van verstoring;
t de piramiden van biomassa en energie als model voor de energiestromen in een ecosysteem en de processen en organismen die daarin een
rol spelen; C:N ratio.
2.23 Kringloop
t Kringlopen van chemische elementen in een ecosysteem, de factoren die
daarop van invloed zijn en de oorzaken van verstoring van de kringloop;
t de rol van producenten, consumenten en reducenten in de koolstofkringloop en de stikstofkringloop.
2.24 Dynamiek en evenwicht
t Abiotische en biotische factoren in een ecosysteem zijn veranderlijk;
t een ecosysteem is een dynamisch systeem;
t abiotische en biotische factoren spelen een rol bij de instandhouding
en ontwikkeling van een ecosysteem;
t binnen een beperkte periode kan een ecosysteem beschreven worden
als een evenwichtstoestand;
t een ecosysteem kan in meer toestanden verkeren en van de ene toestand overgaan in de andere:
t in een ecosysteem kunnen populatiegroottes van voorkomende organismen chaotisch fluctueren;
t indicatorsoort.
2.25 Duurzame ontwikkeling
t Triple P: People – Planet – Prosperity;
t de relatie tussen draagkracht van ecosystemen en duurzame ontwikkeling;
t milieuproblemen door menselijke activiteit en mogelijke oplossingen
daarvoor.
2.26 Bescherming en beheer
› natuurbeheer en natuurbehoud;
› verschillende visies op natuurbescherming; (her)introductie van soorten; exoten;
› verschillende vormen van beheer.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 21
3
Domeinen
Subdomeinen
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
3 Interactie
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.1 Genexpressie
t De relatie tussen DNA en mRNA;
t het proces van genexpressie tot en met eiwitsynthese;
t genen komen afhankelijk van de omstandigheden tot expressie;
t genexpressie is een dynamisch proces, dat geregeld wordt door
verschillende factoren, waaronder epigenetische;
t genexpressie resulteert in relaties binnen en tussen organisatieniveaus;
t de samenhang tussen genexpressie en het functioneren van een
organisme;
t beschrijven van de rol van hetero- en euchromatine, operons, promotors, transcriptiefactoren en enhancers bij de regulatie van transcriptie.
3.2 Genetische modificatie
t De toepassing van restrictie-enzymen, ligase en vectoren bij
genetische modificatie;
t het gebruik van cDNA in genenbanken.
3.3 Celcommunicatie
t Signaaltransductie; bij celcommunicatie spelen hormonen, receptoren,
cAMP, kinases en fosforylases een rol in een cascade van reacties;
t cellen communiceren met elkaar over korte en lange afstand via
zenuwcellen en hormonen;
t cellen ontvangen en verwerken signalen, reageren op signalen en
relateren processen aan elkaar;
t signalen leiden tot activiteit in het cytoplasma of tot genexpressie;
t in de verschillende fasen van de celcyclus staan verschillende stofwisselingsactiviteiten centraal;
t celcommunicatie brengt effecten op andere organisatieniveaus teweeg.
3.4 Zintuig
t De bouw, werking en functie van zintuigen van eukaryoten, in het
bijzonder van zoogdieren;
t de principes van regelkringen zijn van toepassing op de werking van
het zintuigstelsel;
t de relatie tussen het gebruik van zintuigen en het functioneren van een
organisme;
t de relaties tussen het zintuigstelsel en de spier-, zenuw- en hormoonstelsels.
3.5 Zenuwstelsel
t De bouw, werking en functie van het zenuwstelsel van eukaryoten,
in het bijzonder van zoogdieren;
t de principes van regelkringen zijn van toepassing op de werking van
het zenuwstelsel;
t de relaties tussen het zenuwstelsel en de spier-, zintuig- en hormoonstelsels;
t de verbanden tussen het functioneren van organen/orgaansystemen
van een organisme en de werking van het zenuwstelsel.
3.6 Hormoonhuishouding
t De manieren waarop hormonen reacties tot stand kunnen brengen bij
doelorganen;
t de principes van regelkringen zijn van toepassing op de werking van
het hormoonstelsel;
t de werking van specifieke hormoonklieren, de hormonen die zij
afscheiden en de reacties van de doelorganen op die hormonen;
t de relatie van het hormoonstelsel met de zintuig-, spier- en zenuwstelsels;
t het verband tussen de productie van specifieke hormonen en het
functioneren van een organisme (dier, plant).
3.7 Gedrag
t Proximale en ultieme verklaringen van gedrag met daaraan gekoppeld
de vier vragen van Tinbergen;
t gedrag komt door interne en externe factoren tot stand;
t gedrag komt deels onder invloed van erfelijke factoren tot stand;
t gedrag is het resultaat van een dynamische relatie tussen het
organisme en zijn omgeving;
t ethogram en protocol als instrumenten om in gedragsonderzoek
geobserveerd gedrag vast te leggen;
t gedragsonderzoek kent toepassingen in diverse contexten.
3.2 De student kan verklaren waarom bij bacteriën restrictie-enzymen op heel
specifieke plaatsen DNA knippen.
3.3 De student kan uitleggen hoe bij een schrikreactie zenuw-, hormoon- en
spierstelsel samenwerken om een snelle lichamelijke reactie te realiseren.
3.9 De student kan met behulp van modellen uit populatiedynamica plaagvorming verklaren en uitleggen op welke wijze methoden van bestrijding
en oogstmanagement hier een oplossing voor bieden.
3.10 De student kan toelichten dat het helpen van verwanten kan ontstaan
onder invloed van natuurlijke selectie, ook als dit leidt tot een vermindering van het aantal eigen nakomelingen.
3.11 De student kan aan de hand van een logistisch model voor twee soorten
bepalen of sprake kan zijn van een stabiel evenwicht tussen beide soorten.
3.13 De student kan met behulp van de evenwichtstheorie van eilandbiogeografie uitleggen welke mechanismen een rol spelen bij het bepalen van
de te verwachten biodiversiteit op een ecologisch eiland.
3.14 De student kan de gevolgen van verschillende klimaatscenario’s
becommentariëren.
3.2 Uit E. coli bacteriën wordt het bekende restrictie-enzym EcoRI geïsoleerd.
Dit enzym wordt veel gebruikt bij DNA-modificatie. Beschrijf de rol van dit
enzym wanneer de bacterie geïnfecteerd wordt door een bacteriofaag.
3.3 Een getuige van een ernstig ongeluk sprint weg om hulp te halen. Deze
getuige is weinig sportief, maar kan onder deze omstandigheden toch snel
rennen en houdt dit ook voldoende lang vol. Beschrijf de veranderingen in
het lichaam van deze getuige in het hormoonstelsel, het zenuwstelsel en
in de spieren en geef aan hoe deze drie daarin met elkaar samenwerken.
3.9 Construeer voor een gegeven S-vormige groeicurve voor een populatie
de grafiek waarin de groei van de populatie is uitgezet tegen de populatiedichtheid. Bepaal voor deze populatie de Maximum Sustainable Yield
(MSY).
3.10 In een aantal soorten binnen de orde van de Hymenoptera komt een
eusociaal systeem voor waarbij de werkers hun zusjes verzorgen in plaats
van zelf nakomelingen te produceren. Leg uit, met behulp van Hamilton’s
rule, waarom het voordeliger is voor een werkster om zussen groot te
brengen in plaats van zelf nakomelingen te produceren.
3.11 In onderstaande figuur is een van de vier mogelijke combinaties van
nulisoclines voor twee populaties volgens het Lotka-Volterra model
weergegeven.
Genexpressie
Genetische modificatie
Celcommunicatie
Zintuig
Zenuwstelsel
Hormoonhuishouding
Gedrag
Interactie met (a-)biotische factoren
Dynamiek
Voedselrelaties
Competitie
Structuur van gemeenschappen
Eilandecologie
Klimatologische invloeden
figuur 1 Lotka-Volterra
Licht toe of het snijpunt van de twee nulisoclines voor een stabiel of voor een
labiel evenwicht staat.
3.13 Op het eiland A (Groot Brittanië) komen 124 soorten zoogdieren voor, op
eiland B (Ierland) 55 soorten.
Verwacht je dat de verhouding A : B van de aantallen soorten vogels op
de eilanden A en B groter, vergelijkbaar of kleiner is dan A : B = 124 : 55?
Licht je antwoord toe.
3.15 Warm water, dat fundamenteel is voor El Niño Southern Oscillation
(ENSO) en daarmee voor het klimaat van de aarde als geheel, vormt een
geschikt habitat voor de zeer productieve populatie van de gestreepte
tonijn Katsuwonus pelamis. Wetenschappelijk onderzoek toont aan dat
ruimtelijke verschuivingen van de populatie van gestreepte tonijn gekoppeld zijn aan grote zonale verplaatsingen van warmer water. Deze relatie
kan worden gebruikt om (enkele maanden van te voren) te voorspellen in
welk deel van de oceaan de hoogste dichtheid gestreepte tonijn voorkomt.
Figuur 2. Merken en terugvangen van gestreepte tonijn
Het diagram laat de verplaatsing van gemerkte en teruggevangen gestreepte
tonijn zien (dunne pijlen). Merken vond plaats in maart, terugvangst in oktober
van hetzelfde jaar. De dikke pijl geeft de verplaatsing van het zwaartepunt van
de tonijnvangst weer. Relatieve tonijn abundanties werden geschat op basis van
vangst per eenheid inspanning (CPUE, catch per unit time) gegevens verzameld
van de commerciële visserij. Naar: P.Lehodey et al., Nature 389 (715-718).
Leg uit of het betreffende jaar een jaar is van een El Niño of van een La Niña?
22 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 23
3
Domeinen
Subdomeinen
3 Interactie
24 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
3.8 Interactie met (a)biotische factoren
t Voedselrelaties tussen organismen;
t biotische en abiotische factoren die van invloed zijn op het gedrag en
het functioneren van organismen;
t reducenten en detritivoren;
t parasitisme en ziekte; virale infecties;
t symbiose en mutualisme.
3.9 Dynamiek
t Biotische en abiotische interacties die van invloed zijn op de grootte
van populaties;
t immigratie, emigratie en metapopulatie;
t sterftecijfer en geboortecijfer;
t exponentiële groei, logistische groei & draagkracht;
t populatiedynamica.
3.10 Voedselrelaties
t Een voedselketen toont de relaties tussen trofische niveaus;
t in een voedselweb zijn meerdere voedselketens te onderscheiden;
t accumulatie van toxische stoffen in een voedselketen.
3.11 Competitie
t Intra- en interspecifieke competitie;
t Lotka-Volterra model.
3.12 Structuur van levensgemeenschappen
t gemeenschapsecologie: patronen in ruimte en tijd; de invloed van
populaties op de structuur van de gemeenschap;
t gradiënten.
3.13 Eilandecologie
t Evenwichtstheorie van eilanden; kolonisatie; uitsterving;
t soortvorming – endemische soorten.
3.14 Klimatologische invloeden
t Scenario’s van klimaatverandering;
t gevolgen van klimaatverandering.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 25
3
Domeinen
Subdomeinen
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
4 Reproductie
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.1 DNA-replicatie
DNA-replicatie bij mitose en meiose vindt plaats vanuit het principe van
basenparing.
t Proofreading en reparatie tijdens de basenparing voorkomen het
grootschalig voorkomen van mutaties;
t het bij elke replicatie korter worden van de uiteinden van DNA-ketens
en de telomeren;
t de rol die telomerase speelt bij het verlengen van DNA ketens tijdens
de productie van gameten;
t het inbouwen van vreemd DNA (van dezelfde soort of andere soorten)
in eigen DNA van een organisme en de gevolgen van deze inbouw;
t reparatiemechanismen van DNA omvatten proofreading, mismatchrepair en reparatie na mutatie;
t virale reproductie.
4.2 Celcyclus
t Deling, groei en ontwikkeling van somatische cellen en kiemcellen,
in relatie tot mitose en meiose;
t de fasen van de celcyclus;
t Meiose resulteert in halvering van het chromosoomaantal en leidt tot
hergroepering van chromosomen;
t de regulatie van de fasen van de celcyclus, mogelijke fouten en hun
gevolgen, zoals het ontstaan van tumoren;
t de checkpoints in de celcyclus die de overgang naar een volgende
fase reguleren en de rol van cyclines hierbij.
4.3 Voortplanting
t Verschillen tussen geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting en
het effect van beide op de genetische variatie;
t bouw, vorming, ontwikkeling en functie van gameten en de zygote;
t mitose en meiose tijdens de levenscyclus van zoogdieren;
t bouw en werking van de voortplantingsorganen van zoogdieren en de
functie van hormonen daarbij;
t mitose en meiose tijdens de levenscyclus van zaadplanten;
t technieken waarmee wordt ingegrepen in de reproductie en levenscyclus van mens, dier en plant en de normatieve keuzen die gemaakt
moeten worden bij toepassing van deze technieken.
4.4 Erfelijkheid
t De relatie tussen DNA en genotype inclusief de begrippen gen en allel;
t de relatie tussen genexpressie, eiwitten en fenotype;
t een fenotype komt tot stand door genotype, milieufactoren en
epigenetische factoren;
t autosomen en geslachtschromosomen verschillen in die zin dat
geslachtschromosomen betrokken zijn bij de totstandkoming van het
geslacht van de nakomelingen;
t kansberekening van genotypen en fenotypen bij monohybride en
dihybride kruisingen, zowel voor onafhankelijke als gekoppelde
overerving, voor autosomale en X-chromosomale genen, zo nodig
met gebruikmaking van stambomen;
t incomplete dominantie, codominantie, multipele allelen, pleiotropie,
epistase en polygenie als mechanismen voor overerving van eigenschappen die niet (geheel en al) volgens de wetten van Mendel verlopen;
t (Biologische) argumenten voor het ingrijpen van de mens in de erfelijkheid van mens, dier en plant om de kwaliteit van nakomelingen te
bevorderen en de ethische aspecten daarvan.
4.5 Seksualiteit en relaties
t De seksuele en relationele ontwikkeling van jongeren;
t aandachtspunten ten aanzien van seksuele en reproductieve gezondheid;
t middelen voor geboortebeperking en bescherming tegen SOA’s;
t verklaringen voor risicogedrag op seksueel en relationeel gebied;
t de rol van de media en andere sociale beïnvloedingsprocessen bij
jongeren ten aanzien van seksualiteit;
t hulpverleningsmogelijkheden bij problemen op seksueel en relationeel
gebied.
4.1 De student kan uitleggen wat het verschil is tussen lytische en lysogene
virussen;
de student kan werking van antivirale medicijnen relateren aan het
reproductiemechanisme van virussen.
4.2 De student kan de fasen van de celcyclus relateren aan de concentratie
van cyclines in de cel.
4.4 De student kan met behulp van de termen methylering, fosforylering en
acetylering verklaren waardoor eigenschappen die niet zijn vastgelegd in
de nucleotidenvolgorde in het DNA wel kunnen worden doorgegeven aan
dochtercellen en aan volgende generaties.
4.1 Een van de eerste virusremmende medicijnen die gebruikt is bij de
bestrijding van AIDS is AZT, 3’-azidothymine. Analyseer met behulp van
modellen voor de transcriptie van nucleïnezuren op welke wijze AZT de
reproductie van HIV remt.
4.2 In een cel vindt een mutatie plaats van het gen voor M-Cdk. Beschrijf de
gevolgen van deze mutatie voor de deling van de cel.
4.4 Bij de syndromen van Angelman en Prader-Willi is beide sprake van een
afwijking in chromosoom 15. Daarbij is het afhankelijk van de herkomst
van de chromosoomafwijking , van de vader of de moeder, welke van deze
beide syndromen optreedt. Bij beide syndromen kan sprake zijn van een
erfelijke aandoening of van een spontane ontwikkeling ervan. In het laatste
geval wordt de inactivatie van een gen op de lange arm van chromosoom
15 opgeheven, waardoor een overmaat van het genproduct geproduceerd
wordt.
a. Leg uit op welke wijze epigenetische processen kunnen leiden tot het
optreden van deze beide syndromen.
b. In het artikel ‘Epigenetica en ziekten, Medisch contact, 60, nr 31/32, blz.
1266-1268’ staat het gebruik van de medicijnen TSA en VPA beschreven
bij de bestrijding van aandoeningen met een epigenetische oorzaak.
Beschrijf de werking van deze beide medicijnen.
c. Beredeneer of een deacetylatie-inhibitor mogelijk een rol zou kunnen
spelen bij de bestrijding van een epigenetische vorm van het Angelman
of het Prader-Willi syndroom.
DNA-replicatie
Celcyclus
Voortplanting
Erfelijkheid
Seksualiteit en relaties
26 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 27
3
Domeinen
Subdomeinen
5 Evolutie
5.1 Mutatie
5.2 Recombinatie
5.3 Endosymbiose
5.4 Fossiel
5.5 Genetische variatie
5.6 Evolutiemechanismen
5.7 Evolutie van sociaal gedrag
5.8 Soortvorming
5.9 Macro-evolutie
5.10 Biodiversiteit
5.11 Ontstaan van het leven
28 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
5.1 Mutatie
5.3 De student kan de aanwezigheid van dubbele membranen rond organellen
en de aanwezigheid van een eigen genoom daarin verklaren met behulp
van de endosymbiosetheorie.
5.5 De student kan omschrijven hoe de genenpool binnen een populatie
door veranderende omstandigheden van samenstelling kan veranderen;
de student kan berekeningen uitvoeren die inzicht geven in hoe die
veranderingen plaatsvinden;
de student kan frequenties van genotypen in een populatie, die zich in
een Hardy-Weinberg evenwicht bevindt, berekenen;
de student kan van een gegeven populatie bepalen of deze zich in
Hardy-Weinberg evenwicht bevindt;
de student kan de betekenis van een afwijking van het verwachte
Hardy-Weinberg evenwicht aangeven;
de student kan analyseren of een populatie zich in Hardy-Weinberg
evenwicht bevindt op basis van onderzoeksgegevens over genotypenfrequenties.
5.7 De student kan uit beschikbare gegevens de effectieve populatiegrootte
berekenen.
5.8 De student kan verschillende vormen van seksuele selectie beschrijven;
de student kan verklaren hoe female choice in de praktijk werkt.
5.9 De student kan uitleggen wat het begrip fenotypische plasticiteit inhoudt.
5.12 De student kan verschillen beschrijven tussen verschillende patronen in
soortenrijkdom.
5.3 Op grond van welke waarnemingen aan celorganellen trok Lynn Margulis
de conclusie dat deze organellen het resultaat zijn van de symbiose tussen
bacteriën en primitieve eukaryoten?
5.5 Bepaal of de volgende populaties zich in een Hardy-Weinberg evenwicht
bevinden.
t Oorzaken en gevolgen van mutaties in het DNA;
t puntmutaties beïnvloeden de bouw van een eiwit en daarmee de bouw
en het functioneren van het organisme;
t via DNA- en/of RNA-analyse kan op basis van het voorkomen van
mutaties de mate van fylogenetische verwantschap tussen organismen
worden bepaald.
5.2 Recombinatie
t De fasen van meiose;
t de unieke combinatie van genen van een individu komt tot stand door
recombinatie, zowel door hergroepering van chromosomen als ten
gevolge van crossing-over tijdens meiose;
t epigenetische mechanismen spelen een rol bij de recombinatie van genen;
t wenselijke genencombinaties kunnen met behulp van biotechnologische
technieken worden samengesteld.
5.3 Endosymbiose
t De evolutionaire oorsprong van mitochondriën en chloroplasten in
eukaryote cellen wordt verklaard door endosymbiose van bacteriën
in primitieve eukaryoten.
5.4 Fossiel
t Fossielen zijn de versteende resten van organismen en worden gevonden
in afzettingsgesteenten;
t de fylogenetische relatie tussen fossielen en thans levende organismen
wordt in stambomen weergegeven;
t de geologische tijdschaal is gebaseerd op het voorkomen van gidsfossielen, in de praktijk zijn dit vaak microfossielen.
5.5 Genetische variatie
t In een populatie zit altijd een zekere genetische variatie; oorzaken en
gevolg van genetische variatie; mutatie-selectie evenwicht; genetic
load;
t de genenpool binnen een populatie kan door veranderende omstandigheden van samenstelling veranderen; berekeningen die inzicht geven
in hoe die veranderingen plaatsvinden;
t Hardy-Weinberg evenwicht en de betekenis van een afwijking daarvan in de relatie tot het optreden van evolutie.
5.6 Evolutiemechanismen
t Natuurlijke selectie, en seksuele selectie, is de belangrijkste drijvende
kracht achter evolutionaire processen;
t overeenkomsten en verschillen tussen natuurlijke en kunstmatige
selectie;
t ‘life-history theory’ en variatie in ‘life-history traits’.
t adaptatie;
t fenotypische plasticiteit, beperkingen (constraints), trade-offs tussen
verschillende kenmerken.
t rol en effecten van genetische drift, founder effect, bottleneck
effect en neutrale evolutie;
t inteelt, effectieve populatiegrootte;
t Wahlund effect;
t seksuele selectie.
5.7 Evolutie van sociaal gedrag
t Hamilton’s rule, kwalitatief en kwantitatief, kinselectie,
t speltheorie.
5.8 Soortvorming
t Nieuwe soorten ontstaan met name door natuurlijke selectie,
hybridezones, endemische soorten;
t reproductieve isolatie kan leiden tot soortvorming; genoomduplicatie;
gastheerwisseling;
t adaptatie van populaties is een ander proces dan adaptatie van individuen;
t co-evolutie.
5.9 Macro-evolutie
t Patronen in ontwikkeling van het leven;
t verklaringen voor ontstaan en ontwikkeling van het leven;
Cambrische explosie; massa-extincties; typen radiatie.
5.10 Biodiversiteit
t Verschillen in biodiversiteit tussen levensgemeenschappen kunnen
verklaard worden met behulp van natuurlijke selectie;
t het klimaat heeft invloed op de biodiversiteit;
t de mens heeft invloed op de biodiversiteit;
t patronen in soortenrijkdom.
5.11 Ontstaan van het leven
t De chemische evolutie stond aan de basis van het ontstaan van leven;
t het belang van het ontstaan van de atmosfeer voor het ontstaan van
het leven;
t de eukaryote cel is ontstaan door endosymbiose.
AA
Aa
Populatie 1
998001
1998
Populatie 2
900
1800
Populatie 3
450
700
In welke populatie(s) zou sprake kunnen zijn van inteelt?
Gegeven zijn de volgende populaties die allemaal in H-W evenwicht zitten.
A1A1
A1A2
A2A2
populatie 1
90
420
490
populatie 2
6
238
2256
populatie 3
132
886
1482
populatie 4
650
1250
600
Stel je voor dat er iets verandert in het milieu met de volgende fitnessverdelingen tot gevolg.
A1A1
A1A2
A2A2
populatie 1
0.8
0.8
0.8
populatie 2
1
1
0
populatie 3
0.75
0.5
0.75
populatie 4
0.4
0.8
0.4
In welke populaties zal selectie ervoor zorgen dat we een stabiele verdeling
krijgen van de 2 allelen?
Wat is de stabiele frequentie van A1 in deze populaties?
5.6
5.7
5.8
Eén van de gebruikte formules voor effectieve populatieomvang (Ne) is:
Ne = 4 * Nm * Nf.
Nm + Nf
Hierin geldt: Nm = aantal mannetjes en Nf = aantal vrouwtjes.
Bereken de totale (reële) populatiegrootte van een populatie met een effectieve
populatieomvang (Ne) van 334, als die populatie uit 212 mannetjes bestaat.
5.9
Figuur 3. Groeiwijze van Schedefonteinkruid
Met de term plasticiteit wordt aangegeven dat iets buigzaam of kneedbaar is.
Wat wordt in bovenstaande tekst bedoeld met de term ‘fenotypische plasticiteit’?
Leg uit waarom fenotypische plasticiteit van belang is bij een klonaal voortplantende soort, zoals het Schedefonteinkruid.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 29
3
Domeinen
Subdomeinen
6 Grondslagen 6.1 Geschiedenis van het denken over de wetenschappelijke
methode
en ontwikkeling
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
Waarneming en theorie
Toetsing van theorieën
Status en betrouwbaarheid van theorieën
Verklaren
Redeneren en kritisch denken
Ethisch denken en handelen in de biologie
30 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
6.1 Geschiedenis van het denken over de wetenschappelijke methode
t Belangrijke stromingen zijn rationalisme, empirisme, inductivisme,
positivisme, logisch positivisme, falsificationisme (kritisch rationalisme), relativisme, mechanicisme, reductionisme en vitalisme;
t belangrijke denkers in dit veld: Popper, Lakatos en Kuhn.
6.2 Waarneming en theorie
t Kernbegrippen zijn waarneming, experiment, hypothese,
wet(matigheid), waarschijnlijkheidswet, theorie, paradigma, wetenschappelijke revolutie, theoretische term en waarnemingsterm;
t dat de relatie tussen waarneming en theorie complex is blijkt uit
onder meer de theoriegeladenheid van waarneming en uit `onderdeterminatie’ (meer dan één theorie of verklaring is compatibel met
bewijsmateriaal).
6.3 Toetsing van theorieën
t Kernbegrippen zijn, afhankelijk van de bij 6.1 vermelde stromingen,
verificatie, confirmatie, corroboratie, falsificatie en toetsbaarheid;
t volgens de hypothetisch-deductieve methode van wetenschappelijke
vooruitgang worden uit voorgestelde hypothesen voorspellingen
afgeleid die worden getoetst. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt
tussen de context of discovery en de context of justification;
t empirische cyclus en een overzicht van verschillende in de biologie
gebruikte onderzoeksmethoden;
t diversiteit van waarheidsvinding in de biologie, statistiek en betekenis
van significantie.
6.4 Status en betrouwbaarheid van theorieën
t Twee opvattingen over de status van theoretische entiteiten zijn het
wetenschappelijk realisme en het antirealisme (instrumentalisme);
t het demarcatieprobleem bestaat in formulering van een criterium om
wetenschap te onderscheiden van niet-wetenschap of pseudowetenschap. Het inductieprobleem (David Hume) houdt in dat wetenschap
weliswaar niet buiten de inductieve methode kan, maar dat deze
methode niet te rechtvaardigen is;
t drie theorieën over 'waarheid' zijn de correspondentietheorie,
pragmatische theorie en coherentietheorie.
6.5 Verklaren
t Noodzakelijke en voldoende voorwaarden voor een verklaring;
t onderscheid tussen oorzaak en correlatie;
t twee modellen voor verklaring zijn het deductief-nomologisch
verklaringsmodel en inference to the best explanation;
t volgens het reductionisme zijn alle (biologische) processen uiteindelijk
te verklaren door processen op een lager integratieniveau,
bijvoorbeeld op het niveau van macromoleculen.
6.6 Redeneren en kritisch denken
t Inductieve en deductieve redenering, drogreden, analytische en
synthetische uitspraken;
t kritisch denken –onderbouwing en juistheid van beweringen kritisch
beoordelen.
6.7 Ethiek en filosofie in biologisch kader
t Herkennen en bespreekbaar maken van ethische vragen in biologische
kennis en contexten;
t doelethiek en waarde-ethiek;
t filosofische hoofdstromen.
6.8 Geschiedenis van de biologie
6.1 De student kan verschillende wetenschapsfilosofische stromingen met
elkaar vergelijken en zelf een beargumenteerde visie geven op de betekenis
van wetenschap en de wijze waarop deze wordt uitgevoerd.
6.2 De student kan een opzet maken voor een natuurwetenschappelijk onderzoek, dit onderzoek uitvoeren en de kwaliteit van het onderzoek toetsen
aan de eisen die hieraan worden gesteld.
6.6 De student kan redeneringen in een betoog kritisch beoordelen analyseren
op het gebruik van diverse typen logica.
6.7 De student kan ethische vraagstukken waarin biologische kennis een rol
speelt beschrijven, analyseren en op basis daarvan een onderbouwd
standpunt weergeven.
6.1 t/m 6.5
6.2
6.7
Schrijf een essay van 1500 woorden waarin je idee en theorie,
een controverse of een (wetenschappelijk) probleem analyseert
en enkele wetenschapsfilosofische concepten toepast. Een mogelijke vraag daarbij is:
wat Kuhn ‘normale wetenschap’ noemt is in feite het hypothetischdeductieve model van wetenschap. In hoeverre zijn de twee
modellen verschillend van elkaar? Of zijn ze hetzelfde?
Schrijf een onderzoeksplan voor een biologisch onderzoek met
een omvang van 10 EC’s en beoordeel de opzet van dit onderzoek
aan de hand van de 23 elementen van begrip van bewijs zoals
beschreven door Schalk (Schalk, H.H. 2006. Zeker weten? Leren
de kwaliteit van biologie-onderzoek te bewaken in 5 vwo, proefschrift VU Amsterdam.)
Maak een lesopzet voor een debat over de toepassing en mogelijkheden van klinisch genetisch onderzoek en geef daarbij een goed
overzicht van die mogelijkheden en de ethische dilemma’s die dit
oproept.
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 31
3
Domeinen
Subdomeinen
Omschrijvingen en/of toelichtingen
Indicatoren masterniveau
Kenmerkende voorbeeldvragen
7 Vakdidactiek
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
t Begripsontwikkeling;
t leren van vaardigheden;
t leerstijlen;
t biologisch onderzoek doen ;
t denkwijzen in de biologie zoals systeemdenken, evolutionair denken,
7.1 De leerling: biologie leren
7.2 De student kan een veldwerkactiviteit en de bijbehorende materialen en
organisatie ontwikkelen en begeleiden, gebaseerd op de natuurwetenschappelijke methode.
7.3 De student kan een lessenreeks opstellen die voldoet aan de conceptcontextbenadering en het bijbehorende onderwijsmateriaal digitaal
ontwikkelen en arrangeren;
de student kan in de sectie biologie van de school sturing geven aan
een goede aansluiting tussen onder- en bovenbouw in de biologie;
de student kent de aansluiting tussen onderbouw en bovenbouw;
de student kan vakoverstijgend werken.
7.4 De student kan een onderzoeksleerlijn ontwerpen waarin leerlingen
opdrachten uitvoeren met een toenemende vrijheidsgraad.
7.5 De student kan een PTA schrijven, analyseren en zo nodig verbeteren;
de student kan beoordelingscriteria opstellen voor een profielwerkstuk,
bijvoorbeeld in de vorm van rubrics.
7.6 De student kan het eigen vakdidactisch handelen onderzoeken en aan de
hand daarvan verbeteren met behulp van diverse methoden van onderwijskundig onderzoek.
7.2 Ontwikkel een veldwerkmiddag voor een 4 vwo-klas rond het thema
evenwicht en verstoring in ecosystemen.
7.3 Ontwikkel een lessenreeks volgens de concept-contextbenadering waarin
verschillende contexten een rol spelen als aanleer, toepassings- en toetscontext en de biologisch relevante begrippen uitgelicht worden in een
draaideurles.
Analyseer de wijze waarop in de onderbouw leerlingen vakvaardigheden
biologie leren, hoe dit aansluit op het vereiste niveau in de bovenbouw en
organiseer een aantal studiebijeenkomsten met de sectie om tot een
doorlopende leerlijn vakvaardigheden te komen.
7.4 Ontwerp met collega’s van andere exacte vakken een sciencevleugel voor
een te bouwen of verbouwen school en onderbouw deze met een visie op
het schoolvak biologie en de samenwerking met en afstemming op de
andere exacte vakken.
7.5 Vergelijk de PTA’s van diverse scholen met elkaar en ontwerp een nieuw
PTA voor de eigen school waarin zowel toetsen als praktische opdrachten
zijn opgenomen en geef een verantwoording voor deze opzet vanuit je
visie op het schoolvak biologie en de eisen vanuit het examenprogramma.
7.6 Maak een onderzoeksopzet voor een actieonderzoek naar een van de
onderdelen van de eigen onderwijspraktijk van de student.
De leerling: biologie leren
De docent: biologie lesgeven
Het schoolvak: biologie curriculum
De (fysieke) leeromgeving
Toetsen en evaluatie in het schoolvak biologie
Professionele ontwikkeling van biologiedocenten
vorm-functie denken en model denken;
t multicausaal denken;
t misconcepten in de biologie.
7.2 De docent: biologie lesgeven
t Nut en noodzaak van de levenswetenschappen en het biologieonderwijs;
t culturele aspecten van biologie;
t biologie methodes beoordelen;
t conceptuele ontwikkeling van leerlingen faciliteren;
t didactische functie van contexten ;
t organisatie van de diverse biologielessen zoals demonstraties, practica
en veldwerk;
t lesmateriaal ontwikkelen en arrangeren;
t praktijkonderzoek aan vakdidactisch handelen in de les.
7.3 Het schoolvak: biologie curriculum
t Trends en veranderingen in het biologiecurriculum;
t centrale concepten;
t concept-contextbenadering;
t aansluiting onderbouw-bovenbouw;
t aansluiting voortgezet hoger onderwijs;
t profielwerkstuk begeleiden en beoordelen;
t ontwikkelen van een practicum- en een onderzoeksleerlijn;
t leergebied mens en natuur;
t vakoverstijgende projecten met biologie;
t overzicht van de samenhang van de vakken in het bètacluster;
t ontwikkelen en uitvoeren van NLT-modules.
7.4 De (fysieke) leeromgeving
t Het theorielokaal;
t het practicumlokaal (inclusief ARBO).
t ICT bij theorie en practicumonderwijs
t Veldwerk;
t gebruik van publieke faciliteiten ten behoeve van biologieonderwijs;
t werkplekkenstructuur.
7.5 Toetsen en evaluatie in het schoolvak Biologie
t Het PTA (programma van toetsing en afsluiting);
t vragen stellen binnen het biologieonderwijs;
t toetsen maken voor het biologieonderwijs;
t vaardigheden toetsen en beoordelen met rubrics.
7.6 Professionele ontwikkeling van biologiedocenten
t Bijhouden kennis van:
t ontwikkelingen in het vak;
t vakdidactiek en vakdidactische literatuur;
t kennis van contexten.
t Reflectie op en onderzoek van eigen vakdidactisch handelen.
N.B.
Opmerkingen bij de kennisbasis master biologie:
t Basis is de kennisbasis biologie bachelor;
t Toevoegingen aan bestaande concepten uit de bachelor
kennisbasis: bold;
t Toevoegingen en uitwerkingen van nieuwe concepten in
de master kennisbasis: bold italic.
32 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 33
3
Redactie
Jeroen den Hertog
Hogeschool Utrecht
Peter Krijnen
Fontys Hogescholen
Legitimeringspanel
L. de Boer, Med
docente Biologie
professor dr. K. Th. Boersma em. hoogleraar Didactiek van de Biologie Universiteit Utrecht,
voorzitter Commssie Vernieuwing Biologie Onderwijs
drs. J. Bruêns
Cito toetsdeskundige VO, lid syllabuscie nieuwe biologie
drs. A.E. Hullu
ICLON Universiteit Leiden, lerarenopleider en nascholer, vakdidacticus biologie, begeleider World Teachers Training Programme,
voormalig lid CVBO
drs. L. van den Oever
34 | Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie
directeur Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI)
Colofon
Kennisbasis docent biologie master
Vormgeving
Elan Strategie & Creatie, Delft
Omslagontwerp
Gerbrand van Melle, Auckland
www.10voordeleraar.nl
2011/2012
Kennisbases hbo-masteropleidingen biologie | 35