Biologie - Classy.be

Biologie
L. Standaert
2006-2007
Deze cursus werd samengesteld door L. Standaert,
Schooljaar 2006-2007, Heilig Graf
Een digitale kopie van deze cursus vind je op http://standaert.classy.be
Voor problemen of vragen over de leerstof kan je me contacteren op
[email protected]
Reken op 24 uur voor een antwoord, dus best niet wachten tot de avond voor het
examen!
Animaties en tekeningen vind je op http://www.bioplek.org/inhoudbovenbouw.html
2
3
Hoofdstuk 1: Celleer
Algemeenheden omtrent cellen
Vragen:
Waar in ons lichaam zitten cellen?
Hoe groot is zo'n lichaamscel?
Hoe ziet zo'n cel eruit?
Wat is de taak van zo'n cel?
Hebben alleen levende wezens cellen?
Welke andere organismen (levende wezens) hebben cellen?
Kan je de cellen van die organismen vergelijken met onze cellen?
4
Algemene bouw van een dierlijke cel
Hoewel cellen dus onderling erg van elkaar verschillen, zijn er grote
overeenkomsten tussen (bijna) al de dierlijke cellen. We bekijken de
algemene bouw van een dierlijke cel.
(Plantaardige cellen verschillen op een aantal punten grondig van deze dierlijke
cellen!)
1 : celkern
2 : kernlichaampje
3 : kernmembraan
4 : porie
5 : celmembraan
6 : cytoplasma
7 tot 12 : organellen
van het
cytoplasma
Over organellen van het cytoplasma
De organellen uit de dierlijke cel zijn allemaal delen van de cel die in het
cytoplasma zitten. Deze hebben allemaal een specifieke functie in de
werking van de cel.
7 mitochondrium : energie-productie
8 lysosoom : afvalverwerking
9 ribosomen : hier worden de eiwitten gemaakt
10 endoplasmatisch reticulum : een netwerk van kanaaltjes in de cel voor
ruwe materiaalopslag. Er bestaan 2 soorten endoplasmatisch reticulum,
glad en ruw: bij het ruw E.R. zitten er ribosomen op het membraan.
11 Golgi-apparaat : een set van verbonden holle en platte schijfjes in de
cel. Zij staan in voor de afwerking en de opslag van stoffen die in de cel
worden gemaakt en die binnen of buiten de cel nodig zijn. Vb
speekselkliercellen zijn rijk aan golgi- apparaten.
12 centriolen : deze hebben enkel een rol in de celdeling, we zullen
verder ingaan op hun taak bij de bespreking van de celdeling.
5
Celcyclus en kerninhoud
De celkern is het belangrijkste organel van de cel: wie voortplanting
bestudeert moet celdeling bespreken: omdat al onze cellen identieke
erfelijke informatie bevatten, moet deze informatie bij celdeling worden
doorgegeven aan de nieuwe cellen.
We kijken hoe deze erfelijke informatie precies in onze cellen zit.
Er is een tweede probleem: deze informatie zit er niet steeds in dezelfde
vorm: als de cel gaat delen gaat ze de kerninhoud anders rangschikken.
Dit is een beetje zoals de vorming van klassen aan het begin van het
schooljaar: alle leerlingen worden eerst per studierichting
gegroepeerd, en dan in klassen verdeeld.
Zonder deze verdeling is het niet mogelijk aan het schooljaar te
beginnen.
We bekijken eerst de fasen die een cel doorloopt tijdens haar leven, de
celcyclus.
Dan bekijken we de inhoud van de celkern in de verschillende stadia van de
celcyclus: eerst de kerninhoud van een cel in het interfase-stadium, daarna
de kerninhoud in het delings-stadium
Chromosomen uit cellen klaar
voor microscopisch onderzoek
6
Geordende chromosomenkaart
Je vindt een goede animatie over de bouw van een chromosoom op:
http://www.bioplek.org/animaties/erfelijkheidsleer/chromosoom2.html
Vragen:
Waar in de cel bevinden zich het erfelijk materiaal?
Wanneer worden de chromosomen zichtbaar?
Hoeveel chromosomen zijn er in één menselijke cel?
Hoe zijn de chromosomen geordend op de kaart?
Wat is een homoloog paar chromosomen en wat hebben deze
gemeenschappelijkl?
Waaruit zijn chromosomen opgebouwd?
Wat is een gen?
7
fig. a
fig. b : 2 homologe paren
Lichaamscellen & voortplantingscellen
Er zijn twee fundamenteel verschillende soorten cellen: degene die instaan
voor de bouw en werking van het lichaam, en de cellen die instaan voor de
voortplanting. Omdat een voortplantingscel wordt samengevoegd met een
andere voortplantingscel om één nieuwe cel te vormen, zijn
voortplantingscellen haploïd, terwijl lichaamscellen diploïd zijn.
8
Structuur van het DNA
De 4 basen Guanine, Cytosine,
Thymine en Adenine passen
enkel 2 aan 2 op elkaar.
A past enkel op T.
C past enkel op G.
9
10
Vragen
Waar zitten jouw chromosomen ?
Hoeveel chromosomen bevat een
lichaamscel van een mens ?
Hoeveel chromosomen bevat een
voortplantingscel van een mens ?
Wat is een gen?
Waar of niet waar : al onze lichaamscellen
bevatten hetzelfde erfelijk materiaal?
Een paard heeft 64 chromosomen en
een ezel 62. Het jong van een ezelin en
een paardenhengst is een muilezel.
Hoeveel chromosomen zal deze
hebben ?
Een muilezel is onvruchtbaar. Hij of zij
kan zich niet voortplanten. Hoe komt dit
denk je ?
11
Celdeling ( = celvermeerdering)
Opdat organismen zouden kunnen groeien, of zichzelf kunnen herstellen, moeten zij
nieuwe cellen kunnen vormen. De nieuw gevormde cellen moeten eenzelfde code bezitten
als de oudere cellen. In hetgeen dat volgt gaan we eens van naderbij kijken hoe een
celdeling verloopt.
Cel van een ui, terwijl die deelt in 2.
1: één cel, je ziet enkel een donkere vlek waar de celkern is.
2-4: vorming chromosomen / verdubbeling DNA
5- de chromosomen zijn gevormd
6-9: celdeling
10: celdeling voltooid, nu 2 kleinere cellen
12
Mitose
De mitose heeft als doel om vertrekkende vanuit één cel twee cellen te maken
die elk hetzelfde erfelijk materiaal bevatten.
Je vindt een heel
duidelijke animatie
van de mitose op
http://www.bioplek.or
g/animaties/cel/mitos
e.html
Deze celdeling of ook wel mitose genoemd bestaat uit vier fasen, te weten: de
profase, de metafase,de anafase en de telofase. Het geheel van interfase en
mitose wordt de celcyclus genoemd.
•
Profase.
In de profase gaat eerst de kernwand verdwijnen.
Daarna gaan de uiterst dunne chromatinedraden door sterke spiralisatie
steeds korter en dikker worden. Het worden chromosomen.
Chromosomen bestaan dus uit twee chromatiden, exacte kopieën van
elkaar, die nog op één punt aan elkaar vasthangen. Dit punt wordt de
centromeer genoemd.
In deze profase gaan de centriolen zich verdubbelen en begeven ze zich
elk naar een celpool. Vanuit deze centriolen groeien er nu ragfijne draden
van celpool tot celpool. Dit worden de spoeldraden genoemd. Andere
draadjes groeien ondertussen vanuit de celpolen tot aan de centromeren.
Dit worden de trekdraadjes genoemd. Zodra dit alles klaar is kan de
volgende fase beginnen, de metafase.
•
Metafase
In de metafase zijn de chromosomen allemaal naast elkaar te vinden. De
trekdraden worden nu korter en daardoor worden de chromosomen ter
hoogte van de centromeren uit elkaar getrokken.
•
Anafase
Tijdens de anafase worden de chromatiden van elkaar gescheiden en
gaan als “vrije chromosomen” elk naar één van de celpolen.
•
Telofase
In deze fase ontrollen de chromosomen zich weer tot chromatine en
wordt er rond de twee groepjes chromatine opnieuw een kernwand
gelegd. Er zijn nu twee kernen in de cel, exacte kopieën van elkaar. De
cel snoert zich in en deelt zich.
Besluit:
Bij een mitose worden cellen gekopieerd. Hierdoor kunnen organismen
groeien . Eenvoudig organismen kunnen zich zelfs met een dergelijk
systeem voortplanten. Versleten cellen vervangen of wonden herstellen
behoort allemaal tot de mogelijkheden van dit proces.
13
Meiose
Je vindt een heel
duidelijke animatie
van de mitose op
http://www.bioplek.or
g/animaties/cel/meio
se.html
En een overzicht op
http://www.bioplek.or
g/sheets/sheet_meio
semitose1.html
Meiose is de celdeling om van moedercellen met 46 chromosomen (2n)
voortplantingscellen te maken (n chromosomen, of 23 bij de mens)
Bij de mens is dit bij de vorming van de voortplantingscellen in de
voortplantingsorganen.
Bij de meiotische deling maakt men een onderscheid tussen de eerste en de tweede
meiotische deling.
Eerste meiotische deling
Je moet de
verschillende fasen
van de meiose
kunnen tekenen en
stap voor stap
kunnen uitleggen
wat er gebeurt bij de
meiose.
De namen hoef je
niet te kennen, het is
belangrijker om te
begrijpen hoe het
genetisch materiaal
dooreen gehusseld
wordt.
In de eerste meiotische deling onderscheiden we volgende fasen, profase1,
metafase 1, anafase 1 en de telofase 1.
• Profase 1
De chromatinedraden wikkelen zich op tot chromosomen.
Homologe paren chromatiden van moederlijke en vaderlijke afkomst komen
zeer nauw met elkaar in contact. Ze grijpen in elkaar en vormen verdikte
lussen waarin beide helften niet meer van elkaar te onderscheiden zijn.
Homologe stukken genetisch materiaal kunnen nu uitgewisseld worden. Dit
verschijnsel wordt crossing-over genoemd. Dit heeft tot gevolg dat de
chromatiden die door eenzelfde centromeer verbonden zijn nu niet meer
volledig identiek zijn.
• Metafase 1
De homologe chromatidenparen komen naast elkaar in het midden van de
cel te liggen, per 2 .
Aan beide kanten kunnen zowel vaderlijke als moederlijke chromosomen
terechtkomen.
• Anafase 1
De trekdraden zitten vast op één kant van de centromeren.
De homologe chromosomen gaan via de spoelfiguur uit elkaar en bewegen
elk naar één pool.
Op het einde van deze beweging zijn de homologe chromosomen willekeurig
verdeeld over de twee celpolen.
• Telofase 1
Er ontstaan twee dochterkernen die elk de helft van het oorspronkelijke
aantal chromosomen hebben.
Elk chromosoom bestaat echter nog uit twee chromatiden. Deze zijn door
crossing-over niet meer identiek.
In de twee nieuw gevormde cellen komt van ieder gen nog steeds tweemaal
14
informatie voor. Deze cellen kunnen dus nog niet als voortplantingscellen
fungeren; in een voortplantingscel mag van ieder gen immers maar eenmaal
de informatie voorkomen.
Vandaar dat er voor de vorming van geslachtscellen een tweede deling nodig
is.
Tweede meiotische deling
In deze tweede meiotische deling onderscheiden we : profase 2, metafase 2,
anafase 2 en telofase 2.
•
Profase 2
In iedere cel wordt een spoelfiguur gevormd loodrecht op de richting van
de eerste.
•
Metafase 2
De chromatiden komen in het midden te liggen.
•
Anafase 2
De chromatiden komen ter hoogte van het centromeer los van elkaar. De
gepaarde chromatiden worden dus van elkaar gescheiden en bewegen
ieder naar een tegengestelde pool van de cel.
•
Telofase 2
De spoelfiguren worden afgebroken en de chromosomen despiraliseren
tot chromatinedraden. Er worden nieuwe kernmembranen gevormd en
het plasma wordt door insnoering van de celmembraan verdeeld. Vier
haploïde cellen met verschillende genetische samenstelling zijn ontstaan.
Samenvatting:
Bij een meiose deling worden vier verschillende haploïde cellen gevormd.
In de eerste meiotische deling kunnen door crossing-over vier
chromatiden van eenzelfde homoloog paar verschillend worden.
Bij de tweede meiotische deling zullen de chromatiden van eenzelfde
paar uiteindelijk over vier cellen verdeeld worden.
Een cel is haploïd als er geen homologe chromatinedraden aanwezig
zijn.
Een cel is diploïd als de chromatinedraden twee aan twee homoloog zijn.
15
Illustratie: de meiose
Testvragen
-kan je een overzicht geven van de verschillen tussen mitose en meiose
-Zijn de 4 cellen op het eind van een meiotische deling identiek?
-Zijn de 2 cellen op het eind van een mitose identiek?
-Wordt het geslacht van een baby bepaald door het erfelijk materiaal van de papa of van de mama ? Waarom ?
-Waar of niet waar : al onze lichaamscellen bevatten hetzelfde erfelijk materiaal
-Waar of niet waar : alle zaadcellen van een man bevatten hetzelfde erfelijk materiaal
16
Spermatogenese en ovogenese
Zowel bij de vorming van zaadcellen als bij de vorming van eicellen vindt meiose
plaats. Er zijn evenwel een aantal verschillen.
17
Hoofdstuk 2: Menselijke Voortplanting
De geslachtsorganen bij de man
↓
doorsnede van de penis
doorsnede van de teelbal
* prosta
18
Schrijf de juiste naam bij elk orgaan.
* Teelballen
*GESLACHTSKLIEREN van de man, deze zorgen voor de vorming van mannelijke
geslachtshormonen (welk is dit?) en de vorming van de voortplantingscellen (welke
zijn dit?).
• Binnenin is er een onderverdeling in 2 à 3OO lobjes waarin de zaadkanaaltjes
liggen : hier gebeurt de vorming van de zaadcellen.
• Tussen de zaadkanaaltjes liggen kliercellen (cellen van Leydig) die instaan voor
de productie van het mannelijk geslachtshormoon.
• De ligging is buiten de buikholte, in een huidplooi (balzak of scrotum). Dit is
noodzakelijk zo voor een optimale spermatogenese (bij een lagere temperatuur
dan lichaamstemperatuur)
• De teelballen zijn opgehangen aan de zaadstreng, die kan verkorten (bij koude)
of verslappen (bij warmte).
* Bijbal
* SET VAN GEKRONKELDE BUISJES OP DE TEELBAL, MET EEN TOTALE LENGTE VAN ONGEVEER 5
METER.
•
•
Hierin worden de zaadcellen omgeven met een slijmerig eiwit ; dit dient als een
beschermlaagje tegen her urinezuur.
Als de zaadcellen niet afgevoerd worden, worden ze hier afgebroken en de
afbraakproducten worden terug opgenomen.
* zaadleider
*DEZE BEGINT WAAR DE BIJBALGANG MET EEN KNIK NAAR BOVEN OMBUIGT.
•
Het transport van de zaadcellen gebeurt door ritmische samentrekkingen van de
•
spieren in de wand.
De zaadleiders monden uit in de urineleider net onder de blaas.
* zaadblaasje
* KLIER WAARIN HET ZAADVOCHT WORDT GEPRODUCEERD, DAT DOOR DE ZAADCELLEN (OP HUN LANGE
EN ZWARE TOCHT) ALS ENERGIEBRON GEBRUIKT WORDT – het bevat fructose, een
suiker.
Vroeger dacht men dat het zaad hierin werd opgeslagen, maar dat is niet
waar. Zaadcellen die toevallig hierin terecht komen, kunnen wel een tijdlang
overleven.
at
* KLIER DIE ROND DE EJACULATIEBUIS LIGT.
Ze produceert een vocht dat het zaad beschermt tegen het zure milieu van de
vagina, door stremming van de vochten. Dit gebeurt pas in de vagina. Bij
mannen van middelbare leeftijd kan deze klier gaan opzwellen (prostatitis).
Plassen wordt dan moeilijk en tenslotte onmogelijk. Het probleem is
eenvoudig te verhelpen met medicijnen of een ingreep.
* klier van Cowper
* KLIEREN DIE EEN SLIJM PRODUCEREN DAT DE TOP VAN DE EIKEL GLAD MAAKT BIJ DE ERECTIE.
Zij leveren het vocht dat het urinezuur neutraliseert.
Dit gebeurt vóór de ejaculatie.
19
* penis
*MANNELIJK, UITWENDIG PARINGSORGAAN, OOK GEBRUIKT VOOR DE URINELOZING.
• Binnenin zit de ejaculatiebuis, daaromheen en erboven
zitten 3 zwellichamen van sponsachtig weefsel.
• Bij sexuele prikkeling vullen deze zwellichamen met bloed, en wordt de
bloedafvoer stopgezet waardoor de penis vergroot en verstijft.
EIKEL
*VERDIKKING VOORAAN AAN DE PENIS, WAAROMHEEN EEN LOSSE VOORHUID ZIT.
• De voorhuid wordt soms verwijderd om verschillende redenen (medische of
godsdienstige).
20
De geslachtsorganen bij de vrouw
De
*
Schrijf de juiste naam bij elk orgaan.
okken
* AMANDELVORMIGE ORGANEN WAARIN DE EICELLEN HUN ONTWIKKELING BEGINNEN EN WAARIN DE
VROUWELIJKE GESLACHTSHORMONEN GEPRODUCEERD WORDEN.
Bij de geboorte van een meisje zitten hierin de moedercellen (diploïd) klaar.
Tot de puberteit blijven deze in rust, vanaf dan ontwikkelen moedercellen
verder tot eicellen tijdens de menstruele cyclus ; maandelijks wordt één
21
eicel (haploïd) gevormd.
* eileiders
* DEZE ZITTEN AAN WEERSZIJDEN VAN DE BAARMOEDER, ELK ONG. 10 CM LANG.
• Het begin hiervan stulpt als een TRECHTER over de eileider heen.
• Aan de binnenzijde (die bekleed is met plooien en trilharen) wordt de eicel
geholpen tijdens haar weg naar de baarmoeder (een eicel is onbeweeglijk, in
tegenstelling tot een zaadcel). Op deze weg wordt de eicel ook gevoed, door
kliercellen in de wand.
* baarmoeder
* PLAATS WAAR DE VRUCHT GEDRAGEN WORDT TIJDENS DE ZWANGERSCHAP. ter grootte van een
(kleine) vuist.
• De buitenwand is een stevige spier, die fel kan vergroten, de binnenwand is
bekleed met een slijmvlies-laag dat in de menstruele cyclus van samenstelling
verandert.
• Onderaan de baarmoeder zit de baarmoederhals. Deze is het grootste deel van
de tijd afgesloten met een slijmpropje, zodat er bescherming is tegen infecties
van buitenaf.
* vagina / schede
* VROUWELIJK PARINGSORGAAN
• Heeft een rekbare buitenwand.
• Als bescherming tegen infecties heerst hier een zuur milieu.
• De ingang naar de vagina is gedeeltelijk afgesloten door het maagdenvlies , een
dunne maar taaie ringvormige huidplooi. Deze scheurt in bij de eerste
geslachtsgemeenschap, of (mogelijk) eerder bij het gebruik van tampons of
hevige bewegingen.
• Hier zitten de klieren van Bartholin, die bevochtigen de vagina bij sexuele
prikkeling.
• Voor de ingang van de vagina ligt de urineopening. Hierin mondt de urineleider
uit.
Uitwendige vrouwelijke geslachtsorganen
* grote schaamlippen
* BUITENSTE SCHAAMLIPPEN, dikke huidplooien met veel zweet en talgklieren, en met
een behaarde buitenzijde. De ruimte hiertussen is de schaamspleet.
* klein schaamlippen
* BINNENSTE SCHAAMLIPPEN, geen onderhuids vet en geen beharing, wel talgklieren,
sluiten middenin op elkaar.
* clitoris
* Kegelvormig orgaan dat bestaat uit 2 zwellichaampjes, op de plaats waar de
schaamlippen vooraan samenkomen. Deze vullen zich met bloed bij seksuele
prikkeling.
22
Primaire en secundaire geslachtskenmerken
Wat is het verschil tussen primaire en secundaire geslachtskenmerken?
Maak in je nota’s een overzicht zoals hieronder weergegeven en vul dit aan:
mannelijk
vrouwelijk
primaire
geslachtskenmerken
secundaire
geslachtskenmerken
figuren
23
Video: Ontstaan van het leven
24
De eisprong
Vanaf de pubertijd rijpen in de eierstokken de eicellen. Elke maand beginnen een
aantal eicellen te rijpen, elk in een follikel – een blaasje op de eierstok. Enkel de
grootste/snelst rijpe hiervan barst open.
Dit proces noemt men de eisprong of ovulatie. Een eisprong vindt ongeveer eenmaal
in de vier weken plaats. De eicel die ongeveer 0,2 mm groot is wordt opgevangen in
door de eileider en door het trilhaar in de eileider naar de baarmoeder voortbewogen.
Het transport naar de baarmoeder en de innesteling duurt 4 a 5 dagen.
Uit de achterblijvende lege follikel ontstaat het zogenaamde gele lichaam. Dit vormt
de vrouwelijke hormonen. Als er geen bevruchting plaatsvindt sterft het gele
lichaampje na ongeveer 14 dagen af.
Noot:
dit is een
vereenvoudiging.
Elk hormoon
heeft méér dan
een invloed op
ons lichaam.
Zie ook http:/
/nl.wikipedia.org/
wiki/Oestrogeen
Geslachthormonen
De 2 voornaamste vrouwelijke geslachtshormonen zijn:
Oestrogeen: wordt geproduceerd door het follikel
-oestrogeen regelt de rijping van de eicel
Progesteron: wordt geproduceerd door het geel lichaam na de eisprong
-progesteron regelt de voorbereiding van de baarmoeder
25
De menstruele cyclus
26
Tijdens het rijpen van de eicellen in de follikels verandert maandelijks ook het
slijmvlies van de baarmoeder. Het slijmvlies wordt dikker door groei en vermeerdering
van de cellen. Deze periode heet de proliferatiefase.
Na de eisprong gaat het baarmoederslijmvlies meer slijm afscheiden. Dit wordt de
secretiefase genoemd; deze duurt tien à twaalf dagen. Het baarmoederslijmvlies
bereidt zich hiermee voor op een mogelijke zwangerschap.
Wordt de eicel niet bevrucht, dan gaat het gele lichaam te gronde en sterft het
slijmvlies van de baarmoeder af. Het wordt ongeveer veertien dagen na de eisprong
afgestoten. Dit gaat met bloedverlies gepaard: men noemt deze fase de menstruatie of
ongesteldheid.
27