Natuurverkenning samenvatting ‘Bouwstenen’ In het volgende boekje ging het over de volgende onderwerpen: 1. Grote bouwsels 5. Cellen 2. Kleine bouwsels 6. De microscoop 3. Het geraamte van de mens 7. Hele kleine bouwsels 4. Spieren Grote bouwsels Alles wat we om ons heen zien is opgebouwd uit kleinere eenheden. (bijv. beton uit grind, zand en cement) Ook onze school is opgebouwd uit kleinere onderdelen of bouwstenen. Het heelal daarentegen is heel groot, maar ook opgebouwd uit kleine bouwstenen. Volgens de mensen die tot de 16de eeuw leefde, draaide de sterren, de maan en de zon om de aarde heen, een geocentrische wereldbeeld (geos=wereld). Als de aarde om de zon draait: Heliocentrisch. Het lijkt voor ons dat de hemellichamen om de aarde heen draaien, maar al duizenden jaar voor onze jaartelling, waren er al nauwkeurige gegevens over de banen van de hemellichamen en de planeten. In het heelal hebben we grote groepen met sterren, minstens 500, die melkwegstelsels worden genoemd. Ze draaien op een vast punt, wat je het middelpunt zou kunnen noemen. Zo’n stelsel lijkt op een draaikolk. De aarde bevindt zich in een waaier van zo’n schijf, die wij zien als een zwak lichtende strook sterren: ‘de Melkweg’ Sterren zijn gloeiende, gasvormige, lichtende bollen, die wel 2000x keer zo groot als de zon kunnen zijn. Op blz. 9 zie je een afbeelding van de noordelijke en zuidelijke sterrenhemel. De grote van de stippen geeft de helderheid aan. De sterren staan niet altijd op dezelfde plek, doordat de aarde om zijn as en om de zon heen draait, lijkt het of de sterrenhemel draait. Als je naar de hemel kijkt is het punt recht boven je het ‘zenith’. De poolster staat echt altijd in het noorden, de rest van de sterrenhemel draait er omheen. Als je de Poolster wilt zien, moet je de Groter Beer gaan zoeken. De Groter Beer is een sterrenbeeld in de vorm van een steelpan. Als je nu een lijn denkt tussen de twee sterren tegenover de steel en dan een lijn trekt die 5 keer zo groot is als de lengte van de afstand tussen die 2 sterren, dan vind je de Poolster. Andere sterrenbeelden zijn Regulus en Orion, die goed is te herkennen aan zijn gordel en sterrenhoop. Naast melkwegstelsels, draaien ook sterren rond en daarom heen draaien de planeten. Zo’n ster met planneten noemen we een zonnestelsel. Vanaf de zon: Mercurius – Venus – Aarde – Mars – Jupiter – Saturnus- Uranus – Neptunus. Pluto is geen planneet. Pluto is een dwergplanneet, kwamen onderzoekers mee, omdat er door de jaren heen, planeten die groter waren dan Pluto zijn gevonden. Men wist niet zeker of dit daad werkelijk planeten waren en daarom zijn er 3 regels waaraan je moet voldoen voor de naam planeet: 1. Rond een ster draaien 2. Door zijn eigen zwaartekracht worden rond getrokken 3. Eigen omgeving schoon hebben getrokken van klein puin. Pluto voldoet niet aan de laatste eis, want er zweeft veel puin om Pluto heen en Pluto beweegt in een langgerekte ellips vorm om de zon heen. Er zijn 3 soorten: planeten, dwergplaneten en planetoïden. Dwergplaneten zijn groter dan planetoïden en kleiner dan planeten. Een dwergplanneet moet aan de volgende eisen voldoen: 1. In een baan rond de zon draaien en geen energie produceren door kernfusie 2. Genoeg massa hebben zodat ze door hun eigen zwaartekracht (bijna) bolvormig geworden zijn en dus in hydrostatisch evenwicht zijn. 3. Hun baan niet schoon geveegd hebben van andere objecten Planeten en dwergplaneten draaien om de zon, maar ook om hun eigen as. Planeten draaien vaak om 1 of meer manen: Mercurius en venus: geen manen, Aarde: 1 maan, Mars: 2 manen, Jupiter: 10 manen We kijken altijd tegen dezelfde kant van de maan doordat de maan ook om zijn eigen as draait. Op de maan bevinden zich plekken: donkere plekken zijn woestijnen, lichte plekken zijn bergen en donkere rondjes zijn kraters. Veel kunstmanen en satellieten hebben een vaste plek boven de aarde en draaien dus met de aarde mee. Conclusie: manen draaien om planeten, planeten draaien om sterren, sterren draaien in een melkwegstelsel, melkwegstelsels draaien in het heelal. Dankzij de zwaartekracht van de maan en een beetje van de zon hebben wij op aarde eb en vloed. Opkomende tij/vloed: het stijgen van het water. Hoogwater/hoogtij: zo wordt het genoemd, wanneer het water is gestegen Afgaand tij/eb: het water gaat dalen Laagwater/laagtij: het water is gedaald Springtij: de trekkracht van zon en de maan werken samen, waardoor ze elkaar versterken. Ze staan dan in 1 lijn, wat nieuwe maan wordt genoemd. De waterhoogte bereikt dan zijn hoogste punt. Doodtij: de maan en de zon staan tegenover elkaar, waardoor ze elkaar verzwakken en er weinig verschil is tussen eb en vloed. Op blz. 16 staat hoe het water in de richting van de maan en de zon getrokken wordt en bij welke standen er springtij en doodtij is. Om al deze hele grote bouwsels te kunnen zien, hebben we telescopen en radiotelescopen nodig. (tele = ver; skopein = zien) Kleine bouwsels Naast grote bouwsels hebben we ook kleine bouwsels. Bijvoorbeeld de veren van een vogel. Die veren verschillen, door de verschillende functies. De stevigste veren zitten bij de staart en de vleugels. Deze worden pennen genoemd. Je hebt slagpennen en stuurpennen. De stuurpennen zitten in de staart en dienen om te sturen. De slagpennen zitten in de vleugels en dienen om de vleugels te bewegen. Deze veren zijn luchtdicht. Een vogel heeft ook donsveertjes die de vogel moeten isoleren. Over de donsveertjes zit dakpansgewijs een laag met dekveren, die waterdicht zijn. Waarom laten de slagpennen geen lucht door? De veer is opgebouwd uit verschillende delen. De spoel is de middelste ‘staaf’. Het gedeelde waar de ‘haren’ aan vast zitten wordt de schacht genoemd. Die ‘haren’ worden baarden genoemd, dit zijn dus de zijnerven van de schacht. De zijnerven van de baarden zijn de baardjes. Deze zitten aan elkaar vast door de haakjes. Met een telescoop kunnen we sterren bestuderen, met een binoculair de veer, maar voor nog kleinere bouwstenen hebben we een microscoop nodig. (micro = klein) Het geraamte van de mens Onze botten zijn een deel van onze bouwstenen, die bij elkaar het geraamte maken. De botten bestaan uit beenaarde, een harde, kalkachtige stof, en lijmstof, een buigzame stof. Dankzij been aarde zijn onze botten stevig. Dankzij lijmstof zijn sommige delen van ons lichaam, zoals de oorschelp buigzaam. Dit heet kraakbeen In de demonstratieproef van 3.1 heb je gezien, dat zonder beenaarde, ook wel kalk genoemd, het botje flexibel is. de kalk is uit het botje verdwenen, doordat je het in zoutzuur hebt gelegd. De kalk verdwijnt, maar de lijmstof blijft. Ook zag je dat een botje zonder lijmstof heel broos, breekbaar, is. Dit deed je door het botje te verbranden. De lijmstof verbrandt, maar het kalk niet. In de botten van een baby zit veel lijmstof, daardoor breken baby’s bijna nooit hun botten. In de botten van bejaarde zit weinig lijmstof, waardoor de botten snel breken. Het geraamte heeft vier functies: 1. Stevigheid 2. Organen, als hart en longen, beschermen 3. Spieren zitten vast aan de botten 4. De vorm van ons lichaam We gaan nu na 3 grote delen van ons lichaam kijken: de schedel, de ledematen en de romp De schedel Onze schedel beschermt de hersenen. We delen de schedel in 2 delen op: het schedeldak en het aangezichtsgedeelte 1. Het schedeldak Het schedeldak bestaat uit: het wandbeen, het voorhoofdsbeen, het wiggebeen, het slaapbeen, de gehooropening en het achterhoofdbeen. 2. Het aangezichtsgedeelte Het aangezichtsgedeelte bestaat uit: het neusbeen, de bovenkaak, het jukbeen en de onderkaak. De ledematen De ledematen bestaan uit de armen en de benen, die ons de mogelijkheid geven om te lopen 1. De armen De arm bestaat uit het opperarmbeen, het spaakbeen, de ellepijp en de hand. Je kan goed het verschil onthouden tussen de ellepijp en het spaakbeen doordat de ellepijp naar de pink loopt. De pink heeft drie vingerkoortjes en de duim twee. 1.1 De hand De hand bestaat uit de handwortelbeentjes, de middenhandsbeentjes en vingerkoortjes. Alle vingers hebben drie vingerkootjes, maar de duim heeft er twee. 2. De benen Het been bestaat uit het dijbeen, het scheenbeen, het kuitbeen en de voet. Het verschil tussen het scheenbeen en het kuitbeen is goed te onthouden, doordat het scheenbeen veel dikker is dan het kuitbeen. 2.1 De voet De voet bestaat uit de voetwortelbeentjes, de middenvoetsbeentjes en de teenkootjes. Ook hier geld: alle tenen hebben 3 vingerkootjes, maar de grote teen 2. De vinger en de tenen lijken veel langer. Dit komt doorat de middenhand en de middenvoet lang en dun zijn, net als de kootjes. De romp De romp is behoorlijk groot en bestaat dan ook uit vier delen: de wervelkolom, de schoudergordel, de borstkas en de bekkengordel 1. De wervelkolom De wervelkolom bestaat uit 7 halswervels, 12 borstwervels, 5 lendewervels, het heiligbeen (5 vergroeide) en het staartbeen (4 vergroeide) in totaal dus 33 wervels. De wervelkolom bestaat uit verschillende stukjes, die allemaal aan elkaar vastzitten door een laagje kraakbeen. De wervelkolom heeft de vorm van een dubbele-S. Dankzij de vorm en het schijfje kraakbeen in de wervelkolom, is de wervelkolom buigzaam en veerkrachtig. Wij, als mensen worden door biologen tot de gewervelden gerekend, die allemaal 7 halswervels hebben. De wervels zien er niet allemaal hetzelfde uit, maar wel allemaal volgens het zelfde schema opgebouwd: het doornuitsteeksel, het dwarsuitsteeksel, het wervelgat en het wervellichaam. We hebben ook twee botten die ons helpen om ja en nee te schudden: de draaier en de atlas. Bij ja, scharniert de schedel over de atlas. Bij nee, draait de atlas om de draaier. De draaier draait dus niet!!! De wervels naar beneden zijn steeds zwaarder gebouwd, doordat ze meer gewicht moeten dragen. 1.1 Lichaamshouding Het is belangrijk dat de vorm van de wervelkolom de S-vorm blijft houden, daarvoor is een goede lichaamshouding nodig: goed rechtop zitten, tillen altijd met een rechte rug, gebogen knieën en houdt het voorwerp tegen je aan. 2. De schoudergordel De schoudergordel is gemaakt uit links en rechts een sleutelbeen en een schouderblad. 3. De borstkas Bestaat uit het borstbeen, de ribben en de 12 borstwervels van de wervelkolom 3. 1 Het borstbeen Het borstbeen bestaat uit het handvat, het borstbeen en het zwaardvormig aanhangsel 3. 2 De ribben De ribben zijn een soort kooi tussen de het borstbeen en de borstwervels. Ze bestaan uit de ware ribben, de valse ribben en de zwevende ribben 3.2.1 De 7 ware ribben zitten met kraakbeen aan het borstbeen vast 3.2.2 De 3 valse ribben zitten met kraakbeen vast aan het kraakbeen van de bovenliggende ribben 3.2.3 De 2 zwevende ribben zitten niet vast aan het borstbeen 3. 3 De 12 borstwervels van de wervelkolom Alle ribben zitten vast aan de 12 borstwervels met een schaniertje waardoor ze kunnen bewegen 4. De bekkengordel De bekkengordel bestaat uit het heiligbeen, het staartbeen, het heupbeen en het schaambeen. Het schaambeen bestaat uit twee beenstukken verbonden door kraakbeen. De botten kunnen bewegelijk on onbeweeglijk met elkaar verbonden zijn. Een verbinding tussen de botten, noemen we een beenverbinding. We hebben drie soorten verbindingen: een naadverbinding, een kraakbeenverbinding en met gewrichten. 1. De naadverbinding De schedel heeft een naadverbinding. De schedeldelen zitten tegenelkaar door de naadverbinding. Een naadverbinding is onbeweeglijk 2. De kraakbeenverbinding Kraakbeen speelt een belangrijke rol bij verbinding van botten. De meeste botten zijn oorspronkelijk van kraakbeen en zijn tijdens de groei hard geworden, waardoor er been ontstond. Wanneer 2 botten bij elkaar komen verhardt het kraakbeen niet. Een voorbeeld van een kraakbeenverbinding is die tussen de ribben en het borstbeen. 3. De gewrichten Als botten bewegelijk met elkaar verbonden zijn heet dit een gewricht. De gewrichten zijn op te delen in onder andere 3 soorten: een kogelgewricht, een scharniergewricht en een rolgewricht. 3.1. Het kogelgewricht Bij een kogelgewricht past de gewrichtsknobbel precies in de gewrichtskom, zoals bij de heup: de knobbel van het dijbeen past precies in de kom van het heupbeen. 3.2. Het scharniergewricht De naam scharniergewricht komt natuurlijk omdat die maar 1 richting op kan bewegen. Deze vind je bijvoorbeeld tussen de vingerkootjes, tussen het dijbeen en het scheenbeen en tussen de teenkootjes. 3.3. Het rolgewicht De elleboog is nogal ingewikkeld. Tussen de ellepijp en het opperarmbeen vinden we een scharniergewricht, maar het spaakbeen kan om de ellepijp draaien, waardoor de handpalm naar voren en naar achteren kan. Dit is de enige plek waar we dit vinden. De bouw van de gewrichten is steeds hetzelfde: het ene botstuk heeft een knobbel op het einde en de andere een kom waar de knobel inpast. De knobbel en de kom zijn bedekt met een laagje kraakbeen, anders zouden ze snel versleten zijn. Door stevige banden worden de botstukken op hun plaats gehouden, dit heet het gewrichtskapsel. Die scheiden het gewrichtsmeer af, wat ervoor zorgt dat het bewegen gesmeerd gaat. Soms kan een gewricht te ver doorbuigen, wat twee blessuren kan opleveren: een verstuiking of een ontwrichting 1. Een verstuiking De gewrichtsknobbel is uit de kom geweest, maar er weer ingeschoten, hierdoor is het gewrichtskapsel uitgerekt, maar met wat rust geneest dit weer. 2. Een ontwrichting De gewrichtsknobbel blijft uit de kom. Het gewrichtskapsel is hier ook beschadigd, maar erger en er kan een inwendige bloeding ontstaan, waardoor de enkel later dik wordt. De dokter moet nu de gewrichtsknobbel weer op de juiste plek zetten. Het is slim om ook alle tekeningen te leren en 3.6. LET OP: 3.6 zijn niet alle onderdelen! Spieren Het lichaam telt 600 spieren, waarvan 40% van het lichaamsgewicht skeletspieren zijn. Deze zitten vast aan pezen aan de botten, waardoor wij kunnen bewegen. Ze bestaan uit spiervezels, die zich kunnen samentrekken en daardoor korter en dikker wordt. Hiervoor is veel energie nodig, waardoor er veel verbranding plaatsvindt, waarvoor veel voedingstoffen en zuurstof nodig is. als je beweegt ga je ook hijen, dit komt doordat de spieren voor de verbranding meer zuurstof nodig hebben Naast hijgen gebeurt er nog meer: Je gaat zweten, je wordt warmer en roder, Je hartslag gaat omhoog We hebben willekeurige en onwillekeurige spieren. Willekeurige spieren werken als we dat willen: spieren voor leren fietsen of zwemmen. Onwillekeurige spieren werken automatisch: hartspieren en spieren in je ingewanden. Spieren kunnen samentrekken. Wanneer je een andere spier nodigt hebt om weer te ontspannen, noemen we deze spieren, antagonisten: in je bovenarm zitten biceps en triceps. De biceps laten de armen buigen. De triceps laten je strekken. Je biceps zitten aan de voorkant van bovenarm . Je triceps aan de achterkant van je bovenarm. Spieren die samengetrokken zijn, zijn korter. Spieren waarmee je lange tijd niks doet worden na een tijdje ook korter. Als zo’n spier ineens intensief gaan gebruiken, dan kan die scheuren. Een spier scheurt niet als je eerst langzaam hebt ingelopen bijvoorbeeld. Dit komt doordat er meer bloed naar je spieren stroomt dan, die de spieren opwarmt. Een opgewarmde en goed doorbloede spier scheurt minder snel. Om blessures te verkomen is het beter om na het inlopen te stretchen (spieren iets langer maken) Volledig uitgerechte spieren scheuren minder snel. In 4.5 ging het over vragen die je op de computer moest beantwoorden. Cellen Ons lichaam bestaat uit hele kleine hokjes die door Robert Hokke zijn ontdekt en ze op het Engels cellen heeft genoemd. Alle organismen bestaan uit cellen. Zij regelen allerlei processen in het lichaam! Ook de cellen bestaan weer uit verschillende delen. We hebben 4 soorten cellen: bacteriecel, schimmelcel, plantencel en dierlijke cel. De mens wordt tot de laatste cel gerekend. We hebben ook eencellige dieren (bijv. pantoffeldiertje) Waaruit bestaan de cellen?: Bacteriecel: cytoplasma, celwand en celmembraan Schimmelcel: celkern, celwand, vacuole en celmembraan Plantencel: celkern, celwand, vacuole, celmembraan en bladgroenkorrels Dierlijke cel: celkern, celmembraan en cytoplasma Onderdelen: Celkern: bestuurt de levensverrichtingen van de cel, zonder kern is de cel dood. Cytoplasma: vloeistof waarmee de cel gevuld is en de onderdelen in drijven. Vacuole: zakje met water en opgeloste stoffen die voor de cel belangrijk zijn. Celwand: wand om de cel heen (niet bij dierlijke cel) Celmembraan: vliesje om de cel heen. De celwand is steviger dan het celmembraan. Is belangrijk voor het doorlaten van stoffen in en uit de cellen. Meerdere cellen bij elkaar, noemen we weefsel. Als weefsels bij elkaar horen, vormt dat een orgaan. Meerdere organen bij elkaar, vormen een orgaanstelsel. Meerdere orgaanstelsels vormen een organisme. In de cel zitten kleine fabriekjes die de processen in de cel opgang houden: organellen. In de cel zit een celkern, die chromosomen bevat, die het bouwplan van het organisme bevatten. Om de celkern zit een vlies, het kernmembraan. In de celkern worden de chromosomen gelezen en door de cel uitgevoerd. Een cel bevat 46 chromosomen: 23 van je moeder, 23 van je vader. Cellen delen zich ook: celdeling of mitose genoemd. Tijdens de celdeling splitst de moedercel zich op in 2 cellen, die weer tot een normale celgrootte gaan groeien. Er ontstaan 2 dochtercellen. Cellen splitsen om 3 reden: 1. Groei. 2. Herstel: na een breuk of bloedverlies moet je lichaam weer herstellen. 3. Vervanging: cellen worden oud en sterven af. Celdeling is een ingewikkeld proces: 1. De chromosomen kopiëren zich. (92 chromosomen nu dus) 2. De kernmembraan lost op, de chromosomen liggen midden in de cel. De cel is kort en dik. 3.4.5. De kopieën van de chromosomen worden uit elkaar getrokken: de ene naar links, ander rechts. 6. In de cel komen 2 celkernen met elk 46 chromosomen, een celwand scheidt de twee cellen van elkaar, waardoor er twee nieuwe cellen ontstaan. Antoni van Leeuwenhoek wilde ook graag cellen zien en maakte een microscoop die wel 200x kon vergroten. Hij tekende het na en stuurde zijn tekeningen naar de Royal-Society, op aanraden van zijn vriend, Renier de Graaff. Hij wist veel over het menselijk lichaam. Naast cellen zien, heeft Antoni ook de spermacel ontdekt. Hij bedacht de nieuwe theorie over hoe leven ontstond, in plaats van dat het spontaan ontstond, zoals mensen geloofde in die tijd. Hij ontdekte dat alle levende en dode stof bestond uit bolvormige deeltjes: globulen. Hij heeft ook bacteriën ontdekt, maar het mooiste was de ontdekking van plankton. Het motto van Antoni is: Neem niet alles aan, maar ga zelf op onderzoek uit. De microscoop Als we een microscoop vast houden doen we dat aan het statief. We moeten het niet heen en weer schudden, want dan kan oculair uit de tubus vallen. Bij een microscoop kan je door 2 lenzen tegelijk kijken: de oculair en de objectieven. De oculair vergroot 10x of 15x. daarnaast vergroot de objectief 4x, 10x of 40x. De oculair zit in de tubus. De objectieven zitten vast aan de revolverplaat, die kan draaien. Om het beeld scherp te stellen gebruik je de macro- en microschroef. De macroschroef stelt grof scherp. De microschroef stelt fijn scherp. Het voorwerp wat je gaat bekijken, noemen we het preparaat en wordt op de tafel gelegd en met de preparaatklemmen vastgemaakt. Zo’n voorwerp moet doorschijnend zijn, want er is alleen doorschijnend licht op de microscoop. Met de diafragma bepalen we de hoeveelheid licht. tussen de tafel en de statief zit de preparaatbeveiliging, die ervoor zorgt dat de objectieven niet door de preparaat draait en zo beschadigd. Een preparaat kan je ook zelf maken: 1. Maak het voorwerpglaasje schoon met een tissue 2. Leg het voorwerpglaasje op tafel 3. Leg met het druppelflesje een druppel op het midden van het voorwerpglaasje. 4. Haal je voorwerp en spreid dat uit in de druppel. 5. Houd met je linker hand het dekglaasje tussen duim en wijsvinger vast. 6. Raak het dekglaasje met het water aan. 7. Ondersteun het glaasje met een prepareernaald. 8. Laat het dekglaasje langzaam op het voorwerp en het water zakken. Zorg ervoor dat het preparaat altijd boven het gat in de tafel komt te liggen en dat je je preparaat vast zet met de preparaatklemmen. Scherpstellen: 1. Draai met de revolverplaat naar de kleinste oculair 2. Zet de tafel op zijn hoogste stand. 3. Draai de tafel naar beneden met de macroschroef tot dat je het voorwerp scherp ziet. 4. Draai daarna met de microschroef het beeld tot zijn scherpst. Als bij een grotere vergroting het scherpe beeld helemaal kwijt bent, moet je opnieuw beginnen. Soms zie je zwarte cirkels, dit zijn luchtbellen. Bij het opruimen: moet je de microscoop vast pakken zoals het hoort en de preparaat er onderuit halen. Hele kleine bouwsels Voorbeelden van kleine bouwsels zijn de uienvlies, blaadje waterpest en plankton, de door Van Leeuwenhoek ontdekte levende wezentjes in water. Deze dingen hebben we allemaal bekeken. Plankton gaat bij de luchtbelletjes zitten, want daar is meer zuurstof te vinden. Plankton zit in de sloot of de vijver. We noemen het spul waar zij vaak in zitten drab. In 7.5 ging het over AFM. AFM (Atomic Force Microscopy) is een soort microscoop. Naast AFM hebben we ook lichtmicroscopie en elektronenmicroscopie. Bij AFM hoef je niet door een lens te kijken. Met een dunne naald aan een veer, wordt het oppervlak aangeraakt. Als de naald een dal ingaat dan gaat de naald naar beneden. Bij een heuvel gaat de naald omhoog. Op de naald is een laserstraal gericht, die met de naald mee gaat. De computer kan dit nu in een afbeelding tekenen. AFM heeft voor- en nadelen. Voordelen: je kunt er mee werken om allerlei omstandigheden. Je kunt voorwerpen in hun natuurlijke omgeving bekijken, met AFM meet je de oppervlak, waardoor je weet hoe het eruit ziet. Dit is ook een nadeel, want het voorwerp hoeft er niet hetzelfde uit te zien als de binnenkant. Daarnaast is het ook lastig om het voorwerp vast te zetten, terwijl dat wel vaak moet. Hoe zichtbaar AFM kan maken hangt van het materiaal af. Soms kan het moleculen zichtbaar maken. De voorbeelden zijn niet samengevat! Leer ook: De strippen