Chloroplasten, of bladgroenkorrels, hebben een belangrijke functie bij de fotosynthese in een organisme. In de bladgroenkorrels wordt de lichtenergie uit zonlicht opgevangen en gebruikt om suikers te maken.

Suikerproducent

Een chloroplast is een groenkleurig organel dat sommige eukaryoten zoals planten en algen in hun cellen hebben. Het neemt de fotosynthese voor zijn rekening waaruit energie wordt gewonnen die de organismen nodig hebben om te leven. De energie uit het licht wordt gebruikt om suikers te maken van koolstofdioxide (CO2) en water (H2O).

Ontstaan door samenwerking

Bij chloroplasten lijken de bouw en het genoom, het geheel van alle genen, sterk op vroege prokaryote micro-organismen. Dit is ook zo bij mitochondriën. Wetenschappers denken dan ook dat chloroplasten en mitochondriën zijn ontstaan in een samenwerking tussen vroege prokaryoten die door organismen mét cel in de cel werden opgenomen. Dit verschijnsel heet endosymbiose.

Groentjes

De chloroplast bevat pigmenten die zonlicht absorberen, vooral blauw en rood licht. Daarbij weerkaatst het groene licht. Daardoor zijn bladgroenkorrels groen.

1. Wat zijn prokaryoten?

2. Wat wordt bedoeld met het begrip symbiose?

Het ontstaan van mitochondriën

Energiecentrales in de cel

Mitochondriën zijn de energiecentrales van een cel. Hoe meer mitochondriën in een cel, hoe meer energie er wordt opgewekt. Het aantal mitochondriën in een cel kan variëren van één tot duizenden.

Van cel tot organel

Een mitochondrion is een staafvormig organel dat in eukaryote cellen voor de opwekking van energie zorgt. Het is 0,5 tot 1 micrometer (µm) in doorsnee. Dit organel stamt, net als chloroplasten, oorspronkelijk af van een bacterie die ongeveer 1,5 miljard jaar geleden is gaan samenwerken met een eukaryote cel. Deze samenwerking wordt endosymbiose genoemd. Mitochondriën hebben dus hun eigen genetisch materiaal.

Citroenzuurcyclus

Mitochondriën zorgen voor de productie van ATP (adenosinetrifosfaat) via de fosforylering (de toevoeging van een fosfaatgroep) van ADP (adenisinedifosfaat). ATP werkt als energiebron om de stofwisseling van de cel mogelijk te maken. Voor de productie van ATP worden glucose, pyrodruivenzuur of NAPD in het mitochondrion geoxideerd. Dit proces heet de citroenzuurcyclus.

Het toestel van Miller

Waar komt het leven op aarde vandaan? Met die vraag worstelde de jonge onderzoeker Stanley Miller in 1953, toen hij afstudeerde in het laboratorium van scheikundige en Nobelprijswinnaar Harold Urey. Samen bedachten de twee een eenvoudige, maar baanbrekende manier om hierachter te komen: door de omstandigheden van de jonge aarde nauwkeurig na te maken, hoopten ze dat er vanzelf iets zou gebeuren. Miller en Urey gingen er vanuit dat het leven op aarde opgebouwd moet zijn uit de levenloze materie die er toen al was. Dat idee noemen we chemische evolutie.

3. Het ontstaan van leven is moeilijk te begrijpen. De scheikundigen Miller en Urey maakten in 1953 een oersoep, waarin zij na een week aminozuren (bouwstenen van leven) vonden. Nu weten we dat de luchtlaag rond de jonge aarde op een aantal punten niet helemaal te vergelijken is met deze oersoep.

Opdracht:

A) Leg met behulp van de afbeelding de werking van het toestel van Miller uit. Gebruik daarin in ieder geval het begrip coacervaten.

B) Tegenwoordig zijn er wetenschappers die een andere visie hebben over het ontstaan van het eerste leven. Dit omdat zij er achter kwamen dat de omstandigheden op Aarde miljarden geleden niet overeen kwamen met de omstandigheden van het experiment van  Miller en Urey. Zoek op welke visie deze wetenschappers er op na houden.

Verwerk de antwoorden in een word bestand en stuur deze naar de docent.

De vacuole

Vacuolen zijn uitbreidbare celorganellen, die voornamelijk voorkomen in planten- en schimmelcellen en fungeren als opslagmedium voor water (en daarin opgeloste voedingsstoffen). De term is afgeleid van het Latijnse "vacuus" (vacuüm of lege ruimte). Onder de microscoop zijn de vacuolen gevuld met water meestal zeer zichtbaar vanwege hun relatief grote grootte. In plantencellen nemen vacuolen in het algemeen meer dan 3/4 van het inwendige van de cel in beslag.
Vacuolen ontstaan ​​tijdens celgroei; meer specifiek in de loop van de groei van de uitbreiding. De extensiegroei dient om de plant groter te maken. In tegenstelling tot de divisiegroei is de extensiegroei veel energie-efficiënter.
Varianten van de vacuole Vacuolen komen ook voor in de vorm van contractiele vacuolen in de bekende paramecia. Contractiele vacuolen zijn samentrekkende blaren die dienen om water uit de cel te verwijderen. Hiervoor nemen de contractiele vacuolen ritmisch toe en af, waardoor cellulosevloeistof van binnenuit wordt opgenomen en naar de buitenkant van de cel wordt vrijgegeven. De instroom van water is te wijten aan de hogere osmotische druk in de cel en is te wijten aan dit. In de cel is de zoutconcentratie dus hoger dan in het omringende zoet water. Zonder de aanwezigheid van contractiele vacuolen zou de osmotische druk in de cel te hoog zijn en zou de cel barsten.

Structuur van de vacuole

Vacuolen hebben een vergelijkbare structuur als blaasjes. Beide organellen zijn alleen omgeven door een membraan. Terwijl vacuolen altijd zijn uitgerust met een enkel membraan dat tonoplast wordt genoemd, kunnen blaasjes ook een dubbel membraan hebben. De tonoplast kan water op verzoek absorberen door zijn semipermeabele membraan en het weer vrijgeven voor transpiratie of voor fotosynthese. Zodra de expandeerbare vacuole verzadigd raakt met water, neemt de omtrek vele malen toe en wordt alleen beperkt door de celwand. Vacuolen zijn daarom zo groot dat ze gemakkelijk kunnen worden herkend onder een microscoop.

Functie van de vacuole

De belangrijkste functie wordt vervuld door de vacuole door het genereren van de zogenaamde Turgordrucks. Naarmate de vacuole zijn volume in de cel verhoogt, neemt ook de druk in de cel toe. Omdat deeltjes altijd streven naar een evenwicht van de stofconcentratie (zie osmose en diffusie), stroomt water van buiten naar de cel.
Vacuoles voeren verschillende taken uit. Ze kunnen bijvoorbeeld dienen als stofopslag voor eiwitten, zoals peulvruchten in de zaadlobben, maar absorberen ook organische verbindingen. Ze dienen als tijdelijke opslag van giftige afvalproducten van het metabolisme van de plant. In de vacuolen kunnen de toxines betrouwbaar worden geïsoleerd van de rest van de cel. Giftige planten slaan hun gifstoffen op in de vacuolen. Op deze manier kan een plant zichzelf beschermen tegen roofdieren zonder zichzelf te vergiftigen door het gif zelf.

5. In een plantaardige vacuole komen vaan kleurstoffen voor, de anthocyanen. Deze kunnen de kleuren rood, paars of blauw hebben. Dit is afhankelijk van de _pH van de vloeistof.

Leg uit hoe het komt dat als je rode kool in koud water wast het waswater niet kleurt, maar dat wel doet als je de rode kool kleurt.

6. Verzin een experiment waarmee je kunt aantonen dat de plant voor turgor, water nodig heeft.

7.Wat verstaan we onder diffusie?

8. Zoek op wat we verstaan onder osmose

Het celmembraan

Het celmembraan wordt ook wel plasmalemma, of plasmamembraan genoemd. Het celmembraan bestaat uit een zeer dunne (8 nm) dubbele fosfolipidenlaag. De dubbele fosfolipidenlaag bestaat uit vetachtige moleculen. Deze moleculen bestaan uit een hydrofiele kop en een hydrofobe staart. In de dubbele fosfolipidenlaag liggen eiwitten. Deze eiwitten worden membraaneiwitten genoemd. Er zijn drie verschillende soorten membraaneiwitten. De functie van het celmembraan is vorm en stevigheid geven, isolatie van de cel geven, uitwisseling van stoffen tussen de cel en de extracellulaire ruimte mogelijk maken en gevoeligheid van de cel voor hormonen en neurotransmitters mogelijk maken.

Bouw van het (cel)membraan

Het celmembraan is zeer dun. Het celmembraan heeft een dikte van ongeveer 8 nanometer (nm; is een miljardste deel van een meter). Het celmembraan bestaat uit een dubbele laag van fosfolipiden. Deze fosfolipiden bestaan uit een kop die van water houdt (hydrofiel) en een vetzuurstaart die water afstoot (hydrofoob). De hydrofiele koppen van de fosfolipiden zijn naar buiten gericht en de hydrofobe starten zijn naar binnen gericht van de dubbele fosfolipidenlaag. Doordat de hydrofiele koppen en hydrofobe staarten op deze manier in het celmembraan liggen, worden de cellen niet door het waterige extracellulaire milieu afgestoten. Wateroplosbare stoffen kunnen echter niet zomaar het celmembraan passeren, omdat de hydrofobe staarten de wateroplosbare stoffen afstoten. Het celmembraan bestaat niet alleen uit de vetachtige fosfolipiden, maar ook uit de vetachtige sfingolipiden zoals cholesterol en ceramide.

Het celmembraan bestaat daarnaast ook nog uit eiwitten  en koolhydraten die in het celmembraan liggen. De eiwitten die in het membraan liggen, worden membraaneiwitten genoemd. De koolhydraten die in het membraan liggen, worden membraankoolhydraten genoemd. Van de membraaneiwitten kennen we de transmembraaneiwitten, intrinsieke membraaneiwitten en extrinsieke membraaneiwitten. De transmembraaneiwitten overspannen de gehele dikte van de fosfolipidenlaag. De intrinsieke membraaneiwitten komen vrij stevig gehecht voor aan de binnen-, of buitenzijde, of in het membraan. De extrinsieke membraaneiwitten zijn losjes gebonden aan de binnen-, of buitenzijde van het membraan. De membraankoolhydraten komen vaak gebonden aan de membraaneiwitten voor. Wanneer de koolhydraten zijn gebonden aan de membraaneiwitten worden ze glycoproteïnen genoemd.

Functies van het celmembraan

Het celmembraan heeft verschillende functies. Zo geeft het celmembraan samen met het cytoskelet vorm en stevigheid, isoleert het de cel, maakt het uitwisseling van stoffen mogelijk en maakt het gevoeligheid van de cel voor neurotransmitters en hormonen mogelijk. Het celmembraan geeft vorm en stevigheid aan de cel, omdat de dubbele lipidenlaag voor een waterafstotende laag zorgt. Ook vormt het celmembraan een ankerpunt voor het cytoskelet (celskelet). Doordat het celmembraan bepaalde stoffen afstoot, of moeilijker doorlaat, vormt de celmembraan een isolatielaag voor de cel. Op deze manier wordt de cel beschermd door het celmembraan.

Stoffen kunnen van en naar de cel gaan middels passief en actief transport. Passief transport kost geen energie . Actief transport kost wel energie. Sommige stoffen (bijvoorbeeld zuurstof en koolstofdioxide) kunnen middels passief transport door de celmembraan heen gaan, andere stoffen (bijvoorbeeld aminozuren, Kalium, Natrium, glucose) moeten actief door het celmembraan getransporteerd worden.

9. Zoek op wat er bedoeld wordt met een semi permeabel en een permeabel membraan.

De celkern

De celkern is een rond of ovaal lichaampje, dat meestal middenin de cel ligt. De celkern blijkt bij vele levensprocessen een onmisbaar onderdeel van de cel te zijn. Lichaamscellen zonder celkern (de rode bloedlichaampjes) hebben maar een zeer beperkte stofwisseling en zijn niet in staat tot groei of deling. De celkern bestaat uit kernvocht (karyoplasma), omsloten door het celkernmembraan. In het celkernvocht bevindt zich een aantal onregelmatig begrensde donkere korrels, het chromati-ne. Ook bevinden zich in de celkern vaak vormsels die donkerder, groter en regelmatiger van vorm zijn, de kernlichaampjes of nucleoli.

Met de elektronenmicroscoop kan men zien, dat de celkernmembraan bestaat uit twee lagen, met daartussen een nauwe ‘open’ ruimte. Op vele plaatsen komen de binnenste en de buitenste laag bij elkaar en omsluiten dan een kleine, ronde opening: een kernporie. Door deze poriën worden vermoedelijk stoffen tussen de celkern en het cytoplasma uitgewisseld. Toch worden niet alle stoffen zomaar doorgelaten. Ionen (kleine elektrisch geladen deeltjes) kunnen door het celkernmembraan worden tegengehouden. Maar de grote ‘boodschappermoleculen’ kunnen er wél doorheen.

De buitenste laag van het celkernmembraan staat in verbinding met de membranen van het endoplasmatisch reticulum. Deze laag is zelf ook vaak bezet met ribosomen. Met de elektronenmicroscoop zijn de directe verbindingen tussen de ‘open’ spleet in het celkernmembraan en de buisjes van het endoplasmatisch reticulum te zien. Op grond van deze waarnemingen beschouwt men het celkernmembraan wel als een speciaal onderdeel van het endoplasmatisch reticulum, dat zich om de celkernmassa heenstulpt. De betekenis van deze gegevens is nog niet helemaal duidelijk.

Vervoer van stoffen van de celkern naar het cytoplasma gaat meestal direct door het celkernmembraan. Grotere deeltjes worden eerst omgeven door een blaasje, dat gemaakt is van celkernmembraan, en worden dan afgegeven aan het cytoplasma. Dit lijkt veel op fagocytose.

Het karyoplasma (kernvocht) is een betrekkelijk heldere, eiwitrijke vloeistof, waarin met de lichtmicroscoop geen structuur valt te ontdekken. Wel zijn in het karyoplasma de chromatinekorrels als onregelmatige klompjes donker materiaal te onderscheiden. De hoeveelheid en de verdeling van het chromatine is vaak kenmerkend voor de cel-soort. Chromatine bestaat uit een aantal kluwentjes van draadvormige organellen, de chromosomen. Chromosomen bestaan grotendeels uit DNA (de afkorting van de Engelse term voor: desoxyribonucleïnezuur). Chromosomen bevatten de erfelijke ‘informatie’ voor alles wat er in de cel gebeurt. Het DNA bestaat uit lange draadvormige moleculen, ongeveer 20 A dik. Een DNA-molecule is opgebouwd uit een reeks kleinere moleculen, de nucleotiden. Steeds blijken in een DNA-molecule twee ketens van nucleotiden parallel aan elkaar verbonden te zijn. Bij de celdeling moet elke DNA-molecule verdubbeld worden. Dit gebeurt doordat twee ketens zich splitsen en aan elke afzonderlijke keten wordt dan een nieuwe keten gebouwd.

10. Wat is het verschil tussen chromatine en een chromosoom?

DNA (Bron: https://npokennis.nl/longread/7712/wat-is-dna-en-wat-kun-je-ermee-doen#id-5285)

Wat is DNA?

Een DNA-streng moet je zien als een soort verzamelpakket van bijna al je erfelijke informatie. Deze pakketten zijn opgebouwd uit afgebakende kleinere stukjes DNA die genen worden genoemd. Elk gen bevat de informatie voor de specifieke vorming van een eiwit. Zij geven al je erfelijke eigenschappen door, zoals je haar- en oogkleur. 

DNA komt voor in iedere cel van ieder mens, dier, plant en schimmel. Het bepaalt grotendeels wat er gebeurt in je lichaam: het is als het ware het ontwerp voor je bestaan. Binnen in het DNA zit een genetische code die voor iedereen uniek is. Hierdoor kent ieder wezen een eigen bouwplan en verschillen we – ondanks dat we soortgenoten zijn – toch van elkaar.

De allerkleinste deeltjes van ons lichaam bevatten onder meer informatie over ons uiterlijk.

Naar de meest recente schattingen bevat je lichaam in totaal zo’n 30.000 genen. Dit totaalpakket wordt ook wel het menselijk genoom genoemd. Omdat deze verzameling te complex is om op één plaats te bewaren, wordt hij verspreid over chromosomen.

In het geval van de mens, heeft ieder van onze celkernen een verzameling van in totaal 46 chromosomen. Hiervan zijn er 23 afkomstig van je moeder en 23 van je vader, die allemaal paartjes vormen. Ieder chromosomenpaar is uniek en bevat duizenden unieke genen.

De 46 chromosomen die je in iedere cel van je lichaam hebt.2Welke informatie zit in je DNA?

DNA vertelt je veel over jezelf en over anderen. Zo vertelt je genetische code wie je (voor)ouders zijn of wie ze waren. Door DNA te vergelijken, kun je controleren of jullie code overeenkomt en je dus echt familie bent. Als je meer wil weten, is het zelfs mogelijk om ermee in kaart te brengen wat je etnische achtergrond is. Komen je verre voorouders bijvoorbeeld misschien uit Afrika of China? Of waren zij zelfs Inca’s? Je DNA vertelt het je.

DNA afnemen kan op allerlei manieren, het afnemen van wangslijm is de meestgebruikte manier.

DNA kan verder als bewijs dienen in een moordzaak. Op een

De celkern is een rond of ovaal lichaampje, dat meestal middenin de cel ligt. De celkern blijkt bij vele levensprocessen een onmisbaar onderdeel van de cel te zijn. Lichaamscellen zonder celkern (de rode bloedlichaampjes) hebben maar een zeer beperkte stofwisseling en zijn niet in staat tot groei of deling. De celkern bestaat uit kernvocht (karyoplasma), omsloten door het celkernmembraan. In het celkernvocht bevindt zich een aantal onregelmatig begrensde donkere korrels, het chromati-ne. Ook bevinden zich in de celkern vaak vormsels die donkerder, groter en regelmatiger van vorm zijn, de kernlichaampjes of nucleoli.

Met de elektronenmicroscoop kan men zien, dat de celkernmembraan bestaat uit twee lagen, met daartussen een nauwe ‘open’ ruimte. Op vele plaatsen komen de binnenste en de buitenste laag bij elkaar en omsluiten dan een kleine, ronde opening: een kernporie. Door deze poriën worden vermoedelijk stoffen tussen de celkern en het cytoplasma uitgewisseld. Toch worden niet alle stoffen zomaar doorgelaten. Ionen (kleine elektrisch geladen deeltjes) kunnen door het celkernmembraan worden tegengehouden. Maar de grote ‘boodschappermoleculen’ kunnen er wél doorheen.

De buitenste laag van het celkernmembraan staat in verbinding met de membranen van het endoplasmatisch reticulum. Deze laag is zelf ook vaak bezet met ribosomen. Met de elektronenmicroscoop zijn de directe verbindingen tussen de ‘open’ spleet in het celkernmembraan en de buisjes van het endoplasmatisch reticulum te zien. Op grond van deze waarnemingen beschouwt men het celkernmembraan wel als een speciaal onderdeel van het e(Bron: https://npokennis.nl/longread/7712/wat-is-dna-en-wat-kun-je-ermee-doen#id-5285)ndoplasmatisch reticulum, dat zich om de celkernmassa heenstulpt. De betekenis van deze gegevens is nog niet helemaal duidelijk.

Vervoer van stoffen van de celkern naar het cytoplasma gaat meestal direct door het celkernmembraan. Grotere deeltjes worden eerst omgeven door een blaasje, dat gemaakt is van celkernmembraan, en worden dan afgegeven aan het cytoplasma. Dit lijkt veel op fagocytose.

Het karyoplasma (kernvocht) is een betrekkelijk heldere, eiwitrijke vloeistof, waarin met de lichtmicroscoop geen structuur valt te ontdekken. Wel zijn in het karyoplasma de chromatinekorrels als onregelmatige klompjes donker materiaal te onderscheiden. De hoeveelheid en de verdeling van het chromatine is vaak kenmerkend voor de cel-soort. Chromatine bestaat uit een aantal kluwentjes van draadvormige organellen, de chromosomen. Chromosomen bestaan grotendeels uit DNA (de afkorting van de Engelse term voor: desoxyribonucleïnezuur). Chromosomen bevatten de erfelijke ‘informatie’ voor alles wat er in de cel gebeurt. Het DNA bestaat uit lange draadvormige moleculen, ongeveer 20 A dik. Een DNA-molecule is opgebouwd uit een reeks kleinere moleculen, de nucleotiden. Steeds blijken in een DNA-molecule twee ketens van nucleotiden parallel aan elkaar verbonden te zijn. Bij de celdeling moet elke DNA-molecule verdubbeld worden. Dit gebeurt doordat twee ketens zich splitsen en aan elke afzonderlijke keten wordt dan een nieuwe keten gebouwd.

plaats delict laat een dader vaak sporen na, zoals haren of h(Bron: https://npokennis.nl/longread/7712/wat-is-dna-en-wat-kun-je-ermee-doen#id-5285)uidschilfers. Hieruit kan DNA worden afgelezen en aangezien iedere genetische code uniek is, bewijst dit van wie de sporen zijn. Wanneer de politie een verdachte aanhoudt, kun je controleren of zijn / haar DNA overeenkomt met dat wat gevonden is. 

Ook kan DNA je vertellen welke erfelijke ziektes je mogelijk kunt krijgen. Wanneer een arts vermoedt dat een aandoening binnen je familie heerst, dan kan hij je doorsturen naar een klinisch geneticus. Door je DNA te onderzoeken, kan die vervolgens ontdekken of een van je genen afwijkt. Hierdoor weet een arts vroegtijdig welk risico je loopt. Daarnaast ontdek je met DNA-onderzoek of je mogelijk een ziekte door kan geven aan je (klein)kinderen.

Bekijk de animatie uit de onderstaande link.

11.Maak de opdrachten uit de onderstaande link van biologiepagina.nl.

Maak een screenshotvan de resultaten en upload deze.