Thema Biologie van de cellen

Intro

We beginnen dit thema met de allerbelangrijkste cellen in je leven: de twee cellen waaruit jij bent ontstaan.
Eicel en zaadcel.
Na de bevruchting gaat de bevruchte eicel zich delen. De cellen zijn in aanleg allemaal hetzelfde, al snel ontstaan verschillen.
Die ene bevruchte eicel groeit uit tot een mens met ruim 200 verschillende celtypen en een totaal van 10¹⁰ cellen. Kijk maar eens naar de volgende video. Wat gebeurt er met de cellen in de video?

Na de bevruchting gaat de bevruchte eicel zich delen. De cellen zijn in aanleg allemaal hetzelfde, al snel ontstaan verschillen.
Die ene bevruchte eicel groeit uit tot een mens met ruim 200 verschillende celtypen en een totaal van 10¹⁰ cellen.

Als je de levensverschijnselen van organismen wilt begrijpen, moet je in ieder geval ook de cel en de onderdelen daarvan bestuderen.
In dit thema bestudeer je de bouw van planten, dieren, schimmels en bacteriën en je leert waarom virussen geen cellen zijn.

Bij celonderzoek is de microscoop onmisbaar. In de eerste module werk je zelf met de microscoop.

Wat ga ik leren?

Aan het eind van dit thema:

beschrijf ik de kenmerken van bacteriën en virussen.
benoem ik delen waaruit een cel is opgebouwd en delen waardoor een cel kan zijn omgeven.
wijs ik de delen van een cel of de omgeving van de cel aan in afbeeldingen of in modellen.
benoem ik de functies van de delen van de cel.
beschrijf ik een aantal verschillende typen cellen.
beschrijf ik hoe cellen met hetzelfde DNA toch kunnen verschillen in vorm en functie.
beschrijf ik dat cellen zichzelf reguleren en daarbij een dynamisch evenwicht in stand houden.
herken ik de rol van het cytoskelet bij het transport binnen cellen.
beschrijf ik dat celdifferentiatie tot stand komt doordat alleen bepaalde genen tot expressie komen.
leg ik uit dat bepaalde stoffen door passief transport en andere door actief transport membranen kunnen passeren.
licht ik toe dat de effecten van osmose verschillen bij plantaardige en dierlijke cellen.
beschrijf ik de relatie tussen de osmotische waarde binnen en buiten een cel en de invloed daarvan op de stevigheid van de cel en het organisme.
beschrijf ik hoe cellen zich op een gecontroleerde zich delen en daarbij verschillende fasen van doorlopen.
benoem ik dat cellen zich ongecontroleerd kunnen gaan delen, dat er fouten in het DNA tot stand komen en hoe dat tot tumoren kan leiden.
benoem ik dat cellen verouderen en afsterven en hoe dat gereguleerd is.
beschrijf ik de bouw van DNA en RNA.
beschrijf ik hoe de basenvolgerde van DNA bepaald kan worden.

Deelconcepten:
celkern, kernlichaampje, kernporie, chromosoom, vacuole, cytoplasma, grondplasma, cytoskelet, centriolen, mitochondrie, (ruw) endoplasmatisch reticulum, golgi-systeem, ribosoom, lysosoom, chloroplast, chlorofyl,
diffusie, osmose, semi-permeabel membraan, selectief permeabel, receptoreiwit, fosfolipiden, ionentransport, isotonisch, hypotonisch, hypertonisch, plasmolyse, turgor, osmotische druk, osmotische waarde, actief transport, passief transport, endo- en exocytose, celplasmastroming, prokaryoot, eukaryoot, virus, bacterie, celmembraan, celwand, plastiden, ciliën, flagellen, nucleotiden, dubbelstrengs, chromatiden, celcyclus,polymerase, leading strand, lagging strand, primer, Okazaki fragmenten, herstelmechanismen, telomeren, celspecialisatie, stamcel, ontregelde groei.

Wat kan ik al?

Wat weet je al over Cellen?
Lees de volgende Kennisbanken uit de onderbouw als opfrisser voor dit thema.

Bouw van een cel - onderbouw

Cellen van bacteriën - onderbouw

Cellen van schimmels - onderbouw

Cellen en weefsels - onderbouw

Maak de oefening om je kennis te testen.

Wat ga ik doen?

Het thema Biologie van de cellen bestaat uit de volgende onderdelen.
In de tabel staat per activiteit hoeveel SLU je ongeveer nodig hebt.

Activiteit	Aantal SLU
Inleiding
Wat kan ik straks?	0,5
Wat kan ik al?	2
Wat ga ik doen?	0,5
Modules
Module: Microscopisch onderzoek	8
Module: Eukaryoot of prokaryoot	10
Module: Hetzelfde, en toch verschillend	8
Module: Transportfunctie v.d. celmembraan	7
Afsluiting
Samenvattend	1
Examenvragen	1
Terugkijken	0,5
Totaal:	38 a 39

Modules

Microscopisch onderzoek

Intro

Dat microscopen gebruikt worden om bloed en weefsel te onderzoeken wist je natuurlijk wel.
Maar wist je dat medewerkers van Rijkswaterstaat de kwaliteit van beton ook onderzoeken met een microscoop?
Of dat er microscopen worden gebruikt bij het aantonen van asbest?

Ook bij de controle op ongewenste bestanddelen in voedsel worden microscopen gebruikt.
Kijk maar eens naar de volgende video. Zit er gemalen botjes in Chicken McNuggets?

In de onderbouw heb je waarschijnlijk geleerd te werken met een microscoop.
In deze eerste module herhalen we die vaardigheid.
Bovendien leer je zelfstandig een microscopisch onderzoek te doen.
Aan het eind van de module krijg je een onderzoeksvraag die je met behulp van de microscoop gaat beantwoorden.

Wat ga ik leren?

Leerdoelen
Aan het eind van deze module kan ik:

werken met de maten micrometer en nanometer.
microscopische preparaten maken.
de verschillen tussen plantaardige cellen en dierlijke cellen noemen.
de opbouw van een plantaardige celwand beschrijven.
zelfstandig een microscopische onderzoek uitvoeren.
uitleggen waarvoor je een loep of een microscoop gebruikt.

Deelconcepten
Celkern, kernlichaampje, kernporie, chromosoom, vacuole, cytoplasma, grondplasma, cytoskelet, centriolen, mitochondrie, (ruw) endoplasmatisch reticulum, golgi-systeem, ribosoom, lysosoom, chloroplast, chlorofyl.

Wat ga ik doen?

Aan de slag
Stap		Inhoud
Stap 1		Ik bekijk hoe het cellen zijn opgebouwd van cel tot stelsel.
Stap 2		Voor elk niveau van bestuderen is een aparte maataanduiding. Daarover leer ik in deze stap.
Stap 3		In de onderbouw heb ik al een aantal keer met een microscoop gewerkt. Maar wat weet ik nog van een microscoop?
Stap 4		Er zijn verschillende typen microscopen. In deze stap maak ik kennis met verschillende soorten en ga ik op zoek naar heel gedetailleerde afbeeldingen!
Stap 5		Ik voer met een microscoop onderzoek uit naar Pelargonium.
Stap 6		Ik voer met een microscoop onderzoek uit naar Waterpest.
Stap 7		Ik voer met een microscoop onderzoek uit naar Voedsel.
Afronding
Onderdeel
Kennisbank		Alle Kennisbankitems uit deze module.
Eindopdracht		Mijn microscopische kennis wordt getest.
Terugkijken		Terugkijken op de opdracht.

Tijd
Voor deze opdracht heb je 8 SLU nodig.

Aan de slag

Stap 1: Van cel tot stelsel

Bekijk de video. Bespreek na het kijken de volgende vraag met een klasgenoot:

Neem als voorbeeld het ademhalingsstelsel.
Benoem:

een orgaan dat bij dat stelsel hoort
een weefseltype in dat orgaan
het celtype van dat weefsel.

Bespreek jullie antwoord met een ander tweetal.

Video: Van cel tot stelsel

Lees nu de volgende tekst: van cel tot stelsel.
Maak daarna de oefening.

Stap 2: Afmetingen

Werk in tweetallen. Bekijk samen de video. Lees eerst de vragen onder de video door. De vragen bespreek je samen na het kijken.

Wie was de beste waarnemer?
Bespreek de volgende vragen met elkaar.
Kijk eventueel het filmpje nog een keer om de winnaar aan te wijzen.

Maak een schatting van de grootte van de organismen die je zag.
(De punt doorsnede van de punt van de naald is ongeveer 1 micrometer).
Heb je plantaardige en/of dierlijke organismen gezien? Waaraan zag je dat?
Waaruit bestaat het voedsel van de watervlo?

Bespreek jullie antwoorden met een ander tweetal. Vraag zo nodig jullie docent om hulp.

Klein, kleiner, kleinst
Bestudeer Kennisbank:

Bouw van cellen - Steeds kleiner

Maak de volgende oefening.

Stap 3: Een microscoop

Wat weet je al over de microscoop?
Beantwoord de onderstaande tien vragen.
Voor ieder goed antwoord krijg je twee punten.
Heb je 8 punten of meer?
Overleg met je docent of je opdracht 2 mag overslaan.

Leren werken met een microscoop
In een kort practicum herhaal je het werken met de microscoop.
Je gaat aan de slag met drie oefeningen:

Beeldvorming
Gezichtsveld
Diepte

Laat het werkblad aftekenen door de docent of TOA.

Stap 4: Kleine en grote microscopen

Wil je weten hoe de allereerste microscoop werkte?
Bekijk de volgende video van SchoolTV over Antoni van Leeuwenhoek en zijn microscoop.

Het lensje van de microscoop van Van Leeuwenhoek zou je zelf kunnen maken.
Maar je kunt ook zelf met een elektronenmicroscoop werken.

Kijk naar de volgende twee video's over de elektronenmiscroscoop. De tweede video is in het Engels.

Ga naar de site van de Radboud Universiteit Nijmegen.
Lees de tekst en kijk naar de voorbeelden. Klik nog wat rond op de site. Je komt veel informatie tegen.

Op internet zijn ontzettend veel verschillende afbeeldingen van objecten onder een elektronenmicroscoop te vinden.
Ga op zoek naar een afbeelding van een object onder de elektronenmicroscoop. Dit kan een mensenhaar zijn, een dier, een... aan jou de keus.
Maak schermafbeeldingen en verwerk in een kort verslag wat je ziet en wat je opvalt.
Benoem ook wat het verschil/voordeel is van een afbeelding van dit object onder een elektronenmicroscoop ten opzichte van een lichtmicroscoop.

Laat je verslag beoordelen door je docent/TOA.
Hij/zij let op:

er wordt duidelijk vermeld om welk object het gaat.
er is een duidelijke schermafbeelding in het verslag opgenomen.
het verschil en de voordelen ten opzichte van een lichtmicroscoop worden benoemd.
het geheel is netjes vormgegeven.

Stap 5: Pelargonium

Practicum Onderzoek van Pelargonium (geranium)
Benodigdheden:

Werkblad Onderzoek van Pelargonium
microscoop
prepareermateriaal
tekenmateriaal
geraniumplant

Werkwijze: Maak een preparaat van:

de opperhuid van een blad van een geranium
een bloemblaadje van de geranium

Vergelijk de verschillende cellen.
Leg uit:

waardoor de typische geur van de geranium ontstaat
waardoor de kleur van de bloemen ontstaat

Laat het werkblad aftekenen door de docent of TOA.
Bewaar het werkblad in je portfolio.

Stap 6: Waterpest

Onderzoek aan waterpest

Bouw van cellen - Celorganellen en kern

Onderzoeksvragen:

Welke organellen veroorzaken de groene kleur van een blaadje waterpest?
Hebben celorganellen een vaste plaats in de cel?
Uit hoeveel cellagen bestaat een blaadje waterpest?

Benodigdheden:

Werkblad Een blaadje waterpest
Model van een plantencel (indien aanwezig op school)
Microscoop
Prepareermateriaal
Tekenmateriaal
Waterpest

Werkwijze:
Maak één of meerdere preparaten van waterpest en bekijk de cellen met de microscoop.
Maak aantekeningen en biologische tekeningen tijden het practicum.
Laat het werkblad aftekenen door de docent of TOA.

Stap 7: Voedsel onder de microscoop

In de vorige stappen heb je de basisvaardigheden microscopie geleerd of herhaald.
Nu ga je een eenvoudig onderzoek doen aan een voedingsmiddel.
Download hier het werkblad Voedsel onder de microscoop

Probeer de onderzoeksvraag te beantwoorden door gebruik te maken van je microscoop.
Maak een keuze uit de opdrachten.
Maak een verslag van je onderzoekje en lever dat in.

Verslag schrijven

Een verslag is een goede manier om een onderzoek te beschrijven dat je hebt uitgevoerd.

Afsluiting

Samenvattend

Bouw van cellen

Eindopdracht

Werk hierbij in tweetallen.
Bekijk de video en ontdek de niveaus van 10⁰ tot 10^-10.
Zoek het niveau van:

organisme
orgaan
weefsel
cel

Noteer van elk niveau hoeveel maal het beeld vergroot is.
We begonnen deze module met genetische screening.

Op welk organisatieniveau wordt dit onderzoek gedaan?
Welke apparatuur moet men gebruiken voor dit onderzoek?
Welke vaardigheden heb je nodig om dit onderzoek goed te kunnen doen?

Wissel in de klas de antwoorden uit of bespreek je antwoorden met de docent. Overleg met hem/haar wat de beoordelingseisen zijn.

Terugkijken

Kan ik wat ik moet kunnen?

Lees de leerdoelen van deze module nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?

Hoe ging het?

Tijd
Ben je ongeveer 8 SLU met deze module bezig geweest.
Heb je in die tijd alle stappen en practica helemaal kunnen uitvoeren?
Inhoud
Gedrag bestudeer je het best door er naar te kijken.
Wat vond je van de video's? Schrijf de titel van één video op die je heel goed vond.
En schrijf ook de naam op van een video die je heel slecht vond.

Eindopdracht
Is het gelukt om de verschillende niveaus in de video te vinden en hier de juiste maat van vergroting aan te koppelen? Zo niet, hoe hebben jullie dit opgelost?
Hoe verliep de samenwerking met je klasgenoot? Konden jullie de taken eerlijk verdelen?