Cel-orgaan-organisme-populatie-ecosysteem
Weet je het nog? De volgorde van de organisatieniveaus van klein naar groot? Maar wist je, dat jij als organisme ook allerlei ecosystemen vormt? Eén van die ecosystemen zijn de darmen.
“De bacteriën in deze ecosystemen gedragen zich net als dieren in populaties” zegt Jeroen Raes van de Vrije Universiteit Brussel. “Ze kunnen harmonieus samenwerken om complexe moleculen af te breken, maar soms is het ook pure oorlog voor bepaalde voedingsstoffen. Dit ontrafelde netwerk stelt ons nu in staat om de relaties tussen bacteriën verder te onderzoeken. Waar we vooral in geïnteresseerd zijn, is hoe deze ecosystemen verstoord raken en wat we kunnen doen om ze te herstellen”.
In het verleden verliep de studie van de darmbacteriën erg moeizaam. Probleem was dat de meeste darmbacteriën niet te kweken zijn in een lab en alleen overleven in de darm. Tegenwoordig wordt een andere aanpak gebruikt. Jeroen Raes is professor in bio-informatica en metagenomics. In plaats van de bacteriën te kweken, wordt de genetische informatie (DNA) van alle bacteriën samen onderzocht (metagenomics). Dat levert enorme hoeveelheden data op, die via computers wordt geanalyseerd (bio-informatica).
In de volgende video zie je wat bio-informatica inhoudt. Lijkt een studie in bio-informatica jou interessant?
In deze module bestudeer je het spijsverteringsstelsel van de mens en rond je de module af met een kijkje achter de schermen van het darmflora project.
Wat ga ik leren?
Leerdoelen
Je kunt:
de functie van organen van het spijsverteringsstelsel beschrijven
de bouw, werking en functie van spijsverteringsorganen van eukaryoten, in het bijzonder van de mens, beschrijven
enkele verschillen en overeenkomsten tussen organen van het spijsverteringsstelsel van de mens en verschillende diersoorten herkennen (met name opname van voeding)
uitleggen welke voedingsstoffen wel en welke niet worden verteerd
beschrijven waar en op welke wijze voedingsstoffen verteerd en opgenomen worden
beschrijven waar in het lichaam resorptie plaatsvindt
de rol van darmbacteriën beschrijven
beschrijven welke enzymen betrokken zijn bij de vertering van koolhydraten, vetten een eiwitten
de invloed van temperatuur en pH op de werking van enzymen beschrijven
voorspellen wat het effect van verstoring in het functioneren van een orgaan van het spijsverteringsstelsel teweeg brengt.
Deelconcepten
Bouwstoffen, brandstoffen, reservestoffen, enzymen, koolhydraten
(mono-, di- en polysachariden, zetmeel, glycogeen, cellulose, vet (vetzuren en glycerol), eiwit, aminozuren, pH, slokdarm, maag, twaalfvingerige darm, alvleesklier, lever, galblaas, dunne darm, dikke darm, endeldarm, darmvlokken, kring- en lengtespieren, mechanische en chemische vertering, darmperistaltiek, voedingsstoffen, verteringssappen, gal, verteringsenzymen voor koolhydraten, eiwitten, vetten, vitamines, pH, temperatuur, verteringsproducten, emulgeren, resorptie, darmbacteriën.
Wat ga ik doen?
Aan de slag
Stap
Inhoud
Stap 1
Wat wordt bedoeld met extracellulaire vertering en wat met intracellulaire vertering?
Stap 2
Wat is het verschil tussen mechanische en chemische vertering?
Stap 3
Hoe verloopt de vertering van zetmeel?
Stap 4
Wat is de functie van de twaalfvingerige darm?
Stap 5
Hoe zijn de darmen opgebouwd en wat is de functie van de darmen?
Stap 6
Wat gebeurt er in je mond als je (lekker) voedsel ziet/ruikt?
Afronding
Onderdeel
Kennisbank
Alle Kennisbankitems uit deze module.
Eindopdracht
Je onderzoekt een artikel over verschillende typen darmflora en het nuttig gebruiken van poep.
De benodigde materialen voor de practica vind je op de werkbladen.
Tijd
De belasting voor deze module is ongeveer 8 SLU.
Aan de slag
Stap 1: Spijsvertering
Eten is het proces waarmee voedsel wordt opgenomen. Niet alle dieren doen dat op dezelfde manier. Het opgenomen voedsel wordt tijdens de spijsvertering zo klein gemaakt, dat er stoffen ontstaan die de celmembraan kunnen passeren. Dit gedeelte van de spijsvertering noem je ook wel extracellulaire vertering. Eenmaal in de cel opgenomen, worden de voedingsstoffen tijdens de intracellulaire vertering meestal nog verder verkleind en bewerkt.
Bekijk de video.
Maak de oefeningen.
Stap 2: Van mond tot maag
Het spijsverteringsstelsel van een mens heeft een aantal delen. Ten eerste de mondholte. Met het gebit wordt voedsel gesneden en in kleine deeltjes vermalen. Daardoor wordt het oppervlak van het voedsel groter. Dit is een vorm van mechanische vetering. Speeksel, afkomstig uit de speekselklieren, kan zo beter op het voedsel inwerken.
De twaalfvingerige darm is het eerste gedeelte van de dunne darm. De maagportier laat het voedsel dat goed in de maag is verwerkt, met kleine hoeveelheden en met korte tussenpozen door. De portier, die meestal een beetje open staat, wordt gesloten door de portierreflex.
De portier reageert op uitrekking van de wand van de twaalfvingerige darm en de lage pH in dit deel. Zodra het zuur is geneutraliseerd door het alvleessap en het voedsel verder in de darm is vervoerd, verdwijnen de prikkels voor de reflex. De portier gaat even open. In de twaalfvingerig darm geven de alvleesklier en de lever producten af.
Zoogdieren eten niet de hele dag. Het zou dus zonde zijn om alle verteringsenzymen steeds in voorraad te houden in de spijsverteringsorganen. Het zien of ruiken van voedsel zorgt ervoor dat hersenen signalen naar onder andere de speekselklieren en de maag sturen, om de sapafscheiding op gang te brengen. De vertering van koolhydraten en eiwitten komt dan snel op gang.
Micro-organismen overal
In bijna elk deel van het menselijk lichaam leven micro-organismen, op je huid, in je darmen en in mond en neusgaten. Soms veroorzaken ze ziekten, maar meestal leven deze micro-organismen in harmonie met je lichaam. Ze zorgen voor essentiële functies voor ons leven. Voor de eerste keer heeft een internationale groep van onderzoekers, de verschillende bacteriepopulaties in en op het volledige menselijk lichaam in kaart gebracht, wat verscheidene nieuwe inzichten opleverde.
De onderzoekers zijn vooral geïnteresseerd in het ontrafelen van de interacties tussen al deze soorten. Aan de hand van computermodellen stelden ze een netwerk van positieve en negatieve relaties tussen de bacteriën in de verschillende ‘ecosystemen’ van ons lichaam op.
Darmflora project
De darmflora verschilt flink van mens tot mens. Gemiddeld heeft een mens zo’n 160 verschillende soorten bacteriën in de darmen leven. Maar bij de 120 proefpersonen die in de studie werden onderzocht, kwamen in totaal tot 1150 soorten bacteriën voor. De onderzoekers onderscheiden nu drie types darmflora, onafhankelijk van ras, land van herkomst of voeding.
Bekijk het filmpje met onderzoeker Jeroen Raes in het tv-programma:
In het ambitieuze darmflora project proberen onderzoekers samen met duizenden Vlaamse vrijwilligers meer te weten te komen over de rol die darmbacteriën spelen bij de gezondheid. Uit eerdere studies blijkt al dat er een relatie bestaat tussen de samenstelling van de darmflora en bijvoorbeeld overgewicht of aandoeningen zoals darmontstekingen en diabetes. Die resultaten geven hoop om aandoeningen in de toekomst te verhelpen of de symptomen ervan te verzachten via ingrepen op de darmflora. Helaas: zo ver is het nog lang niet. Alhoewel donorpoep al wordt ingezet. Prettig idee? Wil je weten waarbij? Dat ontdek je in deze eindopdracht.
Eindproduct
In tweetallen.
Kies één van onderstaande bronnen en bestudeer het artikel.
Beantwoord de volgende vragen:
Wat is de bijbehorende onderzoeksvraag?
Op welke manier wordt onderzoek verricht?
Op welk organisatieniveau (DNA, cel, orgaan, organisme) speelt het onderzoek zich af?
Welke kennis over de gezondheid kan dit opleveren?
Welke vervolgonderzoek kan of wordt er gedaan?
Welke doelgroepen kunnen mogelijk met de onderzoeken en toepassingen geholpen worden?
Gebruik eventueel ook andere bronnen om de vragen te beantwoorden.
Deel de opgedane kennis met een ander tweetal met hetzelfde artikel.
Maak samen een korte presentatie met maximaal 4 sheets in PowerPoint of ander medium.
Geef de presentatie aan een ander viertal.
Beoordeling
Jullie docent let bij de beoordeling van de presentatie op het volgende:
De presentatie wordt in correct Nederlands gegeven.
De presentatie sluit aan bij de onderzoeksvragen die in de artikelen worden gesteld.
Tijdens de presentatie maak je gebruik van biologisch onderbouwde argumenten.
Jezelf op een goede manier presenteren is een belangrijke vaardigheid in deze maatschappij. Je laat zien waar je mee bezig bent geweest, waar je je in hebt verdiept en welke kennis je hebt opgedaan. Powerpoint of Prezi zijn programma's die jou kunnen helpen om informatie te presenteren.
Een Pecha Kucha is een presentatie die bestaat uit 20 slides. Voor iedere slide heb je 20 seconden de tijd om te presenteren, dus je verhaal duurt in totaal 6 minuten en 40 seconden.
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
Was de studiebelasting ongeveer 8 SLU?
Met welke stap ben je het langst bezig geweest?
Inhoud
Buikgriep hebben we allemaal wel eens gehad. Dit kan worden veroorzaakt door schadelijke bacteriën, maar wist je dat je lichaam ook zoveel goede bacteriën bevatte? Kun je nu uitleggen wat de rol van deze bacteriën is bij de vertering van voedingsstoffen?
Het arrangement Module: Darmflora project - v456 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor biologie voor vwo leerjaar 4/5/6. Dit is thema ’Voeding en vertering'. Het onderwerp van deze les is: darmflora project.
Je kunt:
de functie van organen van het spijsverteringsstelsel beschrijven
de bouw, werking en functie van spijsverteringsorganen van eukaryoten, in het bijzonder van de mens, beschrijven
enkele verschillen en overeenkomsten tussen organen van het spijsverteringsstelsel van de mens en verschillende diersoorten herkennen (met name opname van voeding)
uitleggen welke voedingsstoffen wel en welke niet worden verteerd
beschrijven waar en op welke wijze voedingsstoffen verteerd en opgenomen worden
beschrijven waar in het lichaam resorptie plaatsvindt
de rol van darmbacteriën beschrijven
beschrijven welke enzymen betrokken zijn bij de vertering van koolhydraten, vetten een eiwitten
de invloed van temperatuur en pH op de werking van enzymen beschrijven
voorspellen wat het effect van verstoring in het functioneren van een orgaan van het spijsverteringsstelsel teweeg brengt.
Leerniveau
VWO 6;
VWO 4;
VWO 5;
Leerinhoud en doelen
Biologie;
Instandhouding;
Stofwisseling van het organisme;
Vertering bij de mens;
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor biologie voor vwo leerjaar 4/5/6. Dit is thema ’Voeding en vertering'. Het onderwerp van deze les is: darmflora project.
Je kunt:
de functie van organen van het spijsverteringsstelsel beschrijven
de bouw, werking en functie van spijsverteringsorganen van eukaryoten, in het bijzonder van de mens, beschrijven
enkele verschillen en overeenkomsten tussen organen van het spijsverteringsstelsel van de mens en verschillende diersoorten herkennen (met name opname van voeding)
uitleggen welke voedingsstoffen wel en welke niet worden verteerd
beschrijven waar en op welke wijze voedingsstoffen verteerd en opgenomen worden
beschrijven waar in het lichaam resorptie plaatsvindt
de rol van darmbacteriën beschrijven
beschrijven welke enzymen betrokken zijn bij de vertering van koolhydraten, vetten een eiwitten
de invloed van temperatuur en pH op de werking van enzymen beschrijven
voorspellen wat het effect van verstoring in het functioneren van een orgaan van het spijsverteringsstelsel teweeg brengt.
Cel-orgaan-organisme-populatie-ecosysteem
Benodigdheden
In de darmen
Zoogdieren eten niet de hele dag. Het zou dus zonde zijn om alle verteringsenzymen steeds in voorraad te houden in de spijsverteringsorganen. Het zien of ruiken van voedsel zorgt ervoor dat hersenen signalen naar onder andere de speekselklieren en de maag sturen, om de sapafscheiding op gang te brengen. De vertering van koolhydraten en eiwitten komt dan snel op gang.
In het ambitieuze darmflora project proberen onderzoekers samen met duizenden Vlaamse vrijwilligers meer te weten te komen over de rol die darmbacteriën spelen bij de gezondheid. Uit eerdere studies blijkt al dat er een relatie bestaat tussen de samenstelling van de darmflora en bijvoorbeeld overgewicht of aandoeningen zoals darmontstekingen en diabetes. Die resultaten geven hoop om aandoeningen in de toekomst te verhelpen of de symptomen ervan te verzachten via ingrepen op de darmflora. Helaas: zo ver is het nog lang niet. Alhoewel donorpoep al wordt ingezet. Prettig idee? Wil je weten waarbij? Dat ontdek je in deze eindopdracht.
Kan ik wat ik moet kunnen?
