Binnen een bepaald gebied vormen organismen en omgevingsfactoren zoals klimaat en bodemgesteldheid een samenhangend geheel.
In een ecosysteem vormen organismen en omgevingsfactoren een samenhangend geheel. Alle organismen samen in een ecosysteem noem je een levensgemeenschap.
De niet-levende omgeving in een ecosysteem noemen we de abiotische factoren. Temperatuur, vochtgehalte, zoutgehalte, de hoeveelheid licht, de samenstelling van de bodem zijn voorbeelden van abiotische factoren.
Leefomstandigheden kunnen op microniveau afwijken van de omgeving. Leefomstandigheden (warmte, licht en vochtigheid) in een plantenkas bijvoorbeeld, wijken sterk af van de leefomstandigheden in de naaste omgeving. Een dergelijk klein afgebakend gebied met afwijkende leefomstandigheden noemen we een microklimaat.
Sommige eigenschappen van een soort zijn aangepast aan een bepaalde abiotische factor. De dikke vacht van een ijsbeer bijvoorbeeld is een bescherming tegen de kou.
Elk organisme wordt beïnvloed door biotische en abiotische factoren.
Of een populatie in een gebied kan overleven, is een samenspel tussen de omgeving en de erfelijke aanleg van de individuen van de populatie. Alle verschillende allelen die in de populatie voorkomen noemen we de genenpool van die populatie. Als alle individuen precies dezelfde allelen hebben voor alle genen die de soort bezit, dan is er geen variatie tussen de individuen van die populatie. De overlevingskansen van alle individuen zijn dus even groot (of even klein!)
Planten hebben voor hun groei licht, water, warmte en voedingsstoffen nodig. Als één van die abiotische factoren afwijkt van de optimale waarde voor die betreffende plant zal dat negatieve gevolgen hebben voor de groei.
Of een plant ergens kan groeien is onder andere afhankelijk van de temperatuur. Je kunt de beperkende abiotische factor in een grafiek uitzetten tegen de groei.
Sommige soorten kunnen alleen overleven onder specifieke omstandigheden, deze organismen kunnen als indicatorsoort dienen.
Het woord habitat betekent zoiets als woonplaats.
Gaat het bij de habitat om een fysieke plaats, bij niche wordt meer gekeken naar de rol of functie die een organisme inneemt in een ecosysteem.
Individuen van één soort hebben in grote lijnen dezelfde behoeften. Zij eten hetzelfde voedsel, vertonen hetzelfde gedrag en zijn afhankelijk van elkaar voor onder andere de voortplanting. Ook binnen populaties hebben organismen allerlei relaties met elkaar.
Organismen beconcurreren elkaar niet alleen maar.
Bij de meeste voedselrelaties dient het ene organisme het andere tot voedsel. De relatie is dan eenzijdig. Organismen in een voedselketen gebruiken elkaar als voedsel. Producenten (planten) staan aan het begin van een voedselketen. Herbivoren eten planten. Carnivoren (vleeseters) eten herbivoren. Deze carnivoren kunnen op hun beurt ook weer door carnivoren van een hogere orde gegeten worden.
Organismen van verschillende soorten hebben een eigen niche.
Alle levende organismen in een ecosysteem vormen samen een levensgemeenschap. Alle individuen van één soort vormen een populatie.
Om de populatiegrootte in een gebied te bepalen, kun je het aantal individuen tellen. Voor een beperkt gebied en een fysiek grote soort is dat haalbaar. In de meest gevallen echter niet.
De populatiedichtheid = het aantal individuen / oppervlakte-eenheid (op het land) of per volume-eenheid (in het water).
Bij een te hoge dichtheid van een populatie hebben organismen de volgende mogelijkheden: verhongeren of op zoek gaan naar een nieuw leefgebied ofwel emigratie. Door emigratie en sterfte blijft de dichtheid van populaties dus vrij constant.
De populatiegrootte in een bepaald gebied (ecosysteem) is afhankelijk van:
Of en hoe een populatie kan groeien, is afhankelijk van de draagkracht van een gebied. De menselijke populatie groeit exponentieel.
In een ecosysteem veranderen de leefomstandigheden (abiotische en biotische factoren) voortdurend. Het voedselaanbod bijvoorbeeld kan sterk wisselen. Daardoor is de omvang van een populatie niet constant.
Een populatie die snel in omvang groeit zal op een gegeven moment tegen zijn biotische en/of abiotische grenzen lopen. De groei van een bacteriënpopulatie in een dood dier neemt snel af zodra de organische stoffen zijn verbruikt. De meeste bacteriën gaan dan dood door voedselgebrek en de populatie stort in elkaar.
De stabiliteit van een ecosysteem is niet eenvoudig te bepalen. Het hangt ook sterk af op welke schaal je dit onderwerp bekijkt. De zee is onder normale omstandigheden een vrij stabiel ecosysteem. De mens is echter in staat om deze stabiliteit snel en ingrijpend te verstoren door vervuiling, overbevissing en broeikaseffect.
Als een ecosysteem geruime tijd bestaat onder vrijwel gelijke abiotische en biotische factoren zal er een dynamisch evenwicht ontstaan.
Als een ecosysteem al een tijd bestaat, is het in evenwicht.
De stabiliteit van een ecosysteem kan op tal van manieren worden verstoord.
De natuur in Nederland verandert. Er komen nieuwe dieren en planten binnen en er verdwijnen ook soorten.
Door ingrijpen van de mens worden abiotische en biotische factoren op veel plaatsen zo gewijzigd dat voor veel organismen de tolerantiegrenzen bereikt of gepasseerd zijn. Als de genetisch variatie in een populatie onvoldoende groot is om deze wijziging om te vangen, zal de populatie verdwijnen. Bepaalde soorten zullen daardoor eerder verdwijnen dan andere. De meest kwetsbare soorten zijn de specialisten, de soorten met een klein tolerantiegebied. Hiermee daalt de biodiversiteit in een ecosysteem. Soorten met een breed tolerantiegebied voor alle factoren kunnen in veel ecosystemen voortbestaan. Dat zijn de generalisten.
De natuur in Nederland is behoorlijk versnipperd. Door bebouwing en het aanleggen van wegen zijn natuurgebieden van elkaar gescheiden. Daarmee kunnen individuen van populaties elkaar niet meer bereiken om zicht voort te planten. De genetische variatie komt hiermee in gevaar, doordat de genenpoel van de populatie afneemt, en daarmee dus ook het voortbestaan van de populatie.
(verdere) versnippering tegen te gaan, leggen het Rijk en de provincies sinds 1990 een samenhangend netwerk aan:
De mens zorgt in veel ecosystemen voor dynamiek. Een heidegebied bijvoorbeeld zou binnen de kortste keren veranderen in een bos als de mens het niet liet begrazen door schapen.
Zodra in Nederland een stuk natuur met rust wordt gelaten, treden er veranderingen op volgens een voorspelbaar patroon. Die volgorde van veranderingen wordt in de ecologie successie genoemd.
Een ondiepe poel water met water- en moerasplanten zal langzaam maar zeker veranderen in een stuk land. De moerasplanten verdampen veel water en de poel zal steeds minder water bevatten. Daardoor kunnen zich andere planten vestigen die veel grond vasthouden en organisch materiaal toevoegen.
Op een braakliggend terrein vestigen zich eerst pionierplanten. Omdat de zaden van pionierplanten vaak lang goed blijven, zijn er altijd wel zaden van deze pionierplanten aanwezig in de bodem. Pionierplanten groeien snel en produceren veel zaden. Ze vermeerderen zich daardoor snel. Afstervende pionierplanten voegen organisch materiaal toe aan de bodem en bemesten zo de grond.
In Nederland zal het eindresultaat van een gebied dat met rust wordt gelaten meestal een bos zijn. Een bos is een climaxecosysteem. De biomassa in een climaxecosysteem is groter dan in een pioniersecosysteem. Een climaxecosysteem is in evenwicht.
Het klimaat speelt een belangrijke rol bij het ontstaan van ecosystemen.
Het begrip cel werd voor het eerst gebruikt door de onderzoeker Robert Hooke in 1665.
Er bestaan ook eencellige organismen, maar de meeste cellen zijn onderdeel van een veelcellig organisme. Cellen met dezelfde vorm en functie liggen bij elkaar in een weefsel. De meeste organismen hebben organen voor het uitvoeren van speciale taken. Elk orgaan bestaat uit verschillende soorten weefsels. Bij ingewikkeld gebouwde organismen, zoals de mens, zijn organen meestal verbonden tot een organenstelsel, met een eigen taak. Ook binnen een cel zijn nog weer organisatieniveaus te onderscheiden. De meeste cellen bezitten organellen. Nog kleinere eenheden zijn de moleculen, die uiteindelijk allemaal bestaan uit meerdere atomen.
Cellen hebben een algemeen bouwplan, maar ze vertonen ook verschillen.
Pas de laatste tientallen jaren kunnen de verschillende celorganellen goed bestudeerd worden met nauwkeurige instrumenten.
De celkern bevat de chromosomen.
Een vacuole is een met vocht gevulde blaas in een cel.
Informatie uit de celkern wordt in het cytoplasma vertaald.
Het endoplasmatisch reticulum kan blaasjes afsnoeren, die later versmelten met een ander kanalensysteem, het Golgi-systeem.
De celmembraan vormt de grens tussen grondplasma en buitenwereld.
Alle membranen in de cel, dus ook de celmembraan, bestaan voornamelijk uit een dubbele laag fosfolipiden. Verder bevinden zich in de celmembraan eiwitten en cholesterol.
Een celmembraan vormt voor de cel het contact met de buitenwereld.
Er gaan enorm veel moleculen per milliseconde door het celmembraan. Alleen niet-polaire kleine moleculen zoals koolstofdioxide en zuurstof kunnen de membraan zonder problemen passeren. Voor het transport van alle andere stoffen liggen speciale transporteiwitten in de fosfolipidenlaag. Zonder deze eiwitten zou het transport onmogelijk zijn, want de apolaire vetzuren laten ionen en polaire moleculen niet door.
Transport waar energie voor nodig is, noem je actief transport (in tegenstelling tot passief transport). 
Sommige moleculen zijn zo groot dat transport via transporteiwitten geen uitkomst biedt. Soms moeten hele cellen worden opgenomen, bijvoorbeeld als een witte bloedcel een bacterie opneemt om te verteren.
In de loop van de geschiedenis hebben biologen de organismen op verschillende manieren ingedeeld.
Cellen van planten en dieren behoren beide tot de eukaryoten. Eukaryoten hebben een kern met DNA en een kernmembraan. Andere overeenkomsten zijn de aanwezigheid van organellen als mitochondriën, Golgi, E.R.
De aanwezigheid van een celwand is een belangrijk indelingscriterium. Bacteriën, schimmels en planten hebben een celwand, dieren niet.
Plantaardige cellen onderscheiden zich van dierlijke cellen doordat ze een celwand van cellulose hebben. Een ander verschil is dat plantencellen plastiden bezitten en dierlijke cellen niet. 
In volgroeide plantencellen bevindt zich meestal een centrale vacuole, een grote centrale vochtholte die is gevuld met water en opgeloste stoffen. De vacuole kan zo groot zijn dat het cytoplasma alleen nog zichtbaar is als een dun laagje tussen vacuole en celwand.
Bacteriën zijn bijna overal te vinden. De meeste zijn niet schadelijk voor de mens. Veel bacteriën doen zelfs nuttig werk voor ons lichaam, bijvoorbeeld in onze darmen (de darmflora) en op onze huid. Daar komen meer dan duizend verschillende bacteriën voor. In een mens zitten 10 maal zoveel micro-organismen dan menselijke cellen! De meeste bacteriën zijn 1-5 μm lang. Daarmee zijn ze met een lichtmicroscoop nog net zichtbaar.
Bacteriën hebben een celwand (al zijn er enkele uitzonderingen).
Bacteriën zijn prokaryoten. Het DNA in bacteriën bevindt zich niet in een kern. Het bacterieel DNA bestaat uit één langer chromosoom en daarnaast meerdere kleine, ringvormige stukken DNA, plasmiden geheten.
Er zijn verschillende manieren waarop bacteriën hun energie en voedingsstoffen verkrijgen. 
Virussen staan vooral bekend als ziekteverwekkers.
Virussen zijn heel klein: de diameter ligt tussen de 20 en 300 nm.
Het erfelijk materiaal in een virus kan bestaan uit enkelstrengs of dubbelstrengs DNA of uit enkelstrengs of dubbelstrengs RNA. 
Ons lichaam bevat veel verschillende typen cellen.
Aan de bouw van een menselijke cel is al enigszins af te leiden waarvoor hij zal dienen. Een menselijke eicel bijvoorbeeld is vrij groot en bevat al voedsel voor de nakomeling. Een spermacel moet zwemmen om de eicel te kunnen bevruchten en heeft daartoe een flinke zwemstaart.
In een menselijk lichaam zijn veel typen cellen te vinden. Bekijk de afbeelding.
Een cel heeft een bepaalde vorm nodig om een functie goed uit te kunnen voeren. De vorm en functie van cellen horen bij elkaar. De vorm van een cel zegt iets over de functie van die cel. Een zenuwcel is lang en vertakt.
Tussen jongens en meisjes, mannen en vrouwen, zijn er veel verschillen. Bij de geboorte is het onderscheid duidelijk te zien aan de uitwendige primaire geslachtskenmerken. 
In de puberteit verandert het uiterlijk van een jongen.
In de puberteit verandert het uiterlijk van een meisje.
Mannen hebben voornamelijk uitwendige geslachtsorganen.
In de penis bevinden zich zwellichamen. Bij opwinding stroomt er bloed in de zwellichamen waardoor de penis stijf wordt. Een stijve penis is geschikt voor de geslachtsgemeenschap. De penis komt in de vagina (schede). Door de penis loopt de urinebuis.
De balzak ligt buiten het lichaam en daardoor is de temperatuur in de balzak lager dan de lichaamstemperatuur.
Bij meisjes vanaf ongeveer elf jaar rijpt er in de eierstokken elke maand één eicel. Bij de eisprong ofwel ovulatie komt de eicel in de eitrechter, het begin van de eileiders. Een eventuele bevruchting vindt plaats in de eileider. De eileider sluit aan op de baarmoeder.
Elk mens begint als zygote (bevruchte eicel) en eindigt de levensloop met de dood.
Tijdens en rond de ovulatie (eisprong) kan een vrouw door geslachtsgemeenschap zwanger raken. Na een zaadlozing gaan miljoenen zaadcellen richting baarmoedermond. Rondom de ovulatie, midden in de menstruatiecyclus, is het beschermende slijmpropje daar wat dunner. Zaadcellen kunnen 3 tot 7 dagen in leven blijven om vervolgens de baarmoedermond te passeren. De zaadcellen die dat overleven, zwemmen de eileiders in. Ongeveer honderd zaadcellen van een zaadlozing komen uiteindelijk aan bij de eicel. De grote hoeveelheid zaadcellen in het sperma is dus belangrijk!
15 op de duizend geboorten betreft een tweeling. Het komt voor dat er tegelijkertijd twee ovulaties plaatsvinden en ook twee eicellen bevrucht worden. Het resultaat is een zogenaamde twee-eiige tweeling.
Was je handen voor en na het bereiden van voedsel, na toiletbezoek, het verschonen van luiers en tuinieren.
Als het embryo of de foetus afgestoten wordt, is er sprake van een miskraam of een (spontane) abortus. Soms gebeurt dit doordat de placenta onvoldoende progesteron produceert.
Bij de geboorte moet een pasgeborene overschakelen van ademhaling via de moeder op ademhaling via de eigen longen. Direct na de geboorte vullen de longen van de pasgeborene zich voor het eerst met lucht. De bloedsomloop verandert: er gaat voor het eerst zuurstofrijk bloed uit de longen naar het hart.
Bekijk de afbeelding van de embryonale bloedsomloop, er worden twee onderdelen van het hart beschreven.
Na de geboorte vullen de longen zich met lucht.
Een mens doorloopt verschillende levensfasen. Er vindt zowel lichamelijke, geestelijke (denken) als sociale (omgang met anderen) ontwikkeling plaats.
Bij het ouder worden neemt het aantal lichaamscellen af en gaan de cellen minder goed functioneren. Hierdoor neemt de werking van organen, hersenen, zintuigen en spieren geleidelijk af. Deze achteruitgang begint ongemerkt al vanaf het twintigste jaar.
Euthanasie is hulp bij het op een waardige manier beëindigen van iemands leven. Euthanasie kent zowel voor- als tegenstanders. Voorstanders spreken van een milde dood; tegenstanders spreken van moord. Een alternatief voor euthanasie is soms palliatieve zorg, een vorm van stervensbegeleiding die het lijden zoveel mogelijk verlicht.
In de puberteit worden meisjes vrouwen en jongens mannen. Een puber wordt geslachtsrijp en de secundaire geslachtskenmerken ontwikkelen zich. Uiteindelijk ontstaan mannelijke en vrouwelijke vormen.
Hypofyse
Hormoonklieren produceren hormonen en geven die af aan het bloed.
De centrale regelaar van de hormonen van de voorplanting is de hypofyse.
Veel processen in het lichaam worden geregeld door terugkoppeling.
Ieder mens produceert zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtshormonen. Welke secundaire geslachtskenmerken optreden en in welke mate, wordt bepaald door de verhouding tussen beide geslachtshormonen.
De mannelijke geslachtshormonen regelen de aanleg van mannelijke geslachtsorganen en zorgen ook voor de secundaire geslachtskenmerken en de aanmaak van sperma. De geestelijke ontwikkeling in de puberteit wordt ook door geslachtshormonen geregeld.
Bij vrouwen wordt de productie van geslachtshormonen, net als bij de man, beïnvloed door de hormonen uit de hypofyse. FSH stimuleert de rijping van eicellen (follikels) in de eierstok.
FSH bevordert in de eierstok de groei van het follikel.
Een eicel blijft na de ovulatie 12-24 uur in leven.
Progesteron houdt de zwangerschap in stand. Het zorgt er voor dat het baarmoederslijmvlies dik en klierrijk blijft en er geen menstruatie optreedt.
Veroudering van de placenta is waarschijnlijk het startsein voor de bevalling. De ontsluitingsweeën kondigen de geboorte aan. De spieren in de baarmoederwand trekken zich samen en de baarmoederhals wordt wijder. Dit gebeurt onder invloed van het hormoon oxytocine, dat aan het einde van de zwangerschap door de hypofyse wordt gemaakt. Een daling van progesteron en een stijging van oxytocine brengt de bevalling op gang.
Seksualiteit is een belangrijk onderdeel van de communicatie tussen mensen. Hoewel bijna ieder mens seksuele gevoelens heeft, is seksualiteit voor iedereen anders.
Seksualiteit is veel meer dan bezig zijn met de voortplanting. Op dit gebied valt er veel te ontdekken en te leren. Vrijen kun je op veel verschillende manieren. Iedereen, jongens en meisjes, beleven hun seksualiteit en seksuele gevoelens verschillend.
Als een man zijn penis uit de vagina terugtrekt vóór de zaadlozing spreekt men van coïtus interruptus. Omdat de zaadlozing het seksuele hoogtepunt van de man is, is deze methode risicovol. Bovendien komt er ongemerkt wat vocht vrij voor de gewone zaadlozing. De eerste druppels zijn het rijkst aan spermacellen.
Als een echtpaar met een compleet gezin geen kinderen meer wil, kan een van de partners zich laten steriliseren. Bij sterilisatie snijdt een chirurg een stukje uit eileiders of zaadleiders en sluit de uiteinden af. De geslachtscellen komen niet verder dan de plaats waar de zaadleiders of eileiders zijn afgesloten. Sterilisatie kan vaak niet meer ongedaan gemaakt worden.
Als er (per ongeluk) geslachtsgemeenschap zonder voorbehoedmiddel heeft plaatsgevonden, kan de morning-afterpil worden gebruikt. Deze bevat een hoge dosis vrouwelijke geslachtshormonen, waardoor de menstruatie wordt opgewekt.
Voor het oplopen van een seksueel overdraagbare aandoening (SOA) is geslachtsgemeenschap niet per se noodzakelijk. Besmetting kan ook optreden door andere vormen van homo- of heteroseksueel contact, zoals contact tussen geslachtsorganen, mond of anus.
Van de vrouwen die nu rond de 70 jaar oud zijn, is ruim 10 procent kinderloos gebleven.
Als honderd paren onbeschermd geslachtsgemeenschap hebben, worden er binnen een maand, statistisch gezien, maar vijftien vrouwen zwanger. Na een jaar seksueel contact zijn dat er negentig.
het optreden van een eisprong, de kwaliteit van het sperma en de mogelijkheid dat eicel en sperma bij elkaar kunnen komen.
Een verstopping van de eileiders is in ongeveer 30 procent van de gevallen de oorzaak van onvruchtbaarheid bij de vrouw. Bij een buitenbaarmoederlijke zwangerschap vindt de innesteling van de bevruchte eicel niet plaats in de baarmoeder, maar ergens anders (eileider, buikholte of eierstok). Dit kan worden veroorzaakt door een vernauwing van een eileider door een ontsteking als gevolg van een geslachtsziekte.
Ongewenste kinderloosheid komt steeds meer voor. Dit komt voor een deel doordat paren gemiddeld op latere leeftijd aan kinderen beginnen dan vroeger. De vruchtbaarheid neemt af met de leeftijd.
Bij vruchtbaarheidsbehandelingen ontstaat relatief vaak een meerling. In 2009 kreeg een Amerikaanse vrouw een achtling nadat ze een vruchtbaarheidsbehandeling had ondergaan.
Bij kunstmatige inseminatie wordt sperma bij de vrouw kunstmatig ingebracht. Dat gebeurt bijvoorbeeld als de man te weinig spermacellen produceert en de kans op een natuurlijke bevruchting minimaal is.
Bij in vitro fertilisatie (IVF) vindt de bevruchting plaats buiten het lichaam van de moeder. Een IVF-behandeling start met een hormoonkuur waardoor er meer follikels in de eierstokken rijpen. De eicellen worden vervolgens operatief uit de eierstok gehaald en in een petrischaaltje bevrucht. Na een aantal celdelingen worden de verkregen blastula’s (meestal twee) in de baarmoeder geplaatst.
Mensen die geen eigen kinderen kunnen krijgen, kunnen voor adoptie kiezen. Ze nemen dan de zorg en verantwoordelijkheid op zich voor het kind van iemand anders. Er zijn ook mensen die wel kinderen kunnen krijgen, maar die om een andere reden voor adoptie kiezen.
Voedingsstoffen dienen als:
Glucose, fructose, zetmeel en cellulose zijn voorbeelden van koolhydraten. Koolhydraten dienen als brandstof (behalve cellulose); ze leveren energie om te kunnen functioneren.
Eiwitten dienen met name als bouwstof.
Vetten bestaan voornamelijk uit glycerol en vetzuren. Vet is voor 98 tot 99% opgebouwd uit triglyceriden. Triglyceride bestaat uit glycerol en drie vetzuren. 
Cholesterol is een noodzakelijk onderdeel van celwanden, hormonen en gal. Het is ook een bouwstof voor het zenuwstelsel en sommige hormonen.
Vitaminen zijn organische verbindingen en maken deel uit van de enzymen. Het lichaam kan zelf geen vitamines maken, met uitzondering van vitamine D.
Mineralen (ook wel zouten genoemd) zijn voornamelijk bouwstoffen en betrokken bij veel reacties in cellen. Natrium krijg je binnen in de vorm van keukenzout (NaCl). Na+ is nodig voor de prikkelgeleiding in je zenuwcellen. Calcium is, omgezet in kalk, nodig voor de opbouw van het skelet, het zit veel in melk.
Water
belangrijk voor een goede darmwerking. Ze dragen bij aan het verzadigingsgevoel en daarmee aan het behoud van een gezond gewicht.
Omzetting
Energieopname
Als je meer kilojoules binnenkrijgt dan je verbruikt (hebt), dan sla je de overtollige energie op als vet.
Ondergewicht:
Op korte termijn
Wanneer een overmaat aan energierijke producten je lichaam binnenkomt, ontstaat meer vetweefsel.
Problemen met voedsel
bepaald enzym mist om de voedingsstof af te breken. De voedingsmiddelen waarop gereageerd wordt heten “triggers”. De “triggers” kunnen van nature voorkomen in voedingsmiddelen, zoals lactose. Ze kunnen ook aan voedingsmiddelen worden toegevoegd, zoals het conserveermiddel sulfiet.
Bij een voedselvergiftiging maakt een giftige stof in het eten je ziek. Deze giftige stoffen worden geproduceerd door bacteriën of schimmels. Dit kan gebeuren wanneer je eten verkeerd bewaart, bijvoorbeeld voor langere tijd bij kamertemperatuur. Het verhitten van eten zorgt er wel voor dat de bacterie dood gaat, maar in veel gevallen maakt het de gifstof niet onschadelijk.
Door het aanbranden van eiwitten en vetten tijdens het bakken of grillen kunnen kankerverwekkende stoffen ontstaan. Het is niet verstandig verbrande, zwarte stukjes vlees te eten. De verkoolde delen bevatten schadelijke PAK's(Polycyclische aromatische koolwaterstoffen).
Onder ongunstige omstandigheden vormen bacteriën een dikke beschermingswand. Een bacterie met een beschermingswand heet een endospore.
Een ongeboren baby heeft nog geen darmwerking nodig. De voedingsstoffen komen van het bloed van de moeder via de placenta in het bloed van de baby terecht.
Het spijsverteringskanaal is nodig om voedsel te verteren. Maag, darmen en klieren behoren tot het spijsverteringskanaal. Tijdens het verteren worden grote moleculen kleiner gemaakt. Zo kunnen ze worden opgenomen in het bloed en getransporteerd naar andere lichaamscellen. De cellen gebruiken de voedingstoffen voor de energievoorziening, opbouw en het herstel van cellen (en dus weefsels).
De mond bevindt zicht rondom de mondholte.
De slokdarm, een buis van ongeveer 25 cm lang en een diameter van 2 cm, loopt van de keelholte tot de maag. Hierin worden geen verteringssappen afgescheiden. Bovenaan en onderaan heeft de slokdarm twee sluitspieren. De onderste sluitspier verhindert dat er voedsel vanuit de maag terugstroomt (reflux) naar de slokdarm.
De alvleesklier, ook wel pancreas, ligt gedeeltelijk achter de maag en is verbonden met de twaalfvingerige darm (het begin van de dunne darm).
De dunne darm ligt tussen de twaalfvingerige darm en de dikke darm en is het langste deel van het spijsverteringskanaal: De dunne darm is zo’n 5 tot 6 meter lang. In het spijsverteringsstelsel zorgen kring- en lengtespieren voor een constante vermenging van de voedselbrij met de verteringssappen, met name in de wand van de dunne darm. De verteringssappen in de dunne darm bevatten enzymen voor de afbraak van eiwitten en koolhydraten.
De dikke darm, ook wel colon, sluit aan op de dunne darm. In de dikke darm bevindt zich een grote populatie darmbacteriën die delen van de voeding afbreken, wat het lichaam zelf niet kan. De bacteriën maken op deze manier voedingsstoffen beschikbaar voor het lichaam. Daarnaast zorgen sommige bacteriën voor de aanmaak van vitamines (o.a. vitamine K).
Mechanische vertering treedt als eerst op in de mondholte; hier wordt het voedsel verkleind door het kauwen. Hierdoor kan het voedsel beter doorgeslikt worden en ontstaat er een groter contactoppervlak.
Enzymen zijn bolvormige eiwitten die omzettingsreacties katalyseren, ofwel versnellen. Tientallen eiwitten zijn betrokken bij de katalysatie van voedingsstoffen in het spijsverteringskanaal.
Temperatuuroptimum
In de dikke darm worden water, voedingsstoffen en verteringsproducten opgenomen door darmepitheelcellen.
Vetten bestaan uit glycerol en 3 vetzuren (triglyceriden). Zie 
Glucoseresorptie heeft transportenzymen nodig en kost dus energie; actief transport treedt op.
Micellen zijn oppervlakte-actieve stoffen opgebouwd uit een aantal moleculen in water. Het hydrofobe deel bestaat meestal uit koolwaterstofketens en is waterafstotend.
Denk je bij uitscheiding meteen aan naar de wc gaan?
Excretie of uitscheiding is het proces waarbij een organisme afvalstoffen en overtollige stoffen verwijdert.
Naast water en gassen worden afvalstoffen door cellen uitgescheiden.
Veel van onze afvalstoffen in het dagelijks leven worden via het riool afgevoerd. Een fijnmazig netwerk van buizen onder de grond komt uiteindelijk uit in waterzuiveringsinstallaties. Na verschillende zuiveringsstappen kan het water worden geloosd op de rivieren. Het rioolsysteem kan verstoppen en het moet zo nu en dan schoongemaakt worden.
Piskijkers, zo werden ze vroeger genoemd.
Per dag filteren een paar miljoen niereenheden ongeveer 180 liter bloed. Een groot deel van die gefilterde vloeistof komt terug in het bloed. Je plast immers maar een paar liter urine per dag uit. De bloeddruk zorgt ervoor dat het bloedplasma in de glomerulus naar het Kapsel van Bowman wordt geperst.
Het bloed uit de glomerules stroomt nu verder langs het tweede gekronkelde nierbuisje, de lus van Henle en het eerste gekronkelde nierbuisje.
Verschillende nierkanaaltjes monden uit in een verzamelbuis.
De poortader brengt een enorme hoeveelheid voedingsstoffen naar de lever.
Gal is een dikke, geelgroene vloeistof die door de lever wordt uitgescheiden. Gal bevat galzouten en galkleurstoffen. Galzouten emulgeren vet, dat wil zeggen dat het vet verdeeld wordt in kleinere bolletjes. Galkleurstoffen zijn afvalproducten (o.a. van rode bloedcellen). De bruine kleur van de poep ontstaat door de galkleurstoffen.
De lever weegt in een volwassen mens ongeveer 1,5 kilogram. Tussen de 50.000 en 100.000 leverlobjes vormen de functionele eenheden van de lever.
De lever haalt allerlei schadelijke en giftige stoffen uit het bloed. Dit heet detoxificatie. De lever kan op deze manier medicijnen deels of volledig onwerkzaam maken. Bij dosering van medicijnen moet hiermee rekening worden gehouden. Als de lever door ziekte of ouderdom niet goed meer functioneert, moet men de dosering van medicijnen ook vaak aanpassen.
Alcohol wordt afgebroken door de levercellen. Het kost ongeveer een uur om de hoeveelheid alcohol uit een glas wijn of bier af te breken. Bij de afbraak ontstaat acetaldehyde dat wordt omgezet in azijnzuur. De azijnzuur kan binden aan enzymen. Zo’n 5 procent van de ingenomen alcohol raakt een mens daarnaast kwijt door zweten, plassen en uitademen.
Bloedcellen met hemoglobine hebben geen kern en leven daarom relatief kort: zo’n 100 tot 200 dagen.
Een overschot aan vet en koolhydraten kan het lichaam goed opslaan, een overschot aan eiwitten maar ten dele. Van overtollige aminozuren wordt de aminogroep afgehaald. Daarbij ontstaat het giftige ammoniak.
De meeste voedingsstoffen bereiken de lever via de poortader. De lever neemt voedingsstoffen als glucose en aminozuren uit het bloed op.
De lever speelt een grote rol bij de stofwisseling van koolhydraten, eiwitten en vetten.
Aminozuren die in het darmkanaal in het bloed zijn opgenomen, worden via de poortader naar de lever vervoerd. Een deel van deze aminozuren zal onveranderd weer worden afgevoerd via de leverader. ndere aminozuren worden in de lever omgezet. Dit heet transaminering. Hierbij ontstaat telkens een gedeelte dat stikstof bevat en een gedeelte zonder stikstof. Uit de stikstofhoudende delen kunnen andere, niet-essentiële aminozuren worden gevormd.
Elke minuut adem je ongeveer tien keer in en uit.
De meeste zoogdieren en veel ongewervelde dieren leven op het land. Zij halen zuurstof uit de lucht en geven koolstofdioxide aan de lucht af. Lucht bevat een groot percentage stikstof gas (73%) en dat gaat dankzij de gaswisseling de cellen in en uit.
Van mond tot long
Het longvolume verschilt van mens tot mens. Bij een normale ademhaling wordt niet het gehele longvolume ververst, maar slechts ca. 500 ml lucht.
Er vindt voortdurend uitwisseling plaats van gassen tussen bloed en longlucht. Deze gaswisseling betreft alle in lucht aanwezige gassen, maar voor de ademhaling zijn vooral zuurstof en koolstofdioxide van belang.
Een cel die hard werkt, verbruikt meer zuurstof dan een cel die minder hard werkt. Bij inspanning moeten de ademhalingsspieren dus vaker samentrekken. 
Meestal denken we bij zintuigen aan die organen waarmee we de buitenwereld waarnemen:
De receptoren in de aorta en halsslagader geven hun informatie door aan het verlengde merg. In het verlengde merg bevinden zich gebieden (centra) die impulsen kunnen versturen aan de ademhalingsspieren (tussenribspieren en middenrif).
Voor een meercellige is het van belang om de gassen die bij de gaswisseling een rol spelen zo snel mogelijk naar en van de cellen te transporteren.
In rode bloedcellen zit hemoglobine.
De manier waarop koolstofdioxide door het bloed vervoerd wordt is anders dan bij zuurstof.
De meeste lichaamscellen komen niet in aanraking met het externe milieu en zijn niet in staat om direct voedsel of zuurstof op te nemen. 
Bloed... ?
Fibrinogeen, trombine en andere stoffen die betrokken zijn bij de bloedstolling heten stollingsfactoren. Wanneer één van de schakels in het bloedstollingsproces wordt verstoord, bijvoorbeeld omdat een stollingsfactor niet of te weinig wordt aangemaakt, zal het bloed niet goed stollen. Met alle gevolgen van dien.
Witte bloedcellen (leukocyten) hebben een celkern, maar geen kleurstof zoals rode bloedcellen. Witte bloedcellen zijn groter dan de rode bloedcellen. Ze spelen een belangrijke rol bij de afweer tegen ziekteverwekkers. Witte bloedcellen veranderen gemakkelijk van vorm.
Bloedplaatjes zijn geen volledige cellen, maar slechts kleine stukjes. Bloedplaatjes spelen een belangrijke rol bij het stollen van bloed, samen met stoffen uit het bloedplasma.
Bloedplasma is het lichtgele vloeibare deel van het bloed. Het bloedplasma bestaat uit water met voedingsstoffen (zoals glucose en vetten), afvalstoffen, hormonen, zouten en opgeloste zuurstof.
Het is noodzakelijk dat bloed richting alle cellen van het lichaam stroomt en weer terug en daarbij zo dicht mogelijk bij alle cellen komt. Het bloedvatenstelsel en het hart zorgen hiervoor. Elke hartsamentrekking zorgt voor een ‘vloedgolf’ van bloed door de bloedvaten. Je kunt dit voelen aan je pols: de polsslagader zet elke minuut meer dan 60 keer uit.
Bloed stroomt van hart (uit rechterkamer) naar de longen en komt terug (in de linkerboezem).
Vanuit de weefsels komen de haarvaten samen in kleine aders (venules).
Hart en bloedvaten zorgen ervoor dat alle weefsels voldoende bloed krijgen.
Ons hart pompt ons hele leven, ook al merken we daar meestal niets van. Onbewust (autonoom zenuwstelsel) blijft de belangrijke spier in beweging.
In één hartslag worden achtereenvolgens de boezems en vervolgens kamers samengetrokken door de hartspier. Daarna ontspannen de kamers zich en er volgt een pauze voor het gehele hart, waarbij de boezems volstromen met bloed uit de holle aders.
Hartklepaandoening
In de aders bevinden zich kleppen. Die verhinderen dat het bloed terugstroomt de benen in. Daarnaast ondersteunen de beenspieren de richting van de bloedstroom in de aders door aanspannen en ontspannen. Zo pompen zij het bloed naar boven.
Organismen bestaan uit stoffen, uit materie. Bij het vak scheikunde heb je natuurlijk al geleerd dat levende en dode materie uit atomen bestaat. Om de reacties in cellen te kunnen begrijpen, moet je iets weten van atomen en van de verbindingen daartussen.
Sommige stoffen bestaan uit atomen van één enkele soort, bijvoorbeeld zuurstof O2. Stoffen die bestaan uit meerdere atoomsoorten noemt men samengestelde stoffen. Atomen kunnen hun elektronen met elkaar delen en dit is de basis voor de chemische binding.
Verbindingen
Elk atoom heeft zijn eigen atoomnummer.
Twee of meer atomen die aan elkaar verbonden zijn, vormen een molecuul.
Cellen bestaan voor het grootste gedeelte uit water.
Water is een anorganische stof. Andere belangrijke anorganische stoffen zijn koolstofdioxide (CO2) en zuurstof (O2). Ook zouten zijn anorganische stoffen.
Meer dan 50% van de droge stof van een cel bestaat uit eiwitten. De eiwitten in een cel hebben ieder een eigen functie. Eiwitten bestaan uit de elementen C, H, O en N (stikstof) en soms ook nog S (zwavel).
De volgorde waarin de aminozuren door peptide-bindingen aan elkaar zitten in een eiwit noem je de primaire structuur.
De eiwitten in een cel hebben ieder een eigen functie.
De duizenden chemische reacties in een cel worden versneld of vertraagd door een grote groep eiwitten, de enzymen. Voor hun werking is de tertiaire en quartaire structuur heel belangrijk. De namen van enzymen zijn vaak afgeleid van de reactie die ze beïnvloeden.
In het bloed komen antistoffen voor die het lichaam ondersteunen bij het bestrijden van lichaamsvreemde stoffen die zijn binnengedrongen. Deze antistoffen (geel-blauwe moleculen in de afbeelding) zijn eiwitten. Ze kunnen binden met bijvoorbeeld de eiwitten op de membraan van een binnengedrongen ziekteverwekker (groen). Die ziekteverwekkers klonteren dan samen en kunnen door weer andere cellen worden herkend en vernietigd. Eiwitten, los in het bloed en gebonden aan membranen, spelen dus een grote rol bij de herkenning van lichaamseigen en lichaamsvreemd.
Een motoreiwit is een eiwit dat gespecialiseerd is in het transporteren van onderdelen van de cel binnen de cel. Motoreiwitten bewegen zich over de filamenten van het cytoskelet. Ze zorgen zo o.a. voor het transport van organellen, voor het samentrekken van spieren en voor het transport van chromosomen tijdens de mitose. Ze worden aangedreven door ATP.
Een dierlijke cel is een dynamisch systeem waarin per seconde miljarden chemische omzettingen plaatsvinden. Die omzettingen kunnen energie opleveren, als grote moleculen worden afgebroken tot kleinere. Er vinden ook voortdurend chemische reacties plaats die energie kosten, als kleinere moleculen worden omgezet in grotere.
Bij een deel van de reacties in cellen worden organische stoffen opgebouwd uit eenvoudiger organische stoffen of uit anorganische stoffen zoals koolstofdioxide en water. Voor deze zogenoemde assimilatie - reacties is energie nodig.
Het molecuul ATP (Adenosine-Tri –Phosphate) bevat tussen de drie fosfaatgroepen twee bindingen die veel energie bevatten. De fosfaatgroepen zijn negatief geladen en het kost daardoor veel energie om ze bij elkaar te brengen en te koppelen.
De verbranding van brandstoffen (koolhydraten, vetten) levert energie.
De drijvende kracht achter alle processen in cellen is uiteindelijk de energie van de zon. Toch kunnen de meeste organismen deze energie hooguit gebruiken om hun temperatuur op peil te houden. Alleen organismen met bladgroen zoals planten, algen en enkele bacteriesoorten (cyanobacteriën) kunnen het zonlicht ook benutten om van te leven . Ze gebruiken de energie om uit water en koolstofdioxide organische stoffen te maken. Het proces waarin ze dit doen heet fotosynthese.
De energie die in de lichtreactie is vastgelegd in de vorm ATP, kan de cel nu gebruiken om koolstof vast te leggen in de vorm van glucose (koolstofassimilatie). Hiervoor wordt eerst koolstofdioxide via de huidmondjes in het blad opgenomen. Met de gevormde glucose als uitgangsproduct kan de cel alle andere stoffen maken. Dit wordt voortgezette assimilatie genoemd.
De reactiesnelheid van de fotosynthese is van een aantal factoren afhankelijk: voldoende chlorofyl, CO2, H2O en licht.
Bij een bepaalde lichtintensiteit heeft verdere verhoging geen zin meer. Andere factoren (b.v. de CO2 concentratie) worden dan beperkend.
De meeste voedselketens beginnen met fotosynthese. Maar diep in de oceaan en in de grond is geen licht.
Levende cellen hebben energie nodig voor alle taken die ze moeten uitvoeren. Daarvoor benutten ze de chemische energie die in organische moleculen ligt opgeslagen. Ze gebruiken die chemisch gebonden energie om ATP te vormen. De ATP kan gebruikt worden om allerlei reacties aan te drijven.
Tijdens fotosynthese maken planten glucose uit koolstofdioxide en water met behulp van energie uit zonlicht. De glucose wordt gebruikt als energieleverancier en voor de synthese van allerlei koolhydraten, eiwitten, vetten en nucleïnezuren.
NAD+ is een coenzym dat bij veel reacties in cellen een rol speelt. Het kan waterstofatomen ontvangen van een substraat. (Het substraat wordt dan geoxideerd.) Een enzym (een dehydrogenase) haalt twee waterstofatomen weg van een substraat (bijvoorbeeld glucose). Het levert twee elektronen en één proton aan het coenzym NAD+. En dat wordt evrvolgens omgezet in NADH. Het andere proton komt vrij.
De citroenzuurcyclus is een cirkel van reacties die verloopt in de mitochondriën. De cyclus dankt zijn naam aan de eerste reactie: de vorming van citroenzuur uit acetyl-CoA en oxaalazijnzuur. 
Het is nog niet zo lang bekend dat er twee manieren zijn om ATP te maken.
Het resultaat van de dissimilatie tot nu toe is een klein beetje ATP (24 moleculen per afgebroken glucose) en een groot aantal NADH + H+ moleculen.
De vrijgekomen energie uit de elektronentransportketen wordt gebruikt om protonen van NADH+ + H+ en FADH2 naar de ruimte tussen de binnenmembraan en de buitenmembraan van de mitochondriën te transporteren.
Door de werking van de protonenpompen is de concentratie protonen tussen de twee membranen van het mitochondrium hoger dan binnenin het mitochondrium. Dit concentratieverschil vertegenwoordigt potentiële energie. Zodra de protonen de kans krijgen, zullen ze terugstromen totdat de concentratie aan beide zijden van het membraan weer gelijk is. Je kunt dit vergelijken met de potentiële energie van water achter een stuwdam, waarmee elektriciteit kan worden opgewekt.
Op veel plaatsen bevinden zich anaerobe bacteriën, die zonder zuurstof leven. Denk aan de bodem van een modderige sloot en ons darmstelsel.
Melkzuurgisting is de basis van de productie van bijvoorbeeld kaas, boter, karnemelk, yoghurt en zuurkool. De melkzuurbacteriën vormen zoveel melkzuur, dat de zuurgraad snel daalt beneden pH 5. Veel andere bacteriën kunnen bij deze pH niet leven, zodat een houdbaar product ontstaat.
Om zichzelf in stand te kunnen houden moeten cellen een groot aantal chemische reacties uitvoeren.
Water moleculen kunnen uit elkaar vallen in H3O+ en OH-. (Dit komt doordat een waterstof ion van het ene watermolecuul aan het ander wordt overgedragen. Er blijft dan een OH- ion achter).
Met name eiwitten zijn erg gevoelig voor veranderingen in de pH. Dit komt doordat de zijketens van de aminozuren waaruit een eiwit is opgebouwd afhankelijk van de pH geprotoneerd of gedeprotoneerd zijn.
Om een reactie te laten verlopen, is het in de eerste plaats nodig dat de te reageren moleculen elkaar tegenkomen. Als dat gebeurt, hebben ze bovendien energie nodig om met elkaar te reageren. Is er niet voldoende energie, dan vindt er geen reactie plaats. De benodigde energie noemen we activeringsenergie. Hoe groot deze is, hangt af van de reactie.
In het actieve centrum komen vaak speciale hulpstoffen voor die een rol spelen bij de scheikundige reactie.
Elk enzym heeft een bepaalde pH waarbij zijn structuur optimaal is. Voor veel enzymen ligt dat pH-optimum bij pH 7, maar het enzym peptase in je maag b.v. werkt het best bij een veel lagere pH.
In de figuur zie je het verschil tussen een reactie die met een enzym en een reactie die zonder enzym verloopt.
Enzymen kunnen door bepaalde stoffen in hun werking geremd worden.
In de figuur zie je de verschillende organen van een zaadplant, met daarbij de belangrijkste stromen van stoffen. 
Zowel bij planten als bij dieren komt een grote diversiteit aan celvormen voor.
Zaadplanten vormen bloemen. Ook een bloem bestaat uit weefsels als parenchym, houtvaten en bastvaten. Plastiden geven een bloem kleur en ook de vacuole kan kleurstof bevatten.
Planten moeten het hoofd bieden aan allerlei bedreigingen zoals planteneters, ziekteverwekkers, en klimatologische omstandigheden.
Hoewel je er niets van ziet, zijn er in een plant voortdurend bewegingen aan de gang. Er is een stroom van water en mineralen vanuit de wortel richting bladeren en andersom. Bij grote bomen zoals een eik en berk gaat het om honderden liters per dag. In de Sequoia sempervirens moet het water 115 meter omhoog om de jongste knoppen te bereiken.
Een boom transporteert per dag honderden liters water van de wortels naar de bladeren, die soms tientallen meters hoger hangen. Hoe overwint zo’n boom de zwaartekracht?
Een houtvat ofwel xyleemvat bestaat uit aaneengeschakelde celwanden, waarvan de bijbehorende cellen zijn doodgegaan. Er vindt watertransport plaats doordat in houtvat de hele waterkolom in beweging komt.
Veel organische stoffen uit de bladeren worden naar andere delen van de plant getransporteerd.
Osmose
Wanneer je twee oplossingen vergelijkt, noem je de oplossing met de hoogste concentratie opgeloste stof: hypertoon. Deze oplossing heeft dus de laagste waterconcentratie. De andere oplossing (met de hoogste waterconcentratie en de laagste concentratie opgeloste stof) is dan hypotoon. 
De weg waarlangs water, mineralen en opgeloste stoffen door de plant gaan, is beschreven in 
Een bladgroenkorrel (chloroplast ) in het licht gebruikt koolstofdioxide voor de fotosynthese.
Elk organisme maakt deel uit van een voedselketen, ook de mens. Wist je dat in je darmkanaal miljarden bacteriën hun eigen voedselketens hebben?
Een voedselketen is een reeks van soorten, te beginnen bij een groene plant, waarbij elke soort een voedselbron is voor de volgende soort.
Planten met bladgroen en sommige bacteriën kunnen organische stoffen maken uit koolstofdioxide en water. Omdat planten organische stoffen kunnen produceren noemen we ze producenten. Alle dieren halen hun energie uit de organische stoffen die door producenten zijn gemaakt.
Consumenten, afvaleters en reducenten zijn afhankelijk van organische stoffen die door producenten gemaakt worden. Zij bouwen verder met deze organische stoffen en of ze halen er hun energie uit. Organismen die afhankelijk zijn van organische stoffen uit hun omgeving worden heterotrofe organismen genoemd.
Haren en tanden of houtachtige delen worden niet gegeten en dus niet opgenomen. (Uiteindelijk worden ze wel afgebroken door de reducenten!)
Een plant, bijvoorbeeld een maïsplant, legt een bepaalde hoeveelheid zonne-energie vast. Die hoeveelheid kun je uitdrukken in joules (of calorieën).
Elk organisme in een voedselketen neemt voedingsstoffen op in zijn lichaam.
In de natuur is veel vraag naar de elementen koolstof (C), waterstof (H), zuurstof (O) en stikstof (N). Organismen gebruiken deze voor het maken van allerlei organische moleculen. Ze hebben daarvoor ook nog allerlei andere elementen nodig, meestal in kleinere hoeveelheden. Het gaat dan bijvoorbeeld om Ca, Mg, P, K,Cl, S, I, Cu, Zn. Aan de basis van de synthese van organische moleculen staan producenten. Vervolgens doorlopen de organische stoffen de diverse consumenten van de voedselketen. Uiteindelijk maken reducenten van het organisch materiaal dat door consumenten uitscheiden wordt weer anorganische moleculen. Zo is er sprake van een kringloop.
In de natuur gaat organische stof over van het ene organisme in het andere, totdat reducenten de materie weer afbreken tot anorganische stoffen. Zo'n cyclische omzetting van stoffen door organismen heet een kringloop.
Kringloop van mineralen
Bijna elk materiaal in de natuur wordt uiteindelijk weer door reducenten gereduceerd tot anorganische stoffen. Bij sommige stoffen gaat dat langzamer dan bij andere stoffen. Hout blijft bijvoorbeeld vrij lang liggen in een bos. Dat komt doordat er niet zoveel bacteriesoorten of schimmelsoorten zijn die hout (lignine) kunnen afbreken. Hout is daarom minder biologisch afbreekbaar dan het vlees van een dood dier, dat door meerder soorten bacteriën kan worden afgebroken.
Het gebruik van niet afbreekbare producten zoals plastics onttrekt stoffen aan de kringloop. In de natuur worden soms ook stoffen voor langere tijd aan de kringloop onttrokken. Maar materie verdwijnt nooit. Uiteindelijk komen alle elementen weer terug in de kringloop.
De totale hoeveelheid koolstof op aarde is dus verdeeld over verschillende reservoirs van anorganische en organische stoffen. Tussen al deze reservoirs zijn voortdurend uitwisselingen. Ze houden elkaar in evenwicht. Maar het evenwicht is sinds het begin van de industriële revolutie verstoord, doordat er meer fossiele brandstoffen worden verbrand dan er gevormd worden.
Het gevolg van de toegenomen hoeveelheid CO2 is groot. Dat komt doordat CO2 een broeikasgas is. Broeikasgassen houden de warmtestraling die de aarde uitzend gedeeltelijk tegen. Dat is gunstig want ze voorkomen dat de aarde ’s nachts te sterk afkoelt.
Een planteneter zet de stikstofhoudende stoffen in zijn voedsel (zoals eiwitten) om in stikstofhoudende stoffen die voor hem nuttig zijn. In sommige gevallen breekt hij ze af voor zijn energievoorziening. Bij die afbraak komen stoffen als ureum (NH2) 2CO en urinezuur vrij (C5H4N4O3). Deze stoffen worden uitgeplast.
Stikstofverbindingen worden in lucht, water en bodem voortdurend in andere stikstofverbindingen omgezet. Als je alleen naar de stikstof kijkt, kun je spreken van een stikstofkringloop, stikstof wordt steeds weer gerecycled. De stikstof die eerst nog in de lucht aanwezig was, kan later behoren tot het DNA van een mens en vervolgens weer worden afgebroken tot urinezuur. In het riool benutten urobacteriën de energie die nog in het urinezuur aanwezig is en maken er ammoniak van. Ammoniak kan vervolgens weer door andere bacteriën worden omgezet in bijvoorbeeld ammonium.
Het evenwicht in de stikstofkringloop kan op verschillende manieren verstoord raken.
De bodem bevat buffers, zoals kalk en humus, die de zuren tot op zekere hoogte kunnen neutraliseren. Aan deze buffers zijn allerlei stoffen gebonden. Als de buffercapaciteit wordt overschreden, daalt de pH in de bodem. De verbinding tussen buffers en voedingsstoffen wordt dan verbroken en de voedingsstoffen spoelen weg met het grondwater. Door de verzuring van de bodem kunnen giftige metalen zoals aluminium oplossen waardoor de plantenwortels worden aantast. Vooral vegetaties die voorkomen op weinig gebufferde bodems, zoals zure zandgronden, zijn heel gevoelig voor verzuring.
In de natuur worden stoffen voortdurend gerecycled. In de landbouw is dat een stuk minder het geval. De akkers zijn er immers om te produceren, en de producten worden afgevoerd.
Landbouwbedrijven produceren op een efficiënte manier voedsel. De beperkende factoren worden zo veel mogelijk opgeheven. Beperkende factoren voor de akkerbouw zijn divers. Denk maar de hoeveelheid licht, mineralen (ofwel mest), water, koolstofdioxide, aanwezigheid van schadelijke dieren, eigenschappen van de gewassen zelf, enzovoort. Met maatregelen als sproeien, bemesting, bestrijdingsmiddelen, regulering van licht kan de productiviteit van een akkerbouwbedrijf worden verhoogd.
Natuurlijke kringlopen in een ecosysteem zijn meestal in evenwicht. Een natuurramp kan het evenwicht in de kringloop verstoren. Door hevige regenval kan bijvoorbeeld vruchtbare aarde wegspoelen.
De wereldeconomie bepaalt waar landbouwproducten worden geproduceerd en waar ze worden geconsumeerd. Dat economische proces gaat volledig aan natuurlijke kringlopen voorbij. Geproduceerd voedsel vindt zijn weg naar de best betalende klanten. Tussen plaatsen waar voedsel en meststoffen worden geproduceerd en waar het wordt verkocht en geconsumeerd liggen vaak grote afstanden. Argentinië voert bijvoorbeeld veel meststoffen in voor de productie van soja. In Nederland worden miljoenen varkens gefokt, onder andere met soja uit landen als Argentinië. De mest van de varkens wordt echter niet vervoerd naar Argentinië. Dat zou te veel geld en energie kosten in de vorm van fossiele brandstoffen.
Landbouwgewassen hebben een bepaalde worteldiepte. De grondwaterstand wordt soms kunstmatig aangepast om te zorgen dat de landbouwgewassen goed kunnen groeien.
De intensieve veeteelt, het gebruik van meststoffen in de landbouw, afvalwaterlozingen, verbrandingsprocessen en het storten van huishoudelijk afval en waterzuiveringsslib leiden tot verhoogde nitraat- en fosfaatconcentraties in oppervlakte- en grondwater (eutrofiëring). Daardoor vervuilen drinkwatervoorraden en gaat de biodiversiteit in natuurgebieden achteruit.
De ethologie is de natuurwetenschappelijke studie naar dierlijk gedrag (en soms menselijk gedrag, bijvoorbeeld in de sociobiologie). Ethologen kijken alleen naar het zichtbare gedrag. Wat er in een dier (of mens) gebeurt, is een onzichtbare ‘black box’. Door het gedrag te bestuderen probeert een etholoog conclusies trekken over wat zich in het individu afspeelt.
Een kat die met zijn prooi speelt vinden we wreed. In feite beoordelen we de kat dan alsof het mens is die zijn slachtoffer martelt alvorens hem te doden. Deze manier van diergedrag beschrijven, waarbij onze eigen gevoelens, waarden en normen centraal staan, noemen we subjectief. Een subjectieve beschrijving heet ook wel antropomorf, (letterlijk vertaald: gevormd naar de mens).
Ethologisch onderzoek vergt tijd en geduld. Dieren worden urenlang, dagenlang, soms wekenlang geobserveerd.
Een ethogram is een lijst van alle gedragshandelingen die een dier vertoont. Om de gedragswaarnemingen snel en gemakkelijk te kunnen noteren gebruik je afkortingen voor de handelingen.
Als je eenmaal een ethogram hebt gemaakt, kun je dit gebruiken om gedurende een bepaalde tijd het gedrag van een dier zo exact mogelijk te beschrijven. 
Mensen en dieren staan voortdurend bloot aan een bombardement van prikkels uit hun omgeving. Hun zintuigen zijn continu bezig om al deze geluiden, beelden, kleuren, geuren en druk waar te nemen.
Sommige prikkels roepen een specifiek gedrag op.
Soms vertoont een dier pas een bepaald gedrag als het meerdere prikkels tegelijk ontvangt. Op één afzonderlijke prikkel wordt niet of minder sterk gereageerd. Het kan zijn dat dezelfde prikkel meerder keren herhaald moet worden, voordat er een reactie optreedt. Maar het kan ook dat er verschillende soorten prikkels tegelijk nodig zijn. Zo’n optelsom van prikkels waarop wordt gereageerd, heet prikkelsummatie.
Opvallende prikkels kunnen ook gevaar opleveren. Vogelmannetjes lokken met hun bontgekleurde broedkleed en hun opvallende gedrag niet alleen vrouwtjes, maar ook roofdieren naar zich toe. Sommige vogelsoorten lossen dit op door alleen in de paringstijd een bruidskleed te hebben en zich buiten de paringstijd onopvallend te gedragen. De kans om gepakt te worden door een roofdier is dan kleiner.
Gedrag is deels erfelijk bepaald. Of gedrag tot expressie komt, is mede afhankelijk van de omstandigheden. Je ziet dit bijvoorbeeld bij jonge apen die geīsoleerd opgroeien. Ze zijn dan later niet in staat om hun jongen op te voeden. Hieruit blijkt dat het milieu een belangrijke rol kan spelen bij de ontwikkeling van gedrag.
Elke diersoort vertoont soortspecifiek gedrag ofwel gedrag dat uniek is voor een bepaalde soort. Dit gedrag is erfelijk bepaald en wordt nauwelijks beïnvloed door het milieu.
Een dier dat effectief foerageert (voedsel zoekt) verspilt minder energie dan en dier dat hierin niet zo effectief is. Aanpassingen (adaptaties) in lichaamsbouw (bv de vorm van de snavel) of erfelijk vastgelegde gedragspatronen kunnen daarbij helpen. 
Op 4 november 1970 wordt de 13-jarige Genie aangetroffen in een huis in Arcadia, een kleine buitenwijk van Los Angeles. Ze is door haar ouders meer dan tien jaar achtereen opgesloten in haar slaapkamer. Genie kan spreken noch lopen.
Dieren bezitten gevoelige perioden waarin bepaald gedrag kan worden geleerd. Leren in een gevoelige periode, heet inprenting. Ingeprent gedrag is meestal moeilijk af te leren. Inprenten speelt bij mensen gedurende de eerste drie jaren van het leven vermoedelijk een belangrijke rol. Vinken die geïsoleerd bij mensen opgroeien leren nooit fluiten zoals een normale vink, ook niet als ze later met andere vinken in aanraking komen. De specifieke vinkenzang kunnen ze alleen in de eerste maand van hun leven leren. Die eerste maand is dus de gevoelige periode voor het aanleren van de zang.
Proefondervindelijk leren wordt meestal aangeduid met de Engelse naam trial and error.
Ieder dier heeft contact met soortgenoten, al was het alleen maar om te paren. Dieren van dezelfde soort communiceren met elkaar. Een aantal gedragingen die met communicatie te maken hebben, zijn ook door andere soorten te begrijpen. Zo is de alarmroep van bijvoorbeeld een merel ook duidelijk voor andere vogelsoorten.
Bij veel diersoorten speelt leren een grote rol bij de ontwikkeling van sociaal gedrag. Voor dieren die in een groep leven, is het opgroeien met soortgenoten van belang voor hun prestaties in de groep.
Voor alle dieren die in groepen leven is onderlinge communicatie belangrijk. Ze kunnen elkaar dingen verzoeken: vragen om voedsel, uitnodigen om te paren of waarschuwen voor een vijand.
Bij communicatie worden signalen uitgezonden en ontvangen. Belangrijk hierbij zijn het vermogen om te kunnen zien, horen, ruiken en voelen (ook warmte). 
Veel van wat we uit gedragsonderzoek bij dieren hebben geleerd, blijkt ook op te gaan voor het gedrag van mensen. De communicatiekanalen zijn vergelijkbaar.
Binnen een groep van sociaal levende dieren bestaat meestal een rangorde.
Binnen een groep chimpansees is er een rangorde. Er is één mannetje de baas, de Alfa-man. De alfa-man krijgt voorrang bij het eten en paart met alle vrouwtjes. Ook de belangrijkste vrouw heeft veel invloed in de groep.
Als soortgenoten met elkaar in contact komen, kunnen er ook conflicten ontstaan. Meestal zijn er in de loop van de ontwikkeling van de soort allerlei signalen ontwikkeld die ernstige schade voorkomen. Dieren die een gevecht verliezen of willen voorkomen, tonen verzoeningsgebaren. Dit zijn sleutelprikkels die de agressie van de overwinnaar remmen. Wolven en honden kunnen de zijkant van de nek, met de kwetsbare halsslagader, tonen of op de rug rollen.
Overal waar mensen samen zijn, zijn leiders.
Gedrag heeft invloed op de overlevingskansen en het voortplantingssucces van een dier (
Afwijkend gedrag kan voor een dier zowel voordelig als nadelig zijn. Gedrag dat beter is aangepast aan de omgeving, kan leiden tot meer nakomelingen.
Eigenschappen die gunstig zijn om te overleven en nakomelingen te krijgen worden vaker doorgegeven aan volgende generaties dan minder gunstige.
Sociobiologie houdt zich bezig met de evolutionaire oorsprong van sociaal gedrag bij dieren, de mens incluis. Een belangrijk idee hierbij is dat gedrag een overlevingsstrategie voor het individu vormt. Gedrag is dus ook van belang voor het overleven van de soort. Sociobiologie geldt als omstreden, omdat de genetische bepaaldheid van met name menselijk gedrag sommigen tegen de borst stuit. Toch is ook menselijk gedrag te beschouwen als het resultaat van genotype en milieu. Die opvatting is nog niet zo lang geaccepteerd. Lang is gedacht dat menselijk gedrag voor een deel bestaat uit gedragspatronen die ook bij dieren voorkomen (slapen, eten, seks), maar dat een groot deel van het gedrag (religie, taalgebruik, morele principes, cultuur) typisch menselijk is en niet door onze biologische achtergrond wordt bepaald.
Groepen waarin sprake is van taakverdeling, hiërarchie, gemeenschappelijke zorg, gezamenlijke bescherming en verdediging van het territorium kunnen alleen bestaan als de individuen coöperatief gedrag ofwel samenwerking vertonen.
Mensen kennen een vaste, cultuurgebonden inrichting van officiële gebeurtenissen: rituelen. Huwelijken wordt op dezelfde manier bezegeld, een begrafenis regelt men volgens een vast patroon. Als iemand de rituelen verstoort, geeft dat vaak nogal wat opschudding.
Een groep of cultuur heeft bepaalde waarden en normen. In andere culturen gelden soms andere waarden en normen.
Discriminatie betekent letterlijk het maken van onderscheid. De Nederlandse wet verbiedt discriminatie op huidskleur, geslacht of seksuele voorkeur. Iedereen heeft volgens de wet gelijke rechten. Toch krijgen vrouwen in de praktijk minder snel een leidersrol toebedeeld en in veel landen zijn ze lager in de rangorde dan mannen. Vooroordelen wegnemen vergt tijd.
Er zijn veel relaties tussen mensen en dieren.
Mensen houden om verschillende redenen dieren, bijvoorbeeld voor de gezelligheid, als leverancier van producten of diensten, als studieobject, voor vermaak en educatie, en soms ook om de (bedreigde) soort te beschermen.
Bij dierenwelzijn gaat het erom dat de lichamelijke en gevoelsmatige toestand van een dier goed zijn.
Als dieren in gevangenschap onvoldoende prikkels krijgen, kunnen ze hun natuurlijke gedrag ook niet vertonen, terwijl de inwendige drang (motivatie) hiertoe wel aanwezig blijft. Ze kunnen dan stereotiep gedrag gaan vertonen. Stereotiep gedrag is een vast patroon van handelingen dat regelmatig wordt herhaald zonder dat daarbij ogenschijnlijk een doel wordt bereikt. Voorbeelden zijn het stangbijten bij varkens, het kopschudden van olifanten en het ‘ijsberen’ van roofdieren.
Stress op zichzelf hoeft niet per se slecht te zijn. Als een dier door stress(hormonen) beter in staat is om op gevaar te reageren heeft het een grotere overlevingskans dan dieren die dat niet hebben.
Bij het inzicht in het tot stand komen van positieve en negatieve emoties (motivatie, angst) kan kennis van neurobiologische processen belangrijk zijn. Gedragsproblemen bij dieren (en mensen) kunnen beter vastgesteld en behandeld worden, als het vergeleken wordt met de manier waarop bij gezonde dieren het gedrag wordt aangestuurd.
Je gebruikt je zintuigen om de omgeving waar te nemen.
De ogen zijn voor mensen belangrijke zintuigen.
Een pasgeboren baby kijkt scheel. Na enige tijd leert een baby beide ogen te richten en worden de oogspieren op elkaar afgestemd. Het scheelzien verdwijnt dan vanzelf.
De ooglens bevindt zich achter de pupil. De ooglens breekt de lichtstralen zodat er een scherp beeld ontstaat op het netvlies achterin de oogbol.
In het netvlies liggen twee soorten zintuigcellen: staafjes en kegeltjes.
Ondanks het feit dat op ons netvlies een plat beeld wordt geprojecteerd, zien we een driedimensionale wereld. Zo kunnen we ons moeiteloos in een ruimtelijke omgeving voortbewegen. Hoe dat driedimensionale, scherpe beeld tot stand komt, daarover gaat het in deze subparagraaf.
In het netvlies liggen twee soorten zintuigcellen: staafjes en kegeltjes.
Staafjes en kegeltjes bevatten lichtgevoelige pigmenten. In staafjes is dat rodopsine (staafjesrood). Rodopsine wordt afgebroken onder invloed van licht. Daardoor ontstaan impulsen in de aangesloten sensorische neuronen. Na de afbraak wordt rodopsine weer terug gevormd.
In de huid bevinden zich zintuigen die reageren op druk- en temperatuurveranderingen. Al die zintuigen zijn aangesloten op hun eigen plek in de hersenen.
Tastzintuigen zijn gevoelig voor aanraking en lichte druk op de huid.
Koudezintuigen
Pijnpunten zijn vrije zenuwuiteinden en dus geen echte zintuigen.
Via je zintuigen krijg je informatie over je omgeving.
In het lichaam van een hardloper treden allerlei fysiologische processen op: de temperatuur van het bloed stijgt, de zuurgraad van het bloed gaat omhoog (door een toename van de hoeveelheid koolstofdioxide) en de bloeddruk neemt toe.
Wanneer je kijkt naar de ligging van onderdelen van het zenuwstelsel, dan onderscheid je het centrale en het perifere zenuwstelsel.
Tot het centrale zenuwstelsel behoren hersenen en ruggenmerg.
Het autonome zenuwstelsel stuurt de spieren van inwendige organen en klieren aan en staat niet onder invloed van de wil. Het werkt daarbij nauw samen met het hormoonstelsel. De regelcentra van het autonome zenuwstelsel, bijvoorbeeld voor de ademhaling, hartslag en lichaamstemperatuur, liggen in de hersenstam. De thalamus en de hypothalamus onderhouden direct contact met de belangrijkste hormoonklier: de hypofyse.
Zenuwcellen of neuronen.
De pupilreflex en de scherpstelreflex (accommodatie) zijn voorbeelden van reflexen die niet via je ruggenmerg verlopen maar via de hersenstam. Bij de pupilreflex wordt de opening in de iris (pupil) groter of kleiner afhankelijk van de hoeveelheid licht. De pupilreflex kan ook door het sympathisch zenuwstelsel worden beïnvloed.
Rustpotentiaal
Wanneer je een membraangedeelte prikkelt zal de golf van actiepotentialen die ontstaat, zich naar beide zijden over de membraan voortplanten.
Voor de knal van een rotje maakt het niet uit of je de lont met een lucifer of met een vlammenwerper aansteekt. Het is alles-of-niets.
Veertig procent van het lichaamsgewicht van een volwassene bestaat uit skeletspieren.
Bouw dwarsgestreepte spieren
In spiervezels van skeletspieren bevinden zich bundels eiwitmoleculen, de spierfibrillen.
Glad spierweefsel bestaat uit afzonderlijke cellen met één celkern.
Binnen de dwarsgestreepte spieren komen verschillende vezeltypen voor.
Een spiersamentrekking (contractie) wordt gevolgd door een spierontspanning. Een spier blijft samengetrokken zolang er impulsen blijven komen.
Zintuigjes die gevoelig zijn voor de krachten op een spier zijn de peeslichaampjes (Golgi-peeslichaampjes). Deze zitten in de pezen van spieren. Hoe meer krachten op de spier worden uitgeoefend, hoe meer impulsen naar de hersenen gaan. Komt er te veel kracht op een spier, dan treedt een reflex op waardoor de spier ontspant.
Voor een duursporter is het uithoudingsvermogen belangrijk en maakt het lichaam veel gebruik van aerobe dissimilatie. Training zal het gebruik van zuurstof in de spieren moeten verbeteren. Wanneer je minstens drie keer per week een half uur traint, op 70% van je inspanningsniveau, neemt na enige weken het aantal mitochondriën in de spiervezels toe. De bloedvoorziening van de spieren wordt verhoogd, doordat het aantal bloedvaten in de spieren toeneemt. Zo ontstaan rode spiervezels. De spiercellen worden gestimuleerd de vetvoorraad eerder aan te spreken, zodat de totale aerobe dissimilatie beter verloopt.
Als inwendige of uitwendige zintuigen (receptoren) een toestandsverandering (input) waarnemen, wordt deze in het zenuwstelsel vergeleken met de normwaarde.
De lichaamstemperatuur wordt constant gehouden door terugkoppeling.
AFBDe normwaarde van de lichaamstemperatuur is niet altijd de zelfde. Bij vrouwen stijgt direct na de ovulatie de normwaarde iets, door het vrijkomen van hormonen bij de eisprong.
De druk van het bloed beïnvloedt de diameter van de bloedvaten. In de wand van de aorta en de halsslagader bevinden zich rekzintuigjes (mechanische receptoren) die veranderingen in de diameter van het bloedvat meten. Deze rekzintuigjes sturen impulsen naar het verlengde merg. Zenuwen beïnvloeden de hartactiviteit: bij een te hoge bloeddruk remmen ze en bij een te lage bloeddruk stimuleren ze de hartactiviteit.
Als je een tijdje niet gegeten hebt, krijg je trek.
Osmoreceptoren kunnen een te hoge of te lage waterconcentratie signaleren. Vervolgens worden er processen in gang gezet van opname en uitscheiding, waardoor het ionenevenwicht in het interne milieu op een bepaald niveau komt en blijft. (Zie ook kennisbank 
Het hormoonstelsel heeft onder andere invloed op groei, ontwikkeling, voortplanting en stofwisseling. In de figuur zie je de ligging van de verschillende hormoonklieren. Tussen het hormoonstelsel en het zenuwstelsel bestaat een nauwe samenwerking.
Hormoonklieren produceren hormonen en geven deze producten rechtstreeks af aan het bloed (dus zonder afvoerbuis). Dit heet endocriene afscheiding. Er zijn ook klieren die hun producten afgeven via een afvoerbuis aan het externe milieu (dus niet aan het bloed), bijvoorbeeld speekselklieren. Dat noem je exocriene afscheiding.
De bijnieren zijn kleine organen, die als kapjes op de nieren liggen, ervan gescheiden door vetweefsel.
Tijdens de ontwikkeling van een cel krijgt de cel een bepaalde vorm en een bepaalde functie. De cel specialiseert zich (zie KB 
Cellen geven elkaar signalen via signaalstoffen:
Er zijn verschillende vormen van signalering te onderscheiden. Een cel kan reageren op signaalstoffen die de cel zelf afgeeft. Deze vorm van signalering (autocriene signalering) gebeurt bijvoorbeeld tijdens de ontwikkeling van de cellen in een bepaalde richting. Het signaal zorgt ervoor dat de cel zich blijft ontwikkelen tot het juiste type met de juiste functie.
Al in de negentiende eeuw werd gevonden dat het lichaam reageert op hormonen zoals adrenaline.
Hormonen zijn kleine moleculen, meestal peptiden (bijvoorbeeld insuline) of steroïden (bijvoorbeeld testosteron). Steroïde hormonen hebben een overeenkomstige chemische structuur want ze zijn afgeleid van een vet, meestal cholesterol. Dat betekent dat deze hormonen goed in vet oplosbaar zijn en makkelijk membranen passeren. Ze zijn niet polair en lossen daardoor niet op in water. Ze kunnen alleen via het bloed worden vervoerd via een carrier-eiwit.
Ook binnen de cel worden processen voortdurend bijgestuurd. In KB 
Soms is de omgeving van de cel ongunstig om te overleven. Denk aan hoge of juist heel lage temperatuur, afwijkende pH, zuurstofgebrek of giftige stoffen.
Als de stress te groot is, en de tolerantiegrenzen worden overschreden, zal de cel apoptose (geprogrammeerde celdood) in gang zetten.
Homeostase maakt organismen in een bepaalde mate onafhankelijk van de omgeving. Ook al verandert de omgeving, allerlei regelmechanismen in het organisme zorgen ervoor dat de interne omgeving min of meer constant blijft. Deze regelmechanismen zijn te vinden op elk organisatieniveau: het niveau van de cel, van het orgaan of van het organisme.
Als de omgeving langdurig verandert, kan het zijn dat de veranderingen zo groot zijn dat het voor het organisme onmogelijk is de homeostase te handhaven. Dieren hebben de mogelijkheid hun gedrag te veranderen. Ze kunnen bijvoorbeeld naar een ander gebied te trekken.
Extreme factoren in de omgeving (extreme temperatuur, droogte, gifstoffen, mechanische beschadiging) kunnen het functioneren van de cellen onder druk zetten.
De meeste diersoorten nemen de temperatuur van de omgeving aan. Zij zijn exotherm. Ze verwerven warmte van externe bronnen zoals de zon. Hun gedrag is erop gericht deze bronnen zo goed mogelijk te benutten.
Wanneer dieren langdurig in een extreme omgeving verblijven (extreem hoge of extreem lage temperatuur, extreem laag zuurstofgehalte), kunnen ze zich aan die omstandigheden aanpassen. Dit acclimatiseren duurt enkele dagen tot weken.
Als cellen zich verdubbelen ontstaan er twee nieuwe cellen. Van de twee nieuwe cellen kan er zich één (of beide) nogmaals verdubbelen. Dit proces kan zich meerdere keren herhalen.
Het proces waarbij cellen zich verdubbelen, de celcyclus, verloopt via een vaste volgorde.
Wanneer cellen zich delen moet al het celmateriaal vooraf verdubbeld worden. Dus ook het DNA.
Tijdens de replicatie ontstaan fouten.
Een mens bestaat uit ongeveer 1015 cellen. Als een bevruchte eicel zich telkens zou verdubbelen, zouden er ongeveer 50 delingsrondes nodig zijn om dat aantal te bereiken. Maar zo simpel gaat het niet. Er ontstaan wel voortdurend nieuwe cellen, maar lang niet alle cellen doen mee aan deze vermeerdering. En er gaan ook veel cellen dood.
In het begin van de embryonale ontwikkeling zijn er veel cellen die nog tot allerlei verschillende celtypen kunnen uitgroeien.
Alle cellen van een organisme bevatten hetzelfde DNA. Hoe komt het dat de ene cel zich tot een kraakbeencel ontwikkelt en de andere tot een zaadcel?
Volgens de huidige embryowet mogen embryo’s die niet langer voor de eigen zwangerschap worden gebruikt (bijvoorbeeld na IVF), onder bepaalde voorwaarden wel gebruikt worden voor:
Beenmerg stamcellen worden bijvoorbeeld ingespoten in het beenmerg bij leukemie patiënten die een chemokuur hebben ondergaan. Door de chemotherapie zijn niet alleen de tumorcellen, maar ook gezonde bloedvormende cellen in het beenmerg afgestorven. Stamcellen van donor-beenmerg of van (tevoren afgenomen) eigen beenmerg kunnen dan gezonde bloedcellen gaan vormen.
In de cellen van ons lichaam ontstaat voortdurend DNA-schade.
Na een aantal celcycli hebben cellen zoveel fouten verzameld, dat p53 of een soortgelijk mechanisme ervoor zorgt dat de cel ten gronde gaat. Een andere oorzaak voor celdood is dat bij elke deling de chromosomen een stukje korter worden. Dit gebeurt aan de uiteinden van de chromosomen, de telomeren.
Een cel die meerdere mutaties heeft verzameld, kan zich ontwikkelen tot een kankercel.
Wanneer een tumor nog niet is uitgezaaid, kan het chirurgisch verwijderen van het gezwel voldoende zijn. Meestal wordt ook bestraling toegepast, om eventueel achtergebleven tumorcellen te doden.
In een cel bevinden zich nucleïnezuren. De kern bevat de grootste concentratie aan nucleïnezuren, maar ze komen ook voor in cytoplasma, mitochondriën en plastiden.
De basen van twee DNA-strengen vormen waterstofbruggen.
Bacteriën (prokaryoten) en virussen bevatten ook nucleïnezuren.
Elk chromosoom van een mens bevat een DNA molecuul van ongeveer 108paren nucleotiden. Helemaal uitgestrekt zou zo’n molecuul ongeveer 4 cm lang zijn. Om alle chromosomen in een cel te laten passen en bij de celdeling over te kunnen dragen, zijn ze opgerold.
Eiwitten spelen een onmisbare rol in het leven, als bouwstenen en als enzymen. Eiwitten kunnen zichzelf niet kopiëren; ze worden gesynthetiseerd doordat de informatie die is opgeslagen in DNA wordt vertaald.
Eiwitsamenstelling
Genetische code
Een stukje DNA op een chromosoom dat de informatie bevat voor één of meerdere specifieke eiwitten noem je een gen.
Transcriptie in detail (VWO)
Genen die coderen voor een eiwit of voor RNA heten structuurgenen.
Het mRNA dat ontstaat na transcriptie (pre-mRNA) is nog niet klaar om vertaald te worden naar een eiwit. DNA bevat namelijk stukken die (waarschijnlijk) geen nuttige informatie bevatten. Deze stukken DNA heten introns. De stukken DNA die wel informatie bevatten voor het maken van een eiwit, heten exons.
Het in elkaar zetten van eiwitten gebeurt in het cytoplasma met behulp van de ribosomen. Het mRNA beweegt zich vanuit de kern naar een ribosoom in het cytoplasma. Daar wordt de informatie op het mRNA vertaald naar een eiwit. Daarbij zijn enkele enzymen betrokken en een ander type RNA, namelijk transfer RNA ofwel tRNA.
Transfer RNA bestaat uit een ruimtelijk in elkaar gevouwen “klaverblad” van RNA. Het heeft twee belangrijke bindingsplekken.
Het mRNA en het tRNA komen samen in een ribosoom, dat is opgebouwd uit eiwitten en rRNA.
In het cytoplasma wordt de code van het mRNA vertaald in een volgorde van aminozuren. Dat proces heet translatie.
Bij prokaryoten staan genen normaal gesproken aan. Regeleiwitten kunnen bepaalde genen uitzetten.
Aan cytosine van het DNA kan een methylgroep worden gebonden.
Ook na de transcriptie is dus nog regeling mogelijk.
Het eiwit dat na translatie is ontstaan, wordt nog verder bewerkt, afhankelijk van de functie die het gaat vervullen. De verdere bewerking vindt plaats in het cytoplasma, in het endoplasmatisch reticulum (E.R.) of in het Golgi systeem.
Het Golgi-systeem bevat verschillende enzymen die de in het E.R. gemaakte eiwitten verder bewerken.
Elke bacterie heeft behalve een groot chromosoom ook nog kleine cirkelvormige DNA-moleculen, de plasmiden. Die plasmiden kunnen ze vrij gemakkelijk van de ene naar de andere bacterie overbrengen.
Virussen bouwen hun erfelijk materiaal in dat van de gastheer in.
Bij gelelektroforese worden de stukken DNA die bij PCR zijn gemaakt, zichtbaar gemaakt. Eerst wordt een gel gemaakt, waarin vervolgens het mengsel van DNA dat bij PCR gemaakt is wordt geïnjecteerd. Vervolgens wordt er elektrische spanning over de gel gezet. De stukken DNA bewegen dan van – naar +. De lange stukken zijn langzamer dan de korte stukken. Zo worden de stukken DNA van elkaar gescheiden.
Als op het DNA van iemand een PCR wordt toegepast met bepaalde primers, ontstaan er stukken DNA van een bepaalde lengte. Deze stukken kunnen worden gescheiden door middel van elektroforese. Er ontstaat nu een analyse product dat voor ieder uniek is. Als dit unieke analyseproduct zichtbaar wordt gemaakt, krijg je een patroon van banden. Dit patroon noemt men wel een fingerprint, omdat het net zo uniek is als een vingerafdruk.
99,9% van het DNA is bij alle mensen hetzelfde. Dat is ook wel begrijpelijk, natuurlijke selectie maakt dat in genen die coderen voor eiwitten niet veel variatie mogelijk is. Niet-coderende stukken DNA variëren echter van persoon tot persoon. Men noemt deze stukjes DNA polymorfismen (= veel vormen). Ongeveer 40 procent van het niet-coderende DNA bestaat uit zogenaamd repetitief DNA. Dat zijn korte DNA-sequenties van maximaal 60 basenparen lang die ettelijke keren herhaald worden. Zeer korte repetitieve sequenties
Om de exacte volgorde van de nucelotiden in een stuk DNA vast te stellen, maakt men gebruik van een techniek die sequencen heet.
DNA micro-array (DNA chip) wordt gebruikt om te bepalen welke genen worden afgelezen onder bepaalde condities.
Biotechnologie is het gebruik van biologische systemen voor het maken van producten. Je kunt de klassieke biotechnologie, zoals die al eeuwen lang bestaat, onderscheiden van de moderne biotechnologie. Een voorbeeld van klassieke biotechnologie is het gebruik van gist voor de bereiding van brood of wijn. De moderne biotechnologie past de eigenschappen van bacteriën, planten en dieren voor menselijk gebruik aan, door in te grijpen in het DNA.
Van het begrip Biotechnologie zijn veel definities in omloop.
Brood verbeteren
Om kaas te maken moet je de melkeiwitten laten samenklonteren, het zogenaamde stremmen. Dit gebeurt door het toevoegen van een bepaald eiwitsplitsend enzym, chymosine. Vanouds werd dit verkregen uit kalvermagen.
Druivensap bevat suikers die kunnen worden vergist tot alcohol. Bovendien bevat druivensap zuren, zoals wijnsteenzuur en appelzuur. In rijpe druiven is het zuurgehalte lager dan in onrijpe druiven. Als de druiven niet goed rijpen (in een koude zomer) is het zuurgehalte hoger.
Vlees van landbouwhuisdieren zou je een product van de klassieke biotechnologie kunnen noemen. Door fokken en selecteren zijn de beste vleesrassen ontstaan.
Bij het gebruik van transgene planten is het risico op ziektes die op de mens kunnen worden overgedragen kleiner. Toch blijft het altijd noodzakelijk de producten goed te testen. In soja is bijvoorbeeld een gen gezet uit een Braziliaanse paranoot. Doel was het gehalte aan methionine (een essentieel aminozuur) in de soja te verhogen. Sommige mensen zijn allergisch voor de noot; ze bleken ook allergisch voor de transgene soja.
Rond 1850 fokte Darwin in Londen duiven. Hij ontdekte daarbij het effect van deze kunstmatige selectie, een belangrijke pijler onder zijn latere werk over natuurlijke selectie.
Kunstmatige inseminatie is zeer efficiënt. Tien stieren zijn voldoende om alle koeien in Nederland drachtig te maken. Een nadeel is dat de genetische variatie onder koeien heel klein wordt.
De moderne biotechnologie maakt zoveel spectaculaire toepassingen mogelijk op alle terreinen van het leven van de mens, dat het begrijpelijk is dat de techniek ook veel discussie oproept. Er zijn mensen die tegen alle toepassingen zijn, op grond van hun levensovertuiging, zoals prins Charles van Engeland.
In veel Europese landen, waaronder Nederland, schrijft de nationale wetgeving voor dat de consument de keus moet hebben tussen wél of niet genetisch gemodificeerd voedsel. Dat betekent dat er een duidelijke etikettering moet zijn.
Als cellen zich verdubbelen ontstaan er twee nieuwe cellen. Van de twee nieuwe cellen kan er zich één (of beide) nogmaals gaan verdubbelen. Dit proces kan zich meerdere keren herhalen.
Bij de mens zitten in alle lichaamscellen 46 chromosomen.
De erfelijk identieke nakomelingen van een individu noem je een kloon.
Het fenotype bestaat uit alle waarneembare eigenschappen van een organisme. Hoe je er uiteindelijk uitziet dus. Het fenotype wordt meestal bepaald door genotype en milieufactoren samen. Genetische onderzoekingen richten zich over het algemeen op eigenschappen die voor een belangrijk deel door de genen worden bepaald.
De eigenschap bloemkleur bij erwtenplanten wordt bepaald door één gen.
G. Mendel heeft de basis voor de klassieke genetica gelegd. Na hem kwamen onderzoekers er achter dat de werkelijkheid ingewikkelder is. Als voorbeeld nemen we de overerving van bloedgroepen in het ABO –systeem. Op de membranen van onze cellen zitten eiwitten die voor een afweer reactie kunnen zorgen. Twee van die eiwitten zitten ook op de rode bloedcellen. Het gen dat voor die eiwitten codeert kent drie in plaats van twee allelen. De multiple allelen zijn IA, IB en i. Er zijn twee dominante en een recessief allel.
Bij de meeste kruisingsexperimenten die gedaan worden, maakt het niet uit of de allelen nu van de vader of van de moeder afkomstig zijn. Toch is er ook variatie in fenotype mogelijk doordat, tijdens de vorming van de geslachtscellen, een allel wordt stilgelegd (silencing) in de gameten.
Het geslachtschromatine (Barr body) is een structuur in de kern bij cellen van vrouwelijke zoogdieren. Vrouwelijke zoogdieren, hebben twee
Stel, een man en een vrouw willen graag een kind. In de familie van één van de ouders is er een erfelijke aandoening. Hoe groot is de kans dat het kind die aandoening heeft? Prenatale diagnostiek biedt de mogelijkheid om het embryo hierop in een vroeg stadium te onderzoeken. Het DNA van het kind kan de aandoening laten zien.
Een karyotype of karyogram is een afbeelding van de chromosomen, zoals deze tijdens een bepaald stadium van de celdeling te zien zijn onder een microscoop. Met behulp van een karyogram kunnen chromosoomafwijkingen (bijvoorbeeld in aantal of vorm) worden opgespoord.
Een relatief nieuwe techniek in de klinische genetica is de pre-implantatie diagnostiek (PGD) ofwel embryoselectie. Daarbij onderzoekt men de klompjes cellen die door in vitro fertilisatie (IVF) zijn ontstaan op de aanwezigheid van schadelijke genen. Alleen de ‘gezonde’ klompjes cellen worden teruggeplaatst.
Zodra het embryo een veilige grootte heeft bereikt, kan er onderzoek naar eventuele chromosomale afwijkingen, zoals het syndroom van Down, worden gedaan. Ook bekende defecte genen kunnen worden geïdentificeerd.
De mens is steeds meer in staat om erfelijke eigenschappen van een organisme te veranderen. Het kweken(fokken) en verdelen van organismen maakt nog gebruik van de klassieke genetica, maar moderne technieken zoals het veranderen van een genotype op moleculair niveau (genetische modificatie) worden steeds meer toegepast.
Bij de Recombinant-DNA techniek worden stukjes DNA ingebouwd in het DNA van een ander organisme. Dit is mogelijk doordat er speciale enzymen, restrictie enzymen, voorkomen die het DNA in stukjes kunnen knippen.
Ons lichaam staat voortdurend bloot aan allerlei gevaren.
Om ons te beschermen hebben we een afweersysteem (immuunsysteem).
De verdedigingslinies
Vanaf je geboorte beschik je over een afweersysteem tegen ziektes.
Om te overleven moet ons lichaam zoveel mogelijk aanvallen afslaan.
Ons lichaam wordt aan alle kanten beschermd door huidweefsel.
De thymus (zwezerik) bevindt zich boven het hart ter hoogte van begin van het borstbeen. Het orgaan speelt een belangrijke rol bij de selectie van witte bloedcellen. De thymus verschrompelt vanaf ongeveer het twintigste levensjaar.
De cellen in ons lichaam worden door minuscule haarvaatjes voorzien van zuurstof en voedingsstoffen. Niet al het vocht dat daarbij uit de haarvaatjes geperst wordt, keert terug in de aders. Een gedeelte vloeit als lymfe weg naar het lymfestelsel.
De milt ligt links onder de long, naast de maag.
Het rode beenmerg bevat de stamcellen.
De mergholte van botten bevat het rode beenmerg.
Organen spelen een belangrijke rol bij de afweer tegen aanvallers.
Stamcellen in het beenmerg delen zich voortdurend.
Er zijn verschillende typen witte bloedcellen (ook wel leukocyten), elk met een eigen functie. De witte bloedcellen verschillen van elkaar in uiterlijk en functie.
Iedereen heeft wel eens een wondje in de huid. Zo’n wond biedt schimmels, bacteriën en andere ziekteverwekkers een kans om bij de voedingsstoffen in ons lichaam te komen. Er is in ons lichaam voortdurend een afweersysteem actief. De aangeboren, a-specifieke afweer is de eerste barrière die lichaamsvreemde stoffen tegenkomen.
De aangeboren, aspecifieke afweer is de eerste barrière die lichaamsvreemde stoffen tegenkomen. Een groot deel wordt onschadelijk gemaakt voordat ze ons lichaam binnenkomen. Denk erom dat biologen je lichaam zien als een buis (maag-darmkanaal) in een buis. Alles wat ’in’ onze ademhalingsorganen, spijsverterings- en voortplantingsorganen zit is dus eigenlijk nog ‘buiten’.
De huid is maar 1-2 mm dik, maar bestaat toch uit verschillende lagen.
Aan de binnenkant van ons lichaam bedekken slijmvliezen de plaatsen die in aanraking komen met het externe milieu. Slijmvliezen zijn in feite een voortzetting van de huid naar binnen toe. Bij je lippen gaat de huid bijvoorbeeld over in de slijmvliezen van de mondholte. Andere plekken in je lichaam die met slijmvlies bedekt zijn, zijn: ogen, neus, keelholte, voorhoofdholtes, ademhalingsstelsel (luchtpijp, longen), spijsverteringsstelsel (maag, darmen), uitscheidingsstelsel (blaas, urineleider) en voortplantingsstelsel (vagina, baarmoeder). Slijmvlies produceert slijm (mucus). In het slijm zitten antistoffen en enzymen die bacteriën doden. Voor veel ziekteverwekkers is de dikke slijmlaag moeilijk doordringbaar. Op de slijmvliescellen bevinden zich bovendien afweercellen die ziekteverwekkers ‘opeten’.
Wanneer een ziekteverwekker toch door de verdediging van huid en slijmvliezen heen breekt, antwoordt het lichaam met een ontstekingsreactie.
De verworven specifieke afweer wordt verzorgd door een grote groep verschillende witte bloedlichaampjes (leukocyten). B-lymfocyten en T-lymfocyten hebben elk een eigen functie.
Zodra een bepaalde ziekteverwekker het lichaam is binnengedrongen, komt onze afweer in actie. Er worden dan antistoffen geproduceerd. Het lichaam beschikt over meerdere typen afweerstoffen voor meerdere typen ziekteverwekkers. Van elk type antistof zijn er ook weer veel varianten, die allemaal uniek zijn. Als een arts bepaalde antistoffen in het bloed aantreft, kan hij dus vaak meteen zeggen om welk antigen en dus om welke ziekteverwekker het gaat.
B-lymfocyten worden gemaakt in het rode beenmerg van platte beenderen zoals ribben en bekken. Ze bezitten moleculen in hun celmembraan die passen op de antigenen van bepaalde ziekteverwekkers.
Omdat er verschillende antigenen zijn, zijn er ook verschillende antistoffen ofwel immunoglobulinen (Ig’s) nodig. Dit is mogelijk doordat immunoglobulinen een plaats op hun molecuul bezitten waarvan de bouw kan variëren. De plaats waar de verschillen optreden, heet de variabele regio.
Een T-lymfocyt heeft, net als een B-lymfocyt, specifieke receptoren die passen op antigenen van een bepaalde ziekteverwekker. T-lymfocyten worden gemaakt uit stamcellen in het rode beenmerg. Daarna verhuizen ze naar de thymus, waar ze zich verder ontwikkelen.
De aspecifieke ofwel aangeboren immuniteit beschermt de mens tegen de gebruikelijke aanvallen van ziekteverwekkers. Deze vorm van immuniteit is echter niet altijd afdoende. Daarom beschikken we over nog een ander immuunsysteem: de specifieke ofwel verworven immuniteit. Dit systeem ‘slaapt’ normaal gesproken en wordt pas geactiveerd als het lichaam wordt belaagd door een ziekteverwekker die te sterk is voor het aspecifieke immuniteitsysteem.
De stamcellen uit het beenmerg produceren lymfocyten.
De thymus ofwel zwezerik is een orgaan dat actief is tot in de puberteit. In de thymus wordt bepaald welke T-lymfocyten mogen blijven bestaan en welke niet.
Selectie van de juiste stam? Ziektekiemen zoals bacteriën en virussen bevatten antigenen. Bacteriën worden dan ook verzwolgen door fagocyten zoals macrofagen. De macrofaag breekt de ziekteverwekker af en plaatst stukken daarvan op zijn celmembraan. Door virussen geïnfecteerde cellen kunnen ook stukjes van het antigeen op hun celmembraan plaatsen. In beide gevallen ontstaan een Antigeen Presenterende Cel (APC). Deze stukken werken als antigenen en worden ingebouwd in glycoproteïnen. Bij ons heten die glycoproteïnen deHLA’s (Human Leucocyte antigens). De taak van die glycoproteïnen is om de antigene determinant zo op de T-celreceptoren te krijgen dat er een verschil kan worden gemaakt tussen lichaamseigen en lichaamsvreemd. De code voor de glycoproteïnen zit in het deel van het genoom dat Major Histocompatibility Complex wordt genoemd (MHC). De algemene naam voor deze moleculen is dan ook MHC-eiwitten.
T-lymfocyten en B-lymfocyten reageren op een antigen waarvoor zij de receptoren bezitten. T-lymfocyten reageren daarbij niet alleen op ziekteverwekkers, maar ook op APC’s. B-lymfocyten kunnen zelfstandig reageren op een antigen door het maken van antistoffen.
Als er voldoende T-Lymfocyten en B-Lymfocyten zijn gemaakt, wordt de ziekteverwekker onschadelijk gemaakt. De lymfocyten zijn nu overbodig geworden en verdwijnen langzaam uit het bloed. Er zijn echter cellen die worden opgeslagen als geheugen, de geheugencellen. Deze cellen kunnen snel in actie komen als er weer een infectie met passende antigenen langskomt. Geheugencellen zorgen dus voor blijvende immuniteit.
Het afweersysteem in ons lichaam is heel complex, maar ondanks dat niet perfect. Op allerlei manieren kunnen ziekteverwekkers door de mazen van het net kruipen en ons ziek maken. Biologen, artsen en farmaceuten doen er alles aan om de mazen zo klein mogelijk te houden.
Ons immuunsysteem kan de meeste ziekteverwekkers wel de baas.
Een zo complex geheel als onze afweer laat wel eens een steekje vallen.
Een allergische reactie treedt op tegen een ziekteverwekkende lichaamsvreemde stof. Dat kunnen cellen zijn zoals stuifmeelkorrels (pollen), maar ook metalen bijvoorbeeld zilver kunnen een allergische reactie starten.
Bij een auto-immuunziekte gaat je afweer systeem in de fout.
In een aantal gevallen gaat een virus de TH cellen zelf aanvallen. Bij AIDS gaat het HIV virus zich vermenigvuldigen in de TH–cellen. De door het virus geïnfecteerde TH vallen uit elkaar en helpen bij de verspreiding van het virus. Het gevolg is dat de afweer tegen andere infecties zoals longontsteking ook stil valt doordat er minder TH zijn met alle gevolgen van dien. Mensen die met HIV besmet zijn, hebben in hun bloed specifieke antistoffen tegen dit virus. Bij een aidstest wordt gekeken of er antistoffen tegen HIV in het bloed voorkomen.
Bij een orgaantransplantatie ontvangt iemand een orgaan van iemand anders. Het nieuwe orgaan wordt als lichaamsvreemd weefsel gezien en het afweersysteem treedt in werking. Om de afweerreactie te onderdrukken zijn medicijnen nodig, anders wordt het getransplanteerde orgaan afgestoten.
Bij een transplantatie komen er donorcellen met hun eigen combinatie antigenen in het lichaam. De antigenen van de donor zijn gekoppeld aan het Major Histocompatibility Complex (MHC). Er zijn twee typen: MHC-1 bevindt zich in alle cellen met een kern. MHC-II bevindt zich alleen op cellen van het afweersysteem zoals macrofagen en lymfocyten.
Planten zijn over het algemeen plaatsgebonden en dat betekent dus vluchten kan niet meer!
In deze paragraaf gaan we verder in op twee verschillende vormen van afweer bij planten. De afweer tegen ziekteverwekkers behandelen we eerst en daarna bekijken we de afweer van planten tegen planten eters.
Alleen al de tomaat kent meer dan honderd verschillende ziektes. Tomaten worden aangevallen door bacteriën, virussen, schimmels en eencelligen. Plant en ziekteverwekker staan in wisselwerking met elkaar. Planten kunnen mechanisch en chemisch op een ziekteverwekker reageren. In tegenstelling tot dieren repareren ze geen aangetast weefsel. Ze sluiten aangetaste delen af of offeren die op.
Wat kan een plant bij een aanval doen?
Niet alleen nu, maar ook in de oudheid en daarvoor probeerden wetenschappers en filosofen verklaringen te vinden voor verschijnselen die ze waarnamen.
Heel lang konden mensen zich moeilijk voorstellen hoe er planten, dieren en mensen op de wereld kwamen. Een geboorte werd beschouwd als een wonder.
Fixisme houdt in dat het universum en de aarde, maar ook alle planten, dieren en de mens, hun ontstaan te danken hebben aan een scheppingsdaad en daarna niet meer zijn veranderd.
Een andere theorie is dat het leven op aarde een buitenaardse oorsprong heeft. In 1901 kwam de Zweed Arrhenius met de Panspermiatheorie, waarin hij oppert dat het leven niet op aarde zelf is ontstaan. Levenskiemen zouden via meteorieten en interplanetair stof op aarde terechtgekomen kunnen zijn en zo de basis hebben gelegd voor het leven op onze planeet.
Kenmerken van leven zijn voortplanting en het aanpassen aan veranderingen in de omgeving op zowel op korte (adaptatie) als lange termijn (evolutie).
De cel die ontstond uit een samenspel tussen de verschillende moleculen, was tot veel meer in staat dan de afzonderlijke componenten.
Hoe het precies gegaan is valt niet te achterhalen, maar evolutiebiologen zijn het er over eens dat de eerste cellen prokaryoten (bacteriën) waren. Men denkt dat uit de prokaryoten cellen met een kern (= eukaryoten) ontstonden. De eerste eukaryoten waren eencellig. 
Deze eerste foto-autotrofe organismen konden met behulp van de opgevangen energie H2S splitsen. Ze gebruikten de energie die daarbij vrijkwam om hun eigen stoffen op te bouwen. Als koolstofbron daarvoor gebruikten ze het veel voorkomende koolstofdioxide. Veel later ontstonden soorten die met behulp van zonlicht water konden splitsen ipv H2S. Dat was gunstig, want water is overal in de atmosfeer aanwezig. Bij de splitsing van water komt zuurstof vrij.
Voor de ontwikkeling van organismen was het belangrijk een manier te vinden de schade door zuurstof te vermijden (bijvoorbeeld door anti-oxidanten te maken). Als ze tegelijkertijd wel in staat zouden zijn gebruik te maken van zuurstof om voedingsstoffen af te breken, zouden ze in de nieuwe omstandigheden in de atmosfeer sterk in het voordeel zijn. 
Hoe de ontwikkeling verder ging, zullen we nooit helemaal weten. De enige aanwijzingen die we hebben zijn afkomstig van de informatie uit fossielen.
Paleontologen zijn biologen die de geschiedenis van het leven bestuderen.
Wanneer we het verleden willen reconstrueren, zijn niet alleen de levensvormen, maar ook de tijd waarin ze voorkwamen van belang. Voor het bepalen van de ouderdom van aardlagen of fossielen kunnen paleontologen gebruik maken van in elk geval twee methodes.
Tot zo'n 500 miljoen jaar geleden was er op het land nog geen leven te bekennen, terwijl het in het water krioelde van het leven. Ongeveer 400 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste pioniers op de vochtige oevers van poelen. Het waren kleine en eenvoudige plantjes. Deze wieren hadden nog geen duidelijke organen zoals wortels, bladeren, stengels of bloemen.
De Zweed Carl von Linné ( Carolus Linnaeus) leefde van 1707 tot 1778. Hij promoveerde aan de universiteit van Harderwijk. Linnaeus is de grondlegger van de wetenschappelijke naamgeving. Zijn ordeningssysteem was gebaseerd op een slimme manier om bestaande gegevens van organismen in te delen.
Systematiek (taxonomie) is de tak van biologie die zich bezighoudt met indelen: het rangschikken op grond van overeenkomstige kenmerken. Dat geeft inzicht in verwantschap en in biodiversiteit. Daardoor wordt ook de afstammingsgeschiedenis van soorten steeds duidelijker.
In 1735 publiceerde Linnaeus zijn belangrijkste werk, de Systema Naturae, waarin hij de natuur onderverdeelt in drie rijken: mineralen, planten en dieren. Opzienbarend voor die tijd was zijn ordening van planten op grond van de seksuele organen. Het feit dat planten over voortplantingsorganen beschikten was in die tijd een vrij nieuw gegeven en bovendien was spreken over voortplanting een groot taboe.
Wetenschap is een internationale aangelegenheid en wetenschappers hanteren daarom één gemeenschappelijke taal om hun bevindingen te publiceren. Tegenwoordig is dat Engels, maar de wetenschappelijke taal in de tijd van Linnaeus was Latijn. Vandaar dat de wetenschappelijke naam van soorten in het Latijn wordt gegeven.
Tegenwoordig deelt men soorten meestal in op grond van hun onderlinge verwantschap. Daarvoor zijn verschillende methoden, zoals het vergelijken van de bouw van levende soorten en fossielen en het vergelijken van eiwitten en DNA. Een bekende valkuil is het feit dat sommige soorten erg veel op elkaar lijken, maar helemaal niet zo verwant blijken te zijn.
Bij het construeren van stambomen proberen wetenschappers de evolutionaire relaties daarin weer te geven. Deze methode wordt cladistiek genoemd (clados Gr. betekent tak). Elke tak, een clade, omvat alle soorten die afstammen van een bepaalde voorouder. Zo’n tak heet ook wel een monofyletische groep.
Walvissen en haaien vertonen veel overeenkomsten: beide zijn goed aangepast aan het leven onderwater en vertonen dus gelijke eigenschappen (bijv. een gestroomlijnd lichaam). Toch hebben ze geen recente gemeenschappelijke voorouder en behoren ze niet tot dezelfde taxonomische groep. De ontwikkeling die beide diergroepen hebben doorgemaakt, heeft echter wel geleid tot dezelfde vorm. Dit heet convergentie.
Elk kenmerk dat door twee of meer organismen wordt gedeeld en dat geërfd is van een gemeenschappelijke voorouder noemen we homoloog. Dat kan een DNA gedeelte, een anatomische structuur of zelfs een gedragskenmerk zijn.
De embryonale ontwikkeling van verschillende diersoorten vertoont veel overeenkomsten, vooral in het begin van de ontwikkeling.
De verdeling van soorten over de aarde kan zowel informatie geven over de soorten, als over de geschiedenis van het aardoppervlak.
Hoewel Darwin algemeen wordt gezien als de grondlegger van de evolutietheorie, was hij niet de eerste die zich met het idee van evolutie bezighield. De Fransman Lamarck (1744-1829) stelde al eerder een theorie op over geleidelijke verandering van soorten. Het was echter Charles Darwin (1819-1882) die de evolutietheorie openbaar maakte en zo de basis legde voor de hedendaagse evolutietheorie. Ten tijde van Darwin was de manier waarop de overerving verliep echter nog onbekend. Men vermoedde destijds dat de eigenschappen van twee ouders mengen bij de voortplanting, zodat het genotype van de nakomeling ergens tussen dat van beide ouders in ligt, zoals bij het mengen van twee blikjes verf van verschillende kleur.
De theorie van Darwin is nog steeds de basis van het denken van vrijwel alle biologen over evolutie.
Door natuurlijke selectie hebben eigenschappen die een gunstig effect hebben op de fitness van het organisme een grotere kans doorgegeven te worden aan de volgende generatie dan ongunstige eigenschappen.
Als de omgevingsfactoren veranderen, hebben sommige individuen van een populatie betere overlevingskansen dan de andere.
De verscheidenheid die bestaat tussen de individuen van een soort is de basis van de evolutietheorie van Darwin. Darwin kon deze verscheidenheid niet goed verklaren. Weissman (1834 - 1914) loste dit probleem voor hem op.
Sommige planten en dieren zijn nauwkeurig onderzocht op het optreden van spontane mutaties. Kruis je bijvoorbeeld een monohybride plant met rode bloemen (homozygoot dominant) met een plant met witte bloemen (homozygoot recessief), dan zouden de heterozygote nakomelingen allemaal rode bloemen moeten hebben. Als er toch nakomelingen zijn met witte bloemen, zijn die het gevolg van een mutatie in het dominante gen.
In ons land wordt het bloed van alle baby’s vlak na de geboorte onderzocht op een paar erfelijke ziektes.
Onafhankelijk van elkaar ontwikkelden de Britse wiskundige Hardy en de Duitse natuurkundige Weinberg in 1908 een theorie over de allelenverdeling in een populatie. Die theorie staat bekend als de Wet van Hardy en Weinberg.
In elke generatie zullen sommige individuen meer nakomelingen krijgen dan andere, louter en alleen door het toeval. In de volgende generaties vind je dus meer genen van deze gelukkigen. Dat zijn niet noodzakelijkerwijs de individuen met de beste eigenschappen in de omgeving. We noemen dit het effect van het toeval of genetic drift.
Soorten op eilanden stammen meestal af van soorten op het vasteland.
Natuurlijke selectie leidt niet alleen tot veranderingen binnen een soort, maar ook tot het ontstaan van nieuwe soorten.
Voorwaarden voor soortvorming
Belangrijk voor het ontstaan van soorten is reproductieve isolatie.
De term co-evolutie wordt gebruikt voor de situatie waarin de evolutie van twee soorten zo nauw verweven is, dat de ontwikkeling van de ene soort de andere beïnvloedt en andersom.
Het arrangement Kennisbank Biologie tweede fase is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.
- Auteur
- Laatst gewijzigd
- 2025-10-09 20:16:04
- Licentie
-
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.
Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
- Toelichting
- De Kennisbanken bevatten de theorie bij de opdrachten.
- Leerinhoud en doelen
- Biologie;
- Eindgebruiker
- leerling/student
- Moeilijkheidsgraad
- gemiddeld
- Trefwoorden
- leerlijn, reangeerbare, rearrangeerbare leerlijn
Gebruikte Wikiwijs Arrangementen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Aanval en verdediging
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Afweer bij planten
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Bouw en functie van nucleïnezuren
https://maken.wikiwijs.nl/104588/Bouw_en_functie_van_nucle_nezuren
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Cellen van drie domeinen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
De kern van de zaak
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Elementen en verbinding
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Erfelijkheid en toepassingen
https://maken.wikiwijs.nl/104656/Erfelijkheid_en_toepassingen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Evolutie en gedrag
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Evolutietheorieën
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Het immuunsysteem
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Het ontstaan van het leven
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Het zenuwstelsel
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Homeostase op niveau van cel en molecuul
https://maken.wikiwijs.nl/104566/Homeostase_op_niveau_van_cel_en_molecuul
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Homeostase op organisme niveau
https://maken.wikiwijs.nl/104567/Homeostase_op_organisme_niveau
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Hormonale regeling
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Hormonen en homeostase
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Klassieke en moderne biotechnologie
https://maken.wikiwijs.nl/104621/Klassieke_en_moderne_biotechnologie
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Kringlopen in de natuur
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Landbouw en kringlopen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Mendeliaanse genetica
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Mensen houden van dieren
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Omstandigheden in een ecosysteem
https://maken.wikiwijs.nl/93116/Omstandigheden_in_een_ecosysteem
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Ontwikkeling van ecosystemen
https://maken.wikiwijs.nl/93120/Ontwikkeling_van_ecosystemen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Ontwikkeling van het leven
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Ordening van soorten
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Populaties in een ecosysteem
https://maken.wikiwijs.nl/93118/Populaties_in_een_ecosysteem
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Prikkels van binnen en van buiten
https://maken.wikiwijs.nl/104486/Prikkels_van_binnen_en_van_buiten
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Regeling algemeen
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Relaties tussen soorten
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Replicatie en celcyclus
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Spieren in beweging
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Stabiliteit van een ecosysteem
https://maken.wikiwijs.nl/93119/Stabiliteit_van_een_ecosysteem
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Transportstromen bij planten
https://maken.wikiwijs.nl/104461/Transportstromen_bij_planten
VO-content - Kennisbanken. (2021).
Voedselketen en voedselweb
VO-content - Kennisbanken. (2016).
Vorm en functie van cellen
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Weefsels en organen in zaadplanten
https://maken.wikiwijs.nl/104460/Weefsels_en_organen_in_zaadplanten
VO-content - Kennisbanken. (2017).
Wie bepaalt het gedrag
