Basisconcepten van de biologie

• Biologie is de wetenschappelijke studie van het leven.
• Het omvat de structuur, functie, groei, oorsprong, evolutie en verspreiding van levende organismen.
• Het erkent de cel als de basiseenheid van het leven, genen als de basiseenheid van erfelijkheid, en evolutie als de motor die de creatie en het uitsterven van soorten aandrijft.
• Levende organismen zijn open systemen die homeostase handhaven, zijn samengesteld uit cellen, hebben een levenscyclus, ondergaan metabolisme, kunnen groeien, zich aanpassen aan hun omgeving, reageren op prikkels, zich voortplanten en evolueren.

Kernprincipes van de biologie

• Celtheorie: alle levende organismen zijn samengesteld uit een of meer cellen.
• Gentheorie: erfelijke informatie wordt opgeslagen in genen die zich op chromosomen bevinden.
• Evolutie: alle levensvormen zijn geëvolueerd uit een gemeenschappelijke voorouder in een proces van natuurlijke selectie.
• Homeostase: alle levende organismen handhaven een stabiele interne omgeving.
• Thermodynamica: alle levende organismen halen energie uit hun omgeving en zetten die om in verschillende vormen.

Subdisciplines van de biologie

• Biochemie: studie van chemische processen in en met betrekking tot levende organismen.
• Botanisch: studie van planten.
• Celbiologie: studie van celstructuur en -functie.
• Ecologie: studie van de interacties van levende organismen met elkaar en hun omgeving.
• Evolutionaire biologie: studie van de evolutionaire processen die de diversiteit van het leven op aarde hebben voortgebracht.
• Genetica: studie van erfelijkheid en variatie in organismen.
• Microbiologie: studie van micro-organismen.
• Moleculaire biologie: studie van de structuur en functie van biologische moleculen.
• Fysiologie: studie van de functie van levende organismen en hun onderdelen.
• Dierkunde: studie van dieren.

Chemische basis van het leven

• Het leven hangt af van de unieke eigenschappen van koolstof.
• Koolstof kan grote, complexe en diverse moleculen vormen.
• Organische chemie is de studie van koolstofverbindingen.
• Macromoleculen zijn grote organische moleculen.
• Polymeren zijn lange moleculen die bestaan uit veel vergelijkbare bouwstenen die monomeren worden genoemd.
• De vier belangrijkste klassen van organische moleculen zijn koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren.

Celstructuur en functie

• De cel is de structurele en functionele basiseenheid van het leven.
• Er zijn twee hoofdtypen cellen: prokaryotische en eukaryotische.
• Prokaryotische cellen hebben geen kern en andere door membranen omgeven organellen.
• Eukaryotische cellen hebben een kern en andere door membranen omgeven organellen.
• Het plasmamembraan is de buitenste grens van de cel en regelt wat er in en uit gaat.
• De kern bevat het genetisch materiaal (DNA) van de cel.
• Ribosomen synthetiseren eiwitten.
• Het endoplasmatisch reticulum (ER) is betrokken bij de eiwitsynthese en het lipidenmetabolisme.
• Het Golgi-apparaat modificeert, sorteert en verpakt eiwitten en lipiden.
• Mitochondriën genereren ATP via cellulaire ademhaling.
• Chloroplasten (in plantencellen) voeren fotosynthese uit.
• Lysosomen bevatten enzymen voor intracellulaire vertering.

Energie en metabolisme

• Metabolisme is de som van alle chemische reacties in een organisme.
• Katabolisme breekt complexe moleculen af tot eenvoudigere, waarbij energie vrijkomt.
• Anabolisme bouwt complexe moleculen op uit eenvoudigere, waarbij energie wordt verbruikt.
• Enzymen zijn biologische katalysatoren die chemische reacties versnellen.
• ATP (adenosinetrifosfaat) is de belangrijkste energievaluta van de cel.
• Cellulaire ademhaling breekt glucose af om ATP te genereren.
• Fotosynthese gebruikt lichtenergie om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose.

Genetica

• Genen zijn de eenheden van erfelijkheid, verantwoordelijk voor erfelijke eigenschappen.
• DNA (deoxyribonucleïnezuur) is het molecuul dat genetische informatie draagt.
• DNA is een dubbele helix die is samengesteld uit nucleotiden (adenine, guanine, cytosine en thymine).
• RNA (ribonucleïnezuur) is betrokken bij de eiwitsynthese.
• Genexpressie is het proces waarbij genetische informatie wordt gebruikt om eiwitten te synthetiseren.
• Transcriptie is het proces waarbij DNA wordt gekopieerd naar RNA.
• Translatie is het proces waarbij RNA wordt gebruikt om eiwitten te synthetiseren.
• Mutaties zijn veranderingen in de DNA-sequentie.

Evolutie

• Evolutie is de verandering in de genetische samenstelling van een populatie in de loop van de tijd.
• Natuurlijke selectie is het mechanisme waarmee populaties evolueren.
• Individuen met eigenschappen die beter zijn aangepast aan hun omgeving, hebben meer kans om te overleven en zich voort te planten.
• Bewijs voor evolutie omvat: fossielenbestand, vergelijkende anatomie, vergelijkende embryologie, moleculaire biologie en biogeografie.
• Aanpassing is een eigenschap die de overleving en voortplanting van een organisme in een bepaalde omgeving bevordert.
• Soortvorming is het proces waarbij nieuwe soorten ontstaan.

Diversiteit van het leven

• Taxonomie is de wetenschap van het classificeren van organismen.
• Het Linnaeïsche systeem van classificatie omvat: Domein, Rijk, Stam, Klasse, Orde, Familie, Geslacht, Soort.
• Drie domeinen van het leven: Bacteria, Archaea en Eukarya.
• Bacteria en Archaea zijn prokaryotisch.
• Eukarya omvat protisten, schimmels, planten en dieren.

Ecologie

• Ecologie is de studie van de interacties van organismen met elkaar en hun omgeving.
• Populaties zijn groepen individuen van dezelfde soort die in hetzelfde gebied leven.
• Gemeenschappen zijn groepen van verschillende soorten die in hetzelfde gebied leven.
• Ecosystemen zijn gemeenschappen van organismen die interageren met hun fysieke omgeving.
• Biomen zijn grootschalige ecosystemen die worden gekenmerkt door specifieke klimaatomstandigheden en dominante plantengemeenschappen.
• De biosfeer is de som van alle ecosystemen op aarde.
• Trofische niveaus beschrijven de positie van een organisme in een voedselketen of voedselweb.
• Energie stroomt door ecosystemen van producenten naar consumenten.
• Voedingsstoffen circuleren binnen ecosystemen.
• Biodiversiteit is de verscheidenheid aan leven in een ecosysteem of op aarde.
• Conservation biology is de studie van hoe biodiversiteit te beschermen.