De Cel: Biologie Leerboek WACO 5, PDF

1DE CEL  HOOFDSTUK 2 DE CEL ALS BOUWSTEEN VAN HET LEVEN Leerboek WACO 5 xxx p. # 2 De cel als bouwsteen van het leven Leerboek WACO 5 Biologie p. 34  2 De cel als bouwsteen van het leven 2.1 De cel als basiseenheid...

1DE CEL  HOOFDSTUK 2 DE CEL ALS BOUWSTEEN VAN HET LEVEN Leerboek WACO 5 xxx p. # 2 De cel als bouwsteen van het leven Leerboek WACO 5 Biologie p. 34  2 De cel als bouwsteen van het leven 2.1 De cel als basiseenheid van het leven Cel = structurele en functionele basiseenheid van het leven Celbegrenzing Celademhaling Celinhoud Uitwisseling Erfelijke informatie: afvalstoffen DNA Opname voedingsstoffen Vertering Organismen hebben Gelijkaardige structurele kenmerken Gemeenschappelijk basisplan Maar verschillen sterk in Opbouw Complexiteit Leerboek WACO 5 Biologie p. 34 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.1 De cel als basiseenheid van het leven Organismen hebben Gelijkaardige structurele kenmerken Gemeenschappelijk basisplan Maar verschillen sterk in Opbouw Complexiteit Leerboek WACO 5 Biologie p. 34 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.1 De cel als basiseenheid van het leven 2.1.1 Leven bestuderen op verschillende niveaus Zichtbaar met het blote oog: macroscopisch niveau Grote organismen (mens) Grootste menselijke cel: de eicel (100-200 µm) Details op microscopisch niveau waarneembaar via een lichtmicroscoop De meeste prokaryote en eukaryote cellen Details op submicroscopisch niveau waarneembaar via een elektronenmicroscoop Celorganellen Virussen Leerboek WACO 5 Biologie p. 35 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.1 De cel als basiseenheid van het leven 2.1.1 Leven bestuderen op verschillende niveaus Leerboek WACO 5 Biologie p. 336  2 De cel als bouwsteen van het leven 2.2 Cytoplasma Inhoud tussen celmembraan en kernmembraan Cytosol + celorganellen Vloeibare Gespecialiseerde component onderdelen Water Specifieke functies Chemische reacties Leerboek WACO 5 Biologie p. 36 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Scheiding tussen de intracellulaire vloeistof (cytosol) en de extracellulaire vloeistof Structuur Dubbele laag fosfolipiden Hydrofiele kop Hydrofobe staart Leerboek WACO 5 Biologie p. 37 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Scheiding tussen de intracellulaire vloeistof (cytosol) en de extracellulaire vloeistof Structuur Cholesterol Hydrofoob Doorlaatbaarheid membraan Beweeglijkheid fosfolipiden Niet aanwezig bij planten, schimmels en bacteriën Leerboek WACO 5 Biologie p. 37 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Scheiding tussen de intracellulaire vloeistof (cytosol) en de extracellulaire vloeistof Structuur Membraaneiwitten (hydrofiel) Transmembraan eiwitten Over de hele dubbele lipidenlaag Transportfunctie Perifere eiwitten Aan de oppervlakte Receptorfunctie Leerboek WACO 5 Biologie p. 37 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Scheiding tussen de intracellulaire vloeistof (cytosol) en de extracellulaire vloeistof Structuur Sachariden Glycolipiden Glycoproteïnen Leerboek WACO 5 Biologie p. 37 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Scheiding tussen de intracellulaire vloeistof (cytosol) en de extracellulaire vloeistof Structuur Eenheidsmembraan: alle biologische membranen zijn opgebouwd volgens dit bouwplan Leerboek WACO 5 Biologie p. 37 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Vloeibaar mozaïekmodel Verschillende moleculen: lijkt op een mozaïek Beweeglijke structuur Olieachtige structuur (fosfolipiden) Eiwitten en cholesterol bewegen in de breedte Leerboek WACO 5 Biologie p. 38 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.1 Celmembraan Functie Communicatie Signalen (hormonen of neurotransmitters) Receptoren op membraan (eiwitten en sachariden) Selectieve barrière Selectief transport (eiwitten) intracellulaire ruimte – extracellulaire ruimte Vasthechting Aan naburige cellen en cytoskelet Leerboek WACO 5 Biologie p. 38 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.2 Celwand Plantaardige cellen, schimmels, bacteriën en archaea Dierlijke cellen hebben geen celwand Structuur Plantaardige cellen: opgebouwd uit cellulose Sommige cellen hebben enkel een primaire celwand Andere cellen hebben een extra secundaire celwand Meerdere lagen Andere oriëntatie cellulosevezels Lignine: houtstof – minder flexibiliteit en waterdoorlatendheid Leerboek WACO 5 Biologie p. 39 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.2 Celwand Plantaardige cellen, schimmels, bacteriën en archaea Dierlijke cellen hebben geen celwand Structuur Plasmodesmata Gaatjes in de celwand Contact tussen naburige cellen Communicatie en uitwisseling van stoffen Leerboek WACO 5 Biologie p. 39 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.2 Celwand Plantaardige cellen, schimmels, bacteriën en archaea Dierlijke cellen hebben geen celwand Structuur Opbouw celwand Plantaardige cellen: cellulose Schimmels: chitine Bacteriën: peptidoglycaan Arcaea: celwand zonder peptidoglycaan Leerboek WACO 5 Biologie p. 40 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.3 Celbegrenzing 2.3.2 Celwand Functie Bescherming Ondersteuning Transport van stoffen H2O O2 CO2 Leerboek WACO 5 Biologie p. 40 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen Leerboek WACO 5 Biologie p. 41 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.1 Celkern Nucleus Enkel in eukaryote cellen Lichtmicroscoop Details: elektronenmicroscoop Leerboek WACO 5 Biologie p. 41 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.1 Celkern Structuur Grootste celorganel Kernmembraan: dubbele fosfolipidenlaag Kernporiën selectieve uitwisseling cytoplasma – celkern Nucleoplasma (> cytoplasma) inhoud celkern Nucleosol (> cytosol) vloeibare gedeelte van nucleoplasma Erfelijk materiaal: DNA Chromatine Nucleolus Leerboek WACO 5 Biologie p. 41 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.1 Celkern Functie Drager van genetische informatie  DNA-molecule Signaal  activatie stuk DNA  taak wordt uitgevoerd Leerboek WACO 5 Biologie p. 41 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.2 Ribosoom Zowel in eukaryote als prokaryote cellen Elektronenmicroscoop Structuur Twee subeenheden: een grote en een kleine Subeenheden enkel samen in actieve toestand Ribosomale eiwitten Ribosomaal RNA Geen membraan Leerboek WACO 5 Biologie p. 42 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.2 Ribosoom Structuur Twee soorten Reticulaire ribosomen: gebonden aan het endoplasmatisch reticulum Vrije ribosomen: vrij in het cytoplasma Functie Aanmaak van proteïnen Leerboek WACO 5 Biologie p. 42 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.3 Endoplasmatisch reticulum (ER) Enkel in eukaryote cellen Zowel in dierlijke als plantaardige cellen BEHALVE: rode bloedcellen en zaadcellen Elektronenmicroscoop Leerboek WACO 5 Biologie p. 43 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.3 Endoplasmatisch reticulum (ER) Structuur Netwerk van membranen Dubbele laag fosfolipiden Twee delen Glad (of smooth) endoplasmatisch reticulum (SER) buisvormig zonder ribosomen Ruw endoplasmatisch reticulum (RER) schijfvormige en afgeplatte structuren (cisternen) bedekt met ribosomen Leerboek WACO 5 Biologie p. 43 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.3 Endoplasmatisch reticulum (ER) Functie RER: eiwitsynthese Ribosoom produceert polypeptideketen  lumen cisternen Eiwit neemt driedimensionale structuur aan Ontstaan glycoproteïnen (eiwit + sacharide) Eiwitten worden verpakt en afgevoerd in vesikels SER: stofwisselingsprocessen Synthese van lipiden Onschadelijk maken van giftige stoffen Leerboek WACO 5 Biologie p. 43 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.4 Golgi-apparaat Enkel in eukaryote cellen Zowel in dierlijke als plantaardige cellen Meer aanwezig in plantaardige dan in dierlijke cellen Elektronenmicroscoop Leerboek WACO 5 Biologie p. 44 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.4 Golgi-apparaat Structuur Cisternen met verbrede uiteinden Dubbele fosfolipidenlaag Gelegen tussen RER en celmembraan Ciszijde: dichtst gelegen bij het RER Transzijde: verst gelegen van het RER Leerboek WACO 5 Biologie p. 44 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.4 Golgi-apparaat Functie Simpele moleculen  complexe moleculen Postkantoor: verpakken en verzenden van moleculen Transportvesikels uit het ER versmelten met het Golgi-apparaat aan de ciszijde (importkant) Hier worden de eiwitten afgewerkt tot functionele moleculen Leerboek WACO 5 Biologie p. 44 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.4 Golgi-apparaat Functie Eindproducten worden verpakt in vesikels Vesikels worden afgesnoerd aan de transzijde (exportkant) Vesikels met afbraakstoffen worden lysosomen Vesikels met stoffen of onderdelen voor de celmembraan versmelten met secretievesikels die naar de celmem- braan transporteren Leerboek WACO 5 Biologie p. 44 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.5 Lysosoom Enkel in dierlijke cellen Elektronenmicroscoop Structuur Dubbele fosfolipidenlaag Klein en rond Inhoud: verteringseiwitten (afbraakstoffen) Leerboek WACO 5 Biologie p. 45 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.5 Lysosoom Functie Afbraak van moleculen: verteringsorgaan van de cel Lysosoom versmelt met afvalblaasje De afbraakeiwitten versnellen een hydrolyse- reactie  stoffen worden afgebroken Autofagie: de af te breken stoffen komen uit het lichaam zelf Heterofagie: de af te breken stoffen komen van buiten het lichaam Leerboek WACO 5 Biologie p. 46 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.6 Mitochondrion Enkel in eukaryote cellen Elektronenmicroscoop Structuur Groot en ovaal Dubbele laag fosfolipiden Leerboek WACO 5 Biologie p. 47 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.6 Mitochondrion Structuur Buitenste membraan Intermembraneuze ruimte Binnenste membraan Crista (plooien): oppervlaktevergroting Matrix (binnenste ruimte) Mitochondriaal DNA Ribosomen Opgeloste stoffen Leerboek WACO 5 Biologie p. 47 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.6 Mitochondrion Functie Energiefabriek van de cel Halen energie uit bv. glucose met behulp van O2 Energie komt vrij: adenosinetrifosfaat (ATP) ATP wordt gebruikt om processen uit te voeren Spierbeweging Celgroei Metabole reacties Leerboek WACO 5 Biologie p. 48 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.7 Plastide Enkel in eukaryote cellen Enkel in plantaardige cellen en groene algen Dubbele membraan (bij algen vierdubbel membraan) Eigen DNA en ribosomen Drie soorten: Chloroplasten Chromoplasten Leukoplasten Leerboek WACO 5 Biologie p. 48 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.7 Plastide Chloroplast Bladgroenkorrel: fotosynthesereactie Buitenste membraan en binnenste membraan gescheiden door een intermembraneuze ruimte Binnenste membraan omgeeft het stroma In het stroma liggen grana (granum enkelvoud) die bestaat uit verschillende schijven = thylakoïde met het groene pigment chlorofyl. Hierin vinden de fotosynthesereacties plaats Grana zijn onderling verbonden door intergranale lamellen Leerboek WACO 5 Biologie p. 48 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.7 Plastide Chloroplast Leerboek WACO 5 Biologie p. 48 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.7 Plastide Chromoplast Kleurstofkorrels in plantaardige cellen. Maken pigmenten aan en slaan ze op. Bv. De carotenoïden Carotenen (oranje) Xanthofylen (geel tot rood) Leerboek WACO 5 Biologie p. 49 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.7 Plastide Leukoplast Plastiden zonder pigment, opslagfunctie Amyloplasten: opslag zetmeel Elaioplasten: opslag vet Proteïnoplasten: opslag eiwitten (proteïnen) Zaden, stengels of wortels  opslag reservestoffen Leerboek WACO 5 Biologie p. 49 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.8 Vacuole Prokaryote en eukaryote cellen Voornamelijk in plantaardige cellen en eencellige eukaryoten Structuur Met vocht (celsap) gevuld blaasje Dubbele laag fosfolipiden (tonoplast) Leerboek WACO 5 Biologie p. 51 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.8 Vacuole Functie Opslag van water, afvalstoffen en bruikbare stoffen Afhankelijk van het type cel Specifieke functies in plantencellen: Afbraak van materiaal (geen lysosomen in plantencel) Turgordruk: stevige structuur celwand Specifieke functies in eencellige eukaryoten: Uitstoten van vocht en afvalstoffen: kloppende vacuolen voedselvacuolen Leerboek WACO 5 Biologie p. 51 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.8 Vacuole Functie Specifieke functies in eencellige eukaryoten: Uitstoten van vocht en afvalstoffen: kloppende vacuolen Voedselvacuolen In dierlijke cellen: Opslagfunctie (in vetcellen voor opslag van lipiden) Klein en niet veelvuldig aanwezig Leerboek WACO 5 Biologie p. 51 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.9 Cytoskelet Enkel in eukaryote cellen Structuur Netwerk van vezelige eiwitten Basis voor heel wat celfuncties Leerboek WACO 5 Biologie p. 52 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.9 Cytoskelet Structuur Ingedeeld op basis van vorm en samenstelling Leerboek WACO 5 Biologie p. 52 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.9 Cytoskelet Functie Vorm van de cel Helpen celonderdelen organiseren Celbeweging Celdeling Leerboek WACO 5 Biologie p. 53 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.10 Centriool Enkel in dierlijke cellen Structuur Buisvormige organellen Geen membraanstructuur Negen groepjes van drie (triplet) microtubuli Centriolenpaar Loodrecht tegenover elkaar In de buurt van de celkern Leerboek WACO 5 Biologie p. 53 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.4 Celorganellen 2.4.10 Centriool Functie Celdeling Leerboek WACO 5 Biologie p. 53 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.5 Prokaryote versus eukaryote cel Leerboek WACO 5 Biologie p. 54 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.6 Plantaardige versus dierlijke cellen Leerboek WACO 5 Biologie p. 55 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie Wanneer cellen een specifieke vorm en functie krijgen Mogelijkheid tot organiseren Leerboek WACO 5 Biologie p. 56 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Veranderen of differentiëren in een ander celtype Totipotente stamcel Zygote (bevruchte eicel) In staat uit te groeien tot compleet organisme Vermeerdering door celdeling Ontstaan van cellen die placenta vormen Ontstaan van embryonale stamcellen Pluripotente stamcel Embryonale stamcellen Ontwikkeling tot alle soorten lichaamscellen, behalve de placenta Leerboek WACO 5 Biologie p. 56 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Multipotente stamcellen Differentiatie tot beperkt aantal celtypes Komt voor in gespecialiseerd weefsel Stamcellen in rode beenmerg of in navelstrengbloed Unipotente stamcellen Differentiatie tot één celtype Volwassen stamcellen in de teelbal  zaadcellen Leerboek WACO 5 Biologie p. 57 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Alle cellen in meercellig organisme afkomstig van stamcel Vormverandering afhankelijk van de functie van de cel Zaadcellen met zweepstaart  voortbeweging Zenuwcellen met uitlopers  signalen doorgeven Specifieke delen van DNA worden geactiveerd per celtype Aantal en type celorganellen typerend voor de functie Zaadcellen  veel mitochondriën en microtubuli  voortbeweging zweepstaart Zenuwcellen  veel ER en Golgi-apparaat  aanmaak en verpakking neurotransmitters Leerboek WACO 5 Biologie p. 57 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Gedifferentieerde cellen vormen weefsels Weefsel = groep cellen met dezelfde vorm en functie Functie wordt gecoördineerder en efficiënter uitgevoerd Veel botcellen samen  sterk bot Veel spiercellen samen  krachtige spierwerking Vier groepen Epitheelweefsel of dekweefsel Zenuwweefsel Spierweefsel Bindweefsel of steunweefsel (kraakbeenweefsel, botweefsel, vetweefsel, bloed) Leerboek WACO 5 Biologie p. 57 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Verschillende weefsels vormen organen Hersenen Zenuwweefsel Bloedvoorziening door hersenbloedvaten Omgeven door bindweefselvliezen Maag Spierweefsel om voedsel te kneden Epitheellaag met slijmproducerende cellen Bloedvaten zenuwen Leerboek WACO 5 Biologie p. 57 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.1 Stamcellen in dierlijke cellen Organen groeperen zich tot stelsels Stelsel : groep samenwerkende organen, samen taak uitoefenen Ademhalingsstelsel Spijsverteringsstelsel Zenuwstelsel Leerboek WACO 5 Biologie p. 57 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.2 Meristeem bij plantaardige cellen Bij vaatplanten Stamcellen van de plant Groepjes van delende cellen Nog niet gedifferentieerd Ontstaan van verschillende plantencellen en -weefsels Leerboek WACO 5 Biologie p. 58 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.2 Meristeem bij plantaardige cellen Weefsels bij planten vulweefsel (parenchym) Dekweefsel Steunweefsel Transportweefsel of vaatweefsel (xyleem, floëem) Leerboek WACO 5 Biologie p. 58 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.2 Meristeem bij plantaardige cellen Organen bij planten Stengel Wortels Bladeren Leerboek WACO 5 Biologie p. 58 2 De cel als bouwsteen van het leven 2.7 Celdifferentiatie 2.7.2 Meristeem bij plantaardige cellen Stelsels bij planten Wortelstelsel Transportstelsel Leerboek WACO 5 Biologie p. 59 2 De cel als bouwsteen van het leven JUIST/FOUT? Alle prokaryote organismen hebben cellen die DNA bevatten. Antwoord: ### ###uitleg### Leerboek WACO 5 Biologie p. 59 2 De cel als bouwsteen van het leven JUIST/FOUT? De meeste cellen kun je zien met het blote oog. Antwoord: ### ###uitleg### Leerboek WACO 5 Biologie p. 59 2 De cel als bouwsteen van het leven JUIST/FOUT? Om al de celorganellen te kunnen zien, heb je een elektronenmicroscoop nodig. Antwoord: ### ###uitleg### Leerboek WACO 5 Biologie p. 59 2 De cel als bouwsteen van het leven JUIST/FOUT? De basiseenheid van een levend organisme is een celorganel. Antwoord: ### ###uitleg### Leerboek WACO 5 Biologie p. 59 2 De cel als bouwsteen van het leven JUIST/FOUT? Een zygote is een pluripotente stamcel. Antwoord: ### ###uitleg### Leerboek WACO 5 Biologie p. 59