1

PERIODE ONTWIKKELINGSBIOLOGIE EN MOLECULAIRE BIOLOGIE

Rudolf Steinercollege Haarlem.

Januari 2014.

Module: Cellen

Module CELLEN

2

WELKOM!!! Bij deze periode.• Veel theorie en veel practica!

• Iedereen kan meedoen; ook de mensen die geen Bio hebben

• Huiswerk is verslagen + vragen (zie handleiding en site)

• Afsluiting is digitale verslagenbundel en telt mee!

• Wij werken met laptops/smartphone / tablet. www.rshbiologie.nl is dé site waarop alles staat!

• We werken in drie weken zes modulen door:

www.rshbiologie.nlModule: Cellen

Module CELLEN

3

AFSPRAKEN.• We beginnen om 8:30 en stoppen om 9:55.

• Opruimen gezamenlijk. (we hebben soms veel troep)

• Zorg dat je thuis de verslagen bijhoudt: We doen al veel in de lessen.

• De leerlinghandleiding (site->module overzicht) vertelt precies wat je wel/niet moet doen/weten.

• Dagje gemist? Kijk op de site. Alle info staat daar!

• Vooruit spieken? Kan… Zinvol? Ja! Soms wel.

• Planning is wel strak, maar niet heilig.

• Neem ELKE dag laptop/smartphone/ tablet mee (+ earphones graag!)

Module: Cellen

Module CELLEN

4

Inhoud.

Module: Cellen

Module CELLEN

Cellen en Celstructuren: CELLEN

Klassieke Genetica: GENCLASSIC

Mol. Biologie: MOLGEN1

Mol Bio/ Technieken: MOLGEN2

PRAKTICUM Solanum: DNALAB1

Planten en ziekten: SOLANUM1

5Module: Cellen

Module CELLEN. Welke verslagen zijn er?

Module Practicum Inhoud Verslagvorm

CELLEN Ui maken eigen preparaten van de rokken van (rode) ui.

kort

CELLEN tulp maken van stengelcoupes van de tulp

kort

CELLEN mos,alg, schimmel

Bekijken van mos,alg en schimmel

kort

GENCLASSIC1

drosophila-1 Bekijken balsempreparaten fruitvlieg

kort

GENCLASSIC1

Bacteriën Maken van bacterie-kweken , reinstrijk

uitgebreid

GENCLASSIC1

drosophila-1 Ontwikkelstadia bekijken vanuit de kweekbuizen.

kort

MOLGEN1 DNA-isolatie Isolatie DNA uit kiwi kort

MOLGEN2 Gel Maken van een gel voor electroforese

kort

MOLGEN2 ICT Ict opdracht: Nagaan genoom kort

SOLANUM1 ICT Ict-opdracht: Genoomanalyse Solanum

uitgebreid: 11 uitgewerkte opdrachten.

DNA1 DNA Gen-detectie met PCR en gel-electroforese

uitgebreid

6

KORT (dit verslag past op 1 A4-tje (excl. tekeningen))

korte omschrijving van het practicum in max 6 zinnen.

korte beschrijving wat de resultaten waren (Max 10 zinnen)

tekeningen. (Zie URL: tekenregels met namen)

Eigen visie getuigend van begrip van het practicum (max 6 zinnen)(Wat gebeurde er, wat was er te zien, waarom, wat ging er mis… etc)

 

UITGEBREID (dit verslag eist minimaal 2-3 A4-tjes (excl. tekeningen))

uitvoerigere omschrijving van het practicum in max 20 zinnen

betekenis van het practicum: waarom doen we dit, wat moet er uit komen,

welke materialen hebben we gebruikt, welke techniek.

beschrijving wat de resultaten waren (ca 10-20 zinnen)

tekeningen. (Zie URL: tekenregels met namen)

Eigen visie getuigend van begrip van het practicum (max 6 zinnen)

Module: Cellen

Module CELLEN Wat is KORT?? Of UITGEBREID?

7

• Je zal moeten wennen aan deze TOTAALANDERE manier van werken.

• Maak gebruik van de site, internet om dingen op te zoeken, te beluisteren ed.

• Leer Internet niet te kopieeren (leer je niks) maar als bron te gebruiken.

• Eerst even kijken op de site:

www.rshbiologie.nl en lees de leerling handleiding!!!!!!!!!• Pfff… dan gaan we verder met de eerste

module: CELLEN.

Module: Cellen

Module CELLEN

8

DE CEL:• Hoe ziet het eruit?

• Is er verschil tussen planten en dieren?

• Wat kan je onder de microscoop zien?

• Hoe denkt men er NU over?

• http://www.ted.com/talks/drew_berry_animations_of_unseeable_biology.html

Module: Cellen

Module CELLEN

9

De Cel• Makkelijk te bestuderen

plantencellen:

• Verschillen/Kenmerken:

• Chloroplasten

• Stevige celwand

• (grote) Vacuolen

• Celorganellen:Kern

Mitochondrien

ER, RER

Lysosomen

Cytoskelet

Chloroplasten

Golgi etc..

Module: Cellen

Module CELLEN

10

De Cel• Diercellen zien er

anders uit:

• Verschillen/kenmerken:

• Geen chloroplasten

• Geen stevige celwand

• Mechanismen om andere cellen te verbinden: desmosomen, junctions etc

Fimpje:http://www.youtube.com/watch?v=o1GQyciJaTA

Module: Cellen

Module CELLEN

11

De Cel in het algemeen

Eerst even dit: http://www.youtube.com/watch?v=TYxDoP9ABHc

Later bekijken: http://www.youtube.com/watch?v=GigxU1UXZXo

En deze: http://www.ted.com/talks/david_bolinsky_animates_a_cell.html

1. In ons onderwijs wordt de cel voorgesteld door een stilstaand plaatje. Microscopen tonen dezelfde dode wereld! (helaas)

2. Cellen leven, delen, groeien en sterven bij duizenden per minuut in je lichaam.

3. Bamboe groeit 30 cm/dag.. Imagine!

4. Een DNA molecuul is heeeeel dun (2 nm) en 2 meter lang en past toch in elke cel!

5. In deze module proberen we het leven in de cellen te zien!

Module: Cellen

Module CELLEN

12

De Cel in het algemeen• Bevat de stoffen om suikers om te zetten in Energie

(metabolische afbraak)

• Plant: mbv Chloroplasten wordt met zonlicht juist E gemaakt. (syntheseprocessen).

• Celmetabolisme staat onder besturing van een enorme reeks biochemische gekatalyseerde processen

• Elke cel bevat DNA dat middels transcriptie en translatie de cel voorziet van allerlei soorten eiwitten:

Structuureiwitten (collageen, celmembraaneiwitten ed)

Enzymen (=katalysator van biochem processen)

Antistoffen(Afweer), celmembraanproteinen, glycoproteinen,

Lipoproteinen.Module: Cellen

Module CELLEN

13

De Celtypen• Bij de mens: ca 200 celtypen

• Bij planten minstens zoveel: zie plantenblad: 6 celtypen:

Epidermis (onder en boven)

Bladmoescellen (palissadenparenchym en sponsparenchym)

Huidmondjes (Openingen voor gasuitwisseling)

Haren/stekels (bescherming, luchtturbulentie)

• Plantenstengel: (doorsnede): epidermiscellen, xyleem, floeem, sklerenchym, parenchym, kurkcellen, lenticellen, cambiumcellen, etc…

• In practicum zien we cellen in de stengel van de tulp en cellen van de (rode) ui.

• Ook komen we eencelligen tegen (makkelijk te halen uit slootwater of oud bloemenwater).

Module: Cellen

Module CELLEN

14Module: Cellen

Module CELLEN Opbouw plantencellen

15Module: Cellen

Module CELLEN

Stengels EnVaten.

16Module: Cellen

Module CELLEN

Celtypen: vaten.

17Module: Cellen

Module CELLEN

18Module: Cellen

Module CELLEN

Meer zinvolle plaatjes?

Kijk op de site van de RadboudUniversiteit:

http://www.vcbio.science.ru.nl/virtuallessons/stemgrowthslides/

Deze link staat ook op onze site bij bronnen!

19

In het practicum maak je verder kennis met de diverse cellen van de plant.

We hebben Rode Ui en (als het gelukt is: Tulp).

---------------------------------------------------------

NU: CELDELINGEN (MITOSE-PROCES)

Module: Cellen

Module CELLEN

20

De Celdelingen (mens, dier)• Na bevruchting van de eicel, ontstaat een zygote.

• Deze gaat zich in de eerste instantie vermeerderen tot een 2,4,8,16,32 cellig stadium.

• Het bolletje cellen dat nu ontstaat, wordt hol (gastrula-stadium)

• Er ontstaat een “boven” en “onder” polariteit.

• Cellen gaan zich langzaam differentieren vanuit stamcellen in celtypen:

Epidermale cellen (huid, bekleding van darm, mond, bloedvat, nier)

Zenuwcellen, Bot en kraakbeencellen, Spiercellen, Bloedcellen, etc

Module: Cellen

Module CELLEN

21

De CeldelingWaarom?

Groei

Onderhoud

Herstel na beschadiging (regeneratie)

Hoe?Cel bereidt de deling voor, door:

DNA verdubbeling

DNA wordt compact in chromosomen

Chromosomen worden ruimtelijk netjes verdeeld

Chromosomenuiteen

Cel deelt zich: diercellen snoeren in, plantencellen laten een tussenwand ontstaan.

Gewone celdeling: MITOSE

Vorming geslachtscellen: MEIOSE (I en II)

Module: Cellen

Module CELLEN

22

De Gewone celdeling• Mitoseproces kost

enkele uren

• Chromosoomsamenstelling

• Aantal chromosomen gevolg van evolutie en zegt niks over de complexiteit van dat organisme.

Mens: 23 paar

Duif: 16 paar

Enkele planten; soms meer dan 100!

Fruitvlieg: 4 paar.

Module: Cellen

Module CELLEN

23

De Celdeling: Mitose

Module: Cellen

Module CELLEN

De mitose1. Duurt enkele uren2. Meeste tijd =DNA-verdubbeling3. De deling zelf is in 30 minuten klaar.4. In dit voorbeeld heeft elke cel 2 verschillende chromosomen.

Kort en lang. Elk in duplo met elke partner eigen kleur.

24

De Celdeling

Module: Cellen

Module CELLEN

Zo zietdat er onderde microscoop uit….Pas op: dit preparaatIs wel gekleurd!

25

De Celdeling: MitoseWat kan er mis gaan in dit proces?

Gevolgen?

Dus is het proces STRAK gereguleerd!

Hierover later veel meer…

Module: Cellen

Module CELLEN

26

De Celdeling: MEIOSE• Als je een zaadcel met een eicel wilt laten versmelten, moet

er geen dubbele hoeveel DNA aanwezig zijn.

• Dus eerst de hoeveelheid DNA halveren

• Blijkbaar bezit elke cel dus al dubbele informatie, anders zo deze halvering leiden tot sterk informatieverlies!

• Elke cel is bij hogere organismen voorzien van een dubbele portie erfelijke informatie (DNA)

• Bij de vorming van geslachtscellen wordt die hoeveelheid gehalveerd tot een enkelvoudige portie.

• Na bevruchting ontstaat een zygote uit twee cellen (ei, zaad) die samen weer een cel geven die de dubbele hoeveelheid bevat.

Module: Cellen

Module CELLEN

27

De Cel MEIOSE-PROCES• Dus eerst de vorming van cellen met de halve info:

Dan volgt nog een mitose-achtig proces: vermeerdering van geslachtscellen

Module: Cellen

Module CELLEN

28Module: Cellen

Module CELLEN

Nog eens anders getekend:

29

De Celdelingen (enkele filmpjes)Filmpjes staan NIET bij de bronnen!!

Module: Cellen

Module CELLEN

MITOSE (filmpje)

MITOSE én MEIOSE (Spaanse versie!)

MEIOSE (heel duidelijk filmpje!!)

(en ook een Deense versie (beetje humor))

30

De “inhoud” van de chromosomen:• Wat wordt er nu feitelijk verdeeld?

• Chromosomen: slim opgerold/verpakt DNA

• DNA-streng bij mens per cel 2000 millimeter lang en maar 0.0000002 mm breed…

• DNA bestaat uit gebieden die informatie bevatten die moet leiden tot de productie van een eiwit: coding regions

• DNA bevat veel grote lege gebieden die geen codingfunctie hebben, mogelijk wel een besturende rol vervullen

• DNA wordt vertaalbaar gemaakt middels methylering (Epigentica) en vormt een deel van de besturing

• Gregor Mendel wist niets van DNA trouwens….Module: Cellen

Module CELLEN

31

De Cel en de erfelijkheid• Erfelijkheid is de overdracht van kenmerken van het

organismen op zijn nageslacht. Met geslachtelijke voortplanting (zaad, ei, bevruchting) of ongeslachtelijk (kloneren, stekken, uitlopers: Aardbei etc)

• Bij de meiose worden dus geslachtscellen (gemeten) gevormd die over een enkele hoeveelheid erffactoren beschikken

• Stel: je oogkleur wordt bepaald door de factor A.A zorgt voor bruine ogen en a voor blauwe.

• Blijkbaar zijn er twee typen van dit gen: allelen genaamd.

• Het allel A (bruine ogen) geschreven met een hoofdletter want dominant over a (blauwe ogen) en is recessief.

• Zo bevat jou erfinfo ook een gen voor haarkleur: B en b.

Module: Cellen

Module CELLEN

32

De Kenmerken: oogkleur bij de mens• Er zijn nu meer mogelijkheden:

Een persoon met Bruine ogen zal in zijn cellen dus AA zijn of Aa.

In beide gevallen heeft deze persoon bruine ogen; het verschil is niet zichtbaar.

Een ander persoon met blauwe ogen is genetisch alleen aa.

(Waarom?)

Bedenk dat ELKE cel in je lichaam deze info over oogkleur heeft; alleen de cellen van je iris (oog) doen er iets mee. Je levercellen benutten deze informatie niet; daar staat dit kenmerk uitgeschakeld. In de lever staan andere genen aan, die in het oog weer uit staan…

Module: Cellen

Module CELLEN

33

De Meiose nog eens:Let op waar een erffactor terecht kan komen.. In de meiose wordt het DNA eerst verdubbeld en daarna twee keer verdeeld: 2n -> 2x 2n -> 4 x n… (tel het aantal gekleurde streepjes maar)

Module: Cellen

Module CELLEN

34

De Erfelijkheid:In de volgende module meer over de klassieke genetica:

GENCLASSIC

In de modulen MOLGEN1 gaan we in op de moleculaire achtergrond van de genetica.

In MOLGEN2 maken we kennis met de DNA-technieken uit het lab.

Module: Cellen

Module CELLEN

35

Het practicum• Laat je de diversiteit van celtypen zien.

• Leert je zelf de cellen te isoleren middels het maken van een coupe.

• Leert je op de juiste wijze tekenen. (zie bronnen -> site)

• Opdracht : Maak van deze les een korte samenvatting, evenals het practicum.

• Kijk nu on-line in de leerling-handleiding:

1. Cellen van de rode ui

2. Cellen van de tulp

3. Cellen van schimmel en mos en alg.

======================= einde=====================

Module: Cellen

Module CELLEN