MacroScoop 6 - Leerschrift

©VANIN

scoop macro

Marleen Chalmet

Bart Vanopré

Christina Wauters

Via www.ididdit.be heb je toegang tot het onlineleerplatform bij MacroScoop 6

Activeer je account aan de hand van de onderstaande code en accepteer de gebruiksvoorwaarden.

Kies je ervoor om je aan te melden met je Smartschool-account, zorg er dan zeker voor dat je e -mailadres aan dat account gekoppeld is. Zo kunnen we je optimaal ondersteunen.

scoop macro 6

Let op: deze licentie is uniek, eenmalig te activeren en geldig voor een periode van 12 maanden na activatie.

!Help, de activatiecode hierboven is al gebruikt!

Krijg je bij het activeren van de bovenstaande code de melding dat de activatiecode reeds in gebruik is? Dan ben je wellicht niet de eerste leerling die met dit leerboek aan de slag gaat. Op vanin.be/leerboeklicentie kun je terugvinden welke stappen je kunt ondernemen of hoe je een nieuwe licentie kunt aankopen.

Tip: Normaal gezien mag je niet schrijven in een leerboek. Per uitzondering mag jij na activatie de bovenstaande activatiecode doorstrepen.

Fotokopieerapparaten zijn algemeen verspreid en vele mensen maken er haast onnadenkend gebruik van voor allerlei doeleinden. Jammer genoeg ontstaan boeken niet met hetzelfde gemak als kopieën. Boeken samenstellen kost veel inzet, tijd en geld. De vergoeding van de auteurs en van iedereen die bij het maken en verhandelen van boeken betrokken is, komt voort uit de verkoop van die boeken.

In België beschermt de auteurswet de rechten van deze mensen. Wanneer u van boeken of van gedeelten eruit zonder toestemming kopieën maakt, buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen, ontneemt u hen dus een stuk van die vergoeding. Daarom vragen auteurs en uitgevers u beschermde teksten niet zonder schriftelijke toestemming te kopiëren buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen.

Verdere informatie over kopieerrechten en de wetgeving met betrekking tot reproductie vindt u op www.reprobel.be.

Ook voor het onlinelesmateriaal gelden deze voorwaarden. De licentie die toegang verleent tot dat materiaal is persoonlijk. Bij vermoeden van misbruik kan die gedeactiveerd worden. Meer informatie over de gebruiksvoorwaarden leest u op www.ididdit.be.

© Uitgeverij VAN IN, Wommelgem, 2024

De uitgever heeft ernaar gestreefd de relevante auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Wie desondanks meent zekere rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht zich tot de uitgever te wenden.

Credits

©VANIN

blz. 22 © Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, 2017 blz. 23 artikel 1 Epigenetica bewijst: wat je voorouders deden kan impact hebben op je dna © demorgen.be - 19/08/2014, blz. 46 artikel 2 Marlies (39) koopt één jaar lang niets nieuws: “Wc-papier? Op tweedehandssites vind je wel wat” © www.hln.be - 10/01/2022, artikel 3 Nacht van de kringwinkel moet jongeren laten kennismaken op leuke manier met winkel © www.hln.be - 07/11/2023 - Reproductie van de artikels met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@license2publish.be blz. 27 © NTR 2024 blz. 33 fig. 3.7 © Getty Images/ttsz blz. 36 © Duchenne Parent Project NL - www.duchenne.nl blz. 46 krantenkop 1 © www.jan-magazine.nl; krantenkop 3 © www.landbouwleven.be; krantenkop 4 © www.architectura.be; krantenkop 6 © www.vrt.be; foto krantenkop 4 © www.architectura.be; foto krantenkop 6 © www.vrt.be blz. 65 © Centrum JongerenCommunicatie Chemie (C3) - www.c3.nl blz. 71 © Shutterstock/zabanski blz. 81 fig 2.11 © Shutterstock/Harmony Video Production blz. 85 © Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu - www.rivm.nl blz. 91 © Shutterstock/Olga Vladimirova

Eerste druk, 2024

ISBN 978-94-647-0471-6

D/2024/0078/148

Art. 605773/01

NUR 120

Coverontwerp: Shtick

Ontwerp binnenwerk: B.AD

opmaak: EMPC - Barbara Vermeersch

Tekeningen: Geert Verlinde

Welkom (terug) bij MacroScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerschrift aan de slag gaat.

1 Op weg met MacroScoop

Het leerschrift bestaat uit 4 thema’s. Elk thema is op dezelfde manier opgebouwd.

Elk thema start met enkele foto’s die te maken hebben met dit thema. Je vindt ook een handig overzicht van de hoofdstukken.

Op vind je een eerste kennismaking met het thema. In de WOW! vind je verschillende bronnen die je nieuwsgierig maken naar meer.

Je kunt op iDiddit noteren wat je graag nog te weten wilt komen over het thema.

Doorheen de verschillende hoofdstukken vragen we ons een aantal zaken af. Je verwerft de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord te geven op de vragen in de groene kaders.

In de hoofdstukken vind je verschillende opdrachten, onderzoeken en theorie.

Je kunt alle opdrachten en onderzoeken in je leerschrift maken of op

De theorie duiden we in je schrift aan met een groene lijn.

De Checklist is een opsomming van de doelen waaraan je in het thema hebt gewerkt. Je gaat bij jezelf na welke doelen je denkt bereikt te hebben, of waaraan je nog moet werken. Als je twijfelt, dan ga je terugkijken in het thema.

De Checklist kun je ook op iDiddit invullen.

Je kunt in het onderdeel Test jezelf verder oefenen.

Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen.

Alle oefeningen staan ook op iDiddit.

Op iDiddit vind je bovendien nog meer oefeningen terug.

Stoffen die goed in water oplossen, worden niet alleen polaire stoffen, maar ook hydrofiele stoffen genoemd. Hydrofiel betekent letterlijk ‘waterlievend’, de stof houdt dus van water.

Stoffen die niet goed in water oplossen noem je apolaire stoffen of hydrofobe stoffen. Dat betekent letterlijk ‘bang van water’. De meeste gekende voorbeelden van hydrofobe stoffen zijn oliën en vetten. Deze kun je bijna niet oplossen in water.

In de loop van elk thema word je ondersteund door een aantal hulpmiddelen.

Ook een ondergrond kan hydrofoob (waterafstotend) of hydrofiel (waterabsorberend) zijn. Je ziet dat in het dagelijks leven bijvoorbeeld vermeld staan op verpakkingen van luiers of tetradoeken.

De oplosbaarheid van een stof hangt af van de aard van de stof en van de aard van het oplosmiddel.

In polaire oplosmiddelen (bijvoorbeeld water) lossen polaire stoffen zoals NaCl en azijnzuur goed op.

In apolaire oplosmiddelen (bijvoorbeeld pentaan) lossen apolaire stoffen zoals di-jood en di-ethylether goed op.

Test jezelf: oefening 5

ZiJna LL e stoffen o PLos Baarin Water?

Neen. Niet alle stoffen zijn oplosbaar in water, maar soms wel in andere stoffen. De oplosbaarheid hangt immers af van de stof en van het oplosmiddel.

Interessant om weten

2.2 KU n J ee LK t YP e V erf G eBrUiK enom mU rente sC hiLDeren ?

Stamcellen zijn cellen zonder specifieke functie, die nog tot verschillende celtypes kunnen ontwikkelen. Je kunt ze overal in het lichaam aantreffen.

1 Als je op een dag de muren van je slaapkamer een nieuw kleurtje wilt geven, dan is niet alleen de kleur van belang. Je moet ook rekening houden met het type verf, de materialen die je nodig hebt en de veiligheidsvoorschriften die op de verpakking van de verf vermeld zijn.

We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders.

Een Interessant om weten is een klein blokje extra informatie om jouw interesse nog meer aan te wakkeren.

74

De bekendste zijn die uit het beenmerg: dit zijn cellen die voortdurend nieuwe bloedcellen maken. Andere stamcellen maken bijvoorbeeld steeds nieuwe huidcellen aan die de dode cellen (huidschilfers) vervangen.

a Op een verfblik (en andere chemische stoffen) staan veiligheidspictogrammen. Ze maken deel uit van de chemische informatie. Koppel het pictogram aan de passende verklaring.

pictogramcombinatie verklaring

1 1 B A ontplofbaar

Stamcellen verschillen van weefselspecifieke cellen. Een weefselspecifieke cel kan zich enkel ontwikkelen binnen het weefsel zelf (bv. huidcel in de huid). Er gebeurt nog steeds heel veel onderzoek naar stamcellen. Stamceltherapie wordt al ingezet bij bepaalde kankersoorten en ook in het onderzoek naar diabetes type 1 heeft men ontdekt dat er op die manier nieuwe insulineproducerende cellen kunnen worden gemaakt.

2 2 C B oxiderend/brandbevorderend

3 Vanaf de derde week na de bevruchting begint de ontwikkeling van de verschillende organen en ledematen en verloopt de verdere groei normaal gezien volgens de volgende schema’s. 3D-BEELD

Vaktaal en moeilijke woorden vallen op door de stippellijn. Achteraan het leerschrift en op iDiddit zijn die woorden opgenomen in de Woordenlijst, waar je de verklaring van de woorden vindt.

Wanneer je een onderzoek uitvoert, volg je telkens 7 stappen die worden aangeduid met de volgende iconen:

Onderzoeksvraag

Hypothese

Benodigdheden

Werkwijze

Dit icoon geeft aan dat er aanvullend lesmateriaal of een extra opdracht op iDiddit staat.

Soms is het handig dat je extra lesinformatie of een videofragment zelf kunt bekijken of beluisteren op je smartphone. Als je dit icoon ziet, open dan de VAN IN Plus-app en scan de pagina.

1 Van cel tot organisme

145

Waarneming

Besluit

ChemisChe informatie

Fig. 2.2 Hydrofiele en hydrofobe stoffen

Mijn lesmateriaal

Het onlineleerplatform bij MacroScoop

Hier vind je alle inhouden uit het boek, maar ook meer, zoals ontdekplaten, filmpjes, extra oefeningen ...

Extra materiaal

Bij bepaalde stukken theorie of oefeningen kun je extra materiaal openen. Dat kan een bijkomend videofragment zijn, een woorden- of begrippenlijst, een extra bron of een leestekst. Kortom, dit is materiaal dat je helpt om de leerstof onder de knie te krijgen.

Adaptieve oefeningen

In dit gedeelte kun je de leerstof inoefenen op jouw niveau. Hier kun je vrij oefenen of de oefeningen maken die de leerkracht voor je heeft klaargezet.

Opdrachten

Hier vind je de opdrachten die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.

Evalueren

Hier kan de leerkracht toetsen voor jou klaarzetten.

Resultaten

Wil je weten hoever je al staat met oefenen, opdrachten en toetsen? Hier vind je een helder overzicht van al je resultaten.

Notities

Heb je aantekeningen gemaakt bij een bepaalde inhoud?

Via je notities kun je ze makkelijk terug oproepen.

Meer weten?

Ga naar www.ididdit.be

3 MENS EN ERFELIJKHEID ©VANIN

1 HET GEN ALS DRAGER VAN INFORMATIE

2 VERBAND TUSSEN GENEXPRESSIE EN FENOTYPE

1 HET GEN ALS DRAGER VAN INFORMATIE

1.1 WELKE C ODE ZIT VERSTOPT IN DE CELLEN VAN EEN ORGANISME?

1 Cellen zijn bouwstenen van het menselijk lichaam die je niet met het blote oog kunt waarnemen.

Ongeveer elke lichaamscel bevat chromosomen. Die hebben een korte arm en een lange arm. De plaats waar die armen met elkaar verbonden zijn, noem je het centromeer. Zowel de linker- als de rechterhelft van een chromosoom noem je een chromatide

Op de chromosomen zitten de genen (stukjes DNA). De mens heeft in totaal ongeveer 20 000 genen. Elk gen heeft de code voor een bepaald kenmerk: bijvoorbeeld je oogkleur, de kleur van je haar, de werking van je hersenen enz.

a Noteer de volgende begrippen op de correcte plaats op de figuur. Omcirkel vervolgens een chromatide.

gen, celkern, chromosoom, cel, centromeer, DNA

2 Chromosomen zijn zichtbaar onder een microscoop. Een karyotype of karyogram geeft je een beeld van de chromosomen tijdens een bepaald stadium van de celdeling.

a1 Vink bij elk menselijk karyotype aan of het om een man of een vrouw gaat.

a2 Verklaar je antwoord. Zoek eventueel informatie online.

In de kern van elke menselijke cel bevinden zich 46 chromosomen (behalve in de geslachtscellen en de rode bloedcellen). Die chromosomen zijn twee aan twee gelijkvormig. Twee gelijkvormige chromosomen vormen samen een paar. Je noemt ze homologe chromosomen Er zijn 22 paar gewone chromosomen en één paar geslachtschromosomen; dat laatste paar bepaalt het geslacht.

Bij de vrouw hebben de twee geslachtschromosomen dezelfde vorm. Het zijn X-chromosomen. Bij de man zijn ze echter verschillend: er is een X- en een Y-chromosoom.

Bij de mens is het merendeel van de cellen diploïd. Dat betekent dat een cel beide chromosomen van een chromosomenpaar bevat: 23 daarvan zijn afkomstig van de moeder en 23 van de vader. Het totaal aantal chromosomen wordt aangeduid met ‘2n’.

Een gewone lichaamscel heeft dus de volgende chromosomenverdeling: – vrouw: 2n = 44 + XX – man: 2n = 44 + XY

Gedurende een heel korte tijd van je leven besta je als mens uit één cel. Dertig uur na de bevruchting zijn uit die ene cel al twee cellen ontstaan. Drie dagen later zijn die twee cellen uitgegroeid tot een klompje van cellen en nog eens drie dagen later nestelt dat klompje cellen (dat intussen nog verder ontwikkeld is) zich in de baarmoederwand. Twee weken later begint het embryonale hartje te kloppen. Het meet dan 2 mm. Door die delingen groeit een organisme. Je noemt de delingen de gewone celdeling of mitose

Wanneer een eicel bevrucht wordt door een zaadcel, versmelten de kernen. De nieuwe cel heeft zo het dubbele aantal chromosomen. Indien een eicel en een zaadcel elk 46 chromosomen bezaten, zou de nieuwe cel er dus 92 hebben. De lichaamscellen van de volgende generatie zouden er dan weer dubbel zoveel hebben. Je begrijpt dat dat niet kan: het aantal chromosomen zou op die manier duizelingwekkend groot worden.

De oplossing zit in het feit dat de diploïde cellen (2n-cellen) waaruit de zaadcellen en eicellen ontstaan, een speciale deling ondergaan. Die deling wordt de meiose of reductiedeling genoemd.

Daarbij wordt het aantal chromosomen gehalveerd tot n. Eicellen en zaadcellen zijn haploïde cellen. Ze beschikken dus in totaal over 23 chromosomen (22 gewone en 1 geslachtschromosoom).

2 dochtercellen cel

DNA verdubbelt

Fig. 1.3 mitose

DNA verdubbelt

Fig. 1.4 meiose I meiose II meiose cel

4 dochtercellen

Het chromosomenschema van de geslachtscellen ziet er dus als volgt uit: eicel n = 22 + X zaadcel n = 22 + X of n = 22 + Y

Bij de bevruchting dringt één zaadcel binnen in de eicel. Beide kernen versmelten zodat opnieuw een cel met 46 chromosomen gevormd wordt.

Bekijk de video die de meiose helemaal duidelijk maakt.

a3 Door een karyogram te bestuderen, kun je heel wat informatie verzamelen. Bekijk de karyogrammen van een mens en een chimpansee. Wat is het grootste verschil tussen beide?

Interessant om weten

Als je het karyogram bekijkt van iemand met het syndroom van Down, dan valt het meteen op dat er 47 chromosomen aanwezig zijn. Het extra chromosoom kan in een deel van de lichaamscellen zitten of in alle cellen. Als het extra chromosoom niet in alle lichaamscellen aanwezig is (mozaïekvorm) dan zijn de symptomen minder uitgesproken.

Fig. 1.5

mens chimpansee

Fig. 1.6

DNA staat voor ‘desoxyribonucleic acid’ of ‘desoxyribonucleïnezuur’. De molecule is aanwezig in de kern van bijna iedere cel. DNA zit er opgeslagen in de chromosomen en bevat de code voor erfelijke kenmerken.

Elke DNA-molecule is ontzettend klein en opgerold in een spiraalvorm (zie figuur 1.1). Daarbij zitten twee DNA-strengen aan elkaar vastgemaakt. De verbindingen tussen de twee strengen worden gevormd door eiwitten.

Wanneer je al het DNA uit de celkern zou halen en open zou rollen dan is de totale lengte van een DNA-streng twee meter lang.

Van elk gen erf je een versie van je vader en van je moeder. Welke versie je ouders doorgeven, hangt op zijn beurt af van welke versie zij van hun ouders hebben gekregen. De genen van vader en moeder samen bepalen welke eigenschappen jij krijgt.

De genen alleen bepalen echter niet wie jij bent.

Het erfelijk materiaal dat je meedraagt in het DNA van de chromosomen noem je het genotype

Hoe een kenmerk werkelijk tot uiting komt, wordt ook bepaald door de invloed van de omgeving.

De combinatie van genotype en invloed van de omgeving noem je het fenotype

Interessant om weten

Naast DNA bestaat er ook RNA. RNA speelt een belangrijke rol in het coderen, overbrengen, reguleren en tot expressie brengen van genen.

RNA lijkt qua chemische structuur sterk op DNA maar RNA is enkelstrengig en DNA dubbelstrengig.

©VANIN

Fig. 1.7

3 Het volgende onderzoek leert je hoe je DNA kunt vrijmaken.

ONDERZOEK 1

1 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe kun je DNA vrijmaken uit een banaan?

2 HYPOTHESE

Dat gaat niet want het DNA zit vast in de kern. Je kunt het DNA vrijmaken met behulp van een chemisch proces. DNA geraakt niet door de celwand, dus je kunt het niet vrijmaken.

3 BENODIGDHEDEN

een stuk rijpe banaan ananassap

100 ml koud water

3 g keukenzout (halve koffielepel) blender

trechter en filtreerpapier erlenmeyer

4 WERK WIJZE

©VANIN

maatcilinder (10 ml) proefbuis afwasmiddel

ethanol 70 % (gedurende een paar uur in de diepvries bewaren) satéprikker

1 Snijd de banaan in kleine stukjes en doe ze in de blender.

2 Voeg 100 ml koud water toe en een halve koffielepel zout.

3 Laat de blender ongeveer 15 seconden draaien zodat het mengsel vloeibaar wordt.

4 Filtreer het mengsel (met de trechter en het filtreerpapier) in de erlenmeyer.

5 Giet ongeveer 5 ml van het filtraat in de proefbuis.

6 Voeg 5 druppels afwasmiddel toe en schud het mengsel gedurende enkele minuten.

7 Voeg 3 ml ananassap toe en schud opnieuw enkele minuten.

8 Voeg de ijskoude ethanol toe zodat het volume verdubbelt.

9 Omschrijf bij de waarneming wat er ontstaat op de scheidingslijn tussen de ethanol en het mengsel.

5 WAARNEMING

Op de scheidingslijn tussen de ethanol en het mengsel ontstaat een substantie van DNA.

6 BESLUIT

Je maakt ze vrij door ijskoude ethanol toe te voegen aan het bananenmengsel (banaan, zout, afwasmiddel, ananassap).

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Zoek op hoeveel procent van het menselijk DNA gemeenschappelijk is aan het DNA van een banaan. En hoeveel aan het DNA van een chimpansee?

banaan: % chimpansee: %.

Interessant om weten

Geschiedenis en wetenschap gaan hand in hand wanneer het op de studie van erfelijkheid aankomt.

Zo verscheen in 2003 een groots artikel in de American Journal of Human Genetics over de erfenis van Dzjenghis Khan, een Mongoolse wereldheerser uit de 12e eeuw. Hij bracht de Aziatische gebieden en Europa in contact met elkaar en bouwde een rijk uit dat groter was dan dat van Alexander de Grote of Napoleon. In het artikel werd geschreven over het genetisch onderzoek naar het DNA van 2 000 mannen verspreid over Eurazië. Uit het onderzoek bleek dat er tientallen personen dezelfde DNA-lijn deelden en dat zij vermoedelijk dezelfde voorvader hadden, die ergens rond 1200 geleefd had. Was die persoon Dzjenghis Khan?

Stof tot discussie! Het enige probleem is dat er geen DNA-stalen van Dzjenghis Khan zijn om het DNA te vergelijken en dat de theorie daarom moeilijk te controleren valt.

Chromosomen hebben een korte arm en een lange arm. De plaats waar die met elkaar verbonden zijn, noem je het centromeer. Beide helften van een chromosoom noem je chromatiden

Op de chromosomen zitten de genen (stukjes DNA). Elk gen heeft de code voor een bepaald kenmerk.

In de kern van elke menselijke cel bevinden zich 46 chromosomen. Die chromosomen zijn twee aan twee gelijkvormig. Twee gelijkvormige chromosomen vormen samen een paar. Je noemt ze homologe chromosomen

Er zijn 22 paar gewone chromosomen en één paar geslachtschromosomen; dat laatste paar bepaalt het geslacht. Het totaal aantal chromosomen wordt aangeduid met ‘2n’. Je zegt daarom dat alle lichaamscellen diploïd zijn.

Cellen delen voortdurend. Door die delingen groeit een organisme. Je noemt die delingen de gewone celdeling of mitose

Zaadcellen en eicellen ondergaan een speciale deling. Die deling wordt de meiose of reductiedeling genoemd. Daarbij wordt het aantal chromosomen gehalveerd tot n. Eicellen en zaadcellen beschikken dus in totaal over 23 chromosomen (22 gewone en 1 geslachtschromosoom). Eicellen en zaadcellen zijn haploïde cellen.

DNA staat voor ‘desoxyribonucleic acid’ of ‘desoxyribonucleïnezuur’. De molecule is aanwezig in de kern van bijna iedere cel. DNA zit er opgeslagen in de chromosomen en bevat dus de code voor erfelijke kenmerken.

Het volledige pakket van erfelijk materiaal dat een individu in zich draagt, maar dat daarom niet noodzakelijk tot uiting komt, noem je het genotype van dat individu. Het geheel van uiterlijke kenmerken van een individu, bepaald door zowel erfelijke aanleg (genotype) als door de invloed van het milieu, noem je het fenotype van dat individu.

Test jezelf: oefening 1 tot en met 4

In de meeste cellen van een organisme zit DNA. Het vormt de genetische code voor een organisme. WELKE CODE ZIT

Fig. 1.8

1.2 WIE WAS DE GRONDLEGGER VAN DE MODERNE GENETICA?

1 De kennis over DNA en genetica is voor een groot deel

gebaseerd op het wetenschappelijk onderzoek van de Oostenrijkse monnik Gregor Mendel (19e eeuw).

Hij wordt dan ook niet voor niets de ‘grondlegger van de genetica’ genoemd.

a Wat is genetica?

b Om overervingsmechanismen te begrijpen, heb je nood aan een vakjargon.

Bekijk de ontdekplaat over Mendel en erfelijkheid.

Gebruik die informatie om de correcte term te koppelen aan de juiste omschrijving.

Aovererving

Bkruising

Cmonohybride kruising

Ddominant kenmerk

1het kenmerk dat het minst voorkomt bij de nakomelingen

2niet-raszuiver, voorgesteld in een schema door een combinatie van een hoofdletter met een kleine letter; de genen zijn verschillend op dezelfde locatie

3het organisme is heterozygoot maar beide allelen zijn dominant en komen tot uiting bij het fenotype (bv. bloedgroep AB)

4raszuiver, voorgesteld in een schema door een combinatie van twee hoofdletters; de genen zijn hetzelfde op dezelfde locatie

©VANIN

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_niet_raszuiver.ai

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_niet_raszuiver.ai

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_raszuiver.ai

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_raszuiver.ai

Erecessief kenmerk5ouderlijke generatie, gesymboliseerd met de letter P in een schema

Fhomozygoot6ander woord voor nakomelingen die in minstens één kenmerk van elkaar verschillen; in schema’s voorgesteld door de letter ‘F’ (F1 eerste generatie, F2 tweede generatie)

rond zaadgerimpeld zaad

Gheterozygoot7het overgaan van kenmerken van de ene generatie naar de andere

Hallel

Icodominant kenmerk

Jparentale generatie

Khybriden

Lerffactor

Mgameten

rond zaadgerimpeld zaad

MaSCO6_LS_T2H1_rond_gerimpeld_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rond_gerimpeld_zaad.ai

8twee organismen die in een of meer kenmerken van elkaar verschillen, planten zich onderling geslachtelijk voort

9het overheersende kenmerk, dat het meest voorkomt bij de nakomelingen

groen zaadgeel zaad

groen zaadgeel zaad

10geslachtscel of geslachtelijke voortplantingscel; het is een haploïde cel die dient voor de geslachtelijke voortplanting

MaSCO6_LS_T2H1_groen_geel_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_groen_geel_zaad.ai

11het gen; een deel van het chromosoom met gecodeerde informatie voor één erfelijke eigenschap

12kruising tussen twee organismen, waarbij men let op de overerving van één erfelijk kenmerk; alle andere kenmerken worden buiten beschouwing gelaten

13?

ABCDEFGHIJKLM

Fig. 1.9 – Mendel deed zijn ontdekkingen nog voordat er sprake was van chromosomen!

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_niet_raszuiver.ai

c Bij opdracht b blijft nog één begrip onverklaard.

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_niet_raszuiver.ai

c1 Welk begrip?

c2 Noteer het verschil tussen dat begrip en een gen.

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_raszuiver.ai

rond zaad

MaSCO6_LS_T2H1_rond_zaad.ai

huidskleur

MaSCO6_LS_T2H1_rond_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

bloedgroep

haarkleur

geel zaad

oogkleur

MaSCO6_LS_T2H1_rond_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

Fig. 1.10

5474 ronde zaden

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

2 In de tuin van zijn klooster voerde Mendel kruisingsproeven uit met verschillende erwtenrassen. Daaruit kon hij een aantal belangrijke conclusies trekken over erfelijkheid.

MaSCO6_LS_T2H1_genetica_raszuiver.ai

5474 ronde zaden

rode bloem witte bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

a Hieronder zie je enkele resultaten van kruisingen die hij uitvoerde, vooral dus met erwten. Het gaat hier steeds om monohybride kruisingen met een dominant kenmerk.

1850 gerimpelde zaden

rode bloem witte bloem

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rond_gerimpeld_zaad.ai

rond zaadgerimpeld zaad

MaSCO6_LS_T2H1_rond_gerimpeld_zaad.ai

rond zaadgerimpeld zaad groen zaadgeel zaad

MaSCO6_LS_T2H1_groen_geel_zaad.ai

groen zaadgeel zaad

rode bloem witte bloem

MaSCO6_LS_T2H1_groen_geel_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

rond zaad

MaSCO6_LS_T2H1_rond_zaad.ai

5474 ronde zaden

1850 gerimpelde zaden

parentale generatie (P) eerste generatie (F1) tweede generatie (F2)

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

rode bloem witte bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rond_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

geel zaad

rond zaad geel zaad

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

MaSCO6_LS_T2H1_geel_zaad.ai

rode bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

a1 Wat valt er op bij de nakomelingen in de eerste generatie?

5474 ronde zaden

a2 Welke nakomelingen ontstaan er in de tweede generatie?

5474 ronde zaden

1850 gerimpelde zaden

rode bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

Wat stel je vast?

705 rode bloemen

224

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloemen.ai

705 rode bloemen

1850 gerimpelde zaden

MaSCO6_LS_T2H1_groene_gele_zaden.ai rond zaad geel zaad

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

1850 gerimpelde zaden

5474 ronde zaden

2001 groene zaden

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

2001 groene zaden

MaSCO6_LS_T2H1_groene_gele_zaden.ai geel zaad

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

rode bloem 705 rode bloemen

1850 gerimpelde zaden

6022 gele zaden

rode bloem 705 rode bloemen

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

2001 groene zaden

6022 gele zaden

MaSCO6_LS_T2H1_groene_gele_zaden.ai

224 witte bloemen

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloemen.ai

6022 gele zaden

224 witte bloemen

2001 groene zaden

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloemen.ai

6022 gele zaden

MaSCO6_LS_T2H1_groene_gele_zaden.ai rond zaad geel zaad

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

a3 Bereken telkens de verhouding van het grootste aantal ten opzichte van het kleinste aantal.

MaSCO6_LS_T2H1_ronde_gerimpelde_zaden.ai

224 witte bloemen

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloemen.ai

2001 groene zaden

2001 groene zaden

6022 gele zaden

MaSCO6_LS_T2H1_groene_gele_zaden.ai

6022 gele zaden

Uit de kruisingsproeven die Mendel uitvoerde, kunnen wetten afgeleid worden. – Uniformiteitswet of eenvormigheidswet

Als twee raszuivere individuen kruisen die slechts in één kenmerk van elkaar verschillen, krijg je in de eerste generatie (F1) onderling identieke nakomelingen.

– Dominantiewet

Alle individuen uit de eerste generatie vertonen, in het geval van dominant-recessieve overerving, hetzelfde kenmerk als het kenmerk van één van beide ouders (P-generatie).

b Kruisingen kunnen gemakkelijk in een schema voorgesteld worden, zoals je in de ontdekplaat hebt gezien.

Bestudeer als voorbeeld de kruising tussen een rode en een witte bloem. De rode kleur is dominant. De kruising wordt uitgewerkt tot de tweede generatie.

– Welke kleur hebben alle bloemen in de eerste generatie? Noteer de kleur bij F1

– Noteer alle combinaties in het kruisingsschema (Punnett-diagram).

– Noteer het resultaat op de aangeduide plaats.

kenmerkerffactoren

P (2n)

gameten (n)

F 1 (2n)

gameten (n)

F 2 (2n) (Punnett-diagram)

rode bloem witte bloem

rode bloem witte bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_witte_bloem.ai

RRX ww genotype

rode bloem witte bloemfenotype

R X w

rode bloem

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem.ai

R of wXR of w

R

rode bloem 705 rode bloemen Rw genotype fenotype

R w Resultaat

rood: – wit: W

Fenotype rode bloem: %

Fenotype witte bloem: %

3 Niet alle kenmerken worden dominant, of recessief, overgedragen. Bij intermediaire overerving zijn geen van beide genen dominant/recessief. Dat leidt tot een fenotype, waarbij beide genen gedeeltelijk tot uiting komen. Er ontstaat een mengvorm tussen beide kenmerken.

a In een experiment wordt de grote leeuwenbek gebruikt, een sierplant met verschillende bloemkleuren.

Een plant met rode bloemen wordt gekruist met een plant met witte bloemen. In de eerste generatie ontstaan enkel planten met roze bloemen.

De roze kleur wordt een intermediair kenmerk genoemd omdat noch het allel voor rood noch het allel voor wit domineert. Er ontstaan immers roze bloemen.

Vul het schema van de kruising aan.

kenmerkerffactoren

bloemkleurrood: R wit: W

P (2n)

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_rode_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_witte_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_witte_bloem_leeuwenbek.ai

gameten (n) X

F 1 (2n)

MaSCO6_LS_T2H1_roze_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_witte_bloem_leeuwenbek.ai

MaSCO6_LS_T2H1_roze_bloem_leeuwenbek.ai RW genotype fenotype

gameten (n) R of WXR of W

F 2 (2n) (Punnett-diagram) Rw Resultaat

MaSCO6_LS_T2H1_roze_bloem_leeuwenbek.ai

Fenotype rode bloem: %

Fenotype roze bloem:

Fenotype witte bloem: %

Fig. 1.11 – leeuwenbek of Antirrhinum majus

b Gebruik de opgedane kennis over intermediaire overerving voor de onderstaande opdracht.

In een experiment met de nachtschone of wonderbloem wilde men de overerving van de bloemkleur nagaan. Daarom kruiste men een homozygote rode wonderbloem met een homozygote witte. Alle F1-planten hadden roze bloemen.

b1 De planten met roze bloemen werden gekruist met planten met witte bloemen. Geef het fenotype en het genotype van de parentale generatie (P) en van de afstammeling in de eerste generatie (F1). Hoeveel bedraagt het procent op overerving?

 

P (2n) X genotype roze bloem witte bloem fenotype

gameten (n) X

F 1 (2n)

Fenotype roze bloem: %

Fenotype witte bloem: %

b2 Werk op dezelfde manier voor de kruisingen tussen twee roze nachtschonen en tussen een roze en een rode nachtschone.

 

P (2n)

gameten (n)

F 1 (2n)

genotype roze bloem roze bloem fenotype

Fenotype rode bloem: %

Fenotype roze bloem: %

Fenotype witte bloem: %

 

P (2n) X genotype roze bloem rode bloem fenotype

gameten (n) X

F 1 (2n)

b3 Hoe verkrijg je zaad waaruit alleen roze nachtschonen ontstaan?

Fenotype roze bloem: %

Fenotype rode bloem: %

Fig. 1.12 - wonderbloem of Mirabilis jalapa

4 Monohybride kruisingen kunnen ook verlopen met codominante overerving.

Als bijvoorbeeld een witte Andalusische hen gekruist wordt met een zwarte Andalusische haan ontstaan in de eerste generatie allemaal gespikkelde individuen met zwarte en witte vlekken.

Beide allelen zijn dus codominant.

Vul het schema van de kruising aan.

kenmerk erffactoren

P (2n) X genotype zwarte kip witte kipfenotype

gameten (n) X

F 1 (2n)

genotype fenotype

gameten (n) of X of

F 2 (2n) (Punnett-diagram)

Resultaat

zwart:

gespikkeld:

wit:

Fenotype zwarte kip: %

Fenotype gespikkelde kip: %

Fenotype witte kip: %

Uit de kruisingsproeven tot in de tweede generatie leidde Mendel nog een wet af. Splitsingswet

Wanneer je individuen kruist uit een F1-generatie van raszuivere ouders die slechts in één kenmerk van elkaar verschillen, is er in de tweede generatie (F2) een splitsing van de kenmerken volgens een welbepaalde verhouding.

Voor dominant-recessieve overerving is de fenotypische getalverhouding 3/1; in het geval van intermediaire en codominante overerving is dat 1/2/1.

Belangrijke begrippen uit de moderne genetica zijn: – hybride

– gen

– allel – genotype – fenotype – homozygoot

– heterozygoot

– dominant allel – recessief allel

De drie wetten van Mendel die van toepassing zijn op monohybride kruisingen zijn: – Uniformiteitswet of eenvormigheidswet

Als twee raszuivere individuen kruisen die slechts in één kenmerk van elkaar verschillen, krijg je in de eerste generatie (F1) onderling identieke nakomelingen.

– Dominantiewet

Alle individuen uit de eerste generatie vertonen, in het geval van dominant-recessieve overerving, hetzelfde kenmerk als het kenmerk van één van beide ouders (P-generatie).

– Splitsingswet

Wanneer je individuen kruist uit een F1-generatie van raszuivere ouders die slechts in één kenmerk van elkaar verschillen, is er in de tweede generatie (F2) een splitsing van de kenmerken volgens een welbepaalde verhouding.

Voor dominant-recessieve overerving is de fenotypische getalverhouding 3/1; in het geval van intermediaire en codominante overerving is dat 1/2/1.

Test jezelf: oefening 5 tot en met 10

WIE WAS DE GRONDLEGGER VAN DE MODERNE GENETICA?

Gregor Mendel voerde experimenten uit die aan de basis liggen van de moderne erfelijkheidsleer of genetica.

©VANIN

2 HET VERBAND TUSSEN GENEXPRESSIE EN FENOTYPE

2.1 HOE K AN EEN FENOTYPE AFWIJKEN VAN EEN GENOTYPE?

De uiterlijke kenmerken van een individu worden niet alleen erfelijk bepaald, maar ook door de omgeving of het milieu. In genetica betekent ‘milieu’ alle invloeden van buitenaf.

Twee voorbeelden maken dat duidelijk.

Stel dat je van nature krullend haar hebt, dan heb je duidelijk het genotype voor krullend haar. Met een stijltang kun je echter de krullen wegwerken, zodat je sluik haar hebt. Op die manier zie je er anders uit en heb je een ander fenotype gecreëerd.

Flamingo’s zijn genetisch bepaald om witte veren te hebben. In hun natuurlijke omgeving hebben ze echter roze veren. Die kleur wordt veroorzaakt door een kleurstof die de vogels halen uit de kleine wiertjes die ze opeten. Worden die wiertjes uit hun voeding gehaald, dan verdwijnt de roze kleur en worden ze wit.

genotype: volledig pakket erfelijk materiaal dat een individu in zich draagt

fenotype: geheel van uiterlijk zichtbare kenmerken, bepaald door genotype en milieu

1 Doordat het milieu een invloed uitoefent op de expressie van genen, kan het fenotype afwijken van het genotype.

a Zijn de volgende voorbeelden uitingen van genotype of fenotype? Noteer ook de verklaring.

voorbeeld genotypefenotype verklaring

2.2

Je huid wordt bruin door de zon.

Fig. 2.3

Je hebt bloedgroep O.

Fig.

Fig. 2.1

b Vaak ontstaat er discussie als men het heeft over ‘nature and nurture’. Hoe wordt een mens gevormd als totaalpakket? Want je bent uiteraard meer dan een uiting van je genetische code.

b1 Lees het artikel op iDiddit.

b2 Duid in de tabel aan of de begrippen horen bij ‘nature’ of ‘nurture’. Zoek eventueel de nodige informatie op.

b3 Vul de tabel nog verder aan met een viertal andere voorbeelden, die je zelf gevonden hebt.

naturenurture

oogkleur

lichaamslengte

agressief gedrag

muzikaal talent

waarden en normen stress

Fig. 2.4

Je hebt blauwe ogen, maar je draagt kleurenlenzen om ze bruin te maken.

Fig. 2.5

Blauwe hortensia’s kleuren rood in zure grond.

Fig. 2.6

Interessant om weten

Epigenetica is de studie over veranderingen die erfelijk zijn, ondanks het feit dat ze niet terug te vinden zijn in de genetische informatie die opgeslagen zit in het DNA.

Zo kan bijvoorbeeld stress, roken of overmatig alcoholgebruik ervoor zorgen dat je DNA voor een ander fenotype zorgt, zonder dat de DNA code zelf verandert. Dat noem je epigenetische veranderingen.

Die epigenetische veranderingen kunnen erfelijk zijn, zodat ze doorgegeven worden aan het nageslacht.

Een gekend voorbeeld is dat van de epigenetische veranderingen die ontstonden tijdens de Hongerwinter in 1944 – 1945 in Nederland. Er heerste toen een zware hongersnood, waar vooral zwangere vrouwen heel erg onder leden.

Kinderen van die vrouwen hadden op latere leeftijd meer gezondheidsproblemen zoals obesitas, een hoge cholesterolspiegel en hart- en vaataandoeningen.

Wil je meer te weten komen over epigenetica? Lees dan zeker het artikel dat je kunt raadplegen via

2 In het erfelijk materiaal (DNA) kunnen eveneens wijzigingen gebeuren. Veranderingen in het genetisch materiaal die erfelijk overdraagbaar zijn, heten in de genetica mutaties.

Mutaties zijn wijzigingen in de erfelijke eigenschappen van het DNA of RNA van een cel. Mutaties kunnen ontstaan tijdens de natuurlijke celdeling, maar kunnen ook door externe factoren veroorzaakt worden. Ze kunnen o.a. het gevolg zijn van bestraling, van blootstelling aan chemicaliën of ontstaan door besmetting met een virus.

Mutaties spelen een grote rol bij biologische verschijnselen zoals evolutie, de ontwikkeling van resistentie bij virussen en bacteriën, erfelijke aandoeningen, het ontstaan van kanker en veroudering.

normaal gen

gemuteerd gen

normaal eiwit

abnormaal eiwit geen eiwit of

Door mutaties kunnen nieuwe allelen en genen ontstaan, waardoor de erfelijke eigenschappen van een organisme veranderen. Er kunnen ook genen verwijderd, toegevoegd of veranderd worden zodat het DNA een heel ander uitzicht krijgt.

Een mutatie is overerfbaar. Dat wil zeggen dat het gen met de afwijking aan de volgende generatie wordt doorgegeven.

Fig. 2.7

Fig. 2.8 - genmutatie

a Een voorbeeld van een overerfbare ziekte die met mutaties te maken heeft, is de bloedziekte ‘sikkelcelanemie’

Figuur 2.9 geeft informatie over de overerving van die aandoening.

a1 Wat is het verschil tussen een drager en een zieke persoon?

Beide ouders zijn drager, 50 % kans op een kind dat drager is, 25 % kans op een kind dat ziek is en 25 % kans op een kind dat niet ziek of drager is.

Een ouder is drager, de ander niet, 50 % kans op een kind dat drager is, 50 % kans op een kind dat geen drager is.

Een ouder is ziek, een ouder is drager, 50 % kans op een ziek kind, 50 % kans op een kind dat drager is. gezonddragerziek

Een ouder is geen drager en is ook niet ziek, de andere ouder is ziek. Alle kinderen zijn drager.

Fig. 2.9

MaSCO6_LS_T2H2_overerving_sikkelcelanemie.ai

a2 Wat houdt de recessief erfelijke aandoening in? De afbeelding hieronder helpt je op weg.

dominante aandoening

Aa aaAa

recessieve aandoening Aa AaAa

normale rode bloedcel zieke rode bloedcel

manvrouw persoon met aandoening ouders met kind tweeling

MaSCO6_LS_T2H3_erfelijke_eigenschappen_stambomen.ai

gemuteerd hemoglobine

normaal hemoglobine

a3 Noteer kort de symptomen van de aandoening. Zoek de nodige informatie op.

Fig. 2.10

b Andere voorbeelden van afwijkingen in het DNA die resulteren in een aandoening, zijn: – spierdystrofie – diabetes – albinisme – dwerggroei – jicht

Kies één aandoening uit en maak hiervan een korte presentatie waarbij je een aantal afbeeldingen voorziet, de aandoening uitlegt en de link legt met DNA. Maak na de voorstellingen een overzicht zodat je van elke aandoening over de juiste informatie beschikt.

c Wat is het verband tussen kanker en mutaties?

3 Dankzij de biotechnologie slaagt de mens erin om veranderingen in het DNA aan te brengen.

De techniek waarbij veranderingen in het DNA aangebracht worden, noemt genetische modificatie of genetische manipulatie

De techniek kent veel toepassingen in de landbouw, waarbij gewassen resistent gemaakt worden voor schadelijke factoren. Ook in de geneeskunde wordt genetische manipulatie steeds vaker toegepast.

De theorie is heel eenvoudig. Je zoekt de plaats in het DNA waar je een verandering wilt doorvoeren. Je haalt het stukje code weg en vervangt het door een nieuw stukje code. Wetenschappers knippen dus letterlijk het stukje weg waaraan een verandering moet gebeuren en vervangen het door het gewenste stuk. Je noemt dat recombinant-DNA-technologie Uiteraard is dat in de praktijk niet eenvoudig.

a Welke twee voordelen zijn er verbonden aan het genetisch modificeren van organismen?

Fig. 2.11

b Ga op zoek naar informatie over de genetisch gemodificeerde planten en dieren in de tabel.

b1 Noteer wat de modificatie inhoudt en beschrijf het voordeel ervan.

b2 Vul zelf aan met nog twee andere voorbeelden van duurzame toepassingen.

Wat is het? voordeel

Fig. 2.12 - gouden rijst

Fig. 2.13 - gentechmaïs

Fig. 2.14 - malariamug

Fig. 2.15 - transgene micro-organismen

Interessant om weten

Een recente vorm van genetic engineering is de zogenaamde CRISPR-techniek

Dat is een afkorting van het Engelstalige begrip Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.

De techniek komt voor in de natuur, waar bacteriën een virusinfectie herkennen en afweren.

CRISPR’s zijn korte segmenten van herhaalde codes in het DNA van een bacterie.

Samen met het enzym Cas9 vormen ze de basis voor de populaire CRISPR-Cas technologie.

Meer dan 3 000 erfelijke aandoeningen, zoals kleurenblindheid of de ziekte van Huntington, worden veroorzaakt door een afwijking in het DNA. Met behulp van CRISPR-Cas9-technologie zouden zo’n genetisch veroorzaakte ziektes genezen kunnen worden.

De discussie of het ethisch verantwoord is om baby’s en embryo's met genetisch aangelegde ziektes te behandelen met CRISPR-Cas9 laait natuurlijk op. Op termijn zou je op die manier een designbaby met gewenste eigenschappen kunnen verwekken.

Wil je nog meer weten over die techniek? Kijk dan zeker naar de video via

De uiterlijke kenmerken (fenotype) van een individu worden niet alleen erfelijk (genotype) bepaald, maar ook door de omgeving of het milieu

Mutaties zijn wijzigingen in de erfelijke eigenschappen van het genoom (het DNA of RNA) van een cel. Een mutatie is overerfbaar. Dat wil zeggen dat het gen met de afwijking aan de volgende generatie wordt doorgegeven.

De techniek waarbij veranderingen in het DNA aangebracht worden, noem je genetische modificatie of genetische manipulatie

De techniek kent veel toepassingen in de voedingssector, waarbij gewassen aangepast worden aan schadelijke milieu-invloeden. Ook in de geneeskunde wordt genetische manipulatie steeds vaker toegepast.

Bij recombinant-DNA-technologie wordt een foutief stukje code uit het DNA verwijderd en vervangen door een correct werkend stukje code.

Test jezelf: oefening 11 en 12

HOE KAN EEN FENOTYPE AFWIJKEN VAN EEN GENOTYPE?

Het milieu kan een rol spelen, maar ook mutaties en genetische manipulatie (modificatie) kunnen veranderingen teweegbrengen.

Fig. 2.16

3 MENS EN ERFELIJKHEID

3.1 LIJK JE ALTIJD OP JE OUDERS?

Sommige kenmerken zijn recessief en komen enkel tot uiting wanneer ze in een homozygote combinatie aanwezig zijn. Andere kenmerken zijn dominant en zullen ook in een heterozygote combinatie getoond worden.

1 Oogkleur wordt dominant/recessief overgeërfd.

a Bekijk de video op en geef antwoord op de volgende vragen.

a1 Welke familieleden beïnvloeden de oogkleur van een kind?

a2 Hoe verklaar je dat een baby steeds met blauwe ogen wordt geboren?

a3 Rangschik de drie meest voorkomende oogkleuren van dominant naar recessief.

b Voorspel het genotype en het fenotype bij de kinderen als de moeder homozygoot is voor bruine ogen (BB) en de vader homozygoot voor blauwe ogen (bb).

 

P (2n) X

gameten (n) X

F 1 (2n)

Genotype

Fenotype:

c Ga nu uit van een koppel waarbij zowel de man als de vrouw heterozygoot zijn.

c1 Wat is de kleur van de ogen zowel bij de man als bij de vrouw?

©VANIN

c2 Wat zijn de mogelijke genotypes en fenotypes bij de kinderen?

 

P (2n) X

gameten (n) of X of

F 1 (2n)

Resultaat

Fenotype bruine ogen: %

Fenotype blauwe ogen: %

Fig. 3.1

2 Je kunt een vaste of een losse oorlel hebben.

Beide ouders zijn drager, 50 % kans op een kind dat drager is, 25 % kans op een kind dat ziek is en 25 % kans op een kind dat niet ziek of drager is.

a Zoek online de antwoorden op de volgende vragen.

Een ouder is drager, de ander niet, 50 % kans op een kind dat drager is, 50 % kans op een kind dat geen drager is.

a1 Zoek een afbeelding van een vaste en losse oorlel en duid die begrippen aan op de figuur.

Een ouder is ziek, een ouder is drager, 50 % kans op een ziek kind, 50 % kans op een kind dat drager is. gezonddragerziek

a2 Welk allel is dominant?

Erfelijke eigenschappen worden niet alleen in kruisingsschema's voorgesteld maar ook met behulp van stambomen. Bij figuur 3.2 zie je twee algemene voorbeelden met de legende erbij.

Een ouder is geen drager en is ook niet ziek, de andere ouder is ziek. Alle kinderen zijn drager.

MaSCO6_LS_T2H2_overerving_sikkelcelanemie.ai

dominante aandoening

Aa aaAa

recessieve aandoening

Aa AaAa

manvrouw persoon met aandoening

ouders met kind tweeling

MaSCO6_LS_T2H3_erfelijke_eigenschappen_stambomen.ai

3 Of je wel of niet kunt tongrollen is ook een erfelijke eigenschap.

Tongrollen is een dominant kenmerk. Figuur 3.4 toont een stamboom van twee gezinnen, waarbij één nieuw koppel gevormd wordt tussen een kind van elk koppel.

a Plaats de genotypes bij de verschillende individuen. kenmerkerffactoren

Fig.

4 Het overerven van bloedgroepen is complexer dan de voorbeelden die je tot nu toe gezien hebt.

a Bekijk de video en beantwoord daarna de vragen.

a1 Welk gen is recessief ten opzichte van de andere?

a2 Welke genen zijn codominant?

De overerving van bloedgroepen wordt bepaald door multipele allelen. Dat wil zeggen dat er meer dan twee allelen zijn voor één gen. Er zijn dan meer mogelijkheden waaruit verschillende combinaties kunnen ontstaan. Er zullen meerdere genotypen en dus ook meerdere fenotypen bestaan.

MaSCO6_LS_T2H3_tongrollen.ai

Of je bloedgroep A, B, AB of O hebt, heeft te maken met de aanwezigheid van eiwitten op de membranen van rode bloedcellen. Je noemt die eiwitten de antigenen. In het bloedplasma komen antistoffen tegen lichaamsvreemde antigenen voor.

De aanwezigheid van bloedantigenen en antistoffen is erfelijk bepaald door multipele allelen.

bloedgroep A

antigenen op rode bloedcel antistoffen in bloedplasma

A-antigeen

anti-B

bloedgroep B B-antigeen

bloedgroep AB

bloedgroep O

A-antigeen en B-antigeen

geen A-antigeen geen B-antigeen

geen anti-A geen anti-B

anti-A en anti-B

MaSCO6_LS_T2H3_bloedgroep_multipele_allelen.ai

Het gen dat de bloedgroep bepaalt, heeft drie multipele allelen nl. A, B en o. A en B zijn codominant en o is recessief (vandaar dat je het schrijft met een kleine letter). Combinaties van telkens twee van de drie allelen per individu leiden tot de volgende genotypen en fenotypen.

allelen en antigenen genotype fenotype

A → antigen A antistof-B

B → antigen B antistof A

vader

O → geen antigen A, geen antigen B antistof A en antistof B

AB → antigen A + antigen B

geen antistof A en antistof B

AA Ao bloedgroep A

BB Bo bloedgroep B

zoondochterzoondochter moeder

oo bloedgroep O

AB bloedgroep AB

gezonddrager/ziek

MaSCO6_LS_T2H3_ziekte_van_Huntington.ai

b Is het mogelijk dat een koppel vier kinderen heeft met elk een verschillende bloedgroep? Leg uit.

  P X

gameten of X of F 1

c Als een vader bloedgroep AB heeft en zijn vrouw bloedgroep B (heterozygoot), wat zijn dan de mogelijke fenotypes bij de kinderen?



gameten of X of F 1

©VANIN

d Als twee partners bloedgroep AB hebben, kunnen ze dan kleinkinderen krijgen met bloedgroep O? Verklaar.

5 Naast de overerving van de bloedgroepen zelf speelt ook de rhesusfactor een belangrijke rol.

De rhesusfactor (Rh) is een eiwit dat op de oppervlakte van de rode bloedcellen kan voorkomen.

Als de rhesusfactor op je rode bloedcellen zit, ben je rhesus positief. Dat is het geval bij 85 % van de mensen. Als de factor ontbreekt, ben je rhesus negatief. Of je Rh-positief of Rh-negatief bent, is erfelijk bepaald.

De rhesusfactor speelt een grote rol bij bloedtransfusies

Figuur 3.6 toont welke bloedtransfusies mogelijk zijn (groen) als er zowel rekening gehouden wordt met de bloedgroepen als met de rhesusfactor.

Ook tijdens een zwangerschap is het belangrijk te weten of de moeder rhesus positief of negatief is.

Als een rhesus negatieve vrouw een rhesus positief kind verwacht, kan dat problemen opleveren. Tijdens de zwangerschap en bevalling kunnen er namelijk rode bloedcellen van het kind in de bloedbaan van de moeder terechtkomen.

Het afweersysteem van de vrouw kan dan antistoffen aanmaken tegen de rhesusfactor. Dat gebeurt meestal pas na de bevalling, waardoor het eerste kind er geen last van heeft.

ontvanger

De aangemaakte antistoffen blijven echter in het lichaam van de vrouw en bij een volgende zwangerschap kunnen die stoffen wel voor problemen zorgen. Het kind staat tijdens de zwangerschap in verbinding met de moeder via de navelstreng en de moederkoek. De rhesus-antistoffen kunnen via die verbinding in de bloedsomloop van het (ongeboren) kind komen. Als de moeder zwanger is van een rhesus positief kind, kunnen de antistoffen van de moeder de rode bloedcellen van het kind afbreken zodat bloedarmoede (anemie) kan optreden. donor

Sommige kenmerken zijn recessief en komen enkel tot uiting komen wanneer ze in een homozygote combinatie aanwezig zijn. Andere kenmerken zijn dominant en zullen ook in een heterozygote combinatie getoond worden.

– Oogkleur wordt dominant/recessief overgeërfd.

– Ook het hebben van een vaste of een losse oorlel is het gevolg van dominante/recessieve overerving.

Erfelijke eigenschappen worden niet alleen in kruisingsschema's voorgesteld maar ook met behulp van stambomen

De overerving van bloedgroepen wordt bepaald door multipele allelen.

Of je bloedgroep A, B, AB of O hebt, heeft te maken met de aanwezigheid van eiwitten op de membranen van rode bloedcellen. Je noemt die eiwitten de antigenen. In het bloedplasma komen antistoffen tegen lichaamsvreemde antigenen voor.

De aanwezigheid van bloedantigenen en antistoffen is erfelijk bepaald door multipele allelen.

Er zijn vier bloedgroepen: A, B, AB en O.

– Bloedgroep A heeft antigeen A en antistof B.

– Bloedgroep B heeft antigeen B en antistof A. – Bloedgroep AB heeft antigeen A en antigeen B, maar geen antistoffen.

– Bloedgroep O heeft geen antigenen, maar wel antistof A en B.

Fig. 3.6

Een bloedtransfusie is alleen mogelijk als de ontvanger geen antistoffen heeft tegen de antigenen van de donor.

De rhesusfactor (Rh) is een eiwit dat op de oppervlakte van de rode bloedcellen kan voorkomen.

Als de rhesusfactor op je rode bloedcellen zit, ben je rhesus positief. Als de factor ontbreekt, ben je rhesus negatief.

Of je Rh-positief of Rh-negatief bent, is erfelijk bepaald.

LIJK JE ALTIJD OP JE OUDERS?

Zeker niet! Je krijgt van je ouders wel eigenschappen mee maar die worden recessief, dominant, codominant of intermediair overgeërfd.

3.2 HOE K AN ERFELIJKHEID JE KINDERWENS BEÏNVLOEDEN?

1 Erfelijke ziektes zijn vaak terug te brengen tot de ‘geslachtsgebonden ziektes’. Een deel daarvan zijn X-gebonden recessieve aandoeningen.

a Bekijk de video en beantwoord de vragen.

a1 Waar zit in dat geval het foute gen?

a2 Wanneer krijg je een X-gebonden recessieve aandoening?

a3 Wanneer zal een vrouw de ziekte zelf ook hebben?

a4 Hoe noem je een vrouw die het gen op één helft van het chromosoom heeft en de ziekte niet vertoont?

a5 Hoe zit het met de nakomelingen bij een X-gebonden recessieve aandoening?

a6 Hoe komt het dat mannen ziek worden als ze het foute gen overerven?

Fig. 3.7

b Een ander voorbeeld van een X-gebonden recessieve aandoening is hemofilie (bloederziekte). Hemofilie komt bijna alleen bij mannen voor.

Hemofilie A wordt gekenmerkt door een gebrek aan stollingsvermogen van het bloed. De ziekte komt bijna uitsluitend voor bij mannen.

Het schema toont de overerving van hemofilie A. Je merkt dat als een mannelijke nakomeling het foute gen op het X-chromosoom heeft, dat hij dan ziek is.

Eén op 10 000 mensen lijdt aan hemofilie. Tegenwoordig is de ziekte te behandelen door een injectie van de ontbrekende stollingsfactor. Er zijn steeds meer mannen met bloederziekte die toch kinderen kunnen krijgen.

In de geschiedenis van de Europese koningshuizen speelde de ziekte hemofilie een belangrijke rol. De ziekte is terug te vinden in de stambomen van het Engelse koningshuis, de Russische tsarenfamilie en het Spaanse koningshuis. Ze werd doorgegeven doordat familieleden met elkaar in het huwelijk traden en kinderen kregen.

Op figuur 3.9 zie je de stamboom van koningin Victoria van Engeland (1819-1901). De mannen onder de zwarte hokjes hadden bloederziekte.

b1 Hoeveel kans maakt een bloederzieke vrouw om met een gezonde man een bloederzieke dochter te krijgen?

kinderen gameten ouders

zoon ziek

vader normaal

moeder draagster

©VANIN

b2 Verklaar hoe het komt dat het tot 1964 geduurd heeft vooraleer er bij vrouwen bloederziekte voorkwam? Stel eerst de stamboom op om het antwoord te vinden.

kinderen gameten ouders

zoon ziek

vader normaal

dochter normaal draagster zoon normaal dochter normaal

Fig. 3.8

moeder ziek

dochter draagster zoon ziek

dochter draagster

Fig. 3.10

Fig. 3.9 koningin Victoria Albert hemofilie Victoria Hendrik

WaldemarSigismundHendrikAlexisRupertAlfonso Gonzalo

IreneFrederikNikolaasAlice van Athlonel AlfonsoEugenieLeopoldMaurice Alex

keizer Frederik Edward Alice van Hesse Leopold van Albanië Beatrice

c Een tweede voorbeeld van een X-gebonden recessieve aandoening is de rood-groenkleurenblindheid of daltonisme.

Van alle vormen van kleurenblindheid komt daltonisme veruit het meeste voor. 8 % van de mannen heeft daltonisme. Bij de vrouwen is slechts 0,4 % rood-groenkleurenblind.

Het mechanisme voor de overerving van daltonisme is identiek aan dat van hemofilie A. Toch is er een redelijk aantal vrouwen met kleurenblindheid, maar zijn er bijna geen met bloederziekte. Dat komt omdat een vrouw niet snel zal weigeren iemand te huwen omdat hij rood-groenkleurenblind is. Bloederziekte daarentegen was voor velen ernstig genoeg om een huwelijk uit de weg te gaan. Bovendien stierven heel wat mannelijke patiënten voor ze de huwbare leeftijd bereikt hadden.

Je kunt gemakkelijk nagaan of je al dan niet kleurenblind bent. Open daarvoor de link die je vindt op iDiddit en doe de test. Noteer telkens het resultaat in de tabel hieronder.

Rood-groen kleurenblindtest

Tritan (blauw) test voor kleurwaarnemingstekort

Ishihara kleurenblindheidstest test naar keuze

Interessant om weten

Kleurenblindheid of daltonisme is ook een voorbeeld van een mutatie.

Bij mensen die kleurenblind zijn, ontbreekt een enzym (eiwit) in de zintuigcellen van het oog. Zij kunnen daardoor bepaalde kleuren of contrasten niet waarnemen.

Een eenvoudige test om nummers in gekleurde cirkels terug te vinden, de zogenaamde ‘Ishihara-test’ geeft een indicatie over die (erfelijke) aandoening.

d Een derde voorbeeld van een X-gebonden recessieve aandoening is de ziekte van Duchenne.

Bij mensen met de ziekte van Duchenne worden de spieren steeds zwakker (atrofiëren). De oorzaak is een fout in een gen. Bijna alleen jongens en mannen hebben die spierziekte. Vrouwen die drager zijn, hebben soms milde klachten. Ongeveer 1 op de 4 000 jongens heeft de spierziekte.

Bij kleine kinderen zijn er een aantal vroege symptomen die kunnen wijzen op de aandoening: moeilijkheden bij het rechtop staan, een waggelende manier van lopen, moeite met rennen, moeite met kruipen, moeite met klimmen en traplopen, dikke kuiten.

normale spier

geatro eerde spier

Fig. 3.10

Fig. 3.11

Bekijk de video en beantwoord de vragen.

d1 Maak een schema met de vier mogelijke combinaties bij een zwangerschap van een vrouw die draagster is van het Duchenne-gen. 

drager van genfenotype

gameten X

F 1

d2 Hoe groot is de kans dat een vrouw die het DMD-gen draagt, toch een gezonde zoon krijgt?

2 Wanneer een erfelijke aandoening voorkomt in de familie, kan de arts op voorhand een uitgebreide DNA-test laten uitvoeren. Zo kunnen mogelijke afwijkingen in kaart worden gebracht.

Een volledige DNA-test kun je steeds laten uitvoeren in deskundige centra. Dat kan op gelijk welk moment in je leven.

Ook tijdens de zwangerschap kan een test van groot belang zijn voor het verdere verloop van de zwangerschap.

De NIPT-test (niet-invasieve prenatale test) is een test die wordt gebruikt om alle chromosomen na te kijken. Die test gebeurt vanaf de 12e zwangerschapsweek via een bloedafname bij de moeder. Nog niet alle aandoeningen kunnen via die test worden opgespoord maar het aantal neemt nog steeds toe.

De hielprik of Guthrie-test is een screeningstest die onder andere in België en Nederland gebruikt wordt om elke pasgeborene te testen.

De test werd ontwikkeld door Robert Guthrie in de VS.

©VANIN

Door middel van een prik in de onderkant of zijkant van de hiel worden er enkele bloeddruppels verzameld op een speciaal daarvoor bestemd vloeipapier. Het vloeipapier wordt vervolgens naar een laboratorium gestuurd waar het onderzoek wordt uitgevoerd.

Er worden diverse tests gedaan om bepaalde (erfelijke) ziektes op te sporen.

De hielprik wordt in de meeste gevallen uitgevoerd als de pasgeborene 4-10 dagen oud is. Het gaat om ziektes die kunnen worden behandeld als ze vroeg zijn opgespoord. Het zijn zeldzame aandoeningen, maar snelle opsporing is van groot belang om schade aan de lichamelijke en geestelijke ontwikkeling te voorkomen of te beperken.

De resultaten van het onderzoek worden enkele weken na de bloedafname aan de ouders bekendgemaakt.

Fig. 3.12

3 Niet elke aangeboren aandoening is ook een erfelijke aandoening.

a Wat betekent de aandoening ‘spina bifida’? Zoek de nodige informatie op.

b Welke vier symptomen komen het vaakst voor bij patiënten die aan de aandoening lijden?

c De exacte oorzaak van de aandoening is niet bekend. Vermoedelijk is het een interactie tussen omgevingsfactoren en erfelijke factoren. Op welke manier kun je echter als vrouw de kans op de aandoening aanzienlijk verkleinen?

4 Een erfelijke aandoening komt ook niet altijd tot uiting van bij de geboorte. Een voorbeeld daarvan is de ziekte van Huntington.

De ziekte van Huntington is een erfelijke aandoening die geleidelijk aan de hersenen beschadigt en de patiënt zowel geestelijk als lichamelijk aantast. De eerste symptomen van de ziekte treden pas op tussen het dertigste en het vijftigste levensjaar.

De oorspronkelijke benaming voor de aandoening was ‘chorea’, naar het Oudgriekse woord voor dans. De benaming verwijst naar de ongecontroleerde bewegingen van de spieren, die de indruk geven dat sommige patiënten zich al 'dansend' voortbewegen. De ziekte van Huntington is een autosomaal-dominant erfelijke aandoening. Dat betekent dat het gen niet op de geslachtschromosomen ligt.

Fig. 3.13

Fig. 3.14

a Stel dat een man op één van zijn chromosomen het afwijkende gen vertoont. Zijn vrouw heeft de afwijking niet. Hoe groot is de kans dat een kind de ziekte van Huntington erft van zijn of haar ouders?

b Hoe kun je verklaren dat het soms lijkt dat de ziekte een generatie heeft overgeslagen?

vader

zoondochterzoondochter moeder

gezonddrager/ziek

Fouten in genen op het X-chromosoom kunnen erfelijke aandoeningen veroorzaken die vaak alleen tot uiting komen bij de man.

Voorbeelden van erfelijke aandoeningen zijn:

bloederziekte

daltonisme

– Duchenne musculaire dystrofie

Wanneer een erfelijke aandoening voorkomt in de familie, kan de arts een uitgebreide DNA-test laten uitvoeren, zodat mogelijke afwijkingen in kaart gebracht worden.

De NIPT-test (niet-invasieve prenatale test) is een test die wordt gebruikt om alle chromosomen na te kijken.

De hielprik of Guthrie-test is een screeningstest die gebruikt wordt om elke pasgeborene te testen.

Niet elke aangeboren aandoening is erfelijk bepaald. Spina bifida bijvoorbeeld komt tot uiting van bij de geboorte, maar wordt niet overgeërfd.

Een erfelijke aandoening komt ook niet altijd tot uiting van bij de geboorte. Een voorbeeld daarvan is de ziekte van Huntington.

Test jezelf: oefening 13

HOE KAN ERFELIJKHEID JE KINDERWENS BEÏNVLOEDEN?

Wanneer je erfelijk belast bent, dus drager bent van een bepaalde ziekte, kan dat invloed hebben op het feit of je al dan niet kinderen wilt.

MaSCO6_LS_T2H3_ziekte_van_Huntington.ai

Fig. 3.15

Maak een synthese van het thema. Je kiest zelf welke vorm je verkiest.

Op vind je een aantal voorbeelden van een synthese bij dit thema.

1 Bestudeer de figuur.

a Noteer de correcte naam in de kaders.

b Hoeveel DNA-moleculen komen voor in het getekende chromosoom?

2 Een synoniem voor meiose is reductiedeling. Wat wordt er gereduceerd? Verklaar. het aantal chromosomen het aantal homologe chromosomenparen het aantal heterogene chromosomenparen

TEST JEZELF ©VANIN

3 Welke cellen zijn het resultaat van meiose? huidcellen botcellen zaadcellen bloedcellen

4 Waar vindt de meiose plaats bij mannen en vrouwen?

- bij vrouwen:

- bij mannen:

5 Benoem de aangeduide zaken op de figuur.

6 Welke vorm van overerving past het best bij de volgende voorbeelden?

kenmerk P F 1 vorm van overerving bloemkleur bij erwtenpaars X wit100 % paars dominante overerving codominante overerving intermediaire overerving

kleur van de vacht bij koeienrood X wit100 % bont dominante overerving codominante overerving intermediaire overerving

kleur van de veren bij kippenzwart X wit100 % grijs dominante overerving codominante overerving intermediaire overerving

7 Een zwarte cavia wordt gekruist met een okerkleurige cavia. Alle individuen van de F1 zijn okerkleurig. Deze F1-individuen worden onderling gekruist. Van de 113 individuen van de F 2 zijn er 84 okerkleurig en 29 zwart. Hoeveel van de 84 okerkleurige individuen van de F2 zullen er, naar verwachting, heterozygoot zijn?

8 Bij de mens komt brachydactylie voor. Het is een dominante erfelijke afwijking, waarbij de vingers of tenen abnormaal kort zijn. Stel het kruisingsschema van de eerste generatie op waarbij de ene partner normale vingers heeft en de andere heterozygoot brachydactyl is en voorspel de verwachte fenotypes.

kenmerk erffactoren   P X

9 Een zwarte kip en een witte kip worden gekruist. Wat is de kans dat deze kippen gespikkelde kuikens zullen verwekken? Beide kleuren zijn dominant.

kenmerk erffactoren

10 Als je twee gespikkelde kippen met elkaar kruist, wat is dan de kans op een zwart kuiken, en op een wit kuiken?

kenmerk erffactoren

11 Leg het verschil uit tussen intermediaire en codominante overerving.

12 Vergelijk een mutatie en een modificatie.

modificatie

mutatie wat?

gevolg van? milieu-invloeden wijziging in het DNA

milieu-invloeden wijziging in het DNA erfelijk of niet-erfelijk? kan erfelijk zijn niet erfelijk kan erfelijk zijn niet erfelijk

13 Mucoviscidose is een voorbeeld van een erfelijke ziekte.

a De overerving van muco is autosomaal recessief.

Wat betekent dat?

b Wanneer ben je een drager van deze ziekte?

c Hoe kan een drager toch weten dat hij of zij het afwijkende allel bezit?

Verder oefenen? Ga naar .

1 Als je heel actief bent op social media kom je ook in contact met influencers voor wie duurzaamheid en een leefbare wereld heel belangrijk zijn. Ook in de kranten of in het nieuws kun je er niet meer omheen: de roep voor een duurzame wereld klinkt steeds luider.

Bekijk de onderstaande krantenkoppen. Wat houden ze in? Is dit iets dat jou aanspreekt of juist niet? Waarom wel / waarom niet?

Op zoek naar een duurzame variant van het dieronvriendelijke zijde

De productie van zijde gaat ten koste van mens, milieu én de rups.

Biedt de spin een diervriendelijker alternatief?

Marlies (39) koopt één jaar lang niets nieuws: “Wc-papier?

Op tweedehandssites vind je wel wat”

AARSCHOT Geen nieuwe kleding, keukengerei, nee, zelfs geen wc-papier. De Aarschotse onderneemster Marlies van Wemmel gaat een opmerkelijke uitdaging aan: één jaar lang niets nieuws kopen. Wat mag wel?

Delen, ruilen, zelf maken of tweedehands kopen. Haar

‘consuminder’-experiment gaat van start op 1 januari, wij waren nieuwsgierig naar haar voorbereidingen. “Hoe dichter het komt, hoe meer stress ik krijg. Want er zijn toch wel wat zaken waaraan ik niet heb gedacht.”

© www.hln.be - 10/01/2022

RENOLIT ALKORPLAN maakt duurzame transformatie van indoor skihal SnowWorld Antwerpen mogelijk

01 december 2023

1 2 4 3 5

Grieks restaurant in Diepenbeek omgevormd tot kringloopwinkel 6

Studenten van VIVES lanceren duurzame ontbijtdrank

Zes studenten die de bachelor agro- en biotechnologie volgen bij Hogeschool Vives in Roeselare, lanceren met Whey2go een ontbijtdrank op basis van kaaswei, het restproduct van de kaasproductie.

Nacht van de kringwinkel moet jongeren laten kennismaken op leuke manier met winkel

De kringwinkel heeft heel wat jonge fans, maar aan die medaille is ook een keerzijde waarbij er heel wat jongeren de winkel niet bereiken. Daarom organiseert de kringwinkel in Hamme op 10 november een ‘Nacht van de Kringwinkel’. Een uniek feestje met muziek in de winkel, om zo op een leuke manier kennis te maken. “We willen jonge mensen in onze winkel en op onze tafel”, klinkt het.

© www.hln.be - 07/11/2023

Fig.1.1

2 De Verenigde Naties stelden de zogenaamde SDG’s op met de ambitie te werken rond duurzaamheid.

Bekijk de video en beantwoord de vragen.

a Waarvoor staat de afkorting SDG? Noteer je antwoord zowel in het Nederlands als in het Engels.

b Wat betekent het begrip ‘duurzaam’?

c Zijn er in jouw eigen buurt (geregistreerde) SDG-initiatieven? Ga via de weblink op zoek en noteer ze hieronder.

3 Hoe zit dat met ‘duurzame chemie’?

Het begrip ‘duurzaam’ is taalkundig een bijvoeglijk naamwoord. Dat betekent dat het vermeld wordt samen met een zelfstandig naamwoord zoals bijvoorbeeld ‘chemie’.

a Ga op zoek naar een drietal andere voorbeelden waarmee je het bijvoeglijk naamwoord ‘duurzaam’ kunt combineren.

Binnen de duurzame chemie wordt er, net als bij andere concepten van duurzaamheid, gekeken naar de invloeden op de mens en de wereld in het algemeen. Er wordt geprobeerd om via vernieuwende en minder milieubelastende technieken te werken aan een betere wereld.

In de chemische wereld houdt dat vooral in dat er schonere processen worden toegepast en dat er aandacht geschonken wordt aan een verlaging van het energie- en grondstoffenverbruik.

b Wat versta je onder schonere processen?

Fig. 1.2

c Duurzaamheid kan in veel thema’s en onderwerpen aan bod komen. In welke thema’s van de SDG’s kan duurzame chemie een rol spelen? Kruis ze aan in de figuur hieronder.

4 De bewustwording in verband met duurzame chemie hangt sterk samen met het algemeen duurzaamheidsprincipe van de P’s. Je ziet de P’s hieronder symbolisch voorgesteld. Zoek de nodige informatie op om de vragen te beantwoorden.

a In het oorspronkelijke model waren er 3 P’s. Zet de term onder de passende afbeelding.

©VANIN

Fig. 1.3

Fig. 1.4

b Intussen zijn er 2 P’s aan toegevoegd. Welke zijn dat?

c Wat is de achterliggende gedachte van de 5 P’s?

DUURZAME ONTWIKKELING

De term duurzaam heeft betrekking op dingen die geproduceerd of verkregen zijn op een manier die het milieu en de natuur zo min mogelijk belasten.

Duurzame chemie houdt vooral in dat er schonere processen worden toegepast en dat er aandacht geschonken wordt aan een verlaging van het energie- en grondstoffenverbruik.

Test jezelf: oefening 1 en 2

KAN BEWUSTWORDING LEIDEN TOT GEDRAGSVERANDERING?

Als je goed geïnformeerd bent en vervolgens nadenkt over hoe processen verlopen en hoe het eventueel anders kan, dan ben je vaak bereid om (kleine) aanpassingen door te voeren om het proces te verbeteren.

Fig. 1.5

2 DUURZA AMHEID RONDOM JOU

2.1 WELKE STAPPEN ZETTEN INDUSTRIE EN ECONOMIE OM DUURZAMER TE WERKEN?

De economische wereld heeft grote stappen gezet op het vlak van duurzaamheid.

Daarbij speelt één concept een belangrijke rol. Vroeger gebeurde alles volgens het lineaire model, d.w.z. dat een product gemaakt werd uit grondstoffen en na gebruik vernietigd werd (take, make, waste).

Dat gedachtegoed is niet langer duurzaam en daarom moeten bedrijven nadenken over hun processen.

De industriële sector maakt steeds vaker gebruik van het circulaire model (make, use, recycle).

1 Om het verschil tussen lineaire en circulaire industrie beter te leren kennen, kun je aan de slag met de volgende opdrachten.

a Noteer de begrippen in verband met de circulaire industrie op de correcte plaats in de figuur. Kies uit:

grondstoffen - verkoop – inzameling – hergebruik en herstel – verbruik – recycleren - productie grondstoffen

b Er zijn opvallende verschillen tussen de beide concepten. Geef een korte toelichting bij elk item in de tabel. Zoek hiervoor de nodige informatie op.

LINEAIR MODELCRITERIUM

doel impact op de aarde waarde van de producten afval

CIRCULAIR MODEL

bewustwording

c Zijn de volgende toepassingen circulair of lineair? Motiveer je antwoord.

Fig. 2.2

Fig. 2.3 circulair lineair circulair lineair

d Geef een tip aan jezelf.

2 Bij de overgang van lineaire naar circulaire industrie duiken er problemen op.

Niet alle circulaire processen zijn volledig duurzaam. En dat is soms moeilijk te weten. Onderstaand voorbeeld over de recyclage van petflessen naar fleecetruien licht dit toe.

De petflessen worden verzameld en gewassen.

©VANIN

De vezels worden als ‘draad’ gebruikt om textiel mee te weven.

Petflessen worden heel vaak gerecycleerd tot fleece. Dat is niet zo milieuvriendelijk als het op het eerste gezicht lijkt.

Die vezels worden op spoelen gewonden.

Vervolgens worden ze versnipperd en gesmolten.

De gesmolten resten worden vervolgens als plastic korrels bewaard.

In een volgende stap worden de plastic korrels (chips) opgewarmd en gaan ze door een extrusiemachine: een matrijs waar de korrels worden doorgeperst, waardoor ze lange, smalle draden (vezels) worden.

Fleece maken van petflessen lijkt dus de perfecte manier om te recycleren. Maar als je fleece draagt en wast, komen er miljoenen plastic vezels vrij die in het milieu en in de lucht terechtkomen. Zo is meer dan een derde van de microplastics in de oceaan afkomstig van synthetische kleding. Het is dus eigenlijk veel beter om petflessen te hergebruiken dan om ze te recycleren tot nieuwe producten. De laatste jaren gaan er meer en meer stemmen op om de productie van fleece aan banden te leggen.

Fig. 2.4

Fig. 2.5 circulair lineair circulair lineair

Fig. 2.6

Ga zelf op zoek naar een voorbeeld van een circulaire toepassing die belastend kan zijn voor het milieu. Noteer er ook bij wat de belasting voor de aarde inhoudt.

3 Cradle-to-cradle (kortweg C2C) is een term die vaak gehanteerd wordt binnen de circulaire economie.

Ook hier wordt de klemtoon gelegd op het hergebruiken in plaats van het weggooien na gebruik. Letterlijk betekent de term ‘van wieg tot wieg’: producten worden na gebruik opnieuw ‘geboren’.

Zoek de belangrijkste principes op waarop cradle-to-cradle steunt. a

Interessant om weten

De manier om met afval om te gaan wordt vaak voorgesteld met de ladder van Lansink. Dat is een visuele voorstelling waarbij elke trede van de ladder een andere stap in het gedachtegoed over omgaan met afval voorstelt.

De ladder van Lansink benadrukt het belang van het verminderen van afval en het maximaliseren van de waarde van materialen voordat ze als afval worden beschouwd.

Hoe hoger op de ladder, hoe beter je bezig bent voor het milieu en de belasting van de aarde.

Fig. 2.7

Fig. 2.8 - ladder van Lansink

Vroeger produceerde men meestal volgens het lineaire model, d.w.z. dat een product gemaakt werd uit grondstoffen en na gebruik werd het product vernietigd (take, make, waste).

Tegenwoordig maakt de industriële sector steeds vaker gebruik van het circulaire model (make, use, recycle). De hoofdgedachte daarbij is dat afvalberg kleiner is omdat die gebruikt wordt als ‘nieuwe’ grondstof.

Het is niet altijd duidelijk of je al dan niet duurzaam handelt. Er moet heel wat wetenschappelijk onderzoek gebeuren om dit vast te leggen.

Test jezelf: oefening 3 en 4

WELKE STAPPEN ZETTEN INDUSTRIE EN ECONOMIE OM DUURZAMER TE WERKEN?

In plaats van te blijven werken volgens het lineaire model worden steeds meer stappen gezet naar het circulaire model.

2.2

1 Bouwen en verbouwen kan vandaag de dag niet meer gebeuren zonder rekening te houden met duurzaamheid en ecologische verantwoordelijkheid.

Een van de hoofddoelen is om de CO2-uitstoot zo laag mogelijk te houden zowel bij het (ver)bouwen van de woning als bij het bewonen ervan.

a Duurzaam (ver)bouwen is een ruim begrip. Zoek op wat er allemaal onder thuishoort.

b In een klimaatneutrale woning is er geen uitstoot van CO2. Wil je in de toekomst zelf evolueren naar een klimaatneutrale woning dan kun je dat in drie stappen realiseren. Bezoek via de VAN IN Plus app de website om de tabel in te vullen.

Wat moet je doen?

stap 1 stap 2 stap 3

Hoe kun je het doen?

WELKE GE VOLGEN HEEFT DUURZAAMHEID VOOR DE BOUWSECTOR?

Fig. 2.7

c Als je wilt bouwen of verbouwen moet je ook nadenken of je woning energieneutraal (EN) of bijnaenergieneutraal (BEN) zal worden. De wetgeving hierover wijzigt bijna jaarlijks en wordt telkens strenger. Je goed informeren is dus zeker aan de orde!

Vink in de tabel de twee grootste verschillen aan tussen de beide types. Zoek daarvoor de nodige informatie op.

EN-woning

E-peil nul of lager

waarde E-peil (energiepeil)

opwekken van energie

E-peil 30 of lager

gebeurt in de woning zelf gebeurt niet in de woning

BEN-woning

E-peil nul of lager

E-peil 30 of lager

gebeurt in de woning zelf gebeurt niet in de woning

d Welke stappen kun je zelf zetten om een bestaand huis energieneutraal (of neutraler te maken)? Noteer onder de foto welke stap je herkent.

e Naast een BEN- en een EN-woning wordt bij duurzaam bouwen ook vaak gesproken over een ‘passief huis’.

©VANIN

e1 Wat betekent dat?

Fig. 2.10

Fig. 2.11

Fig. 2.12

Fig. 2.13

e2 Wat is het verschil met een BEN-woning?

f Ook jouw school heeft ongetwijfeld stappen gezet om het schoolgebouw duurzamer te maken. Geef enkele voorbeelden.

Interessant om weten

In het straatbeeld zie je steeds vaker residentiële woonwijken oprijzen waar je meteen kunt zien dat duurzaamheid een grote rol speelt. Appartementsgebouwen waar hout als materiaal wordt gebruikt, zonnepanelen die zichtbaar aanwezig zijn, een groendak en gevels voorzien van plantengroei, het zijn maar enkele voorbeelden van duurzame aanpassingen in de bouwsector.

Duurzaam bouwen houdt rekening met de effecten op het milieu zowel bij het bouwen als bij het gebruik van het gebouw.

Bij een energieneutrale woning (EN) is het energiepeil gelijk aan 0 of lager. Het opwekken van de energie gebeurt in de woning zelf.

In een bijna-energieneutrale woning (BEN) ligt het energiepeil lager dan 30 en de energievoorziening gebeurt niet in de woning.

©VANIN

In een passief huis kan het energiepeil lager zijn dan 0. Dat wil zeggen dat er meer energie aangemaakt dan verbruikt wordt.

In een klimaatneutrale woning is er geen uitstoot van CO2

Test jezelf: oefening 5

Wanneer je een huis wilt bouwen of verbouwen, kun je perfect rekening houden met de wetgeving en de richtlijnen om het energiepeil en de CO2-uitstoot van het gebouw zo laag mogelijk te houden.

Fig. 2.14

Fig. 2.15

WELKE GEVOLGEN HEEFT DUURZAAMHEID VOOR DE BOUWSECTOR?

2.3 PASSEN KUNSTSTOFFEN IN EEN CIRCULAIRE INDUSTRIE?

1 Kunststoffen zijn niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Nochtans was dat vroeger echt anders.

a Vergelijk de onderstaande foto’s van vroeger en nu door de grondstoffen te vergelijken waaruit de voorwerpen gemaakt zijn.

b Kunststoffen hebben heel wat voordelen maar ook enkele belangrijke nadelen. Welke?

voordelen nadelen

Fig. 2.16

Fig. 2.17 Fig. 2.18 Fig. 2.19 houten emmerplastic emmerhouten voordeurvoordeur uit pvc

Fig. 2.20 Fig. 2.21 Fig. 2.22 Fig. 2.23 kledij uit katoensynthetische stofloden afvoerbuisafvoerbuis uit pvc

2 Als je de term kunststoffen vertaalt naar het Engels dan is dat ‘plastics’. Is plastiek dan synoniem van kunststof?

a De naam van een kunststof wordt vaak verkort weergegeven. Daarvoor gebruikt met letters uit de chemische naam. In de tabel hieronder staan de afkortingen van de meest voorkomende kunststoffen. Gebruik de website om de tabel aan te vullen met de volledige naam en enkele toepassingen (minstens twee per kunststof).

afkorting naam toepassing

PE

Er wordt ook nog onderscheid gemaakt tussen HDPE en LDPE.

PP PS pvc pet pur

b Kunststoffen worden ook vaak met cijfers in een kringloopsymbool voorgesteld. Dit zijn de kunststof-identificatiecodes. Op die manier moet je niet telkens opzoeken over welke kunststof het gaat en kunnen ze allemaal goed gesorteerd worden. Plaats de naam van de kunststof (afkorting) bij het juiste symbool. Zoek daarvoor de nodige informatie op.

Interessant om weten

©VANIN

Het telkens opnieuw vullen van een waterflesje is best populair bij schoolgaande jeugd, maar toch is het beter dat je dat niet doet. Het probleem met plastic flessen is namelijk dat ze uiteindelijk kankerverwekkende stoffen en stoffen die de hormoonbalans in het menselijk lichaam verstoren kunnen vrijgeven.

In normale omstandigheden gebeurt dat nauwelijks en zijn de hoeveelheden uiterst klein. Hoge temperaturen, zoals het bewaren van het flesje in de zon, kunnen ervoor zorgen dat het risico toeneemt. Vandaar dat je dus best ook geen water drinkt uit een flesje dat in een warme auto heeft gelegen. Ook drankjes met prik of zure bestanddelen zoals vruchtensappen kunnen ervoor zorgen dat er meer schadelijke stoffen vrijkomen.

Je gebruikt dus best hervulbare flesjes die daarvoor gemaakt zijn.

Fig. 2.24

3 Om goed te recycleren moet je weten over welke kunststof het gaat. Als je niet beschikt over de verpakking dan is dat uiteraard heel moeilijk. Met behulp van enkele identificatieproeven en vergelijkingstabellen kun je de aard van de kunststof wel achterhalen.

De tabel hieronder toont een lijst van de meest voorkomende kenmerken van kunststoffen. Je kunt ze gebruiken om een kunststof te identificeren.

kunststofdrijven/zinkenvlamkleurgeur bij brandenBeilsteintestkrassen petzinken geel/oranje zoet, aromatisch/ / PEdrijven geel, blauwe kernkaarsgeur / krasbaar

pvc zinken basis groen, veel rookbijtend, irriterendvlam groen/ PPdrijven geel, blauwe kernasfaltgeur / / PSdrijven heldere gele vlamzoetgeurend/ krasbaar

Aan de hand van een onderzoek ga je nu een onbekende kunststof identificeren.

ONDERZOEK 1

1 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN stukje onbekende kunststof

2 bekers (250 ml) aansteker detergent koperdraad lucifer bunsenbrander

4 WERK WIJZE

Veiligheidsinstructies

Alle vlamtesten worden door je leerkracht uitgevoerd (in trekkast).

©VANIN

Wees alert voor vallende druppels gesmolten kunststof.

Bij het waarnemen van de geur nooit diep inhaleren.

1 Hou het stukje kunststof in de vlam van de aansteker tot ze brandt.

2 Hou de brandende kunststof minstens 20 cm van je vandaan en wuif wat rook naar je toe.

3 Doof de kunststof in een beker gevuld met water.

4 Vul de tweede beker met 150 ml water en voeg enkele druppels detergent toe.

Dompel er de kunststof in.

5 Probeer om met je vingernagel de kunststof te krassen.

6 Voer ten slotte de Beilsteintest als volgt uit. Bekijk ook de video via de Van In Plus app.

- Hou een koperdraad in de vlam van een bunsenbrander tot hij niet meer van kleur verandert.

- Hou hem vervolgens heel even tegen een stukje pvc.

- Breng de koperdraad meteen terug in de vlam van de bunsenbrander.

7 Noteer alle resultaten bij de waarnemingen. Volg aan de hand van die waarnemingen de determineersleutel om te besluiten om welke kunststof het gaat.

5 WAARNEMING

a Wat is de kleur van de vlam?

b Zinkt of drijft de kunststof?

c Kun je de kunststof met je vingernagel krassen?

d Wat is het resultaat van de Beilsteintest?

6 BESLUIT

De aangereikte kunststof is:

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Determineersleutel

1 Verwarm een spijker of schroevendraaier en hou die tegen de kunststof. Smelt de kunststof?

ja

→ 2 neen

2 Breng de stof in water waaraan een paar druppels detergent toegevoegd werden.

De stof drijft.

De stof zinkt.

3 Is het een geschuimde kunststof?

ja

→ ga naar 17

→ 3

→10

→ 4 neen

4 Kun je een duidelijke korrelstructuur waarnemen?

ja

→ 6

→ 5 neen

5 Brandt de stof met vlokkige roetvorming?

ja

→ 17 of ga terug naar 3

→ geschuimd polystyreen neen

6 Hou de kunststof in de vlam van een aansteker en neem de geur waar. Ruik je duidelijke een kaarsgeur?

ja

→ 17 of ga terug naar naar 3

→ 7 neen

7 Probeer met je vingernagel de kunststof te krassen. Lukt dit? gemakkelijk

→ 8

→ LDPE (lage dichtheid polyetheen) relatief moeilijk

→ HDPE (hoge dichtheid polyetheen)

8 Hou de kunststof in de vlam van een aansteker en neem de geur waar. Ruik je verbrande motorolie?

ja → 9

neen → 17 of ga terug naar 6

9 Is de stof krasbaar met een vingernagel?

ja

neen

→ 17 of ga terug naar 6

→ PP (polypropeen)

10 Hou de kunststof in de vlam van een aansteker en bekijk de vlambasis. Is de vlambasis groen?

ja → 11

neen → 13

11 Voer de Beilsteintest uit. Kleurt de vlam groen?

ja → 12

neen

12 Is de kunststof transparant, zacht en flexibel?

ja

→ ga terug naar 10

→ zacht pvc (polyvinylchloride met weekmaker)

neen → hard pvc (polyvinylchloride)

13 Brandt de kunststof met vorming van zwarte vlokkige rook?

ja → 14

neen → 16

14 Kun je de kunststof gemakkelijk krassen met een mes?

ja → PS (polystyreen)

neen → 15

15 Is de kunststof transparant?

ja → 16

neen → 17

16 Brandt de kunststof met een gele vlam en een zoete, aromatische geur?

ja → pet (polyetheentereftalaat)

neen → ga naar 17

17 Het betreft hier een kunststof die niet gemakkelijk te identificeren is en ook niet besproken werd tijdens de lessen.

Ook in de medische wereld worden heel veel kunststoffen gebruikt.

Kunststoffen in de medische wereld

De oneindige mogelijkheden van kunststoffen maken medische ontwikkelingen mogelijk die 50 jaar geleden ondenkbaar zouden zijn geweest. Kunststoffen spelen dan ook een belangrijke rol bij de verlenging van het leven, de verbetering van de gezondheid en de vermindering van menselijk lijden. De afgelopen 50 jaar zijn er honderden verschillende kunststofsoorten bedacht met eigenschappen die precies passen bij een bepaalde medische toepassing. Men verwacht zelfs dat er uiteindelijk complete kunststoforganen zullen komen die in het lichaam kunnen worden geïmplanteerd.

1

Verbandmateriaal dat exact zoveel lucht kan doorlaten als nodig is voor een snel herstel van een wond. Die doorlaatbaarheid is precies in te stellen door een bepaald mengsel te maken van verschillende kunststofvezels

3

2

Protheses, variërend van kunstgebitten tot delen van organen. Sommige zijn van levensbelang, zoals hartkleppen. Andere maken het leven veel comfortabeler. Handprotheses bijvoorbeeld werden vroeger gemaakt van metaal, bekleed met een fluwelen handschoen. Tegenwoordig zijn ze van polyurethaan (pur), met een natuurgetrouwe huid van pvc.

Zacht kunststofschuim (polyurethaan of pur) is niet alleen licht en zacht, maar ook bestand tegen ontsmettingsmiddelen en medicamenten. Het materiaal wordt daarom veel gebruikt in de matrassen van ziekenhuisbedden. Er zijn ook speciale kunststoffen beddenhoezen die geen uitwerpselen van de huismijt doorlaten. 4

Plastic buizen en slangen voor infusen, zakken voor infuusvloeistof, katheters, injectiespuiten, dialyseapparatuur, hechtgaren, contactlenzen en onderdelen voor een dotterbehandeling zijn gemaakt van pvc. Pvc heeft eigenschappen die daar ideaal voor zijn. Het is doorzichtig en flexibel, gaat lang mee, kan tegen temperatuursveranderingen en is makkelijk te maken. Interessant

4 In België worden heel veel kunststoffen via de blauwe pmd-zak verzameld, om vervolgens verder verwerkt te worden.

a Wat betekent pmd?

p : m: d:

b Welke plastics mogen NIET in de pmd-zak gegooid worden? Vink ze aan. plastic voorwerpen die geen verpakking zijn botervlootjes petdrinkflessen

flessen van gootsteenontstopper onbreekbare borden voor baby’s yoghurtpotjes piepschuim verpakkingen

Het is vanuit duurzaam oogpunt beter om kunststoffen te recycleren dan om ze te produceren. Om het sorteer- en recyclageproces correct toe te passen, is het belangrijk om het gedrag van kunststoffen bij verhitting te kennen.

Op basis daarvan worden kunststoffen ingedeeld in drie groepen. Je spreekt van thermoplasten, thermoharders en elastomeren.

c Vergelijk de drie soorten kunststoffen. Gebruik de ontdekplaat op iDiddit als bron.

c1 Vink de juiste informatie aan of vul ze aan.

c2 Plaats de juiste schematische structuur bij de passende kunststof. Kies uit:

©VANIN

structuur 1structuur 2structuur 3

c3 Geef een tweetal voorbeelden bij elke soort.

thermoharderthermoplast elastomeer eigenschappen krasbaar

niet krasbaar

smelten

smelten niet recycleerbaar

niet recycleerbaar

structuur voorbeelden

krasbaar

niet krasbaar smelten

smelten niet recycleerbaar

niet recycleerbaar

Ze kunnen vervormd worden door uit te oefenen.

Ze keren daarna

c4 Welk soort kunststof komt er uiteindelijk in de pmd-zak terecht? Verklaar waarom.

Dat alleen thermoplasten terechtkomen in de pmd-zakken heeft alles te maken met de recyclage van kunststoffen.

– Thermoharders moeten verbrand worden. Je kunt ze niet recycleren.

– Elastomeren worden niet afzonderlijk verzameld om te recycleren: je doet ze bij het restafval. Autobanden zijn daarop een uitzondering. Die kun je naar het containerpark brengen.

– Thermoplasten worden wel gebruikt om te recycleren.

Er zijn een aantal belangrijke aandachtspunten waarop je moet letten als je afval in de pmd-zak gaat gooien.

Haal alle voedsel- of productresten uit de verpakking. Elk restje kan ervoor zorgen dat er geen recyclage mogelijk is.

– Prop verpakkingen niet in elkaar. Dat maakt het sorteren veel moeilijker.

Kijk op de pmd-zak of in de folders die je lokale afvalbedrijf regelmatig uitdeelt voor tips en tricks en volg ze nauwkeurig op.

Interessant om weten

Recyclen van producten is vaak een vorm van downcycling. Dat betekent dat de gebruikte grondstoffen en materialen worden hergebruikt, maar de kwaliteit is lager ten opzichte van het oorspronkelijke materiaal. Het tegengestelde van downcycling is upcycling. Daar neemt de kwaliteit van het eindproduct toe. Denk maar aan de interieurtrend waarbij mensen ‘oude’ meubels en hebbedingen opwaarderen met een likje verf of een nieuwe knop of klink.

Kunststoffen herkennen om ze vervolgens correct te sorteren en te recycleren is niet altijd zo evident. Belangrijke hulpmiddelen zijn afkortingen, identificatiecodes (die ook informatie geven over de recyclage) en identificatieproeven (de vlamproef en Beilsteintest zijn de meest betrouwbare).

De meest gebruikte kunststoffen zijn:

– PE (polyetheen) - HDPE (high density) en LDPE (low density) – PS (polystyreen)

– pvc (polyvinylchloride)

– pet (polyetheentereftalaat)

– PP (polypropeen)

Om het sorteer-en recyclageproces correct toe te passen is het belangrijk om het gedrag van kunststoffen bij verhitting te kennen. Op basis daarvan worden kunststoffen ingedeeld in drie groepen. Je spreekt van thermoplasten, thermoharders en elastomeren

Enkel de thermoplasten kunnen via de pmd-zak opnieuw in de circulaire economie worden opgenomen.

Test jezelf: oefening 6

Fig. 2.25

Fig. 2.26

PASSEN KUNSTSTOFFEN IN EEN CIRCULAIRE INDUSTRIE?

De maatschappij zet meer en meer in op het recycleren en hergebruiken van kunststoffen om de negatieve invloed op het klimaat te verminderen.

Jammer genoeg worden nog al te veel grondstoffen uit aardolie gehaald.

2.4 WAT ALS KUNSTSTOFFEN AFBREEKBAAR ZOUDEN ZIJN?

1 Het kan een groot nadeel zijn dat kunststoffen niet bio-afbreekbaar zijn. Er bestaan gelukkig alternatieven.

Bekijk de video via de Van In Plus app. a Wat zijn bioplastics?

b Haal uit de onderstaande afbeelding nog een drietal voorbeelden van grondstoffen voor bioplastics.

GRONDSTOFFEN VOOR BIOPLASTICS

algen

b1 Noteer jouw keuze in de tabel.

b2 Zoek concrete voorbeelden op van zaken gemaakt uit deze bioplastics.

b3 Evalueer telkens de impact op het vlak van duurzaamheid. Wees dus kritisch ten opzichte van het bronnenmateriaal dat je gebruikt.

keuze

toepassingen impact op duurzaamheid

positieve invloed ter discussie

negatieve invloed

positieve invloed ter discussie negatieve invloed

positieve invloed ter discussie negatieve invloed

VIDEO

gebruikte kookolie veren

cellulose uit houtnatuurlijk methaangasmaïs koolzaad

suikerriet

biora naderij

castorbonen

sojabonen aardolie

Fig. 2.27

c Het is niet altijd een voordeel dat kunststoffen afbreekbaar zijn. Geef een aantal voorbeelden waar dat zelfs een groot nadeel is.

2 Ga zelf aan de slag.

Je kunt met behulp van eenvoudige middelen zelf bioplastic maken en zo werken aan je STEMvaardigheden. Ga op zoek naar een eenvoudig recept en probeer dat (indien mogelijk) in de klas uit. Maak een bijhorend verslag en presentatie waarbij je de stappen van de wetenschappelijke methode volledig toepast zoals je geleerd hebt.

3 Zelfs afval kan een nieuw leven krijgen binnen de wereld van de duurzame chemie. Als voorbeelden neem je even biogas en appelleer onder de loep.

BIOGAS

drijfmest

energiegewassen

anaërobe vergister

voedselafval

biogas

opslag van biogas

elektriciteit

b Noteer enkele voor- en nadelen van biogas. Je mag de nodige informatie opzoeken.

voordelen nadelen

©VANIN

verwarming

Fig. 2.28

a Ga op zoek naar een aantal voorbeelden waarvoor biogas gebruikt kan worden (nu of in de toekomst).

c Niet elke vorm van biogas wordt even positief onthaald. Welk onderscheid maakt men?

d Bekijk de video via iDiddit Welke evolutie wordt in deze video geschetst?

e Zoek op hoe appelleer (appeal) wordt gemaakt en noteer.

f Zoek een voorbeeld van een voorwerp gemaakt uit appelleer en voeg dat hieronder toe. Zou je zelf overwegen om dit voorwerp te gebruiken? Waarom wel, waarom niet? Verklaar je antwoord.

Leerlingenantwoord

Bioplastics zijn kunststoffen die gemaakt worden uit organisch materiaal zoals bv. planten.

Er wordt steeds minder over afval gesproken omdat dit grondstof wordt voor andere producten. Voorbeelden hiervan zijn biogas en apelleer.

WAT ALS KUNSTSTOFFEN AFBREEKBAAR ZOUDEN ZIJN?

De hoeveelheid afval zou nog kleiner worden wat de duurzaamheid verder bevordert.

©VANIN

Fig. 2.29

SYNTHESE

Maak een synthese van het thema. Je kiest zelf welke vorm je verkiest. Op vind je een aantal voorbeelden van een synthese bij dit thema.

CHECKLIST

Je kunt deze checklist ook op invullen.

1 Noteer het juiste P-woord bij de verschillende SDG’s.

2 elf als iemand die aandacht schenkt aan duurzaamheid of net helemaal niet?

Noteer in een vijftal schrijflijnen wat je al doet of wat nog werkpunten kunnen zijn.

3 Hoe kun jij zelf bijdragen tot een duurzame samenleving? Geef een viertal concrete voorbeelden.

4 Het bedrijf Interface produceerde een tapijttegelcollectie van afgedankte visnetten. Daarvoor zetten ze deze stappen:

a verzamelen van afgedankte nylon visnetten in de Filipijnen en India

b recycling van de netten

c hergebruik van het materiaal in de tapijttegels

Is dat een toepassing van het lineaire of het circulaire model? Leg uit.

5 Elk jaar worden er beurzen georganiseerd die te maken hebben met bouwen en verbouwen. Denk maar aan Batibouw, Bouw en Reno en vele anderen. Ga via de websites van zo’n beurs op zoek naar enkele concrete voorbeelden op het vlak van duurzaamheid.

6 Beoordeel de volgende stellingen op basis van je kennis en begrip over duurzame chemie. Onderbouw je standpunt met argumenten en relevante informatie.

a Het streven naar een lineair model is van groot belang op het vlak van duurzame chemie. juist fout

Movitatie:

b Het ontwikkelen van nieuwe chemische processen met lagere energie- en grondstofvereisten is cruciaal voor duurzame chemie. juist fout

Movitatie:

c Het gebruik van biologisch afbreekbare kunststoffen is altijd een duurzamere keuze dan het gebruik van traditionele kunststoffen. juist fout

Movitatie:

d Het hergebruiken van afvalstoffen in de chemische industrie is een effectieve manier om de ecologische voetafdruk te verminderen. juist fout

Movitatie:

Thema 3 Kernfysica

©VANIN

1 STABILITEIT EN VERVAL VAN KERNEN

2 KERNSPLIJTING EN KERNFUSIE

3 VOORZICHTIG MET IONISERENDE STRALEN

1 STABILITEIT EN VERVAL VAN KERNEN

1.1 IS DIT NU CHE MIE OF F ySIC A?

Er is meer radioactiviteit in je onmiddellijke omgeving dan je zou vermoeden.

– Een volwassen menselijk lichaam bevat ongeveer 160 gram kalium, waarvan 0,0187 gram radioactief is. Ook een heel klein aantal van de koolstofatomen in je lichaam is radioactief.

Kosmische straling is straling uit de ruimte die door radioactiviteit veroorzaakt wordt. Een fractie daarvan bereikt het aardoppervlak en is deels verantwoordelijk voor de gemiddelde natuurlijke stralingsdosis waaraan de bevolking blootgesteld wordt. Je bent op het aardoppervlak voldoende beschermd tegen die straling.

Voor luchtvaartpersoneel dat gedurende langere tijd op grote hoogte verblijft, kan de blootstelling wel gevaarlijk worden.

Radioactieve stoffen spelen ook een belangrijke rol in de geneeskunde. Daarbij wordt vaak gebruikgemaakt van kunstmatig aangemaakte radioactieve materialen.

Radioactieve materialen kunnen ioniserende straling uitzenden. Uit onderzoek is gebleken dat die gevaarlijke straling uit de atoomkern komt. Om die reden spreek je over kernstraling

1 Alles wat te maken heeft met kernstraling start in de kern van het atoom.

a Plaats de termen op de juiste plaats bij figuur 1.2.

kern – elektron – proton – neutron – elektronenmantel

a Je weet vast nog dat die deeltjes een lading hebben. Vul de tabel hieronder aan.

symboolnaam van het deeltje plaats lading

Fig. 1.1

Fig.

Het aantal protonen in een atoom wordt ook het atoomnummer genoemd. Het wordt voorgesteld als ‘Z’

Elk atoomnummer is uniek voor een element en kan dus maar één keer voorkomen. Wanneer je het atoomnummer kent, weet je ook exact hoeveel protonen en elektronen er in het element aanwezig zijn.

Naast het atoomnummer heeft elk atoom ook een kenmerkend massagetal

De elektronen in de elektronenmantel spelen een belangrijke rol bij chemische reacties. Ze hebben een verwaarloosbare massa.

In de kern komen protonen en neutronen voor die wel massa bezitten. De massa van een atoom zit dus volledig in de kern geconcentreerd.

Het massagetal (A) is de som van de protonen en de neutronen.

massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

A = Z + N

Atoomnummer en massagetal zijn belangrijke gegevens voor een atoom. Daarom worden ze in de chemie schematisch voorgesteld bij het symbool van het element.

massagetal element

Z atoomnummer

X A

Met deze voorstelling is het gemakkelijk om de samenstelling (aantal protonen, elektronen en neutronen) van een bepaalde atoomsoort te berekenen.

het aantal protonen = atoomnummer = Z

– het aantal elektronen = aantal protonen – het aantal neutronen = massagetal – aantal protonen = A – Z

c Bereken de samenstelling van de volgende atomen.

aantal protonen (p+)aantal elektronen (e-)aantal neutronen (n0)

2 Ballonnen worden gevuld met het gas helium. Het is lichter dan lucht en niet brandbaar. Het gas dat uit de gasfles komt, is een mengsel van twee ‘soorten’ helium 4 2 He (99,999 863 %) en 3 2 He (0,000 137 %).

a Vul de tabel in.

3 2 He

atoomnummer Z

aantal protonen

massagetal A

aantal elektronen

aantal neutronen

4

2 He

Fig.

b Hoe zie je dat het in beide gevallen om helium gaat?

c Wat is het verschil tussen beide heliumsoorten? Verklaar je antwoord.

d Het gas in neonreclamebuizen is een mengsel van drie soorten neon. Het atoomnummer van neon is 10, en het massagetal is 20, 21 of 22.

Stel een gelijkaardige tabel op als hierboven.

Isotopen hebben eenzelfde aantal protonen en elektronen, maar verschillen van elkaar door het aantal neutronen. Ze hebben dus eenzelfde atoomnummer, maar een verschillend massagetal.

De voorstelling A Z X wordt in de kernfysica ook gebruikt om alleen de kern van een atoom voor te stellen. Je spreekt dan over een nuclide. Dat is een kern met een bepaald aantal protonen en neutronen.

3 Atoomkernen kunnen stabiel of niet stabiel zijn. Bekijk de video waarin weervrouw Jacotte Brokken uitlegt wanneer er ioniserende stralen ontstaan.

a Welke onderscheid maakt ze bij de elementen?

b Wat willen alle isotopen?

c Hoe noemt men dat proces?

d Hoe kan dat?

Kernen van bepaalde atomen zijn stabiel. Dat wil zeggen dat ze gedurende de miljarden jaren die ze bestaan onveranderd gebleven zijn.

Andere kernen van atomen zijn onstabiel. Ze zenden dan ioniserende stralen uit waardoor ze veranderen in andere kernen. Die kernen vervallen

In het dagelijkse taalgebruik hoor je soms de uitdrukking ‘radioactieve straling’. Dat is fout. Uit het voorgaande heb je namelijk begrepen dat straling niet radioactief kan zijn: alleen de stof die de ioniserende straling uitzendt, is radioactief.

De kernen van radioactieve atomen worden radionucliden genoemd.

Met een nuclidenkaart kun je zien of een nuclide al dan niet radioactief is.

e In de video die je daarnet bekeken hebt, is iets twee keer niet helemaal correct verwoord.

Wat ging er mis?

f Is 9 4 Be een nuclide of een radionuclide?

g Welke boornucliden zijn stabiel? Het atoomnummer van de boornucliden is 5.

h Welke soorten ioniserende stralen zijn er? Zoek informatie op om de tabel in te vullen.

Tip: maak gebruik van figuur 1.5.

Soort straling

Uit welke deeltjes bestaat die straling?

Hoe kun je ze tegen houden?

Is de straling schadelijk?

©VANIN

alfastralen α

bètastralen β

gammastralen γ

Fig. 1.4

Fig. 1.5

Interessant om weten

In de natuur komen 283 stabiele en 71 onstabiele atoomkernen voor. De onstabiele atoomkernen zetten zich spontaan om naar stabiele atoomkernen waarbij er ioniserende straling vrijkomt. Dat is natuurlijke radioactiviteit.

Er is ook kunstmatige radioactiviteit, die bijvoorbeeld wordt opgewekt in kernreactoren.

Antoine Henri Becquerel was een Franse natuurkundige die in 1896 voor het eerst natuurlijke ioniserende straling of spontane radioactiviteit ontdekte.

Hij kon de ioniserende stralen zelfs zichtbaar maken met uraanerts en een lichtgevoelige plaat.

De eenheid voor de activiteit van een stralingsbron is naar hem vernoemd: de becquerel (Bq).

Het aantal protonen in een atoom is het atoomnummer (Z).

Het massagetal (A) is de som van de protonen en de neutronen.

massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

A = Z + N

Atoomnummer en massagetal zijn belangrijke gegevens voor een atoom. Daarom worden ze in de chemie schematisch voorgesteld bij het symbool van het element: A Z X.

Isotopen hebben eenzelfde aantal protonen en elektronen, maar verschillen van elkaar door het aantal neutronen. Ze hebben dus eenzelfde atoomnummer, maar een verschillend massagetal.

De voorstelling A Z X wordt in de kernfysica ook gebruikt om alleen de kern van een atoom voor te stellen.

Je spreekt dan over een nuclide. Dat is een kern met een bepaald aantal protonen en neutronen.

De kernen van radioactieve atomen worden radionucliden genoemd.

Met een nuclidenkaart kun je zien of een nuclide al dan niet radioactief is.

Er zijn drie soorten ioniserende stralen: alfa-, bèta- en gammastralen.

Test jezelf: oefening 1 tot 3

IS DIT NU CHEMIE OF F ySIC A?

Om een isotoop voor te stellen wordt zowel bij chemie als bij kernfysica dezelfde symbolische voorstelling gebruikt.

Maar bij chemie zijn het de elektronen in de elektronenmantel die belangrijk zijn, en bij kernfysica spelen de deeltjes in de kern de belangrijkste rol.

Fig. 1.6

2 KERNSPLIJTING EN KERNFUSIE

2.1 WAT IS HET VERSCHIL TUSSEN EEN GECONTROLEERDE EN EEN ONGECONTROLEERDE KET TINGREACTIE?

1 In 2021 produceerde België ongeveer 91,8 TWh elektriciteit.

a Hoeveel kWh is 91,8 TWh?

b Hoeveel daarvan werd er geproduceerd door kernenergie, fossiele brandstoffen en hernieuwbare bronnen?

kernenergie:

fossiele brandstoffen:

hernieuwbare bronnen:

c Welke bronnen zijn duurzaam?

kernenergie

fossiele brandstoffen

hernieuwbare bronnen

d Ondanks het feit dat er bij kernsplijting veel radioactief afval ontstaat, wil men in België de twee jongste kerncentrales openhouden. Waarom is dat? Zoek de nodige informatie op.

2 Om een kerncentrale te laten werken is er een ‘brandstof’ nodig.

a Welke ‘brandstof’ wordt er gebruikt in een kerncentrale?

b De isotoop die gebruikt wordt heeft massagetal 235 en atoomnummer 92. Noteer de voorstelling voor deze isotoop.

Interessant om weten

Het zuiver uraan wordt niet zomaar in een kerncentrale gebracht. In natuurlijk uraan zit namelijk maar een kleine concentratie (0,7 %) aan 235 92 U en dat is onvoldoende om de reactie in de kernreactor op gang te brengen. Daarom verhoogt men het uraangehalte tot zo’n 2 à 4 %. Dat proces noem je het verrijken van uraan.

Daarna wordt het uraan in splijtstoftabletten gebundeld tot splijtstofelementen. Deze splijtstofelementen worden dan in het reactorvat gebracht.

Jaarlijks koopt België ongeveer 1 000 ton uraan om te verwerken tot splijtstofelementen.

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Figuur 2.3 toont een splijting van 235 92 U nadat er een neutron op gebotst is. De uraankern valt in twee brokstukken uiteen en er komen drie neutronen vrij en heel veel energie.

Telkens als een uraankern splijt, komen er drie neutronen vrij die op hun beurt weer drie andere atomen uraankernen doen uiteenvallen.

Dat proces wordt een kettingreactie genoemd. In een kernreactor laat men deze kettingreactie traag en gecontroleerd verlopen. Dat wil zeggen dat men ervoor zorgt dat er slechts een van de drie neutronen zorgt voor een nieuwe splijting.

Als de kettingreactie ongecontroleerd verloopt (zoals bijvoorbeeld bij de ramp in Tsjernobyl of in een atoombom) vallen alle neutronen in op andere uraankernen en verloopt de kettingreactie binnen de kortste keren explosief

Kernsplijtstof genereert een grote hoeveelheid thermische energie, die stoom produceert. Die stoomdruk drijft een turbine aan, welke op zijn beurt een elektrische generator in werking zet om wisselspanning te produceren. Vervolgens leidt men de stoom naar een condensor, waar koud water uit nabijgelegen waterbronnen (zoals rivieren, meren of de zee) circuleert. Dat proces zorgt ervoor dat de stoom condenseert tot water, dat weer naar het reactorvat geleid wordt.

©VANIN

Fig. 2.5

Fig. 2.6

De werking van een kernfissiereactor is gebaseerd op de splijting van uraanatomen.

Fig. 2.3

Fig. 2.4

3 Een groot nadeel van kernenergie is dat er een grote hoeveelheid radioactief afval ontstaat.

a Bekijk opnieuw de video.

Welke onderscheid wordt er gemaakt bij radioactief afval?

b Wat gebeurt er met het kortlevend afval?

c Geef voorbeelden van dat afval.

d Wat moet er gebeuren met het langlevend afval?

e Bekijk de video om helemaal op de hoogte te zijn over het bergen van radioactief afval.

In een kernreactor wordt uraan 235 92 U als splijtstof gebruikt.

Bij de splijting van die radionuclide valt de uraankern in twee brokstukken uiteen en komen er drie neutronen vrij en heel veel energie.

De drie vrijgekomen neutronen kunnen op hun beurt drie andere uraankernen doen uiteenvallen.

Dat proces is een kettingreactie

In een kernreactor verloopt de kettingreactie traag en gecontroleerd.

Bij een ongecontroleerde kettingreactie wordt de reactie explosief.

Kortlevend laag- en middenactief afval wordt bovengronds gestockeerd gedurende minstens 300 jaar.

Voor het langlevend hoogradioactief afval is er nog geen concrete oplossing.

Test jezelf: oefening 4

©VANIN

Bij een gecontroleerde kernreactie valt één neutron op één uraankern en komt er één neutron vrij. De kernreactie verloopt daardoor traag.

Bij een ongecontroleerde kettingreactie wordt de reactie binnen de kortste keren explosief omdat telkens drie neutronen invallen op drie uraankernen.

1 De temperatuur aan de oppervlakte van de zon bedraagt ongeveer 5 500 °C en in de kern loopt die op tot maar liefst 15 miljoen °C.

a Bij de kernreactie versmelt een isotoop van waterstof met 1 neutron (deuterium) met een isotoop met 2 neutronen (tritium).

Noteer de voorstelling voor beide isotopen.

deuterium:

tritium:

b Figuur 2.7 toont de fusiereactie van die twee isotopen. Wat wordt er gevormd?

Kernfusie is het proces waarbij waterstofkernen met elkaar versmelten. Tijdens een fusiereactie ontstaat heel veel energie.

Maar waar komt die energie vandaan?

De massa van de heliumkern en het neutron is wat kleiner dan de som van de massa’s van de waterstofkernen waaruit hij ontstaat. Die massa wordt omgezet in energie.

Tussen die verloren massa en de vrijkomende energie is er een verband dat weergegeven wordt met de formule: E = m x c2

De symbolen hebben de volgende betekenis:

– E = energie (J)

– m = massa (kg)

– c = snelheid van het licht = 3,0.108 m/s; c2 = 9,0.1016 m2/s2

Die formule geldt altijd: telkens als er ergens massa verdwijnt, komt er energie in de plaats. We zeggen dat massa omgezet wordt in energie. Omdat c2 zo’n groot getal is, komt uit een kleine massa een gigantische hoeveelheid energie vrij.

Bij een kernfusie gaat er meer massa verloren dan bij een kernsplijting.

Interessant om weten

Momenteel lopen er verschillende onderzoeken om kernfusies commercieel te maken.

JET is de eerste reactor waarin wetenschappers fusie op aarde hebben uitgevoerd. Daarbij werd er meer energie verbruikt dan er geproduceerd werd. ITER is momenteel in opbouw.

Volgens de huidige planning wordt ITER in 2025 operationeel. Het is de bedoeling dat ITER tien keer meer energie zal produceren dan verbruiken, maar het zal nog vele jaren duren voor het doel bereikt is.

Fig. 2.7

Fig. 2.8

Fig. 2.9

2 Kernsplijting zal in de toekomst waarschijnlijk vervangen worden door kernfusie om deels aan energiebehoeften te voldoen.

a Maak het verschil tussen beide duidelijk door de termen op de juiste plaats te zetten. Je hebt de keuze uit:

tritium – neutron – fusie – uraankern – helium – deuterium –energie – splijting

Let op: sommige termen worden meer dan één keer gebruikt.

b Bij welke kernreactie wordt er het meest energie geproduceerd?

Interessant om weten

Albert Einstein (1879 – 1955) is één van de beroemdste winnaars van de Nobelprijs voor de Fysica.

Een briljant student was hij niet en hij had aanvankelijk ook moeite om aan de bak te komen als wetenschapper. Hij ontwikkelde zijn hypothesen vooral aan de hand van gedachte-experimenten.

Zo maakte hij de volgende redenering: ‘Stel je een lichtstraal langs een rijdende trein voor. Iemand die langs de spoorlijn staat, zal de gebruikelijke lichtsnelheid van 300 000 kilometer per seconde meten. Maar als een trein 2 000 kilometer per uur raast, meet iemand in de trein een lichtsnelheid van slechts 298 000 kilometer per seconde’. Daarop verder denkend kwam Einstein tot de conclusie dat massa en energie inwisselbaar zijn. In de beroemde vergelijking E = m x c2 staan de symbolen voor energie, massa en lichtsnelheid. In 1905 betekende die bevinding zijn doorbraak als gerenommeerd fysicus.

Einsteins leven was in veel opzichten boeiend. Hij werd geboren in een joodse familie in het Duitse keizerrijk, maar zag af van zijn nationaliteit toen Hitler aan de macht kwam. Toen hem werd aangeboden president van Israël te worden, weigerde hij dat.

Hij overleed aan een hersenaandoening die hij niet wilde laten behandelen omdat hij waardig wilde sterven. Hij werd gecremeerd maar zijn hersenen werden bewaard. In 1999 vond men dat het deel van de hersenen dat gebruikt wordt voor wiskundig en ruimtelijk denken, 15 % breder was dan normaal.

Fig. 2.11

Fig. 2.10

Zowel bij kernsplijting als bij kernfusie verdwijnt er een kleine hoeveelheid massa. Die massa wordt omgezet in energie.

Massa kan omgezet worden in energie volgens de formule: E = m x c2

E = energie (J)

m = massa (kg)

c = snelheid van het licht = 3,0.108 m/s

In een kernfusiereactor versmelten deuterium- en tritiumkernen met elkaar tot heliumkernen. Bij deze reactie komt een gigantische hoeveelheid energie vrij.

Test jezelf: oefening 5

WAARIN VERSCHILT KERNFUSIE VAN KERNSPLIJTING?

Bij een kernfusie versmelten atoomkernen met elkaar. Bij een kernsplijting wordt een kern beschoten met een neutron zodat de kern splijt in twee of meer brokstukken.

3 VOORZICHTIG MET IONISERENDE STRALEN

3.1 HOE VEEL STRALING WORDT ER UITGEZONDEN?

1 De snelheid waarmee radioactieve stoffen ioniserende stralen uitsturen verschilt van isotoop tot isotoop.

Bekijk opnieuw de video met Jacotte Brokken.

a Hoelang duurt het vooraleer een stikstofisotoop, die vervalt tot een zuurstofisotoop, de helft van zijn ioniserende stralen uitgestraald heeft?

b Hoe noemt Jacotte Brokken de tijd die nodig is om de helft van de stikstofatomen te vervallen tot zuurstofatomen?

c Duid deze aan op de onderstaande grafiek.

d Hoe groot is die tijd voor een uraanisotoop met massagetal 238?

e Radioactieve stoffen zijn levensgevaarlijk omdat ze ioniserende stralen uitzenden. Hoe komt dat?

f Welke parameters zijn volgens haar belangrijk bij het gevaar van ioniserende straling?

2 Ioniserende stralen kun je niet zien, maar je kunt ze wel meten.

De activiteit van een stralingsbron duidt aan hoeveel radioactieve atoomkernen er per seconde vervallen. De eenheid is becquerel (Bq). Er is een activiteit van 1 Bq als er per seconde één radioactieve kern vervalt (1 Bq = 1 verval/s).

Activiteit wordt gemeten met een geigerteller. Telkens als er in de bron een atoomkern vervalt, wordt een deeltje uitgezonden dat in de telbuis van de teller vliegt. Daar ontstaat een elektrische stroompuls waardoor de luidspreker een tik geeft.

Omdat er voortdurend kernen vervallen volgen de tikken elkaar op. Is de activiteit groot? Dan volgen de tikken elkaar zo snel op dat je ‘geratel’ hoort.

Vanzelfsprekend is een radioactieve bron gevaarlijker naargelang de activiteit hoger is. Hoe groter de massa van de radioactieve stof, hoe meer kernen er vervallen en hoe meer kernstraling er vrij komt. Ook de halveringstijd speelt een rol: een stof met een korte halveringstijd geeft zijn kernstraling in hoog tempo af en is dus actiever.

a De figuur hieronder toont de registratie van een geiger-müllerteller die bij een radioactief staaltje werd gehouden.

Hoe groot is de (gemiddelde) activiteit van het staal?

b Ook het menselijke lichaam is een stralingsbron! Ons voedsel bevat immers altijd heel kleine hoeveelheden radionucliden.

Bereken aan de hand van de volgende tabel hoe groot de activiteit van je lichaam is. De hoeveelheid aanwezige radionucliden in het lichaam is daarbij berekend voor een persoon met een massa van ongeveer 70 kg.

De activiteit van een stralingsbron duidt aan hoeveel radioactieve atoomkernen er per seconde vervallen. De eenheid is de becquerel (Bq). Er is een activiteit van 1 Bq als er per seconde één radioactieve kern vervalt (1 Bq = 1 verval/s).

De activiteit wordt gemeten met een geigerteller

Test jezelf: oefening 6 – 11

HOEVEEL STRALING WORDT ER UITGEZONDEN?

Hoeveel straling er door een bepaalde radioactieve stof wordt uitgezonden is afhankelijk van de massa van de stof en van de halveringstijd.

3.2 HOE VEEL STRALING WORDT ER OPGENOMEN?

1 Hoe langer je bestraald wordt, hoe meer stralingsschade je oploopt.

a Sinds 2018 zijn joodtabletten (of jodiumtabletten) gratis beschikbaar bij apothekers. Ze hebben de bedoeling om de gevolgen van de blootstelling aan ioniserende stralen te beperken. Hoe werken die pillen? Zoek de informatie op.

b Je mag die pillen niet zomaar innemen. Ze zijn pas nuttig als je ze op het juiste moment inneemt. Daarom worden er voortdurend metingen uitgevoerd (door het FANC) om de straling te meten en word je op het juiste moment verwittigd als dat al nodig zou zijn.

b1 Wat betekent ‘FANC’?

b2 Wat kun je doen om tijdig verwittigd te worden bij een noodsituatie?

b3 Bekijk de video om te weten hoe de radioactiviteit in de omgeving voortdurend opgevolgd wordt.

De geabsorbeerde dosis is de hoeveelheid energie die door de materie opgenomen (geabsorbeerd) wordt per kilogram bestraalde massa.

geabsorbeerde dosis = geabsorbeerde energie massa

De eenheid van geabsorbeerde dosis is de gray (1 Gy = 1 J/kg).

Voorbeelden

– Bij een röntgenfoto van de buik wordt een dosis geabsorbeerd van 1,4 mGy. Bij een CT-scan van datzelfde gebied is dat 8 mGy en een CT-scan van het bekken levert een dosis op van 25 mGy.

– Bij lokale bestraling absorbeert een tumor een dosis van 40 Gy of meer. Een dosis van 10 Gy, verspreid over het hele lichaam, is in vele gevallen echter al dodelijk. Daarom worden bestralingssessies heel nauwkeurig voorbereid en uitgevoerd.

Bij mensen die werken in een omgeving waarin ze aan straling worden blootgesteld (radiologie, laboratorium, kerncentrale …) moet de geabsorbeerde dosis dag na dag worden gemeten. Bovendien moeten al die dosissen worden opgeteld. Dat gebeurt door middel van een dosismeter (zie figuur 3.3) die altijd wordt meegedragen.

c Veel hangt ook af van het feit hoe de bestraling gebeurd is. Bestudeer de figuur hieronder.

contact met stralingsbron stralingsbron op afstand

bestraling

uitwendige besmetting

inwendige besmetting

c1 Hoe kun je een inwendige besmetting oplopen?

c2 Waarom is een uitwendige besmetting minder gevaarlijk dan een inwendige besmetting?

2 Om te kunnen inschatten hoe ernstig de gevolgen van een geabsorbeerde dosis zijn moet je rekening houden met de aard van de straling en de getroffen weefsels of organen.

©VANIN

Om het biologisch effect van een straling weer te geven, wordt de stralingsdosis vermenigvuldigd met een bepaalde factor (RBE = relatief biologisch effect), afhankelijk van het soort straling.

Dat is de effectieve dosis of het dosisequivalent.

De eenheid van dosisequivalent is de sievert (1 Sv = 1 J/kg).

De volgende tabel toont je de aard van de onmiddellijke schade die veroorzaakt wordt door een bepaalde effectieve dosis.

minste gevaar

meeste gevaar

Fig. 3.4

effectieve dosis (op het volledige lichaam) aanwezigheid in het lichaam

minder dan 200 mSvtijdelijke afname van het aantal witte bloedcellen

500 mSv afname van het aantal rode bloedcellen

1 Sv eerste symptomen van stralingsziekte

2 Sv gevorderde stralingsziekte met aantasting van het beendermerg

2,5 Sv tijdelijke steriliteit

3 Sv ernstige brandwonden

4 Sv 50 % van de getroffen personen sterft op termijn

5 Sv cataract (troebeling ooglens) stralingsziekte met ernstig darmsyndroom

10 Sv brandwonden met blaren; de getroffen personen sterven binnen enkele dagen

a Kort na de ramp in Tsjernobyl hebben 31 werknemers opruimingswerk verricht vlak bij de openliggende reactor. Ze liepen daarbij effectieve dosissen op van 6 tot 16 Sv. Wat was het gevolg?

b Volgens de Belgische wetgeving mogen werknemers die beroepshalve blootgesteld worden aan straling maximaal een effectieve dosis van 20 mSv/jaar krijgen. Is dat voldoende veilig?

c Bij een dosis van 2 Sv spreekt men van een gevorderde stralingsziekte met aantasting van het beendermerg. Wat kunnen hiervan de gevolgen zijn? Denk aan de video’s met Jacotte Brokken.

Fig. 3.5

3 Gelukkig kunnen ioniserende stralen ook positief gebruikt worden. Zeker in de medische sector worden ze veelvuldig ingezet.

a Om een juiste diagnose te stellen probeert de arts vaak je lichaam inwendig te bekijken. Dat is medische beeldvorming.

Hieronder vind je een lijst van medische beeldvormingstechnieken. Bij welke onderzoeken wordt ioniserende straling gebruikt?

mammografie

echografie

NMR of MRI

CT-scan

RX-opname

angiografie

b Voor een diagnose wordt dikwijls een radioactieve tracer (letterlijk ‘speurder’) in het lichaam gebracht. Dat is een radioactieve stof opgelost in een vloeistof, en die via een ader in het lichaam gespoten wordt. De stof verspreidt zich via het bloed over het hele lichaam en concentreert zich in bepaalde organen. Daar zenden de moleculen stralen uit die doorgestuurd worden naar een monitor. Het beeld op de monitor is een scintigram van een bepaald orgaan.

b1 Welk orgaan werd hier onderzocht?

b2 Waarop moeten patiënten letten de eerste tijd na het onderzoek? Zoek de nodige informatie op.

c Ioniserende stralen worden vooral ingezet in de strijd tegen kanker.

c1 Welke twee vormen van radiotherapie worden gebruikt?

c2 Wat is het verschil tussen de beide therapieën?

c3 Een heel intense vorm van bestraling is de stereotactische radiotherapie. Het toestel draait daarbij rond het hoofd van de patiënt en stuurt vanuit verschillende richtingen stralingsbundels uit van een heel hoge dosis. Wat is het voordeel van die vorm van bestraling?

Fig. 3.6

Fig. 3.7

Interessant om weten

Elk jaar worden in België mensen ziek door het eten van besmet voedsel. Dat kan te wijten zijn aan een slechte bewaring waardoor het voedsel geïnfecteerd geraakt door bepaalde bacteriën, virussen of schimmels.

Er zijn tal van technieken om dat te voorkomen: koelen, diepvriezen, pekelen, vriesdrogen …

Sinds een paar jaar wordt er een nieuwe methode toegepast waarbij het voedsel bestraald wordt met een beperkte dosis van ioniserende stralen.

Die techniek is helemaal veilig want het voedsel wordt niet radioactief besmet.

De geabsorbeerde dosis van ioniserende straling is de hoeveelheid energie die door de materie opgenomen (geabsorbeerd) wordt per kg bestraalde massa.

geabsorbeerde dosis = geabsorbeerde energie massa

De eenheid van geabsorbeerde dosis is de gray (1 Gy = 1 J/kg), die gemeten wordt met een dosismeter

Om het biologisch effect van een straling weer te geven, wordt de stralingsdosis vermenigvuldigd met een bepaalde factor (RBE = relatief biologisch effect), afhankelijk van het soort straling.

Dat is de effectieve dosis of het dosisequivalent

De eenheid van dosisequivalent is de sievert (1 Sv = 1 J kg).

Ioniserende stralen worden vaak gebruikt in de medische sector: – bij de diagnosering al dan niet met gebruik van een tracer. – in de strijd tegen kanker met toepassing van verschillende bestralingsmethoden.

HOEVEEL STRALING WORDT ER OPGENOMEN?

De hoeveelheid straling die opgenomen is, kan perfect gemeten worden. De invloed van die straling op de omgeving hangt af van tal van factoren.

Fig. 2.8

Maak een synthese van het thema. Je kiest zelf welke vorm je verkiest.

Op vind je een aantal voorbeelden van een synthese bij dit thema.

TEST JEZELF

1 De nuclide 14 6 C bevat:

2 Voor een onderzoek van de schildklier gebruikt men een bepaald joodisotoop. Waarin verschillen de kernen van de joodisotopen van elkaar?

Alleen het aantal neutronen is verschillend.

Alleen het aantal protonen is verschillend.

Zowel het aantal protonen als het aantal neutronen varieert.

3 De f iguur hiernaast geeft je een vereenvoudigde versie van een nuclidenkaart.

– Alle kernen op één horizontale lijn zijn isotopen van elkaar. – Stabiele nucliden staan in een grijs vakje, radionucliden hebben een kleur

Is 25 10 Ne een stabiel nuclide?

Welke radionucliden hebben massagetal 28?

4 Waarom is kernenergie klimaatvriendelijk?

5 Waarom zou elektriciteit opwekken met kernfusie veel beter zijn?

6 Na de ramp in Tsjernobyl werd de centrale geheel ingepakt in beton. Ook hierna kwam er nog straling naar buiten. Welk soort straling kan nog door het beton dringen?

7 Men onderzoekt de radioactiviteit van een stuk rots met een geigerteller. Houdt men het stuk rots vlak bij de teller, dan meet men een activiteit van 90 Bq. Als men het stuk rots inpakt in papier dan daalt de activiteit naar 80 Bq. Nadat het stuk rots ingepakt werd in aluminiumfolie duidt de meter nog 15 Bq aan.

Welk soort straling zendt het stuk rots uit? Motiveer je antwoord.

8 Stel je voor dat je een geigerteller nabij een kleine hoeveelheid radioactief magnesium ( 27 12 Mg) houdt. Je hoort dan de tikken die elkaar snel opvolgen. Na 10 minuten zou je vaststellen dat de tikken elkaar veel trager opvolgen. Na een uur zou je zelfs horen dat er van de activiteit niet veel meer overblijft.

Verklaar waarom de activiteit vermindert.

9 Bij gebruik van radioactieve stoffen in ziekenhuizen worden loodplaten gebruikt. Wat is hun functie?

10 In ziekenhuizen gebruikt men isotopen met een kleine halveringstijd voor onderzoek. Leg uit waarom.

11 Na 2 weken is er nog 25 % over van radioactief jood. Hoe groot is de halveringstijd van dit joodisotoop?

½ week

1 week

2 weken

4 weken

8 weken

Verder oefenen? Ga naar .

walvis kikkerpaardleeuwmensvogel

1 DE EER STE IDEEËN

1.1 HOE K WAM DE WETENSCHAPPELIJKE EVOLUTIETHEORIE TOT STAND?

1 Doorheen de geschiedenis is de mens steeds op zoek gegaan naar verklaringen voor het ontstaan van de aarde en de evolutie van de mens. De theorieën uit het creationisme en intelligent design worden wereldwijd verspreid maar worden door wetenschappers niet aanvaard. Evolutie is geen geloofsleer maar steunt op argumenten en zoekt naar vaststellingen die via wetenschappelijk onderzoek aangetoond kunnen worden.

a Wat betekenen creationisme en intelligent design? Zoek de nodige informatie op.

a1 Zet aan de hand van de afbeeldingen de naam in de correcte kolom van de tabel.

a2 Plaats een kruisje in de juiste kolom wanneer de kenmerken van toepassing zijn.

pseudowetenschap + scheppingsleer

steunt op natuur-theologisch werk

God maakte de wereld, er is een opperwezen bewijzen leveren door analogieën combinatie van scheppingsleer en wetenschap

De mens en de aap hebben geen gemeenschappelijke voorouders.

Toeval bestaat niet, alles is op voorhand gepland.

De wereld is ontworpen.

b Ongeacht wat jij zelf gelooft, werken we binnen het kader van deze lessen enkel met wetenschappelijk onderbouwde argumenten om de biologische evolutie aan te tonen. De filosofische invalshoek komt tijdens deze lessen niet aan bod.

Fig. 1.1

Fig. 1.2

De meeste kennis over het ontstaan en de biologische evolutie van soorten, is te danken aan het onderzoek van de Britse bioloog Charles Darwin (1809 – 1982). Hij maakte een wereldreis van vijf jaar met het schip ‘de Beagle’.

Die reis bracht hem onder meer naar de Galapagoseilanden waar hij gegevens over de biologie en verspreiding van dieren en planten verzamelde.

Darwin verdedigde in zijn boek ‘On the Origin of Species’ het idee dat alle organismen die vandaag leven, afstammen van vroegere organismen met een andere bouw. Hij legde op die manier de basis voor de evolutietheorie

Zijn idee was niet nieuw. Al in de klassieke oudheid waren er filosofen met hetzelfde gedachtengoed.

Nieuw was echter dat hij ook verklaringen aanbracht voor de theorie. Het bleef dus niet bij woorden alleen.

De evolutietheorie van Darwin kon in zijn tijd op niet veel enthousiasme rekenen. Hij werd het mikpunt van spot en was op veel belangrijke plaatsen niet meer welkom.

Bovendien werden er afbeeldingen gemaakt waarbij het hoofd van Darwin op het lichaam van een aap werd getekend. Dat kwam omdat hij aannam dat de mens en de aap afstammen van een gemeenschappelijke voorouder.

De moderne wetenschap en de nieuwe bevindingen (bv. de wetten van Mendel en de ontdekking van het verschijnsel ‘mutatie’) gaven Darwin echter volledig gelijk.

2 Voordat je kunt verklaren hoe variatie binnen een soort kan ontstaan, moet het begrip ‘soort’ juist gedefinieerd worden.

Een biologische soort is een groep individuen die onderling kunnen kruisen en een vruchtbaar nageslacht voortbrengen.

– Mensen en apen (bv. chimpansees) kunnen elk onderling kruisen en zich succesvol voortplanten. Mensen en chimpansees kunnen echter niet samen kruisen. Chimpansees en mensen zijn dus twee aparte soorten.

– Een poedel en een Duitse herder kunnen met elkaar kruisen. De bastaarden die daaruit voortkomen zijn vruchtbaar. Ook andere hondenrassen kunnen met elkaar kruisen en vruchtbare nakomelingen voortbrengen. Alle honden behoren dus tot dezelfde biologische soort.

a Behoren een ezel en een paard tot dezelfde biologische soort? Verklaar. Zoek de nodige informatie op het internet.

b Wat is het verschil tussen een muildier en een muilezel?

c Behoren de ouders van een teeuw tot dezelfde soort? Verklaar.

d Wil je nog meer bijzondere kruisingen leren kennen? Bekijk dan zeker het artikel via

Fig. 1.3

Fig. 1.4

Interessant om weten

Hoe klasseren biologen het leven op aarde?

Soorten krijgen een dubbele naam. Voor onszelf is dat Homo sapiens. Die naam is al een kleine biologische classificatie (= taxonomie). De soort sapiens behoort tot het geslacht Homo (mensen).

Alle mensensoorten worden met andere geslachten verenigd in de familie hominiden, die deel uitmaakt van de orde primaten. Die zijn dan weer een onderdeel van de klasse van de zoogdieren, die in de stam van de chordadieren (met o.a. de gewervelden) vallen.

In de nog hogere rangen van de classificatie valt de mens in het rijk van de dieren, van het domein eukaryoten. Dat wordt duidelijk gemaakt met figuur 1.5.

De taxonomie gebruikt op die manier een hiërarchisch systeem. Taxonomen proberen om het systeem zo op te bouwen dat het overeenkomt met de loop van de evolutie. Het systeem wordt ook toegepast op veel websites zoals bv. Wikipedia.

3 Er bestaan verschillende wetenschappelijke bewijzen om de evolutietheorie te ondersteunen. Je kunt ze terugvinden in verschillende wetenschappelijk disciplines.

Bewijzen uit de embryologie

Figuur 1.6 illustreert duidelijk dat er grote gelijkenissen zijn in de embryonale ontwikkeling van gewervelde dieren.

Bewijzen uit de paleontologie

Paleontologie is een tak van de wetenschappen die zich bezighoudt met het bestuderen van fossielen.

Dat zijn overblijfselen van organismen, die lang geleden uitgestorven zijn.

Ze kunnen voorkomen in gesteente of aardlagen.

Darwin stelde dat fossielen de voorouders zijn van de huidige dieren of planten.

Fig. 1.7

Fig. 1.6

Bewijzen uit de anatomie

De verschillen en overeenkomsten in de bouw van organismen waren voor Darwin een ander argument voor evolutie.

– Soms zijn er nog overblijfselen zichtbaar van organen of structuren die voor de voorouder van een organisme van groot belang waren. In de loop der tijd kan de functie van een orgaan verloren gaan. Je spreekt in dat geval een rudimentair orgaan. Een voorbeeld daarvan is terug te vinden bij de walvis: een walvis heeft nog een restje van een achterpoot.

Een ander voorbeeld vind je terug bij de struisvogel. Die reusachtige vogel is voorzien van rudimentaire vleugels. De vogel kan weliswaar niet vliegen maar de vleugels kregen de functie om het dier in evenwicht te houden en om de lichaamstemperatuur te regelen.

– Er zijn opvallende gelijkenissen in de bouw van de schedel van zoogdieren. Op de afbeeldingen hieronder zie je de overeenkomsten tussen een schedel van een hond en die van een mens. Je merkt duidelijk dat het merendeel van de beenderen zowel bij de hond als bij de mens voorkomt, maar de proporties verschillen.

bovenkaak traanbeen wandbeen

neusbeen

onderkaak

jukbeen slaapbeen

voorhoofdsbeen achterhoofdsbeen

– Niet alleen de schedel van de gewervelde dieren vertoont een analoge structuur. Ook bij de ledematen is er een duidelijke overeenkomst. De beenderen die bij verschillende diersoorten telkens aanwezig zijn, zijn nagenoeg hetzelfde. Ze worden daarom homologe organen genoemd.

a Ook de mens heeft een aantal rudimentaire organen/beenderen, die nu geen nut meer hebben. Noteer er een tweetal en geef een woordje uitleg.

Fig. 1.8

Fig. 1.9

b Benoem de aangeduide homologe beenderen bij de figuur van de mens. Zoek daarvoor de nodige informatie.

c Kleur daarna de homologe beenderen bij de andere organismen in een overeenkomstige kleur.

Interessant om weten

Paleontologie en archeologie zijn verschillende takken van de wetenschap.

Het verschil zit in het feit dat een paleontoloog enkel de natuurlijke sporen zal bestuderen en dat een archeoloog veel verder kijkt dan dat.

Een archeoloog bestudeert ook de omgeving en de niet-levende natuur, kortom alles wat een invloed kan hebben gehad op de (historische) vondst.

Theorieën uit het creationisme en intelligent design worden door wetenschappers niet aanvaard. Evolutie steunt op argumenten die via wetenschappelijk onderzoek aangetoond kunnen worden.

Een biologische soort is een groep individuen die onderling kunnen kruisen en een vruchtbaar nageslacht voortbrengen.

Er bestaan verschillende wetenschappelijke bewijzen om de evolutietheorie te ondersteunen. Je kunt ze terugvinden in verschillende wetenschappelijke disciplines: – embryologie; – paleontologie; – anatomie.

Test jezelf: oefening 1

Exacte wetenschappen ondersteunen een theorie met argumenten die door wetenschappelijk onderzoek aangetoond kunnen worden.

Fig. 1.10

mens kat paard vleermuis dol jn

1.2 WELKE ANDERE INZICHTEN OVER DE EVOLUTIETHEORIE WAREN ER NAAST DIE VAN DARWIN?

1 Dat de moderne evolutietheorie en de studie van de biologische soort niet uit de lucht kwamen vallen, is vanzelfsprekend. Er gaan jarenlange studies en theorieën aan het huidige denkbeeld vooraf.

a Reeds voor Darwin had de Franse dierkundige Jean-Baptiste Lamarck (1744 – 1829) al een theorie ontwikkeld over de evolutie van soorten.

Vergelijk de theorie van Lamarck met die van Darwin. Bekijk daarvoor de video’s en vul daarna de tabel in.

naam wetenschapper nationaliteit

naam van de theorie

beknopte samenvatting Gebaseerd op twee wetten:

Organismen passen zich aan door natuurlijke selectie.

Natuurlijke selectie bevoordeelt beter aangepaste organismen.

Geef enkele voorbeelden van organismen die belangrijk waren voor zijn onderzoek. –

Theorie aanvaard?

Fig. 1.11

Fig. 1.12

b Noteer bij de afbeeldingen de naam van de correcte wetenschapper.

c Verklaar vervolgens de passende wet/theorie aan de hand van de afbeeldingen van de giraf.

Naam wetenschapper:

Verklaring:

Naam wetenschapper:

Verklaring:

Het voorbeeld van de giraffen was volgens Lamarck gebaseerd op het ‘innerlijke streven’ van organismen. De verandering van de nek wijst op een modificatie of aanpassing. Die verandering werd dan vervolgens van generatie op generatie doorgegeven en zou dus erfelijk zijn.

Lamarcks theorie was echter niet compleet omdat ze geen verklaring gaf voor het mechanisme achter de evolutie. Hij baseerde zich vooral op veronderstellingen en hypotheses die later ook onjuist bleken te zijn. Hij was echter wel de eerste die het denkbeeld van een geleidelijke evolutie ontwikkelde.

Fig. 1.13

Fig. 1.14

Fig. 1.15

Zijn belangrijkste vondsten deed Darwin in september en oktober 1835, toen de Beagle voor anker lag bij de Galapagoseilanden. Dat is een eilandengroep met een grote biodiversiteit. Veel van de soorten die daar leefden kwamen op geen enkele andere plek op aarde voor of waren nog niet ‘ontdekt’. Darwin stelde vast dat er zelfs verschil was tussen de eilanden onderling. Een schildpaddensoort met een korte nek kwam bijvoorbeeld voor op de eilanden met een lage plantengroei. Op het eiland ernaast kwam hij echter in aanraking met een schildpad met een lange nek en bleken de planten veel hoger te groeien. Hij noteerde zijn waarnemingen en vaststellingen in het wereldberoemde boek ‘On the origin of species by means of Natural Selection’.

Darwin deed heel wat onderzoek naar vogels die men later de ‘darwinvinken’ is gaan noemen. Net zoals vele andere organismen bleken ook die vogels op elk eiland van elkaar te verschillen. Vooral de snavel vertoonde een grote variatie. Waar de snavels op het ene eiland scherp en spits waren, hadden de vogels op het andere eiland een korte en dikke snavel. Darwin besloot dat deze vogelsoorten zich hadden aangepast aan de levensomstandigheden en meer bepaald aan de aanwezigheid van een voedselaanbod. Vogels met een lange en scherpe snavel hadden een voorliefde voor insecten en nectar terwijl de andere soorten noten en zaden zouden kraken en eten.

d Duid op de kaart hieronder de Galapagoseilanden aan.

Fig. 1.16

Fig. 1.17

Fig. 1.18

e De snavels van de darwinvinken zijn aangepast aan hun voeding. Dit kun je afleiden uit onderstaande afbeelding. Koppel de vink aan het best passende voedsel.

1

De grote grondvink heeft een grote, sterke kraaksnavel ... als een grote notenkraker.

2

Deze grote boomvink heeft een stevige, scherpe snavel ... als een blikschaar.

3

Het insectenvinkje heeft een kleine, puntige snavel ... als een pincet.

4

De kleine grondvink heeft een kleine, maar stevige kraaksnavel ... als een kleine notenkraker.

5

De cactusvink heeft een lange, stevige snavel om mee te wroeten ... als een dunne tang.

A cactuszaden en nectar

B kleine insecten in spleten en holtes

C grote insecten zoals kevers en rupsen

D kleine, harde zaden

E grote, harde zaden

Interessant om weten

Elk jaar op 12 februari wordt wereldwijd ‘Darwin Day’ gevierd. Dat gebeurt naar aanleiding van de geboortedag van Charles Darwin en illustreert hoe belangrijk zijn visie is geweest voor de hedendaagse kennis over evolutie.

Fig. 1.19

Fig. 1.20

De evolutietheorie van Lamarck berust op twee elementen: – het principe van gebruik en onbruik van lichaamsdelen; – verworven eigenschappen zijn erfelijk.

De theorie geeft geen verklaring voor het evolutiemechanisme.

Op de Galapagoseilanden verzamelde Darwin vinken met een variatie aan modellen van snavel

Hij realiseerde zich dat die verschillen te wijten waren aan het specifieke voedselaanbod op de verschillende eilanden.

Daardoor zijn er door natuurlijke selectie gaandeweg verschillende soorten ontstaan.

Test jezelf: oefening 2 en 3

WIE WAREN DE GRONDLEGGERS VAN DE HUIDIGE EVOLUTIETHEORIE?

Jean-Baptiste Lamarck en Charles Darwin hebben baanbrekend werk verricht voor de ontwikkeling van de evolutietheorie.

2 HET NE O-DARWINISME

2.1 HOE ONT WIKKELDE DARWINS THEORIE ZICH TOT DE MODERNE EVOLUTIETHEORIE?

1 De theorie van Darwin vertoonde nog een aantal gebreken die pas later opgelost werden.

Op het vlak van biologische evolutie werd er nog heel wat kennis en inzicht toegevoegd. Zo werden de wetten van Mendel pas na de dood van Darwin rond 1900 herontdekt en de begrippen chromosomen en genen werden beschreven.

De toegenomen kennis liet toe de evolutietheorie te verfijnen. Je spreekt van het neo-darwinisme of de moderne evolutietheorie

Het neo-darwinisme beschouwt ‘mutatie’, ‘natuurlijke selectie’ en ‘isolatie’ als de mechanismen achter de evolutie. Die begrippen worden verder uitgelegd. De drie mechanismen worden gestuurd door toeval en kunnen zowel gelijktijdig als niet-gelijktijdig optreden.

Ga op zoek naar een definitie voor het begrip ‘neo-darwinisme’.

2 Mutatie is een eerste drijvende kracht.

a Het begrip mutatie leerde je al kennen in het thema over erfelijkheid.

a1 Wat houdt dat begrip in?

a2 Welk voordeel brengt een mutatie op het vlak van evolutie?

Fig. 2.1

b De Mexicaanse tetravis is een voorbeeld van een organisme dat zich door mutatie heeft aangepast. Wat is er zo bijzonder aan die vissensoort die in het donker leeft in tegenstelling tot de vissensoort die je in de rivier aantreft? Zoek de nodige informatie op.

c Ook de groter wordende staart van de mannetjespauwen is het gevolg van een mutatie. Zijn er voor- en/ of nadelen aan een grotere staart?

3 Natuurlijke selectie is ook een belangrijke factor bij de evolutie van soorten.

Het principe van natuurlijke selectie steunt op adaptatie (= aanpassing)

Een organisme dat beter aangepast is aan de levensomstandigheden (al dan niet door mutaties) heeft meer kans om voor overlevende nakomelingen te zorgen dan een organisme dat niet zo goed aangepast is. De theorie van Darwin waarbij de snavels van de vinkensoorten zich aanpassen aan de aard van het voedsel is een voorbeeld van natuurlijke selectie.

©VANIN

Natuurlijke selectie is een relatief eenvoudig proces. Het volgende voorbeeld illustreert dat.

– Er zijn witte en donkere muizen. Die kleurverschillen zorgen voor variatie binnen de soort. De groep van witte muizen is bij aanvang groter dan de populatie van donkere muizen.

– De voortplanting van de muizen zal verschillen. Op figuur 2.5 zie je dat een deel van de populatie opgegeten wordt door een vos. Vooral de witte muizen worden opgegeten want zij vallen meer op.

Fig. 2.2

Fig. 2.3

Fig. 2.4

– De populatie van de witte muizen is sterk gedaald. De overlevende, donkere muizen zullen zich voortplanten. Ze zijn met meer en ook hun kleur wordt verder doorgegeven via erfelijke kenmerken. – Het uiteindelijke resultaat: de volgende generatie muizen zal veel meer donkere muizen dan witte muizen hebben. Als dat proces zich verder voortzet, zullen de witte muizen volledig verdwijnen. Enkel donkere muizen zullen uiteindelijk overblijven.

vooral witte muizen worden opgegeten door de vos

overlevende muizen zorgen voor nakomelingen

de witte muizen zijn talrijker dan de donkere muizen

witte muizen vallen op en worden meer opgegeten

er zijn meer donkere muizen in de volgende generatie

a Bekijk de video’s op

Noteer bij nummer 1 over welk organisme het gaat.

– Leg bij nummer 2 de link met ‘natuurlijke selectie’.

Fig. 2.6

1

©VANIN

(= peper-en-zoutvlinder);

een soort nachtvlinder die in twee verschijningsvormen kan voorkomen:

2 industriemelanisme

Fig. 2.7

1

2 antibioticaresistentie

Fig. 2.5 VIDEO'S

b Met het volgende experiment kun je ‘natuurlijke selectie’ simuleren bij leerlingen in de klas. Alle leerlingen zijn uiteraard verschillend (behalve identieke tweelingen), zodat aan de voorwaarde van variatie voldaan is.

Voor de aanvang van de simulatie wordt een aantal gegevens over de leerlingen verzameld: – huidtype: weinig gepigmenteerd (1), sterk gepigmenteerd (2), tussenin (3); – bloedgroep (A, B, AB of O); – lichaamslengte; – dragen van een bril/lenzen; – al dan niet ooit in het ziekenhuis opgenomen.

Stel met die gegevens een tabel op zoals het voorbeeld hieronder.

leerling huidtype (1, 2, 3) bloedgroep (A, B, AB, O) lengte (cm) bril/ lenzen opgenomen in ziekenhuis (ja/nee)

Veronderstel dat de volgende omstandigheden zich gelijktijdig voordoen.

Het gat in de ozonlaag doet het aantal gevallen van huidkanker spectaculair toenemen. De leerlingen met huidtype 1 (weinig gepigmenteerde huid) worden daardoor getroffen: ze worden geschrapt.

Je keert 200 jaar terug in de tijd. De kwaliteit van ziekenhuizen is erg slecht. Leerlingen die ooit werden opgenomen, worden geselecteerd en geschrapt.

Er gebeurt een treinramp: alle leerlingen moeten een bloedtransfusie krijgen, maar alleen bloed van bloedgroep A is beschikbaar. Leerlingen met bloedgroep O en B kunnen geen bloed krijgen.

Die vallen dus ook af.

b1 Welke leerlingen blijven over?

De selectie kan op een totaal andere manier verlopen. De groep heeft zich verplaatst naar het Hoge Noorden (bv. Canada of Zweden).

Er zitten gevaarlijk veel roofdieren in de buurt. De grootste leerlingen zien ze aankomen en kunnen op tijd vluchten. Leerlingen kleiner dan 170 cm worden geschrapt.

In het Hoge Noorden vallen leerlingen met huidtype 2 (donkere huidskleur) sterk op.

De groep met een donkere huidskleur verdwijnt volledig. Enkel leerlingen met een bleke huid of een tussenkleur zullen overleven.

Fig. 2.8

Fig. 2.9

– Ook hier keer je een honderdtal jaar terug in de tijd. Brillen of lenzen bestonden toen nog niet. Als de leerlingen achtervolgd worden door een roofdier zullen enkel de leerlingen die goed zien kunnen ontsnappen.

b2 Welke leerlingen blijven nu over?

b3 Wat kun je vaststellen wanneer je beide simulaties met elkaar vergelijkt?

Interessant om weten

Vroeger werd ‘natuurlijke selectie’ ook ‘the survival of the fittest’ genoemd. Het was een term die bedacht werd door Herbert Spencer na het lezen van Darwins boek ‘On the origin of species’.

Vandaag de dag wordt de term ‘Survival of the fittest’ echter te pas en te onpas gebruikt voor alles wat met evolutie en selectie te maken heeft. Vandaar dat biologen de term niet meer gebruiken en enkel nog spreken van ‘natuurlijke selectie’.

4 Isolatie is een belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van soorten.

Voor soortvorming is nog een extra stap nodig. De verschillende individuen moeten op een bepaalde manier van elkaar geïsoleerd worden. Dat kan op verschillende manieren.

geografische isolatie;

ethologische isolatie (door gedrag);

– ecologische isolatie; – temporele isolatie (in de tijd); – mechanische isolatie.

Bekijk het videofragment over isolatie voordat je de onderstaande oefening maakt. a Vul de tabel in.

a1 Noteer de naam van de isolatievorm onder de figuur.

a2 Plaats de correcte letter op de juiste plaats in de 2e kolom van de tabel.

A De soorten leven in eenzelfde geografisch gebied, maar ze ontmoeten elkaar niet omdat ze een verschillend biotoop verkiezen.

B Vele soorten hebben verschillende paringsrituelen. Die rituelen worden genegeerd door soorten die niet vertrouwd zijn met dat gedrag.

C Twee populaties van eenzelfde soort raken van elkaar gescheiden doordat er een gebergte ontstaat, of een zee of een andere barrière.

D De soorten zijn verwant aan elkaar maar ze zijn op een verschillend tijdstip seksueel actief.

E Er zijn mechanische of chemische structuren die de soorten van elkaar gescheiden houden.

Fig. 2.10

In India leven zowel de tijger als de leeuw en die kunnen paren. Ze komen elkaar echter niet tegen want de leeuw verkiest een graslandschap en de tijger een bosrijke omgeving. Ook krekels hebben hun eigen leefomgeving.

©VANIN

Een uilensoort uit Noord-Amerika kan niet paren met een uilensoort uit Mexico.

Sommige organismen hebben een typische paringszang of -dans. De blauwvoetgent bijvoorbeeld stampt met de voeten, fladdert met de vleugels en steekt de snavel in de lucht.

Het mannetje met de meest blauwe poten heeft daarbij de grootste aantrekkingskracht.

Een bloem heeft een bepaalde vorm om een bestuiver aan te trekken.

Twee kikkersoorten wonen in hetzelfde habitat maar de ene soort is vruchtbaar tussen januari en maart en de andere tussen maart en mei.

Fig. 2.11

Fig. 2.12

Fig. 2.13

Fig. 2.14

Fig. 2.15

Volgens het neo-darwinisme of de moderne evolutietheorie zijn ‘mutatie’, ‘natuurlijke selectie’ en ‘isolatie’ de mechanismen voor soortvorming.

Ze worden gestuurd door toeval en kunnen zowel gelijktijdig als niet-gelijktijdig optreden.

Het principe van natuurlijke selectie steunt op adaptatie (= aanpassing). Een organisme dat beter aangepast is aan de levensomstandigheden (al dan niet door mutaties) heeft meer kans om voor overlevende nakomelingen te zorgen dan een organisme dat niet zo goed aangepast is.

Voor soortvorming moeten individuen van elkaar geïsoleerd geraken. Dat kan op verschillende manieren. – geografische isolatie; – ethologische isolatie (door gedrag); – ecologische isolatie; – temporele isolatie (in de tijd); – mechanische of chemische isolatie.

Test jezelf: oefening 4 tot en met 7

HOE ONTWIKKELDE DARWINS THEORIE ZICH TOT DE MODERNE EVOLUTIETHEORIE?

De herontdekking van de wetten van Mendel en de voortuitgang van de genetica lieten toe de theorie van Darwin te verfijnen.

2.2 HOE K AN DE EVOLUTIE VAN HET LEVEN OP AARDE MET EEN STAMBOOM VOORGESTELD WORDEN?

Door verder onderzoek in verschillende disciplines zijn wetenschappers erin geslaagd het evolutieverloop te reconstrueren. Dat verloop wordt voorgesteld in verwantschapsdiagrammen Vroeger werden vooral kenmerken van organismen vergeleken om de evolutie te reconstrueren, maar vandaag baseert men zich vooral op de structuur van het DNA.

Wanneer twee organismen met elkaar verwant zijn (bv. de matkop en de glanskop uit de mezenfamilie) wil dat zeggen dat ze vrij recent uit een gemeenschappelijke voorouder zijn ontstaan. Je kunt dat voorstellen door middel van een vork.

Ook de koolmees is verwant met de matkop en de glanskop, maar die soort is vroeger afgesplitst dan de andere twee. koolmees

Fig. 2.16 - glanskop

Fig. 2.17 - matkop

Fig. 2.18 - koolmees

Dat model wordt ook een ‘stamboom’ genoemd (let op: het heeft niets te maken met familierelaties).

Verwantschapsdiagrammen stellen de wetenschap in staat om de evolutie van het leven op aarde voor te stellen. Je kunt zelfs de hele wereld voorstellen met dat model.

De theorie van Darwin over natuurlijke selectie heeft de basis gelegd voor de moderne evolutietheorie.

a Wil je zelf de verwantschappen in de hele wereld exploreren? Ga dan via naar een webproject ‘Tree of Life’.

b Bekijk de video waarin David Attenborough uitlegt hoe de ‘Tree of Life’ tot stand is gekomen. Geef daarna antwoord op de vragen.

b1 Waar en wanneer begon het eerste leven op aarde?

b2 Wat was de eerste ‘levensvorm’?

b3 Tot welke groep evolueerden de levensvormen uit vraag b2?

b4 Sommigen van de organismen uit vraag b3 vormden ketens of andere bolvormige structuren met holten. Welke huidige organismen zijn hiermee verwant?

c De evolutie verliep verder en er ontstonden kleine wezens die steeds meer beweeglijk werden en de oceanen vulden met een grote diversiteit aan zeedieren.

c1 Wat gebeurde er zo’n 450 miljoen jaar geleden?

c2 Welke groep ontstond hieruit?

c3 Hoe evolueerde de groep uit vraag b2 verder?

c4 Welke grote groep evolueerde uit vraag b3 en spreekt nog steeds tot de verbeelding?

c5 Hoe verliep het verder?

Via de link op krijg je een volledig overzicht van de Tree of Life.

Samengevat kun je stellen dat al het leven op aarde gestart is uit één enkele oercel. Die ontstond ongeveer 3,8 miljard jaar geleden. Dat is al vrij snel na het ontstaan van de aarde door de oerknal.

Symbolisch stel je de verwantschappen en evolutie voor met een Tree of Life. Hoe meer afstand er zit tussen twee takken van die boom, hoe meer de soorten genetisch van elkaar verschillen. Elke knoop in de boom (een raakpunt van takken) toont een gemeenschappelijke voorouder.

EUKARYOTEN

steeltjeszwammen

zakjeszwammen

geleedpotigen

ringwormen platwormen

weekdieren

lagere schimmels slijmzwammen

nematoden

neteldieren

©VANIN

thermofiele archaea

halofiele archaea

Homo sapiens

chordadieren sponzen

stekelhuidigen

amoeben levermossen mossen wolfsklauwen

varens en paardenstaarten

naaktzadigen

bedektzadigen

groenwieren roodwieren

ciliaten

dinoflagellaten

kiezelwieren (diatomeeën)

Euglena Trypanosoma

Sulfolobus

ARCHAEA

methanogene archaea

meest primitieve voorloper (oercel)

groene niet-zwavelbacteriën

(mitochondria) spirocheten

Chlamydia

Escherichia groene zwavelbacteriën cyanobacteriën

BACTERIËN

(chloroplasten)

Elk jaar ontdekt men een groot aantal nieuwe soorten organismen en bewijzen wetenschappers nieuwe relaties tussen organismen. Daardoor worden oude theorieën steeds opnieuw in vraag gesteld en bijgestuurd. Daarom verkiezen meerdere onderzoekers momenteel de term ‘Web of Life’.

DIEREN

FUNGI

PLANTEN

Fig. 2.20

d Maak zelf een mini Tree of Life die de opeenvolging van de verschillende levensvormen op aarde voorstelt. Dat doe je door de letters op de juiste plaats te noteren.

Fig. 2.21

Interessant om weten

Sir David Attenborough (°1926) is een Brits bioloog en televisiemaker die onder meer samenwerkte met BBC en het WWF. Hij schreef heel wat boeken en maakte meerdere natuurdocumentaires. Daarvoor werd hij ook meermaals bekroond.

Verschillende van zijn werken en series zijn beschikbaar via de grote streamingkanalen om op die manier een zo breed mogelijk publiek te bereiken.

Wetenschappers zijn erin geslaagd het evolutieverloop te reconstrueren. Dat verloop wordt voorgesteld in verwantschapsdiagrammen (Tree of Life).

Hoe meer afstand er zit tussen twee takken van deze boom, hoe meer de soorten genetisch van elkaar verschillen. Elke knoop in de boom (een raakpunt van takken) toont een gemeenschappelijke voorouder.

Test jezelf: oefening 8

HOE KAN DE EVOLUTIE VAN HET LEVEN OP AARDE MET EEN STAMBOOM VOORGESTELD WORDEN?

2.3

De evolutionaire

ontwikkeling van de kenmerken die de menselijke soort, de Homo sapiens, onderscheidt van alle andere primaten (de hominisatie of menswording) kan verklaard worden volgens de principes van het neodarwinisme.

In vergelijking met de bestaansduur van de aarde en de evolutie van het leven op aarde is de aanwezigheid van de mens een vrij recent en jong gegeven.

©VANIN

De biologie gebruikt stambomen om de loop van de evolutie te illustreren. Het is een vertakt diagram dat de verwantschappen toont tussen soorten, of groepen van soorten, en hun voorouders.

Dat kun je ook zien op de schematische voorstelling van de geologische tijdschaal hiernaast.

Fig. 2.22

HOE KUN JE HOMINISATIE VERKLAREN VANUIT DE EVOLUTIETHEORIE?

Fig. 2.23

1 Dankzij de lessen geschiedenis weet je dat de mens er niet onmiddellijk uitzag zoals vandaag. Ook de mensachtigen ondergingen een lange evolutie die miljoenen jaren in beslag nam.

a Bekijk de video om een idee te krijgen van de evolutie van de mens gedurende 6 miljoen jaar.

b Bekijk de afbeelding hieronder en beantwoord vervolgens de vragen.

©VANIN

b1 In welk werelddeel stond de wieg van de mensheid?

b2 Hoe oud zijn de eerste overblijfselen van de mens?

b3 Hoe verspreidde de mens zich geografisch gezien?

b4 Tot welke menssoort behoor je zelf?

Fig. 2.24

Sahelanthropus tchadensis, 7 - 6 miljoen jaar geleden Australopithecus africanus, 2,5 miljoen jaar geleden

Homo erectus, 1 miljoen jaar geleden

Homo neanderthalensis, 50 000 jaar geleden Homo sapiens, 30 000 - 10 000 jaar geleden

Australopithecus Homo habilis Homo erectus Homo sapiens neanderthalis Homo sapiens

Fig. 2.25

Je hoort weleens dat de mens afstamt van de mensaap. Dat is wetenschappelijk gezien niet correct. Wel hebben de mens en de aap gemeenschappelijke voorouders. Er zijn heel wat verschillen tussen bijvoorbeeld een chimpansee en de moderne mens.

Je bespreekt hieronder enkele van die verschillen.

a Beschrijf de anatomische verschillen tussen de schedels door de juiste antwoorden aan te duiden en de tabel aan te vullen.

anatomisch kenmerk

vorm gezicht

mensaap/chimpansee mens

Fig. 2.26 lange snuit / plat aangezicht

mens geen diastem diastema

gebit

chimpansee

©VANIN

Fig. 2.27 lange snuit / plat aangezicht

Fig. 2.28 kleine / grote hoektanden mens geen diastem

Fig. 2.29 kleine / grote hoektanden

hersenvolumekleiner / groter hersenvolumekleiner / groter hersenvolume

plaats van de opening tussen ruggengraat en schedel

mens chimpansee

Fig. 2.30 mens chimpansee

Fig. 2.31

b Er zijn nog veel andere verschillen tussen mensapen en de moderne mens.

Door het groter worden van de hersenen ontwikkelde de moderne mens de mogelijkheid om nieuwe dingen aan te leren. Samenwerken, eenvoudige werktuigen hanteren, het maken van vuur en uitingen op het vlak van kunst en religie zijn slechts enkele voorbeelden van de ontwikkelingen die de moderne mens doormaakte in zijn evolutieproces.

Doordat de mensachtigen rechtop begonnen lopen, zijn veel lichaamsdelen anders geëvolueerd. Het bekken is breed en schept daardoor meer ruimte voor de hechting van de loopspieren die de romp rechthouden. Het bekken van mensapen is lang en smal.

Het dijbeen van de moderne mens vormt een hoek van ongeveer 70° met het bekken, waardoor de knieën dichter bij elkaar staan. Bij de mensapen staat het dijbeen bijna in een rechte hoek onder het bekken.

De tenen van de moderne mens zijn relatief kort en de grote teen staat evenwijdig met de andere. Bij de mensapen staat de grote teen naar buiten gericht en dient hij als grijporgaan.

3 Naast verschillen zijn er ook overeenkomsten tussen de mens en de mensapen.

Deze overeenkomsten hebben aanleiding gegeven tot het opstellen van een verwantschapsdiagram. Tot op de dag van vandaag zijn er echter hiaten en heeft de wetenschap niet alle vraagtekens kunnen oplossen. De stamboom van de menswording is dus slechts een model.

Een stamboom samenstellen van uitgestorven soorten is niet eenvoudig. Normaal doet de wetenschap beroep op fossielen maar in de meeste fossielen zijn geen DNA-sporen te vinden, zodat de techniek van het DNAonderzoek niet kan worden toegepast.

Fig. 2.32 – grottekeningen van Altamina, Venus van Willendorf, stenen werktuigen

Fig. 2.33

Fig. 2.34

De evolutionaire stamboom is samengesteld op basis van een vergelijking tussen fossielen van uitgestorven mensachtigen (hominiden).

Geregeld worden nog nieuwe fossielen van hominiden ontdekt, maar ook gebruiksvoorwerpen en soms sieraden. Die vormen elk een stukje uit de grote puzzel die de menselijke evolutie is.

De hominisatie verliep evolutionair.

a Maak een presentatie of mindmap waarin je de verschillende (opeenvolgende) mensensoorten voorstelt.

b Situeer steeds in tijd en ruimte en noteer de belangrijkste kenmerken.

c Voorzie ook voldoende beeldmateriaal.

De mens en de mensapen hebben gemeenschappelijke voorouders. Tussen mens en mensaap zijn er dan ook – naast een aantal opmerkelijke verschillen – heel wat gelijkenissen.

©VANIN

De evolutionaire stamboom van de mensachtigen is opgesteld op basis van vergelijking tussen fossielen. Wegens een aantal onduidelijkheden en hiaten kan hij alleen dienen als model

Test jezelf: oefening 9 en 10

HOE KUN JE DE HOMINISATIE VERKLAREN VANUIT DE EVOLUTIETHEORIE?

Ook het proces van hominisatie verliep volgens het patroon van de evolutie en vertrok van een gemeenschappelijke voorouder van mensapen en mensachtigen.

Fig. 2.35

Australopithecus afarensis ‘Lucy’ Australopithecus anamensis

Wat ken/kan ik?

Ik kan een overzicht geven van de evolutie van de mens met typische kenmerken.

Je kunt deze checklist ook op invullen.

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

116-117

©VANIN

1 Welke bewijs voor de evolutie past bij deze afbeelding? embryologische overeenkomsten homologe structuren variatie binnen de soort rudimentaire organen

2 Welke denkfout maakte Lamarck in zijn evolutietheorie?

3 Welke bewering geldt zowel voor het lamarckisme als voor het darwinisme?

Evolutie is het resultaat van overerving van verworven eigenschappen.

Evolutie is het resultaat van interacties tussen organismen en hun omgeving.

Evolutie is het resultaat van het al dan niet gebruiken van lichaamsdelen. Evolutie is het resultaat van natuurlijke selectie.

4 Wat versta je onder ‘natuurlijke selectie’?

5 Bacteriën planten zich niet geslachtelijk voort. Hoe kan er dan variatie ontstaan?

6 Op de f iguur zie je een vlinderpopulatie die zich aan de voet van een gebergte vestigt. De populatie verspreidt zich zowel in noordelijke als in zuidelijke richting. Over de bergen kunnen ze zich echter niet verplaatsen. Wanneer beide groepen elkaar weer tegenkomen aan de andere kant van het gebergte, zijn ze zo verschillend dat ze niet meer kunnen kruisen. De bovenste groep koloniseerde de noordkant en heeft zich aangepast aan een koud klimaat, de onderste koloniseerde de zuidkant (met een warmer klimaat). Leg uit wat het verband is tussen enerzijds de kleur en vorm van de vlinders en anderzijds het klimaat?

7 a Twee bloemen groeien in hetzelfde bos en gelijken zo sterk op elkaar dat je zonder meer besluit dat ze sterk verwant zijn. Bij bestuiving komt het stuifmeel van de ene bloem op de stempel van de andere bloem. Er kunnen dan hybriden ontstaan. Toch komen er geen nakomelingen.

Kun je verklaren hoe dat komt?

b Over welk type van isolatie gaat het? isolatie

8 De f iguur hieronder toont een deel van een verwantschapsdiagram of Tree of Life. Het werd opgesteld door Japanse wetenschappers, die de afstamming van de walvis onderzochten.

dwergherten

giraffen

nijlpaarden

tandwalvissen

baleinwalvissen

zwijnen

pekari’s

kamelen

a Welke optie in verband met verwantschap is correct?

kleinste verwantschap grootste verwantschap

Atussen baleinvissen en giraffen tussen dwergherten en zwijnen

Btussen zwijnen en baleinvissen tussen dwergherten en zwijnen

Ctussen baleinvissen en giraffen tussen giraffen en dwergherten

Dtussen zwijnen en baleinvissen tussen giraffen en dwergherten

b Welke organismen zijn volgens het verwantschapsdiagram het meest verwant aan baleinen tandwalvissen die vandaag nog leven?

tandwalvis

baleinwalvis

9 Rangschik de gebeur tenissen van de evolutie in chronologische volgorde. eerste meercelligen eerste planten uitsterven van dinosauriërs eerste eencelligen ontstaan van de aarde eerste dieren eerste moderne mens viervoetige gewervelden gaan aan land

10 Geef vier anatomische verschillen tussen de mens en de mensapen.

©VANIN

Verder oefenen? Ga naar .

Woordenlijst

Thema Erfelijkheid hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

3atrofiëren dunner worden van spieren, waardoor ze aan kracht verliezen

2biotechnologietechnologie op basis van biologische wetenschap

1centromeer plaats op een chromosoom waar de twee chromatiden aan elkaar verbonden zijn

1chromatide één van de twee helften van een chromosoom

1chromosoomdrager van erfelijke eigenschappen, opgebouwd uit DNA

1diploïd twee exemplaren van ieder chromosoom bezittend

2fenotype geheel van eigenschappen bepaald door zowel genotype als milieu

1gen drager van informatie voor één welbepaalde erfelijke eigenschap

2genetische manipulatie verandering van genetische eigenschappen met behulp van bepaalde technieken

©VANIN

2genetische modificatie kunstmatig veranderen van een gen

2genotype type zoals bepaald door erfelijke aanleg

1 geslachtschromosomen X- en Y-chromosoom

Thema Erfelijkheid

hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

1gewone celdelingzie mitose

1haploïd slechts één exemplaar van ieder chromosoom bezittend

1homologe chromosomen twee chromosomen die samen een paar vormen. Ze zijn gelijk in vorm en lengte.

1karyogram systematische rangschikking van de chromosomen

1karyotype zie karyogram

1meiose celdeling waarbij geslachtscellen ontstaan

1mitose gewone celdeling, waaruit twee identieke dochtercellen ontstaan

2mutatie verandering in het DNA of RNA van een organisme

1raszuiver homozygoot voor bepaald kenmerk

2recombinant-DNAtechnologie laboratoriumtechniek waarbij DNA-fragmenten verwijderd worden en vervangen worden door ander DNA

1reductiedelingzie meiose

2sikkelcelanemieerfelijke ziekte waarbij de rode bloedcel sikkelvormig zijn; leidt tot zuurstoftekort

Thema Duurzame chemie hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

2BEN

bijna-energieneutraal

2circulaire industriehierbij is er nauwelijks afval en worden producten en grondstoffen steeds opnieuw gebruikt

1duurzaam geschikt of bestemd om langer te bestaan

2EN energieneutraal

2identificatiecodeunieke code die aan producten, systemen … wordt toegekend

2klimaatneutraalzonder negatief effect op het klimaat

2kringloopsymboolhet geeft aan dat een product kan gerecycleerd worden

2lineaire industrieindustrie waarbij een bedrijf componenten inneemt, eindproducten levert en die aan de consument verkoopt

©VANIN

Thema Kernfysica hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

3activiteit duidt aan hoeveel radioactieve atoomkernen er per seconde vervallen

1atoomnummeraantal protonen in een atoom

3becquerel eenheid van activiteit

3dosimeter toestel om de geabsorbeerde dosis te meten

3dosisequivalentgeabsorbeerde dosis vermenigvuldigd met een stralingsweegfactor

3geabsorbeerde dosishoeveelheid energie die door de materie opgenomen wordt per kg bestraalde massa

3geigerteller toestel om de activiteit van een stralingsbron te meten

3 gray eenheid van geabsorbeerde dosis

1isotopen atomen met eenzelfde aantal protonen en elektronen, maar een verschillend aantal neutronen

2kernfissie kernsplijting

©VANIN

2kernfusie proces waarbij waterstofkernen met elkaar versmelten

2kernsplijtingproces waarbij een onstabiele atoomkern splijt in twee of meer lichtere kernen, waarbij aanzienlijke hoeveelheden energie vrijkomen

Thema Kernfysica hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

1massagetal som van protonen en neutronen

1nuclide

kern van een welbepaald atoom

3scintigram medische beeldvormingstechniek die gebruikt wordt om de functie en het uiterlijk van organen te analyseren

3sievert eenheid van dosisequivalent

1vervallen veranderen in een andere kern door uitzenden van ioniserende stralen

Thema Evolutie

hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

2adaptatie aanpassing

1analogie overeenkomst tussen twee zaken

1anatomie studie van de structuur, functie en ontwikkeling van de cellen, weefsels en organen waaruit het dierlijk en menselijk lichaam is samengesteld

1creationismeopvatting dat alles ontstaan is door de schepping

2diastema ruimte tussen twee verschillende tandtypes

1domein hoogste rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

1embryologie wetenschap die het ongeboren leven bestudeert

1familie rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

1filosofie wetenschap die zich bezig houdt met het wezen van alle dingen en van het leven

1geslacht groep planten, dieren met gemeenschappelijke kenmerken

©VANIN

1hiërarchisch opeenvolgend

2 hominisatie evolutieproces dat uitmondt in de mens

1 intelligent design theorie die zich afzet tegen de evolutietheorie

Thema Evolutie hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

2 isolatie afzondering

1 klasse rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

1 modificatie aanpassing

2 mutatie verandering in het erfelijk materiaal

2 natuurlijke selectie proces waarbij de meest aangepaste organismen aan hun omgeving, de grootste kans hebben op overleving

1 orde rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

1 paleontologie wetenschap die zich bezighoudt met de studie van fossielen

1 pseudowetenschap reeks van opvattingen die wetenschappelijk niet onderbouwd worden, maar door aanhangers toch als wetenschap naar voor geschoven worden

1 rijk rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

1 scheppingsleer leer over de schepping: het aanmaken van het heelal en alle levende wezens door een of meer goden

©VANIN

1 stam rang in de taxonomische classificatie van de levende wereld

2 stamboom soort tabel waarop de voorouders van een persoon of dier gegroepeerd staan

Thema Evolutie hoofdstuk woord verklaring in eigen woorden

1 theologisch wat te maken heeft met de studie van god en godsdienst

2 verwantschapsdiagrammen soort stamboom

©VANIN

©VANIN