GENIE
3.1
Biologie GO!
vo or
be
el
Diederik D’Hert Bart Vanopré Kristof Van Werde
dh oo fd st uk
GENIE Biologie GO! 3.1 - DEEL 1
Karen Meyers
Leer zoals je bent Ontdek het onlineleerplatform: diddit. Vooraan in dit boek vind je de toegangscode, zodat je volop kunt oefenen op je tablet of computer. Activeer snel je account op www.diddit.be en maak er een geweldig schooljaar van!
ISBN 978-90-306-9937-8 597482
vanin.be
LEER SCHRIFT
DEEL 1
tu k
ds
oo f
el dh
be
vo or
3.1
ds
Biologie
tu k
GENIE
vo or
be
el dh
oo f
GO!
tu k
ds
oo f
el dh
be
vo or
INHOUD STARTEN MET GENIE
9
GENIE EN DIDDIT
12
HOE WORDT DE WERKING VAN EEN ORGANISME GEREGELD? 13
2 Op welke manier wordt de werking van het lichaam geregeld?
16
ds
THEMA 01: REGELSYSTEMEN BIJ ORGANISMEN CHECK IN
oo f
VERKEN `
tu k
1 Welke structuren maken het een organisme mogelijk om in te spelen op waarneembare veranderingen?
23 24
HOOFDSTUK 1: Waardoor worden regelsystemen geactiveerd? 25 1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel? 25
el dh
1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?
28
1.3 Met behulp van welke structuren kunnen 30 we prikkels waarnemen?
1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven? 35 Hoofdstuksynthese 40 Checklist
41
be
Portfolio
HOOFDSTUK 2: Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? 42 2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen? 42
vo or
`
2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor? 48 Hoofdstuksynthese 50 Checklist 51 Portfolio
3
`
HOOFDSTUK 3: Een zintuig onder de loep: het oog 52 3.1 Welke structuren liggen rond het oog? 52 3.2 Welke structuren liggen in het oog? 56 3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht? 61 63
tu k
3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd?
3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld? 65 3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd? 68
Hoofdstuksynthese 77
ds
Checklist 80 Portfolio THEMASYNTHESE AAN DE SLAG OEFEN OP DIDDIT
oo f
CHECK IT OUT
81
82
83
el dh
Een zintuig onder de loep: het gehoorzintuig
Een zintuig onder de loep: het evenwichtszintuig Een zintuig onder de loep: de huid
Een zintuig onder de loep: het reukorgaan
be
Een zintuig onder de loep: het smaakorgaan
THEMA 02: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET ZENUWSTELSEL 95
VERKEN
97
vo or
CHECK IN
`
HOOFDSTUK 1: Hoe geven receptoren de informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? 98 1.1 Welke cellen brengen informatie snel over? 98
1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand? 101 1.3 Hoe maakt een organisme het onderscheid tussen sterke en zwakke prikkels?
106
1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld? 108 1.5 Hoe communiceren zenuwcellen met elkaar? 112
4
Hoofdstuksynthese 116 Checklist 119
`
HOOFDSTUK 2: Hoe regelt het zenuwstelsel de lichaamswerking?
tu k
Portfolio
2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam? 120
2.2 Hoe worden gewilde bewegingen geregeld? 127 2.3 Hoe worden reflexen geregeld? 131
ds
2.4 Hoe verwerkt het centrale zenuwstelsel de informatie 134 van een prikkel?
2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase? 140 Hoofdstuksynthese 144 Portfolio
HOOFDSTUK 3: Hoe coördineert het zenuwstelsel de reacties op impulsen? 149
el dh
`
oo f
Checklist 148
3.1 Waar lopen de impulsen van het zenuwstelsel na de verwerking heen?
149
3.2 Hoe reageren klieren op impulsen van het zenuwstelsel? 151
3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel? 155 Hoofdstuksynthese 164
be
Checklist 167 Portfolio
168
CHECK IT OUT
169
AAN DE SLAG
170
vo or
THEMASYNTHESE
OEFEN OP DIDDIT
5
THEMA 03: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET HORMONAAL STELSEL DEEL 2
CHECK IN
na herf
stvaka
`
HOOFDSTUK 1: Hoe wordt het hormonaal stelsel geactiveerd? 1.1 Hoe kan een prikkel de productie van hormonen in gang zetten?
ds
1.2 Welke eigenschappen hebben hormonen? Hoofdstuksynthese Checklist
oo f
Portfolio `
ntie
tu k
VERKEN
HOOFDSTUK 2: Hoe dragen hormonen bij tot homeostase?
el dh
2.1 Hoe regelen verschillende hormonen de balans van het lichaam?
2.2 Hoe werkt het hormonaal stelsel samen met het zenuwstelsel? Hoofdstuksynthese Checklist Portfolio
THEMASYNTHESE
be
CHECK IT OUT AAN DE SLAG
vo or
OEFEN OP DIDDIT
6
THEMA 04: HOMEOSTASE BIJ PLANTEN EN ANDERE ORGANISMEN DEEL 2
CHECK IN
na herf
stvaka
VERKEN
HOOFDSTUK 1: Hoe gebeurt het transport van stoffen in planten?
tu k
`
ntie
1.1 Welke delen van de plant zorgen voor het transport van stoffen?
ds
1.2 Welke stoffen worden er via het transportweefsel doorheen de plant vervoerd?
1.3 Welke mechanismen liggen aan de basis van het opwaarts transport in de plant? Portfolio `
oo f
Checklist
HOOFDSTUK 2: Hoe coördineren plantenhormonen de reacties op een prikkel?
el dh
2.1 Welke rol spelen hormonen in de levensprocessen van planten? 2.2 Welke invloed heeft auxine op planten?
2.3 Welke invloed heeft ethyleen op planten? 2.4 Hoe coördineren plantenhormonen de reacties van planten om de homeostase te behouden? Checklist
be
Portfolio
THEMASYNTHESE CHECK IT OUT
vo or
AAN DE SLAG
OEFEN OP DIDDIT LABO’S
184
7
STEM-VAARDIGHEDEN (VADEMECUM)
METROLOGIE •
`
Grootheden en eenheden
LABO'S
tu k
`
• Labomaterialen
• Labotechnieken • Veiligheidsvoorschriften H- en P-zinnen
ds
•
• Bereidingen
STAPPENPLANNEN •
Grafieken tekenen
• NW-stappenplan
Werken met een microscoop
•
Maken van een preparaat
•
Bekijken en tekenen van een preparaat
•
Bronnenlijst opstellen
be
el dh
•
vo or 8
oo f
`
STARTEN MET GENIE Opbouw van een thema CHECK IN In de CHECK IN maak je kennis
met het onderwerp van het thema. je een aantal vragen die je op het einde van het thema kunt beantwoorden.
oo f
VERKEN
ds
In het kadertje onderaan vind
tu k
1
In de verkenfase zul je
merken dat je al wat kennis hebt over het onderwerp
dat in het thema aan bod
el dh
komt. Jouw voorkennis
wordt hier geactiveerd.
DE HOOFDSTUKKEN
Na het activeren van de voorkennis volgen een aantal hoofdstukken.
be
Een thema bestaat uit meerdere hoofdstukken. Doorheen de hoofdstukken
verwerf je de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord
vo or
te geven op de centrale vraag of het probleem uit de CHECK IN.
SYNTHESE EN CHECKLIST We vatten de kern van het thema voor je samen in de hoofdstuksynthese en themasynthese.
Vervolgens willen we graag dat je vorderingen
maakt en dat je reflecteert op je taken en leert
uit feedback. De checklist is een hulpmiddel om zelf zicht te krijgen of je de leerdoelen al dan niet onder de knie hebt.
starten met genie
9
CHECK IT OUT In CHECK IT OUT pas je de vergaarde kennis en vaardigheden toe om terug te koppelen naar de vragan uit de CHECK IN.
In het onderdeel Aan de slag kun je verder oefenen.
Je leerkracht beslist of je van het thema maakt of doorheen de lessen.
` Per thema vind je op
oo f
adaptieve
ds
de oefeningen op het einde
tu k
AAN DE SLAG
oefenreeksen om te leerstof verder in te oefenen.
el dh
LABO’S
Ga zelf op onderzoek! Op het einde van het leerschrift staan
vo or
be
een aantal labo’s om verder experimenten uit te voeren.
LEREN LEREN
• In de linkermarge naast de theorie is er plaats om zelf
notities te maken. Noteren tijdens de les helpt je om de leerstof actief te verwerken.
• Op
vind je alternatieve versies van de
• Op
vind je per themasynthese een kennisclip
themasynthese.
waarin we alles voor jou nog eens op een rijtje zetten.
10
starten met genie
2
Handig voor onderweg
In elk thema word je ondersteund met een aantal hulpmiddelen.
We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders. !
VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT Met GENIE ga je zelf experimenteren en op onderzoek. Daarbij moet je terug in dit kader.
Een weetjeskader geeft extra verduidelijking of illustreert de leerstof met een extra voorbeeld. DOORDENKER
In de tipkaders vind je handige tips terug bij het uitvoeren van de onderzoeken of opdrachten.
el dh
OPDRACHT 11
oo f
TIP
WEETJE
ds
natuurlijk een aantal veiligheidsvoorschriften respecteren. Die vind je
tu k
Kenniskader
Nood aan meer uitdaging? Doorheen een thema zijn er verschillende doordenkers.
Niet altijd even makkelijk om op te lossen,
be
maar het proberen waard!
Bij het onlinelesmateriaal vind je een vademecum.
vo or
Dat vademecum ̒GENIE in STEM-vaardigheden ̓ omvat:
• stappenplannen om een grafiek te maken, opstellingen correct te bouwen, metingen uit te voeren …; • stappenplannen om een goede onderzoeksvraag op te stellen, een hypothese te formuleren …; • een overzicht van gevarensymbolen en P- en H-zinnen; • een overzicht van grootheden en eenheden;
• een overzicht van labomateriaal en labotechnieken; • …
starten met genie
11
GENIE EN DIDDIT
tu k
HET ONLINELEERPLATFORM BIJ GENIE
Een e-book is de digitale versie van het leerschrift. Je kunt erin noteren, aantekeningen maken, zelf
ds
materiaal toevoegen ...
oo f
• De leerstof kun je inoefenen op jouw niveau.
• Je kunt vrij oefenen en de leerkracht kan ook voor jou oefeningen klaarzetten.
el dh
Hier vind je de opdrachten terug die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.
Hier kan de leerkracht toetsen en taken voor jou
be
klaarzetten.
Meer info over diddit vind je op https://www.vanin.diddit.be/nl/leerling.
Benieuwd hoever je al staat met oefenen en
opdrachten? Hier vind je een helder overzicht
vo or
van je resultaten.
• Hier vind je het lesmateriaal per thema.
• Alle instructiefilmpjes, kennisclips en demovideo’s zijn ook hier verzameld.
In de uitgave bieden we bovenop het beeldmateriaal verschillende 3D-beelden aan.
Denk maar aan een 3D-voorstelling van een oog.
Zo ervaar je wetenschappen op een heel nieuwe manier! 12
GENIE EN DIDDIT
DOWNLOAD 3D-APP
INLEIDING
HOE WORDT DE WERKING VAN EEN ORGANISME GEREGELD?
OPDRACHT 1 ARTIKEL 1
Meer oogst met muziek
T
oo f
ds
egenwoordig zijn er pakketten te koop met een geluidinstallatie en aangepaste muziek om je planten beter te doen groeien. De trillingen van de geluidsgolven zouden een positief effect hebben op de groei van de plant. Producenten spelen daar handig op in door ook nog speciale voeding aan te bieden die in combinatie met de muziek nog betere resultaten oplevert. Voorlopig is er nog niets bewezen, maar wetenschappers zijn volop bezig met het onderzoeken van de invloed van muziek op planten.
tu k
1 Welke structuren maken het een organisme mogelijk om in te spelen op waarneembare veranderingen?
Naar: www.science19.com
ARTIKEL 2
el dh
Van alcohol krijg je honger
be
Veel studenten weten het: na een nachtje doorzakken wordt de frietkraam of kebabzaak plots onweerstaanbaar. Er is al veel onderzoek gedaan naar het verband tussen alcoholgebruik en hongergevoel. Men stelde vast dat bij een experiment met muizen het hongergevoel werd opgewekt bij overmatig alcoholgebruik. Na het drinken van veel alcohol zijn we volgens een ander onderzoek ook gevoeliger voor geuren en krijgen we meer zin in vettig voedsel.
ARTIKEL 3
Naar: www.eoswetenschap.eu
vo or
BLOEMEN IN HET ZONNETJE
O
ntluikende zonnebloemen volgen de stand van de zon. ’s Morgens zijn ze naar het oosten gericht, tegen de avond ‘kijken’ ze naar het westen. ’s Nachts draaien ze rustig weer terug. Die beweging vertonen de bloemen dankzij de combinatie van het zonlicht en een interne klok.
ARTIKEL 4
Naar: De Standaard
Meet een leugendetector leugens?
A
ls mensen liegen reageert hun lichaam onbewust via de hartslag, de bloeddruk en de ademhaling. Klamme handen of een snelle hartslag kunnen aanwijzingen zijn dat iemand liegt. Een leugendetector meet dus geen leugens, maar gaat na bij welke vragen of uitspraken er verhoogde lichamelijke activiteit is. Naar: www.quest.nl
INLEIDING
13
Lees de artikels. In elk artikel is er sprake van een bepaalde reactie bij een organisme. 1 Noteer die reacties in de tweede kolom. 2 Noteer in de derde kolom waardoor de reactie wordt uitgelokt. Artikel
Wat is de reactie?
Waardoor wordt de reactie uitgelokt?
tu k
1 2 3
oo f
ds
4
OPDRACHT 2
Wat gebeurt er in je lichaam in de volgende situaties?
Reactie van het lichaam
el dh
Situatie
Je ziet en ruikt lekker eten.
De omgeving voelt koud
be
aan.
Je hoort je naam roepen.
vo or
Er wordt fel licht ontstoken in een donkere kamer.
Uit de voorbeelden bij opdracht 1 blijkt dat reacties worden uitgelokt door
veranderingen in de omgeving, zoals een verandering in de lichthoeveelheid of een stresserende situatie. Ook veranderingen binnen in een organisme lokken vaak een reactie uit, zoals honger na een overmaat aan alcohol.
De uitlokkende factor waarop je reageert, is een waarneembare verandering. We noemen dat een prikkel.
14
INLEIDING
prikkel
waarneembare verandering
receptor
Het antwoord op de prikkel is een actie die het organisme uitvoert, het is de reactie.
Om op een prikkel te kunnen reageren is het eerst nodig om de informatie van de prikkel te herkennen. Een receptor zal namelijk eerst de prikkel opvangen.
signaal
geleider
• Bij dierlijke organismen zijn receptoren vaak in zintuigen gesitueerd. In je oor liggen bijvoorbeeld receptoren om geluid op te vangen.
• Planten beschikken ook over receptoren. Zonnebloemen kunnen de zon volgen dankzij lichtreceptoren of fotoreceptoren.
tu k
lichaamsdeel dat de prikkel herkent en opvangt
lichaamsdeel dat informatie geleidt
Na het opvangen van de prikkel door de receptor is er een schakel nodig
effector
Zowel het zenuwstelsel als het hormonaal stelsel kunnen als geleider of
reactie
OPDRACHT 3
conductor fungeren.
De uiteindelijke reactie op een prikkel gebeurt door de effectoren. Spieren en klieren zijn voorbeelden van effectoren. Spieren hebben als effect dat
er bewegingen optreden, zoals bij het wegrennen van een gevaarlijke hond. Klieren produceren sappen. Denk maar aan het speeksel dat je in de mond komt als je aan lekker eten ruikt.
el dh
actie als antwoord op de prikkel
informatieoverdracht door het lichaam noemen we de geleiding.
ds
lichaamsdeel dat een reactie uitvoert
die de informatie over die prikkel naar de plaats van de reactie brengt. Die
oo f
signaal
Een man ziet een gevaarlijke hond. Hij reageert daarop door weg te rennen. 1 In de onderstaande figuur wordt de situatie schematisch
vo or
be
weergegeven. Vul de figuur aan met de correcte begrippen.
INLEIDING
15
2 Schrijf in de tabel bij elke stap wat er gebeurt. prikkel receptor
tu k
geleider effector
ds
reactie
Organismen beschikken over gespecialiseerde structuren waardoor ze kunnen reageren op veranderingen in de omgeving:
oo f
• Een prikkel is een waarneembare verandering waarop een organisme reageert.
• Een receptor is een lichaamsonderdeel dat bepaalde prikkels herkent en opvangt.
• Geleiders, zoals het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel, zorgen voor de informatieoverdracht tussen receptor en effector.
el dh
• Effectoren zijn delen van het lichaam die de reactie uitvoeren, zoals spieren en klieren.
• De reactie zelf is een actie van het organisme als antwoord op de prikkel.
be
2 Op welke manier wordt de werking van het lichaam geregeld?
vo or
A
Technisch systeem
Je weet nu dat onderdelen in het lichaam verbonden zijn met elkaar
waardoor ze kunnen samenwerken. Als je dat met een technisch systeem vergelijkt, zoals een thermostaat in de wagen, kun je begrijpen hoe die regeling werkt.
Een thermostaat meet de temperatuur in de wagen. De gegevens
worden gecontroleerd en als de temperatuur verschilt van de gevraagde temperatuur, krijgt de airco het commando om warme of koude lucht
te blazen. Zodra de gewenste temperatuur bereikt is, stopt het toestel met werken. Op die manier wordt in de auto uiteindelijk de gewenste temperatuur bereikt.
Ook in dit technisch systeem herken je de prikkel, receptor, geleiding, 16
INLEIDING
effector en de uiteindelijke reactie.
prikkel
temperatuursverandering
receptor
thermometer
signaal
signalen
geleider
thermostaat
signalen
signaal
airco
tu k
effector reactie
temperatuursaanpassing
ds
Regelsysteem
B
Bij organismen doen het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel meer dan
enkel informatie geleiden. Die stelsels spelen ook een rol bij het op elkaar
afstemmen van de werking van de verschillende organen, dus bij het regelen
oo f
van de lichaamswerking. In een stresserende situatie, zoals bij het weglopen voor een hond, reageren bijvoorbeeld meerdere stelsels tegelijkertijd: je spierkracht neemt toe, je hart zal sneller pompen, je bloeddruk stijgt … De regeling van deze samenwerking gebeurt door een geordende
opeenvolging van stappen. De opeenvolgende stappen vormen samen het
el dh
regelsysteem.
In het onderstaande voorbeeld regelt het zenuwstelsel de reacties op
prikkels door de werking van de receptoren in je huid en de effectoren in je
vo or
be
handen op elkaar af te stemmen.
Je warmt je handen bij een kampvuur. De warmte is de prikkel.
Receptoren in je huid vangen de warmteprikkel op.
Er wordt een signaal
naar de hersenen gestuurd.
Je hersenen controleren de temperatuur. Het wordt te warm en de hersenen
zenuwstelsel
bepalen een reactie.
Er wordt een signaal
naar de spieren gestuurd.
De spieren in je hand ontvangen het signaal, zij zijn de effectoren.
Omdat het te warm wordt, zet je een stap achteruit; dat is de reactie.
INLEIDING
17
Ook het hormonaal stelsel regelt de reacties op prikkels volgens een
regelsysteem. Tijdens de puberteit produceert het lichaam stoffen die
de geslachtshormonen worden genoemd. Ze worden aangemaakt in de teelballen en eierstokken. Als die organen bij de start van de puberteit
geprikkeld worden, produceren ze hormonen die via het bloed in heel het
lichaam worden verspreid. De geslachtshormonen zorgen voor lichamelijke
veranderingen op verschillende plaatsen van het lichaam, zoals beharing en
tu k
een zwaardere stem bij jongens en borstontwikkeling bij meisjes. OPDRACHT 4
el dh
meisje leeftijd 8
oo f
ds
Bestudeer de figuur en combineer de begrippen met de correcte omschrijvingen.
16
18
vrouw midden 20
vo or
be
11
jongen leeftijd 8
12
16
20
man midden 20
A Een signaal vanuit de hersenen wordt opgevangen door de eierstokken en de teelballen.
B Secundaire geslachtskenmerken ontwikkelen zich.
C Geslachtshormonen komen in het bloed terecht en verspreiden zich over het lichaam.
D Eierstokken en teelballen produceren geslachtshormonen. E Meerdere organen reageren op de geslachtshormonen.
18
INLEIDING
Afb. 1 Invloed van geslachtshormonen op het vrouwelijk lichaam
Afb. 2 Invloed van geslachtshormonen op het mannelijk lichaam
prikkel receptor geleider effector reactie
Planten reageren volgens een gelijkaardig systeem op prikkels. Receptoren vangen bijvoorbeeld een lichtprikkel op. Er wordt een signaal over de plant verspreid. Als reactie groeit de plant naar het licht toe.
Door voortdurend te reageren op veranderende omstandigheden zorgt een
regelsysteem ervoor dat organismen op de gepaste manier functioneren en reageren. Zo kan een organisme correct blijven werken.
Het hormonaal stelsel en het zenuwstelsel werken volgens een regelsysteem
tu k
om de werking van verschillende onderdelen van je lichaam te coördineren. Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel coördineren de reacties en
regelen de samenwerking tussen de verschillende onderdelen van een
ds
organisme. De coördinatie gebeurt met behulp van een regelsysteem. Een regelsysteem is een geheel van geordende processen dat
ervoor zorgt dat een organisme gepast reageert op waarneembare
oo f
veranderende omstandigheden (prikkels).
In de thema’s bestuderen we achtereenvolgens verschillende onderdelen van
el dh
regelsystemen.
• In thema 1 nemen we de soorten prikkels onder de loep. We bekijken hoe de signalen worden
opgevangen door receptoren. We bespreken de receptoren van het zenuwstelsel en een zintuig in detail.
• In thema 2 bekijken we hoe het zenuwstelsel signalen geleidt en informatie verwerkt. De werking van
be
spieren en klieren, de effectoren, komt hier aan bod.
• In thema 3 bestuderen we hoe het hormonaal stelsel reacties op prikkels coördineert om het inwendig milieu in balans te houden. We behandelen hier ook hoe hormonen de doelcellen kunnen activeren.
vo or
• In thema 4 bekijken we hoe planten zijn opgebouwd en vergelijken we hun reacties op prikkels met de regelsystemen bij dieren.
INLEIDING
19
tu k
ds
oo f
el dh
be
vo or Notities
20
TH
THEMA 01
REGELSYSTEMEN BIJ ORGANISMEN 23
VERKEN
24
`
tu k
CHECK IN
HOOFDSTUK 1: Waardoor worden regelsystemen geactiveerd? 25
1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel? 25
ds
1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?
28
oo f
1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen? 30 A Receptoren voor uitwendige prikkels 30 B Receptoren voor inwendige prikkels 33 1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven? 35 Hoofdstuksynthese 40 Checklist
`
el dh
Portfolio
41
HOOFDSTUK 2: Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? 42 2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen? 42
2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor? 48
be
Hoofdstuksynthese 50 Checklist 51
vo or
Portfolio
`
HOOFDSTUK 3: Een zintuig onder de loep: het oog 52 3.1 Welke structuren liggen rond het oog? 52 A Oogleden, wimpers en wenkbrauwen 53 B Traanklieren 53 C Vetweefsel 54 D Bindvlies 54 E Spieren 55
21
3.2 Welke structuren liggen in het oog? 56 3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht? 61 3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd?
63
tu k
3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld? 65
3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd? 68 A Algemene situering fotoreceptoren 68 B Bouw en ligging van de soorten fotoreceptoren 70 C Gevoeligheid voor licht en kleur 73
ds
Hoofdstuksynthese 77 Checklist 80 THEMASYNTHESE CHECK IT OUT AAN DE SLAG
el dh
OEFEN OP DIDDIT
oo f
Portfolio
Een zintuig onder de loep: het gehoorzintuig
Een zintuig onder de loep: het evenwichtszintuig Een zintuig onder de loep: de huid
Een zintuig onder de loep: het reukorgaan
vo or
be
Een zintuig onder de loep: het smaakorgaan
22
81
82 83
CHECK IN
Î Een opwarmertje diepvrieszakje
WAT HEB JE NODIG?
tu k
doorzichtig diepvrieszakje elastiekje chronometer (op smartphone) HOE GA JE TE WERK?
2 Zorg dat het diepvrieszakje goed sluit rond je hand
door het met een elastiekje rond je pols te bevestigen.
Afb. 3
3 Wacht een vijftal minuten.
4 Haal daarna je hand uit de diepvrieszak. WAT GEBEURT ER?
oo f
1 Wat neem je waar na vijf minuten in het diepvrieszakje?
ds
1 Breng een hand in het diepvrieszakje.
el dh
2 Nemen alle leerlingen hetzelfde waar of zijn er toch verschillen? Noteer de afwijkende waarnemingen.
3 Wat neem je waar in de omgeving als je hand uit het diepvrieszakje komt?
be
HOE ZIT DAT?
a Welke prikkel wordt je lichaam gewaar?
vo or
b Wat is de reactie van je lichaam? c Waarom is die reactie nodig?
`
Welke prikkels kan je lichaam nog waarnemen?
`
Hoe neemt je lichaam die prikkels waar?
`
Gebeurt de regeling altijd op dezelfde manier?
?
We zoeken het uit!
THEMA 01
check in
23
VERKEN
Î Welke systemen ken je? OPDRACHT 1
tu k
In de vakken natuurwetenschappen, techniek en aardrijkskunde heb je al kennisgemaakt met verschillende soorten systemen. Selecteer hieronder alle systemen. konijn
bord baksteen
elektrische stroomkring
ds
loofbos
zandkorrels OPDRACHT 2
oo f
Herken in de volgende voorbeelden de ruimtelijke, natuurlijke en technische systemen. Zet een kruisje in de juiste kolom.
weidelandschap paardenbloem fotohouder stedelijk landschap celwand
Technisch systeem
be
mens
Natuurlijk systeem
el dh
Ruimtelijk systeem
vo or
topografische kaart
weidelandschap
paardenbloem
fotohouder
celwand
stedelijk landschap
topografische kaart
mens
OPDRACHT 3
Noteer nog een drietal voorbeelden van natuurlijke systemen uit jouw leefwereld.
24
THEMA 01
verken
HOOFDSTUK 1
Î Waardoor worden regelsystemen geactiveerd?
tu k
LEERDOELEN Je kunt al: M een waarneming omschrijven;
M een technisch, ruimtelijk en natuurlijk systeem
ds
herkennen.
Je leert nu:
M een prikkel omschrijven;
M verschillende soorten prikkels herkennen;
We nemen tijdens onze dagelijkse activiteiten heel
M toelichten dat het hormonaal stelsel en het
de wekker uit te zetten en je moet wennen aan het
uitwendige prikkels;
oo f
M het onderscheid maken tussen inwendige en
zenuwstelsel tussenkomen bij het bepalen van
wakker wordt van de wekker. Je opent je ogen om daglicht. Regelsystemen kunnen dan ook niet in werking treden zonder prikkels.
el dh
reacties op prikkels.
wat waar. Het begint ’s morgens al wanneer je
1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel?
ONDERZOEK
be
OPDRACHT 4
Wat neem je waar met je huid? Onderzoeksvraag
Wat kun je waarnemen als een houten tandenstoker je huid aanraakt?
vo or
1
2
Hypothese
Noteer jouw hypothese.
TIP Hulp nodig om een
goede hypothese te formuleren? Bekijk de checklist in het vademecum.
3
CHECKLIST HYPOTHESE
Benodigdheden
houten tandenstoker THEMA 01
hoofdstuk 1
25
4
tandenstoker
Werkwijze 1 Prik lichtjes met de tandenstoker in je hand. Waarnemingen
b Wat voel je bij het harder prikken met de tandenstoker?
6
Verwerking
Besluit
8
Reflectie
el dh
7
oo f
Waardoor kan de huid deze waarnemingen doen?
Afb. 4
tu k
a Wat voel je bij het lichtjes prikken van de tandenstoker?
ds
5
2 Prik vervolgens harder met de tandenstoker in je hand.
be
a De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:
vo or
b Vergelijk je hypothese met je besluit.
OPDRACHT 5
Niet alleen dierlijke organismen kunnen aanraking waarnemen, planten kunnen dat ook. Bekijk het filmpje van de venusvliegenval en los de vragen op. 1 Op welke prikkel reageert de venusvliegenval?
26
THEMA 01
hoofdstuk 1
BEKIJK DE VIDEO
2 Waarom reageert de plant niet onmiddellijk als een vlieg zich in de val bevindt?
3 Gebeurt deze reactie snel of traag? Verklaar.
OPDRACHT 6 DOORDENKER
oo f
Beantwoord de vragen over de venusvliegenval.
ds
4 Zou de plant ook reageren als we met een tandenstoker de val aanraken?
tu k
Afb. 5 Venusvliegenval
el dh
1 Waarom zou de venusvliegenval vliegen vangen?
2 Zou de plant sterven als er geen insecten in de buurt zijn?
be
Planten en dieren kunnen meerdere veranderingen waarnemen, zoals
temperatuursveranderingen, drukverschillen en pijn. Toch lokken niet alle
veranderingen een reactie uit. Zo lokt de aanraking van één haartje bij een
vo or
venusvliegenval geen reactie uit.
Een verandering die je niet kunt waarnemen, lokt geen reactie uit en is dan
geen prikkel. Je kunt dat vergelijken met muizen die onderling communiceren zonder dat de kat het hoort. Het muizengepiep fungeert als een prikkel voor de muizen, maar niet voor de kat.
Een prikkel is dus een waarneembare verandering die voldoende groot is om erop te reageren. Als je reageert op een prikkel, was die prikkel
dus sterk genoeg. De prikkeldrempel is de minimumwaarde waarbij een bepaalde prikkel kan worden waargenomen.
THEMA 01
hoofdstuk 1
27
Een organisme kan veranderingen waarnemen dankzij zijn gevoeligheid voor prikkels.
Een prikkel is een waarneembare verandering die sterk genoeg is om een reactie van het organisme uit te lokken. kunnen waarnemen.
ds
` Maak oefening 1 t/m 4.
tu k
De prikkeldrempel is de minimale sterkte van een prikkel om die te
oo f
1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?
De meeste prikkels waarover je al leerde, zijn afkomstig van buiten het
organisme, zoals het voelen van een insect door de venusvliegenval of een een temperuursverandering in de omgeving. Omdat die prikkels vanuit de omgeving komen, noemen we ze uitwendige prikkels.
el dh
Prikkels moeten niet noodzakelijk uit de omgeving komen. Ze kunnen ook een andere oorsprong hebben. Je bestudeert dat aan de hand van het volgende voorbeeld.
OPDRACHT 7
vo or
be
Bestudeer de figuur van de urinewegen in het menselijk lichaam en beantwoord de vragen.
nieren urineleider
urineblaas
urinebuis Afb. 6 De urinewegen maken deel uit van het uitscheidingsstelsel.
28
THEMA 01
hoofdstuk 1
1 Waar komt de urine in de nieren vandaan?
3 Waarom moet je op een bepaald moment naar het toilet gaan om te plassen?
uitwendig
prikkel
inwendig
receptor
signalen
meten. Een urineblaas van een volwassen persoon heeft een volume van
1 500 ml. Als ze voor een derde gevuld is, schieten de receptoren in actie.
Die prikkel ontstaat in het lichaam; we noemen het daarom een inwendige
prikkel. Je lichaam reageert met een plasgevoel waardoor je naar het toilet moet gaan om te plassen. Negeer je die prikkel, dan gaat je sluitspier
toch ontspannen waardoor de urine verwijderd wordt. Baby’s kunnen die sluitspier nog niet controleren; het vraagt wat oefening.
be
geleider
In de wand van de urineblaas zitten receptoren die de druk op de wand
el dh
oo f
ds
4 Wat zou er gebeuren als je het plasgevoel zou negeren?
tu k
2 Waar wordt de urine tijdelijk opgeslagen?
signalen
vo or
effector
reactie
• Uitwendige prikkels zijn prikkels die afkomstig zijn uit de omgeving van het organisme, bijvoorbeeld een temperatuursverandering of een aanraking.
• Inwendige prikkels zijn prikkels die in het organisme ontstaan, bijvoorbeeld een drukverschil in de urineblaas.
` Maak oefening 5.
THEMA 01
hoofdstuk 1
29
1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen?
Een organisme beschikt over receptoren om een verandering in de omgeving of in het eigen lichaam waar te nemen.
Receptoren voor uitwendige prikkels
tu k
A
De receptoren die uitwendige prikkels opvangen, liggen meestal gegroepeerd in speciale organen: de zintuigen. De receptoren in die zintuigen zijn receptorcellen die gevoelig zijn voor een specifieke prikkel.
ds
Zo is de neus een zintuig waarin receptorcellen liggen die specifiek gevoelig zijn voor geuren. We kunnen heel wat geurstoffen opvangen, zoals de geur
van bloemen, of het aroma van koffie. Soms is een geur minder aangenaam,
bijvoorbeeld de meststoffen die je aan planten toedient. Die geuren neem je
oo f
liever niet waar; je knijpt je neus dicht. OPDRACHT 8
Beantwoord de vragen.
el dh
1 Wat zijn geuren?
2 Geuren worden waargenomen in je neus, maar zijn toch uitwendige prikkels. Verklaar.
vo or
be
3 Kleur een receptorcel die geuren kan waarnemen op de onderstaande figuur.
30
THEMA 01
hoofdstuk 1
reukslijmvlies
receptorcel
neusholte neusholte
reukstoffen
Soms liggen de receptorcellen niet geconcentreerd in een orgaan en liggen
ze meer verspreid. De receptorcellen die temperatuurverschillen waarnemen, liggen bijvoorbeeld verspreid over de hele huid.
OPDRACHT 9
Welke prikkels kunnen door de volgende zintuigen worden waargenomen?
Zintuig
Waargenomen prikkel
oog
ds
oor
tu k
Noteer in de tabel.
neus
oo f
tong
OPDRACHT 10
el dh
huid
Bekijk de afbeeldingen van uitwendige prikkels.
1 Noteer de uitwendige prikkel(s) die je op de foto’s ziet. 2 In welke organen bevinden de receptorcellen zich?
Plaats van de receptorcellen
vo or
1
Uitwendige prikkel
be
Situatie
2
3
4
THEMA 01
hoofdstuk 1
31
OPDRACHT 11
Lees de tekst en beantwoord de vragen. In een onderzoek werd een plant in een afgesloten kartonnen doos geplaatst. Er werd aan de zijkant een klein gaatje gemaakt zodat het daglicht in de doos langs deze plaats binnen kon. Er werd een kiemplantje in het midden van de doos geplaatst gedurende twee weken. De plant kreeg water en na het onderzoek en bekijk de video. a Is de groeiende plant mooi verticaal gegroeid? Ja / Nee
tu k
en meststoffen. Bestudeer de afbeeldingen van de plant voor
Afb. 7 Plant bij aanvang van het onderzoek
bekijkt?
Afb. 8 Plant na het onderzoek
oo f
c Als je weet dat de plant aan fotosynthese doet, hoe kun je
ds
b Hoe is de plant gegroeid als je het resultaat na twee weken
el dh
dan verklaren dat de plant op deze manier gegroeid is?
OPDRACHT 12
BEKIJK DE VIDEO
Lees de tekst en beantwoord de vragen.
be
Bij zonnebloempitten komt de wortel aan de puntzijde naar buiten en begint water op te zuigen. In een onderzoek werden de pitten op gelkorrels gelegd. Die gelkorrels zijn heel vochtig en houden water goed vast. Er werden verschillende zonnebloempitten in verschillende posities op de gelkorrels geplaatst. Sommige staken met de puntzijde naar boven; andere staken met de puntzijde naar beneden, nog andere waren zijwaarts geplaatst. De gelparels werden dagelijks beneveld met water gedurende een week. Het
vo or
onderzoek werd uitgevoerd op de vensterbank op kamertemperatuur. Bekijk de afbeeldingen van de zonnebloempitten voor het onderzoek en na het onderzoek. gelkorrels
gelkorrels zonnebloempitten
Afb. 9 Zonnebloempitten bij aanvang van het onderzoek
32
THEMA 01
hoofdstuk 1
zonnebloempitten
Afb. 10 Zonnebloempitten na het onderzoek
a Bij welke zonnebloempitten heeft de wortel geen water kunnen opzuigen? b In welke richting groeien de wortels? Afb. 11 Kiemende zonnebloempit
ds
tu k
c Hoe kun je dit verschijnsel bij de wortel verklaren?
OPDRACHT 13 DOORDENKER
Beantwoord de vraag.
oo f
In het internationaal ruimtestation zou een plant in elke richting kunnen groeien omdat er geen
zwaartekracht is. Toch groeien planten uiteindelijk
BEKIJK DE VIDEO
el dh
in een welbepaalde richting. Waarom?
vo or
be
Afb. 12 Tomatenplant onder ledlicht in het ISS
• Dieren vangen uitwendige prikkels op via receptorcellen. Die cellen liggen verspreid of gegroepeerd in zintuigorganen.
• Een zintuig is een orgaan waarin receptorcellen voor een bepaalde prikkel gegroepeerd liggen.
• Planten hebben ook receptoren voor uitwendige prikkels.
Dankzij receptoren kunnen organismen reageren op uitwendige prikkels. ` Maak oefening 6, 7 en 8.
B
Receptoren voor inwendige prikkels
Inwendige prikkels zijn vaak concentratieveranderingen van stoffen die door het organisme worden opgenomen of die het organisme zelf aanmaakt. Die stoffen worden door receptoren in het lichaam opgevangen.
THEMA 01
hoofdstuk 1
33
De receptoren voor inwendige prikkels zijn meestal in organen
geconcentreerd. In de alvleesklier bevinden zich bijvoorbeeld specifieke receptorcellen die gevoelig zijn voor het suikergehalte in het bloed.
Ook planten beschikken over receptoren om inwendige prikkels op te
vangen. Daarbij spelen plantenhormonen een belangrijke rol. In thema 4 OPDRACHT 14
Beantwoord de vragen. 1 Om te weten te komen of bij een jongen de puberteit al gestart is, meet de dokter het volume van de teelballen met een orchidometer.
oo f
ds
Waarom is dat een belangrijke indicatie?
tu k
gaan we hier dieper op in.
2 Hoe reageert het lichaam op het hormoon adrenaline dat vrijkomt
el dh
tijdens een heftige pretparkattractie?
prikkel
Specifieke receptoren in een organisme vangen inwendige prikkels
in zintuig
verspreid
uitwendig
be
receptor
inwendig
vo or
signalen
geleider
signalen
effector
reactie
34
THEMA 01
hoofdstuk 1
op. Inwendige prikkels zijn prikkels die in het lichaam ontstaan, zoals hormonen.
` Maak oefening 9, 10 en 11.
1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven?
OPDRACHT 15
1 Herhaal de test vijf keer en noteer jouw gemiddelde reactietijd in de kolom. 𝒕 (reactietijd) (ms)
ds
jouw gemiddelde
tu k
Hoe snel reageer je op kleurverandering van een verkeerslicht? Scan de QR-code en test het uit.
reactietijd
TEST JE REACTIESNELHEID
snelste leerling
oo f
2 Noteer in de kolom ook de gemiddelde reactietijd van de snelste leerling.
3 Zoek een verklaring voor het verschil in gemiddelde reactietijd tussen leerlingen.
el dh
4 Wat kun je daaruit besluiten?
3 Waarom gebruikt men de eenheid ‘milliseconden’ (ms) in dit experiment
be
en niet gewoon ‘seconden’ (s)?
4 Op welke prikkel reageer je?
vo or
5 In welk zintuigorgaan bevinden zich de receptorcellen om die prikkel waar te nemen?
Een prikkel die wordt opgevangen door een receptorcel, wordt omgezet in een signaal. Wanneer dat signaal tot een snel antwoord leidt, gebeurt dat
door tussenkomst van het zenuwstelsel. Het zenuwstelsel is een geleider, het transporteert het signaal door het lichaam. Hoe dat gebeurt, leer je in het volgende thema.
Planten hebben geen zenuwstelsel, maar kunnen ook relatief snel reageren op prikkels. Dat namen we waar in opdracht 5 bij de venusvliegenval.
THEMA 01
hoofdstuk 1
35
centraal
tu k
zenuwstelsel
zenuwstelsel
ds
perifeer
oo f
Afb. 13 Het zenuwstelsel is overal aanwezig in het lichaam.
Een receptor zet een prikkel om in een signaal voor de geleider. De geleider is de schakel tussen receptor en effector.
Dankzij het zenuwstelsel kunnen prikkels tot een snelle maar
el dh
kortstondige reactie leiden.
De volgende processen zorgen ervoor dat het organisme snel op de prikkel reageert:
1 Een prikkel wordt opgevangen door een receptorcel die daarvoor
vo or
be
gevoelig is.
2 De receptorcel veroorzaakt een elektrisch signaal.
3 Het zenuwstelsel verstuurt het elektrisch signaal erg snel naar de effectoren.
4 De effectoren zorgen voor een reactie. ` Maak oefening 12.
WEETJE Alcohol heeft een verdovende werking op de hersenen. Daardoor reageert
iemand die alcohol heeft gedronken
trager dan normaal. De controle over zijn been- en armspieren gaat achteruit, het
gezichtsvermogen wordt minder en hij kan zich steeds slechter concentreren. Een
voorbeeld: een bestuurder rijdt 80 km per
uur (= 22 meter per seconde). Na 3 of 4 glazen bier reageert hij een
halve seconde langzamer. Als hij plots moet remmen, heeft hij dus 11
meter meer nodig om tot stilstand te komen dan in nuchtere toestand. 36
THEMA 01
hoofdstuk 1
OPDRACHT 16
Lees de tekst, bestudeer de figuur en beantwoord de vragen.
70 ochtendmens normaal ritme avondmens
dat je slaperig, minder geconcentreerd en moe wordt. Wanneer de lichtintensiteit afneemt, start het lichaam met de aanmaak van dit hormoon. Via het bloed wordt melatonine over heel het lichaam verspreid. Bij blootstelling aan licht wordt melatonine afgebroken. De curve op grafiek 1 toont het verloop van de concentratie melatonine gedurende een volledige dag.
50 40 30
tu k
hersenen wordt aangemaakt. Het zorgt ervoor
20 10
0 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 Grafiek 1
a Waarom is de hoeveelheid melatonine het hoogst tijdens de nacht?
ds
Melatonine is een hormoon dat in een klier in de
melatonine in speeksel (pg/ml)
60
oo f
b Verklaar waarom ochtendmensen vroeg wakker zijn, terwijl avondmensen zich pas om 11 uur
el dh
uitgeslapen voelen.
c Het slaapverwekkend effect van melatonine treedt op na ongeveer een half uur. Wat kun je daarover besluiten als je het vergelijkt met de werking van het zenuwstelsel?
d Waarom is het niet gezond om net voor het slapengaan nog even op je
vo or
be
smartphone of tablet te tokkelen?
In een organisme worden er hormonen aangemaakt als gevolg van het
ontvangen van een prikkel die opgevangen wordt door receptorcellen in de hormoonklieren. Zij beoordelen de prikkel en produceren op basis daarvan
bepaalde hormonen. Die hormonen fungeren als signaalstof. Via de bloedbaan vervoeren zij informatie over de prikkel naar alle delen van het lichaam. Alle cellen die gevoelig zijn voor het specifiek hormoon, de doelcellen, kunnen
Afb. 14 Hormonen in de bloedbaan
reageren. Het zijn de effectoren, zij zorgen voor de reactie.
Omdat de geleiding van hormonen via de bloedbaan verloopt, komt de reactie meestal traag op gang en houdt ze langer aan dan bij het zenuwstelstel.
THEMA 01
hoofdstuk 1
37
Het hormonaal stelsel treedt op als geleider van informatie. Het vormt een schakel tussen receptor en effector. Het hormonaal stelsel zorgt voor trage maar langdurige reacties.
Het geleiden van de informatie van een prikkel via het hormonaal stelsel gebeurt op de volgende manier: hormoonklier.
tu k
1 Een prikkel wordt opgevangen door receptorcellen in een
2 De receptorcel produceert hormonen, die doorheen het organisme worden verspreid.
3 De hormonen stimuleren de effectoren, specifieke doelcellen, die voor een reactie zorgen. zenuwstelsel.
ds
4 De reactie komt meestal traag op gang en duurt langer dan bij het
oo f
` Maak oefening 13 en 14.
WEETJE
Bij de geleiding van prikkels is er een duidelijk snelheidsverschil
bij het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel. In het zenuwstelsel
verplaatst het signaal zich met een snelheid van 60 meter per seconde.
el dh
In het hormonaal stelsel zorgt het hormoon voor de geleiding en een hormoon verplaatst zich met 30 centimeter per seconde in de aorta.
Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel vormen een schakel tussen
receptor en effector. Ze geleiden de informatie die afkomstig is van een prikkel tot bij een effector. De effector voert de reactie uit.
be
Welke de effectoren zijn is afhankelijk van de soort informatiegeleider.
Het zenuwstelsel geleidt informatie naar klieren of spieren, het hormonaal
vo or
stelsel geleidt informatie naar specifieke doelcellen, die in meerdere soorten
38
THEMA 01
hoofdstuk 1
weefsels gelegen kunnen zijn. We bespreken deze processen van nabij in de volgende thema’s.
OPDRACHT 17
Vergelijk de informatieoverdracht van het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel. Schrijf de verschillen op de juiste plaats in het schema. Kies uit: elektrisch signaal zorgt voor de geleiding – langdurig effect – hormonen zorgen voor de geleiding – kortstondig effect – snelle reactie – trage reactie
Hormonaal stelsel
oo f
ds
tu k
Zenuwstelsel
prikkel
inwendig
vo or
uitwendig
in zintuig
verspreid
uitwendig
be
el dh
Verschillen
receptor
inwendig
signalen
zenuwstelsel
geleider
signalen
hormonaal stelsel spieren
zenuwstelsel
effector
klieren
hormonaal stelsel
weefsels met specifieke doelcellen
reactie
THEMA 01
hoofdstuk 1
39
HOOFDSTUKSYNTHESE
Î Waardoor worden regelsystemen geactiveerd? Kernbegrippen
Notities
tu k
1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel? Een prikkel is een
organisme uit te lokken.
uitwendig
De
prikkel
waarbij een prikkel waargenomen kan worden.
inwendig
1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?
in zintuig
verspreid
uitwendig
receptor
inwendig
geleider
signalen
zenuwstelsel
hormonaal stelsel
spieren
klieren
be
zenuwstelsel
effector
• Inwendige prikkels zijn prikkels die
weefsels met specifieke doelcellen
vo or
hormonaal stelsel
reactie
.
1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels
Dieren en planten hebben
THEMA 01
synthese hoofdstuk 1
voor
uitwendige en inwendige prikkels. Bij dieren liggen de
voor
uitwendige prikkels geconcentreerd of verspreid in . De
voor inwendige prikkels liggen vaak geconcentreerd in 1.4 Langs welke weg wordt de informatie van prikkels doorgegeven? Een receptor zet een prikkel om in een signaal voor de
Het
prikkels mogelijk; bij het
. Dat is de schakel tussen .
maakt een snelle reactie op
komt de reactie meestal traag op gang. De
van de geleider.
40
.
waarnemen?
signalen
• Uitwendige prikkels zijn prikkels die
el dh
is de minimumwaarde
ds
van het
oo f
die sterk genoeg is om een
verschillen naargelang de aard
.
CHECKLIST
JA
NOG OEFENEN
1 Begripskennis • Ik kan een prikkel omschrijven.
• Ik kan verschillende soorten prikkels benoemen.
• Ik kan het verschil tussen inwendige en uitwendige prikkels uitleggen.
• Ik kan benoemen welke stelsels als schakel fungeren tussen receptor en effector.
• Ik kan de rol van de geleiders omschrijven.
• Ik kan soorten effectoren benoemen en hun rol omschrijven.
2 Onderzoeksvaardigheden
ds
• Ik kan definiëren wat een regelsysteem is en de functie ervan omschrijven.
tu k
• Ik kan omschrijven wat een receptor is.
• Ik kan een hypothese formuleren in functie van de onderzoeksvraag. • Ik kan reflecteren over een onderzoek.
• Ik kan met behulp van een aangereikt onderzoek of een aangereikte tekst invullen bij je portfolio.
vo or
be
el dh
` Je kunt deze checklist ook op
oo f
de antwoorden vinden op vragen die daarmee verband houden.
THEMA 01
checklist hoofdstuk 1
41
HOOFDSTUK 2
tu k
Î Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? LEERDOELEN Je kunt al:
ds
M uitleggen dat receptoren
inwendige en uitwendige prikkels opvangen;
M uitleggen dat snelle reacties op prikkels door het zenuwstelsel
M welke receptoren informatie
voor infraroodlicht zorgen ze ervoor dat je leuke foto’s kunt maken.
oo f
Je leert nu:
Een smartphone zit bomvol slimme sensoren, die heel wat dingen
worden verwerkt.
uit de omgeving kunnen meten en detecteren. Zo bevat de camera van een smartphone sensoren voor kleuren. Samen met sensoren De temperatuursensoren kunnen vrij accuraat de temperatuur
over prikkels doorgeven aan het
meten. Druksensoren registeren dan weer aanraking van het
scherm. Ook in ons lichaam zijn soortgelijke ‘sensoren’ aanwezig.
el dh
zenuwstelsel.
2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen?
Je leerde al dat een organisme verschillende soorten prikkels kan waar-
be
prikkel
vo or
receptor
signaal
geleider
zenuwstelsel
signaal
effector reactie
nemen. De prikkels worden gedetecteerd door receptoren. Die cellen
verzamelen bepaalde informatie over de omstandigheden in hun omgeving,
zowel in als buiten het lichaam. De receptoren kunnen de informatie van de
prikkel omzetten in een signaal voor het zenuwstelsel. Dat signaal wordt dan via die geleider doorgegeven naar de effectoren. In de effectoren vindt dan een reactie plaats.
Het zenuwstelsel geeft informatie door in het lichaam. Op die manier kan het lichaam reageren op veranderingen.
Prikkels die leiden tot een snelle reactie worden via het zenuwstelsel verwerkt. Bij gewervelde dieren (vissen, reptielen, amfibieën, vogels,
zoogdieren) gebeurt die verwerking in de hersenen en/of het ruggenmerg.
Die twee verwerkingscentra kunnen enkel informatie verwerken die omgezet is in elektrische signalen.
Receptoren zetten prikkels om in elektrische signalen, de taal van ons zenuwstelsel. Hoe dat precies gebeurt, ontdek je in dit hoofdstuk. 42
THEMA 01
hoofdstuk 2
OPDRACHT 18
Welke prikkels kunnen organismen allemaal waarnemen? Noteer bij elke afbeelding over welke waarneembare verandering het gaat. Kies uit: beweging – (verandering in) concentratie van een stof in het bloed – dorst – geluid –
vo or
be
el dh
oo f
ds
verandering van licht
tu k
inwerking van de zwaartekracht – lege maag – pijn – verandering in temperatuur –
THEMA 01
hoofdstuk 2
43
OPDRACHT 19
ONDERZOEK
Hoe kan de huid warmte en koude detecteren? 1
Hoe kunnen receptoren in de huid een temperatuur waarnemen? Hypothese
tu k
2
Onderzoeksvraag
Noteer een hypothese. 3
ds
drie bekers of emmers warm water (ca. 40 °C) koud water (ca. 20 °C) Werkwijze
oo f
4
Benodigdheden
1 Neem drie emmers of bekers die voldoende groot zijn zodat beide handen erin passen.
2 Vul één beker met koud water en één beker met warm water. 3 Vul de derde beker met lauw water (helft warm, helft koud).
4 Breng tegelijkertijd je linkerhand in de beker met koud water en je rechterhand in de beker met
el dh
warm water.
5 Breng na enkele minuten beide handen in de beker met lauw water. 5
6 Houd je handen een tijdje in die beker. Waarneming
6
Verwerking
be
a Wat neem je waar als je één hand in koud water en één hand in warm water stopt?
vo or
b Wat neem je waar wanneer je beide handen vervolgens in de beker met lauw water stopt?
c Hoelang neem je een verschil in temperatuur waar?
7
Besluit
Noteer een besluit.
44
THEMA 01
hoofdstuk 2
8
Reflectie
b Vergelijk je hypothese met je besluit.
ds
c Waarom neem je na een tijdje geen verschil meer waar tussen de handen?
tu k
a De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:
oo f
d Is de huid geschikt om een exacte temperatuur waar te nemen?
el dh
In het lichaam zijn specifieke receptoren aanwezig. In de huid zijn
bijvoorbeeld receptoren aanwezig die geactiveerd worden als ze een
temperatuursverandering waarnemen. Dat noemen we de thermoreceptoren. Receptoren in het oog zijn gevoelig voor een verandering van licht, de
fotoreceptoren. Een receptor is dus gevoelig voor één bepaalde prikkel,
de gepaste prikkel. Om een hele reeks prikkels waar te nemen, beschikt je lichaam over een hele reeks verschillende soorten receptoren.
be
OPDRACHT 20 ONDERZOEK
vo or
Onderzoek waar de receptoren voor smaak liggen aan de hand van Labo 1 op p. 185.
THEMA 01
hoofdstuk 2
45
Receptoren in het menselijk lichaam
Kenmerken
Mechanoreceptoren
• Gevoelig voor: druk, geluid en aanraking
• Voorbeelden van plaatsen in het
uitstulpingen
lichaam: huid en oor
• Werking: als de uitstulpingen of
haarcel
haartjes bewegen als gevolg van
tu k
druk of aanraking, dragen de
mechanoreceptoren een elektrisch
signaal over naar het zenuwstelsel.
ds
zenuwcel
Afb. 15 Haarcellen zijn de mechanoreceptoren in het oor. Ze zijn verbonden met zenuwcellen.
Chemoreceptoren
• Gevoelig voor:
reukreceptor
oo f
concentratieverandering van stoffen (geuren, smaken)
• Voorbeelden van plaatsen in het
el dh
lichaam: neus en tong
be
neusholte
smaakreceptor
tong
• Werking: als er stoffen op de chemoreceptoren binden,
dragen ze een elektrisch signaal over naar het zenuwstelsel. Geurreceptoren kunnen
gasvormige stoffen waarnemen,
smaakreceptoren kunnen opgeloste stoffen waarnemen. Smaak- en geurreceptoren worden samen chemoreceptoren genoemd.
smaak- en geurstoffen
vo or
Afb. 16 In de neus en op de tong zitten heel wat chemoreceptoren.
Thermoreceptoren
• Gevoelig voor: opperhuid
lichaam: huid
• Werking: bij
temperatuursveranderingen
dragen thermoreceptoren een
koudereceptor
lederhuid
warmtereceptor
temperatuursveranderingen
• Voorbeelden van plaatsen in het
elektrisch signaal over naar het
zenuwstelsel. thermoreceptoren
nemen temperaturen waar tussen de 15 en 45 °C, waarbij we opwarming
Afb. 17 Thermoreceptoren in de huid registreren opwarming en afkoeling.
46
THEMA 01
hoofdstuk 2
en afkoeling kunnen waarnemen.
Temperaturen onder of boven die grens worden als pijn ervaren.
Receptoren in het menselijk lichaam
Kenmerken
Pijnreceptoren
• Gevoelig voor: beschadiging
pijnreceptor
opperhuid
• Voorbeelden van plaatsen in het lichaam: huid, spieren, ingewanden
• Werking: bij beschadiging dragen pijnreceptoren een elektrisch signaal over naar het
zenuwstelsel. Dat is een belangrijk signaal,
lederhuid
tu k
het waarschuwt het lichaam dat het moet
handelen en bijsturen om verdere beschadiging te voorkomen. Naast prikkeling van de
pijnreceptoren kan een zeer sterke prikkeling van andere receptoren ook een pijngevoel
opwekken (te fel licht, te luid geluid, te sterke
ds
opwarming of afkoeling).
Afb. 18 Pijnreceptoren bevinden zich onder andere in de huid.
• Gevoelig voor: licht
• Voorbeelden van plaatsen in het lichaam: oog
oo f
Fotoreceptoren fotoreceptoren
netvlies
• Werking: de fotoreceptoren zijn gevoelig voor de straling met een bepaalde golflengte, de zichtbare straling. Bij invallend licht dragen
fotoreceptoren een elektrisch signaal over naar
el dh
het zenuwstelsel.
Afb. 19 In het oog bevinden zich fotoreceptoren.
receptoren. Ze zijn niet
aanwezig bij de mens, maar wel
nw
W
O
Z
bij sommige andere dierlijke
vo or
zo
receptoren zijn er nog andere
N
zw
Naast de opgesomde
no
be
WEETJE
organismen.
• Dieren zoals haaien en
vogelbekdieren beschikken over elektroreceptoren.
Afb. 20 Elektroreceptoren bij de haai
Afb. 21 Duiven beschikken over magnetoreceptoren.
Daarmee kunnen ze elektrische signalen detecteren. Aan de hand van elektroreceptoren kunnen ze een prooi opsporen zonder ze te zien of te ruiken.
• Andere dieren, zoals bijvoorbeeld de duif, bezitten magnetoreceptoren. Met die receptoren nemen ze het magnetisch veld van de aarde waar. Het werkt als een kompas. Daardoor vindt een duif altijd zijn thuishaven terug.
THEMA 01
hoofdstuk 2
47
Receptoren zijn specifiek omdat ze door welbepaalde, gepaste prikkels
worden geactiveerd. Receptoren zijn verbonden met het zenuwstelsel en geven hun informatie door via een elektrisch signaal.
Mensen beschikken over verschillende soorten receptoren: Receptoren
licht
fotoreceptoren
druk, geluid en
mechanoreceptoren
aanraking
oog
oor, huid
chemoreceptoren
neus, tong
temperatuurs-
thermoreceptoren
huid
beschadiging
pijnreceptoren
huid
ds
concentratieverandering van stoffen
oo f
verandering
Maak oefening 15 t/m 19.
el dh
`
Zintuigen
tu k
Soorten prikkels
2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor?
Geluid dat te stil is, hoor je niet. Pas als de prikkel voldoende sterk is, en dus het geluid voldoende luid is, zullen de receptoren geactiveerd worden. Voor
be
de mechanoreceptoren in je oor betekent dat de geluidsgolven voldoende
vo or
BEWEGENDE HAARCELLEN
48
THEMA 01
hoofdstuk 2
sterk moeten zijn om de haartjes aan de haarcellen in je oor te plooien. Pas dan zullen die gespecialiseerde cellen een elektrisch signaal maken en dat signaal daarna doorgeven aan de omliggende zenuwcellen. haarcel
zenuwcel
haartje
prikkel: geluidsgolven
receptor haarcel met haartjes
geleider: zenuwcel
haarcel
zenuwcel
haartje
aanmaak elektrisch signaal in receptorcel
ds
Afb. 22
overdracht elektrisch signaal naar zenuwcel
tu k
grotere buiging haarcellen bij voldoende luide toon
Zodra de prikkel de prikkeldrempel overschrijdt, wordt de receptorcel
geprikkeld. Voor het gehoor gebeurt dat bij een voldoende plooiing van de haartjes op de mechanoreceptoren, voor het zicht gebeurt dat wanneer er
oo f
voldoende intens licht op de fotoreceptor valt.
In thema 2 zul je leren hoe het elektrisch signaal wordt overgedragen tussen de verschillende cellen.
el dh
Zodra de prikkel sterker is dan de prikkeldrempel, kan de receptor de prikkel opvangen en omzetten naar een elektrisch signaal.
Dat elektrisch signaal wordt daarna overgedragen naar een zenuwcel. Maak oefening 20, 21 en 22.
vo or
be
`
THEMA 01
hoofdstuk 2
49
HOOFDSTUKSYNTHESE
tu k
Î Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? Kernbegrippen
Notities
2.1 Welke prikkels kunnen receptoren van dierlijke organismen uitwendig
opvangen?
inwendig
welbepaalde,
prikkel
inwendig
verspreid
signalen
geleider
signalen
zenuwstelsel
hormonaal stelsel
be
spieren
zenuwstelsel
effector
klieren
weefsels met specifieke doelcellen
vo or
hormonaal stelsel
reactie
50
THEMA 01
ds
Receptoren van het zenuwstelsel kunnen ingedeeld worden in:
oo f
receptor
in zintuig
geactiveerd.
worden
•
•
, die gevoelig zijn voor
druk of beweging;
, die gevoelig zijn voor
een verandering in de aanwezigheid of concentratie van
el dh
uitwendig
Receptoren van het zenuwstelsel zijn specifiek omdat ze door
synthese hoofdstuk 2
• •
•
bepaalde stoffen;
een verandering in de temperatuur;
, die gevoelig zijn voor
gevoelig zijn voor beschadigingen van het lichaam;
, die
, die gevoelig zijn voor
bepaalde golflengtes van het stralingsspectrum.
2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor? Zodra de prikkel de
bereikt, kan de receptor de prikkel opvangen en omzetten naar .
een
Dat signaal wordt vervolgens overgedragen naar een .
CHECKLIST
JA
NOG OEFENEN
1 Begripskennis • Ik kan de functie van een receptor beschrijven.
• Ik kan de termen gepaste prikkel en prikkeldrempel verklaren. • Ik kan receptoren indelen en beschrijven. • Ik kan een hypothese formuleren. • Ik kan een besluit formuleren. Je kunt deze checklist ook op
invullen bij je portfolio.
vo or
be
el dh
oo f
ds
`
tu k
2 Onderzoeksvaardigheden
THEMA 01
checklist hoofdstuk 2
51
