Symbiose

1

W E R K B O E K B I O LO G I E

havo-vwo

Methodewijzer SYMBIOSE SYMBIOSE is een op de praktijk toegespitste biologiemethode vol met uitdagende en verrassende opdrachten. Daarnaast maken concept-context modules een belangrijk onderdeel uit van de methode. Methodesite www.ovdsymbiose.nl ondersteunt de methode. Op deze methodesite staan bijvoorbeeld de gratis docentenhandleidingen en toetsen.

1

W E R K B O E K B I O LO G I E

havo-vwo

De methode omvat een apart theorieboek en werkboek. Het werkboek biedt de leerling ruim de gelegenheid de theorie te oefenen en toe te passen.

Ieder hoofdstuk begint met een introductie. De theorie is helder van opzet. De kernbegrippen zijn makkelijk herkenbaar in de tekst. Duidelijke illustraties en foto’s verhelderen de theorie.

Het werkboek staat vol met uitdagende en verassende opdrachten. Bijvoorbeeld door een actieve manier van herhaling met hoofdstukpuzzels. In practica oefenen leerlingen onderzoeksvaardigheden en leren zij objectief waar te nemen. Pictogrammen geven aan of bij een opdracht internet nodig is, of het om een practicum gaat of dat het een groepsopdracht betreft.

De verdiepingskaders geven meer informatie over het onderwerp. Veel van de onderwerpen plaatsen de aangeboden concepten (begrippen) in een andere context.

1. cel niveau

2. weefsel

glad sp

gladde spiercel

5. organisme niveau

m

4. organen

slok

d

d spijsverteringsstelsel

Introductietekst bij begin van ieder hoofdstuk Inhoudsopgave per hoofdstuk

2

1

Onderdeel van een groter geheel Kijk eens naar jezelf. Je bestaat uit allerlei lichaamsdelen.

Net als jij bestaat ook een Bengaalse tijger uit allerlei verschillende onderdelen, net als een perenboom of een bultrug. Je onderdelen zijn weer deel van een groter geheel.

Ze zijn van JOU. En jijzelf bent ook weer onderdeel van iets groters, net als de tijger, de boom en de walvis. Allemaal maken ze deel uit van een levend geheel: de aarde.

4

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Organiseren op niveau … 1 Kleinste eenheid van leven: de cel … 2 Werken met de microscoop … 5 Levenskenmerken … 9 Weefsel, organen en orgaanstelsels … 11 Onderzoek doen … 19 5

en

SUPERMICROSCOOP Met een schoolmicroscoop zie je lang niet alles.

Organellen als celkern of chloroplast zie je nog wel, maar niet tot in detail. Een elektronenmicroscoop is een apparaat dat geen licht gebruikt om te vergroten, maar dat gebruikmaakt van een magnetisch veld.

Sommige van deze microscopen kunnen een onderwerp wel een miljoen keer vergroten, waardoor de kleinste details zichtbaar zijn.

Fig. 1.7 Beerdiertje op een stukje mos, gezien door een elektronenmicroscoop. Deze diertjes zijn ongeveer een halve millimeter groot.

Biologen tekenen geen kunstwerk, ze tekenen om iets te laten zien. Daarom gelden er bij het maken van een tekening voor biologie enkele regels: • Gebruik altijd een potlood.

• Gebruik je hele tekenpapier (teken niet te klein).

• Teken niet schetsend.

• Teken alleen wat je ziet, verzin niets wat je volgens het boek zou moeten zien.

• Zet de juiste namen bij de getekende onderdelen; zet ze aan de rechterkant van je tekening. Gebruik rechte, niet kruisende lijnen.

• Schrijf boven aan je tekening wat je hebt getekend en welke vergroting je hebt gebruikt.

Verdiepingskaders geven meer informatie

» Maak opdracht 8 tot en met 12 in je werkboek.

1.4 Levenskenmerken

Hoe gebruik je de microscoop?

Voordat je iets onder microscoop kunt bekijken, maak je eerst een preparaat. Een preparaat is het onderwerp dat je wilt bekijken op een objectglas en onder een dekglas. Het onderwerp, bijvoorbeeld een stukje ui, leg je in een druppel water in het midden van het objectglas. Daarna dek je het stukje ui voorzichtig af met een dekglas. Vervolgens plaats je het prepraat tussen de klemmen op de tafel.

Bij het scherpstellen begin je met het kleinste objectief. Dit is het objectief met de rode streep. Je stelt nu scherp met de grote stelschroef. Heb je scherp beeld, dan kun je het volgende objectief voorzetten. Bij het middelste (gele streep) en het grootste objectief (blauwe streep) gebruik je in principe alleen nog maar de kleine stelschroef. Gebruik je de grote stelschroef, dan bestaat de kans dat je het preparaat en de microscoop beschadigt.

• LEVENSKENMERK • DOOD • LEVENLOOS

In het woord microscoop kun je de woorden ‘micro’, wat klein betekent, en scoop, wat kijken betekent. Met een microscoop kun je dus naar kleine dingen kijken. Met een telescoop kun je naar dingen ver weg kijken zoals planeten. Zoals je wellicht al had gedacht betekent ‘tele’ ver weg.

Biologische tekening maken BiBiologen willen, net als alle andere wetenschappers, alles wat ze waarnemen vastleggen. Voor biologen is het erg belangrijk dat ze veel tekenen. Zo leren ze goed te kijken. Hoe biologen verder onderzoek doen, lees je later in dit hoofdstuk. Hier gaat het over het maken van een tekening.

Als je een tekening maakt voor biologie, dan is dit niet zomaar een tekening. Je laat in je tekening zien wat je waarnam. Dit kan in een schematische tekening, hierin laat je alleen de belangrijkste onderdelen zien. Soms teken je iets precies na, met alle details, dit noem je een natuurgetrouwe tekening.

10

Kernbegrippen zijn makkelijk te herkennen

In de eerste paragraaf las je dat een organisme een ander woord is voor een levend wezen. Maar hoe weet je of iets leeft, dood is of zelfs nooit heeft geleefd?

Iets is levend als het zeven levenskenmerken vertoont.

Iets leeft als het: • beweegt • zich voedt • uitscheidt • waarneemt • zich voortplant • groeit • ademhaalt.

Fig. 1.8 Cheeta in volle sprint

Kaders met interessante feitjes

Iets is dood als het ooit heeft geleefd. Als iets nooit heeft geleefd, dan noem je dat levenloos. In het volgende overzicht lees je meer over de zeven levenskenmerken.

Bewegen (figuur 1.8) Van A naar B gaan. Sommige bewegingen zijn erg duidelijk, zoals die van een rennende cheeta. Andere bewegingen, zoals een zonnebloem die meedraait met de zon, zijn minder duidelijk.

Fig. 1.9 Ooievaar die een konijn eet

Voeden (figuur 1.9) Eten en drinken. Dieren moeten andere organismen eten om te kunnen overleven. Planten maken overdag zelf voedsel dat ze ’s nachts gebruiken.

1.4 Levenskenmerken

11

Concept-context modules Een belangrijk onderdeel van de methode zijn de digitale concept-context modules. Per leerjaar zijn er vijf modules waarbij de leerling de geleerde concepten in een andere context leert plaatsen. Dit zorgt onder meer voor een soepele doorstroming naar de bovenbouw.

Denk bijvoorbeeld aan grassen en hun rol in onze voedselvoorziening.

Verspreid over het boek kom je kaders tegen met daarin interessante feitjes.

De volgende thema’s komen in de onderbouw aan bod: Deel 1: • algemene biologische vaardigheden als onderzoek doen en microscopie • cellen, weefsels en orgaanstelsels • skelet en spieren • ecologie: voedselketens en ecosystemen • planten • dieren: voortbeweging, ademhaling en voeding • ordening • zenuwstelsel en zintuigen Deel 2: • vaardigheden als onderzoek doen • gedrag • ademhalingstelsel • circulatiestelsel • spijsvertering • voortplanting en seksuele voorlichting • evolutie • erfelijkheid • ecologie: energiestromen, stoffenstromen en natuurbeheer.

Methodewijzer

SYMBIOSE voor de onderbouw bestaat uit de volgende onderdelen: • deel 1, tekstboek • deel 1, werkboek • deel 2, tekstboek • deel 2, werkboek • digitale concept-context modules • methodesite, www.ovdsymbiose.nl • eventueel ook beschikbaar als geheel digitale methode Zoekt u een methode die speciaal op uw onderwijscurriculum is toegesneden? De thema’s van SYMBIOSE zijn naar eigen inzicht in te delen. Wij maken een omslag die qua look-and-feel aansluit aan uw school.

3

1

nderdeel van een O groter geheel Kijk eens naar jezelf. Je bestaat uit allerlei lichaamsdelen.

Net als jij bestaat ook een Bengaalse tijger uit allerlei verschillende onderdelen, net als een perenboom of een bultrug. Je onderdelen zijn weer deel van een groter geheel.

Ze zijn van JOU. En jijzelf bent ook weer onderdeel van iets groters, net als de tijger, de boom en de walvis. Allemaal maken ze deel uit van een levend geheel: de aarde.

4

5. organisme niveau

spijsve

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Organiseren op niveau … 6 Kleinste eenheid van leven: de cel … 7 Werken met de microscoop … 9 Levenskenmerken … 11 Weefsel, organen en orgaanstelsels … 13 Onderzoek doen … 21 5

1.1 Organiseren op niveau • ORGANISME • ORGAAN • WEEFSEL • CEL • SOORT • ECOSYSTEEM

Je helpt je moeder met het planten van nieuwe bollen in de tuin. Nadat je klaar bent en je handen wilt wassen, lees je op de zeepflacon dat de zeep een antibacteriële werking heeft.

Wat zijn bacteriën eigenlijk?

Op onze planeet zijn allerlei levende wezens te vinden. Jij bent een voorbeeld van zo’n levend wezen. Bacteriën zijn ook levende wezens. Een levend wezen noemen we ook wel een organisme.

De mens is slecht één van de geschatte 100 miljoen soorten die op aarde voorkomen.

Een organisme, zoals jijzelf, bestaat uit miljarden cellen.

Meerdere cellen bij elkaar vormen een weefsel. Weefsels die samenwerken, vormen samen weer organen, zoals het hart, botten, spieren. Het hart en ook longen zijn voorbeelden van organen. In figuur 1.1 zie je hoe dit van klein naar groot eruit ziet: van cel naar organisme.

Een organisme bestaat dus uit verschillende delen, maar maakt ook deel uit van iets groters. Een organisme behoort ook tot een groep van dezelfde organismen, een soort. Jij behoort tot de soort ‘mens’. Organismen behoren tot dezelfde soort als ze samen nakomelingen kunnen krijgen.

1. cel niveau

2. weefsel niveau

glad spierweefsel

gladde spiercel

3. orgaan niveau spierlagen

5. organisme niveau maag

dekweefsel

4. organenstelsel niveau slokdarm lever galblaas alvleesklier dunnen darm dikke darm Fig. 1.1 Organisatie in het menselijk lichaam

6

spijsverteringsstelsel

endeldarm

Op de zeepflacon staat ook dat de zeep Teatree-olie bevat.

Teatree-olie verzacht en ontsmet de huid van je handen. Het is afkomstig van een boom die alleen in Australië voorkomt.

Deze boomsoort maakt deel uit van een ecosysteem.

Binnen een ecosysteem leven organismen van verschillende soorten samen binnen een bepaald gebied. De omgeving is van invloed op deze soorten.

»»Maak opdracht 1 en 2 in je werkboek.

1.2 Kleinste eenheid van leven: de cel • CELMEMBR A AN • C Y TOPL A SMA • CELKERN • CELWAND • CELLULOSE • CELORGANEL • CHLOROPL AST • MITOCHONDRIUM • PERMANENTE VACUOLE

De cel is het kleinste levende onderdeel van een organisme.

Sommige organismen bestaan uit niet meer dan één cel (zie figuur 1.2). Een menselijk lichaam bestaat uit biljoenen cellen.

Voor de duidelijkheid: een biljoen is een getal met twaalf nullen!

De cel Je organen bestaan uit verschillende soorten cellen zoals bloedcellen, spiercellen, huidcellen en zo kun je nog wel even doorgaan. Al deze verschillende cellen hebben twee dingen met elkaar gemeen. Ze hebben allemaal een celmembraan.

Deze zachte buitenlaag bepaalt wat er in en wat er uit de cel gaat. Alle cellen bevatten ook een gelachtige vloeistof, het cytoplasma. Het cytoplasma van bijna alle cellen bevat een celkern. De celkern stuurt de cel aan.

Fig. 1.2 Euglena is een voorbeeld van een organisme dat bestaat uit één cel

Verschillende cellen binnen een mens Cellen zijn er in allerlei vormen en maten. De grootste menselijke cel is de eicel (figuur 1.3).

Hoe groot is een eicel dan? Kijk maar eens naar de punt aan het eind van deze zin. Zo groot dus. Klein?

Dit is een reuzenformaat voor cellen. Een rode bloedcel bijvoorbeeld is tien keer kleiner dan een eicel.

Fig 1.3 Eicel

De vorm en grootte van een cel hangt af van zijn taak. Een zenuwcel heeft bijvoorbeeld veel uitlopers en is erg lang. De rode bloedcel (zie figuur 1.4) is rond en heeft een deukje. Witte bloedcellen en spiercellen kunnen van vorm veranderen.

Verschillende cellen in verschillende organismen Biologen stoppen graag dingen in hokjes, dat houdt alles lekker overzichtelijk. Dus doen ze dit ook bij cellen. Bestudeer je cellen van verschillende organismen, dan zie je grote verschillen. De cellen van dieren zien er bijvoorbeeld heel Fig 1.4 Rode bloedcel 1 Onderdeel van een groter geheel

7

anders uit dan die van planten. En een bacteriecel is weer anders dan een cel van een schimmel.

Naast de algemene kenmerken celmembraan en cytoplasma, zijn er cellen die een celwand hebben. Deze tweede buitenste laag is gemaakt van stug materiaal genaamd cellulose.

Celwanden komen voor bij schimmels, bacteriën en planten, maar niet bij dieren.

Je rode bloedcellen zijn de enige cellen in je lichaam zonder celkern.

Bestudeer je de cel nog wat nauwkeuriger, dan kom je allerlei kleine ‘celorganen’ tegen. Deze zogeheten celorganellen hebben binnen de cel een speciale functie. Zoals de chloroplasten (bladgroenkorrels) van een plantencel.

Chloroplasten maken voedsel voor een plant. Meer hierover leer je in het hoofdstuk Planten. Naast een celorganel dat voedsel maakt, zijn er ook celorganellen die voedsel omzetten in energie, de mitochondria. Planten- en schimmelcellen hebben daarnaast ook nog een permanente vacuole. In een vacuole slaat de cel voedsel, afvalstoffen en water op. En ze zorgt voor stevigheid van de cel.

In het volgende overzicht zie je de grootste verschillen tussen een bacterie-, schimmel-, planten- en dierlijke cel.

BACTERIECEL

SCHIMMELCEL

PLANTENCEL

DIERLIJKE CEL

celwand

celwand

celwand

celmembraan

celmembraan

celmembraan

celmembraan

cytoplasma

cytoplasma

cytoplasma

cytoplasma

celkern

celkern

celkern

chloroplast mitochondriën

mitochondriën

mitochondriën

permanente vacuole

permanente vacuole

Schema 1 Overzicht van verschillen tussen cellen

»»Maak opdracht 3 tot en met 7 in je werkboek.

8

mitochondriën

1.3 Werken met de microscoop • O C UL AIR • T UBUS • R E VO LV ER • O B J EC TIEF • AR M • TAFEL • D IAFR AGM A • K LE M M EN • GROTE S TEL S CHRO EF • K LEINE S TEL S CHRO EF • VO E T • PREPAR A AT • O B JEC TGL A S • DEKGL A S • BI O LO G IS CHE TEK ENING • S CHE M ATIS CHE TEK ENING • NATUURGE TRO UWE TEK ENING

Met de microscoop die je in de klas gebruikt kun je veel details van cellen zien. Maar de eerste microscopen konden dat helemaal niet. Ze zagen er niet eens uit als een hedendaagse microscoop! De uitvinder van de microscoop was in eerste instantie niet eens bioloog maar een Nederlandse lakenhandelaar (handelaar in textiel). Antonie van Leeuwenhoek zocht naar een methode waarmee hij de kwaliteit van stof kon onderzoeken. Met wat lenzen maakte hij een apparaatje waarmee dit mogelijk was.

Nieuwsgierig als Antonie van Leeuwenhoek was, bekeek hij door zijn eigen microscopen veel meer dingen dan alleen maar stof. Zo ontdekte hij het bestaan van bacteriën. Hij noemde ze ‘kleine beestjes’. Dit was in 1676. Wat bacteriën precies waren, ontdekten wetenschappers pas in de negentiende eeuw.

Schoolmicroscoop De schoolmicroscoop heeft verschillende glazen lenzen om het te bekijken onderwerp te vergroten. Om het goed te kunnen zien, bevat de microscoop een lichtbron. De lens waar je door kijkt, noem je oculair. Deze lens heeft normaal gesproken een vergroting van 10x. Het oculair zit vast aan een soort buis, de tubus. Onder de tubus hangt de revolver waar verschillende lenzen aan vastzitten, de objectieven.

Ieder objectief heeft een andere vergroting. Meestal zit er een 4x, een 10x en een 40x objectief op de microscoop.

Om de totale vergroting van je onderwerp te berekenen, vermenigvuldig je de vergroting van het oculair met die van het objectief dat je gebruikt.

De revolver is weer bevestigd aan de arm. De tafel, waar je het te bestuderen onderwerp op legt, maak ook deel uit van deze arm. Door het gat in de tafel valt het licht. De grootte van deze opening regel je met het diafragma. Het onderwerp waar je een preparaat van hebt gemaakt, klem je vast onder de klemmen. Twee knoppen zorgen ervoor dat je scherp ziet. De grote en de kleine stelschroef. De grote stelschroef is voor grove scherpstelling en de kleine voor de fijne scherpstelling. Tot slot staat de microscoop op een voet. De voet bevat de lichtbron.

Fig. 1.5 Microscoop van Van Leeuwenhoek

oculair

revolver

objectieven

arm

klemmen grote stelschroef

tafel

diafragma

kleine stelschroef

lichtbron

voet

Bekijk alle onderdelen van de microscoop nog eens in figuur 1.6.

1 Onderdeel van een groter geheel

Fig. 1.6 Microscoop

9

SUPERMICROSCOOP Met een schoolmicroscoop zie je lang niet alles.

Organellen als celkern of chloroplast zie je nog wel, maar niet tot in detail. Een elektronenmicroscoop is een apparaat dat geen licht gebruikt om te vergroten, maar dat gebruikmaakt van een magnetisch veld.

Sommige van deze microscopen kunnen een onderwerp wel een miljoen keer vergroten, waardoor de kleinste details zichtbaar zijn.

Fig. 1.7 Beerdiertje op een stukje mos, gezien door een elektronenmicroscoop. Deze diertjes zijn ongeveer een halve millimeter groot.

Hoe gebruik je de microscoop?

Voordat je iets onder microscoop kunt bekijken, maak je eerst een preparaat. Een preparaat is het onderwerp dat je wilt bekijken op een objectglas en onder een dekglas. Het onderwerp, bijvoorbeeld een stukje ui, leg je in een druppel water in het midden van het objectglas. Daarna dek je het stukje ui voorzichtig af met een dekglas. Vervolgens plaats je het prepraat tussen de klemmen op de tafel.

Bij het scherpstellen begin je met het kleinste objectief. Dit is het objectief met de rode streep. Je stelt nu scherp met de grote stelschroef. Heb je scherp beeld, dan kun je het volgende objectief voorzetten. Bij het middelste (gele streep) en het grootste objectief (blauwe streep) gebruik je in principe alleen nog maar de kleine stelschroef. Gebruik je de grote stelschroef, dan bestaat de kans dat je het preparaat en de microscoop beschadigt.

Biologische tekening maken BiBiologen willen, net als alle andere wetenschappers, alles wat ze waarnemen vastleggen. Voor biologen is het erg belangrijk dat ze veel tekenen. Zo leren ze goed te kijken. Hoe biologen verder onderzoek doen, lees je later in dit hoofdstuk. Hier gaat het over het maken van een tekening.

Als je een tekening maakt voor biologie, dan is dit niet zomaar een tekening. Je laat in je tekening zien wat je waarnam. Dit kan in een schematische tekening, hierin laat je alleen de belangrijkste onderdelen zien. Soms teken je iets precies na, met alle details, dit noem je een natuurgetrouwe tekening.

10

In het woord microscoop kun je de woorden ‘micro’, wat klein betekent, en scoop, wat kijken betekent. Met een microscoop kun je dus naar kleine dingen kijken. Met een telescoop kun je naar dingen ver weg kijken zoals planeten. Zoals je wellicht al had gedacht betekent ‘tele’ ver weg.

Biologen tekenen geen kunstwerk, ze tekenen om iets te laten zien. Daarom gelden er bij het maken van een tekening voor biologie enkele regels: • Gebruik altijd een potlood.

• Gebruik je hele tekenpapier (teken niet te klein).

• Teken niet schetsend.

• Teken alleen wat je ziet, verzin niets wat je volgens het boek zou moeten zien.

• Zet de juiste namen bij de getekende onderdelen; zet ze aan de rechterkant van je tekening. Gebruik rechte, niet kruisende lijnen.

• Schrijf boven aan je tekening wat je hebt getekend en welke vergroting je hebt gebruikt.

»»Maak opdracht 8 tot en met 12 in je werkboek.

1.4 Levenskenmerken • LEVENSKENMERK • DOOD • LEVENLOOS

In de eerste paragraaf las je dat een organisme een ander woord is voor een levend wezen. Maar hoe weet je of iets leeft, dood is of zelfs nooit heeft geleefd?

Iets is levend als het zeven levenskenmerken vertoont.

Iets leeft als het: • beweegt • zich voedt • uitscheidt • waarneemt • zich voortplant • groeit • ademhaalt.

Fig. 1.8 Cheeta in volle sprint

Iets is dood als het ooit heeft geleefd. Als iets nooit heeft geleefd, dan noem je dat levenloos. In het volgende overzicht lees je meer over de zeven levenskenmerken.

Bewegen (figuur 1.8) Van A naar B gaan. Sommige bewegingen zijn erg duidelijk, zoals die van een rennende cheeta. Andere bewegingen, zoals een zonnebloem die meedraait met de zon, zijn minder duidelijk.

Fig. 1.9 Ooievaar die een konijn eet

Voeden (figuur 1.9) Eten en drinken. Dieren moeten andere organismen eten om te kunnen overleven. Planten maken overdag zelf voedsel dat ze ’s nachts gebruiken.

1 Onderdeel van een groter geheel

11

Colofon AUTEURS

Deborah Wust Jorinde Post Arno de Bruin Onno Rook REDACTIE

Maartje Smit VORMGEVING EN OPMAAK

Dorèl Extra Bold, Groningen ILLUSTRATIES

Gemm’Art, Huizen EINDREDACTIE

OVD Educatieve Uitgeverij BEELDVERWERVING

OVD Educatieve Uitgeverij